Использование арахисового и пальмового масел в качестве топлива дизельных двигателей

Повышение экологических требований к тракторным дизелям и рост цен нефтяных топлив вызывают необходимость поиска альтернативных топлив, способных частично или полностью заменить традиционные, – например, растительных масел. Арахисовое и пальмовое масла являются наиболее конкурентоспособными и доступными. Исследования проведены с целью оценки возможности использования арахисового и пальмового масел в качестве добавок к дизельному топливу тракторных двигателей. Экспериментальные исследования проводились на тракторном двигателе воздушного охлаждения Д-120 на смесевых топливах, по составу приближенных по физико-химическим свойствам к базовому дизельному топливу. В первой серии опытов смесевое топливо содержало по объему 40% арахисового масла, 30% дизельного топлива и 30% керосина. Во второй серии опытов дизельное топливо смешивалось с 10 и 20% пальмового масла. Анализировали влияние масел на расход топлива, удельный эффективный расход топлива и концентрацию токсичных компонентов отработавших газов. В качестве эталона использовали чистое дизельное топливо. Экспериментально установлено, что добавка 40% арахисового масла приводит к увеличению расхода топлива на 8…10% и концентрации продуктов неполного сгорания (углеводородов – на 25…32%, СО – в 1,55 раза). Концентрация оксидов азота и сажи снижается на 10…25% в зависимости от режима. При добавлении 10% пальмового масла расход топлива увеличивается на 0,1…0,2 кг/ч, при 20% – на 0,2…0,3 кг/ч. На низких и средних нагрузках 20%-ная добавка масла привела к снижению содержания углеводородов на 42% и увеличению СО на 37…49%. При высоких нагрузках снизилось содержание углеводородов на 17% и оксидов азота на 21% (4550 ppm), концентрация СО увеличилась в 6-8 раз (до 65 ppm). Содержание сажи в отработавших газах при 10%-ной добавке снижается на 20…30%, при 20%-ной – на 35…45%. В исследованиях доказано, что добавки к топливу – арахисовое и пальмовое масла – можно применять на дизельном двигателе, но необходима корректировка вязкости и периода задержки воспламенения топлива.

1. Бижаев А.В., Девянин С.Н. Снижение токсичности отработавших газов дизеля путем подачи топлива с водой в камеру сгорания // АвтоГазоЗаправочный комплекс + Альтернативное топливо. 2019. Т. 18, № 12. С. 586-588. EDN: QIUPAC

2. Анфилатов А.А. Применение альтернативного топлива в автотракторном дизеле для снижения вредных веществ в отработавших газах // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. 2018. № 20. С. 493-497. EDN: YLBHTV

3. Чибанда Э.К., Славуцкий В.М., Курапин А.В. и др. Анализ возможностей использования пальмового масла как возобновляемого энергоресурса в качестве топлива для дизелей // Энерго- и ресурсосбережение: промышленность и транспорт. 2016. № 5 (17). С. 51-56. EDN: WYRABZ

4. Патрахальцев Н.Н., Петруня И.А., Никишин И.А. Применение альтернативных топлив для регулирования рабочего процесса дизеля изменением физико-химических и моторных свойств топлива // Автогазозаправочный комплекс + Альтернативное топливо. 2013. № 2 (71). С. 8-13. EDN: RFYDWX

5. Чумаков В.Л., Бижаев А.В., Путан А.А. Снижение выбросов оксидов азота с отработавшими газами газодизеля // Чтения академика В.Н. Болтинского (115 лет со дня рождения): Сборник статей семинара. М.: ООО «Мегаполис», 2019. С. 118-122. EDN: ZCFNTR

6. Barsic N.J., Humke A.L. Performance and emissions characteristics of a naturally aspirated diesel engine with vegetable oil fuels. SAE Technical Paper Series. 1981;810262. https://doi.org/10.4271/810262

7. Бижаев А.В., Девянин С.Н., Соо С. и др. Использование арахисового масла в качестве присадки к дизельному топливу // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2018. Т. 12, № 6. С. 45-50. https://doi.org/10.22314/2073-7599-2018-12-6-45-50

8. Бижаев А.В., Симеон А.А. Применение пальмового масла в качестве присадки к топливу тракторных дизельных двигателей // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2017. № 6. С. 41-46. EDN: YLSVMV

9. Кириллов Н.Г., Лазарев А.Н. Анализ перспективности различных видов альтернативных моторных топлив: сжиженный природный газ – моторное топливо XXI века // Двигателестроение. 2010. № 1 (239). С. 26-33. EDN: MRMKIF

10. Лиханов В.А., Лопатин О.П. Исследование токсичности дизелей на скоростных режимах, работающих на различных альтернативных топливах // Строительные и дорожные машины. 2019. № 5. С. 47-50. EDN: CWTDET

11. Sanjid A., Masjuki H.H., Kalam M.A. et al. Impact of palm, mustard, waste cooking oil and calophyllum inophyllum biofuels on performance and emission of CI engine. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2013;27:664-682. https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.07.059

12. Rashid M.M., Kalam M.A., Masjuki H. et al. Performance and emission characteristics of a diesel engine fueled with palm, jatropha and moringa oil methyl ester. Industrial Crops and Products. 2016;79:70-76. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2015.10.046

13. Mosarof M.H., Kalam M.A., Masjuki H.H. et al. Implementation of Palm biodiesel based on economic aspects, performance, emission, and wear characteristics. Energy Conversion and Management. 2015;105:617-629. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2015.08.020

14. Ощепков П.П., Заев И.А., Смирнов С.В., Бижаев А.В. Исследование биодизельного топлива с добавками пальмового масла и перекиси водорода // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2019. Т. 13, № 3. С. 48-53. https://doi.org/10.22314/2073-7599-2019-13-3-48-53

15. Шумков А.П., Чиркова Ю.Н., Земский Д.Н. Присадки к дизельному топливу // Современные научные исследования и разработки. 2018. № 7 (24). С. 238-241. EDN: YOSKGT