Поліпшення екологічних показників автомобілів та розширення паливної бази автомобільного транспорту шляхом застосування біоетанолу - Автореферат

Національний транспортний університет Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук ПОЛІПШЕННЯ ЕКОЛОГІЧНИХ ПОКАЗНИКІВ АВТОМОБІЛІВ ТА РОЗШИРЕННЯ ПАЛИВНОЇ БАЗИ АВТОМОБІЛЬНОГО ТРАНСПОРТУ ШЛЯХОМ ЗАСТОСУВАННЯ БІОЕТАНОЛУ Гутаревич Юрій Феодосійович, Національний транспортний університет, завідуючий кафедрою “Двигуни і теплотехніка” Захист відбудеться “27” жовтня 2006 р. о 1000 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.059.03 в Національному транспортному університеті за адресою: 01010, м.Київ-10, вул.Тому на першому етапі буде доцільним широко запровадити сумішеві бензини, придатні для КТЗ, що перебувають в експлуатації, з добавками біоетанолу, етил-трет-бутилового ефіру (ЕТБЕ) - продукту переробки біоетанолу та інших сполук. З урахуванням цього актуальність роботи визначають проведені дослідження впливу добавок біоетанолу до бензину на екологічні, енергетичні показники та енергоефективність КТЗ. Для досягнення цієї мети в роботі вирішено такі задачі: Розроблення загальної методики дослідження та проведення теоретичного дослідження впливу спиртових добавок до бензину (на прикладі біоетанолу) на показники роботи ДВЗ з іскровим запалюванням. Експериментальним методом досліджувалися при використанні базового та сумішевого бензинів: ДВЗ МЕМЗ-245 як споживач палива, повітря та джерело енергії і шкідливих викидів; паливна економічність КТЗ ЗАЗ-1102 при його русі за їздовим циклом на тяговому роликовому стенді; екологічні, енергетичні показники та енергоефективність КТЗ під час стендових і дорожніх випробувань; експлуатаційні показники КТЗ та надійність роботи ДВЗ під час експлуатаційних випробувань; детонаційна стійкість сумішевих бензинів з добавками біоетанолу та інших сполук. Результати розрахункового дослідження впливу добавок біоетанолу до бензину, які показали, що застосування добавок біоетанолу дозволяє підвищити в умовах експлуатації енергоефективність КТЗ, зменшити витрату базового бензину та значно знизити викиди продуктів неповного згоряння палива (монооксиду вуглецю та вуглеводнів) з відпрацьованими газами (ВГ), при цьому викиди оксидів азоту залежать від завантаження ДВЗ і при експлуатації у міських умовах не повинні бути більшими, ніж на бензині, що дозволяє очікувати зниження сумарних шкідливих викидів.У вступі охарактеризовано автомобільний транспорт як одне з основних джерел шкідливих викидів і „парникових газів” та найбільший споживач моторних палив нафтового походження, показано актуальність досліджень, направлених на покращення екологічних показників і енергозабезпечення КТЗ використанням альтернативних палив, зокрема, добавок біоетанолу до бензинів, визначено мету, задачі, обєкт і предмет дослідження, показано наукову новизну та практичне значення отриманих результатів, наведено дані про їх апробацію та публікації.В теоретичних дослідженнях впливу величини добавок спиртових сполук (далі - спирту) на показники роботи ДВЗ було враховано основні відмінності їх фізико-хімічних властивостей від бензину, зокрема, нижчої теплоти згоряння hн , густини r , теплоти випаровування Qвип , наявність у спирті кисню та інші відмінності. Як приклад, відносна зміна індикаторного крутного моменту оцінювалася за залежністю: (1) де = ? - відносна зміна нижчої теплоти згоряння бензину внаслідок добавки спирту до бензину; = ? - те ж для коефіцієнта наповнення; = ? - те ж для теоретично необхідної кількості повітря для згоряння 1 кг бензину, де , , - відповідні показники на базовому бензині, а , , - на сумішевому. За результатами теоретичних досліджень отримано залежності відносних змін основних показників роботи ДВЗ та показників палива від вмісту біоетанолу в сумішевому бензині: - коефіцієнта надміру повітря = ? , питомої витрати палива = ? , та і , абсолютної зміни температури на впуску та інші показники, які показано на рис. При цьому відносну зміну показано на рис.4 для двох випадків: коли враховується зміна параметрів роботи ДВЗ на сумішевому бензині (крива 3) та коли враховується лише зміна (крива 1). масові викиди СО2 за їздовий цикл на сумішевому бензині: (15) де , - масові витрати відповідно базового і сумішевого бензинів за їздовий цикл, г/цикл; - масові викиди СО2 з ВГ за їздовий цикл, г/цикл; , - коефіцієнти, якими враховано витрати енергії на виробництво базового бензину і біоетанолу в розрахунку на один МДЖ палива; , - коефіцієнти, якими враховано масові викиди СО2 під час виробництва базового бензину і біоетанолу в розрахунку на один МДЖ палива.Біоетанол як моторне паливо має як позитивні так і негативні властивості, тому на першому етапі його доцільно використовувати як добавку до бензину. Дослідження впливу добавок біоетанолу до бензину на показники роботи ДВЗ та КТЗ і складають суть даної дисертаційної роботи. Проведені теоретичні дослідження показали, що добавка біоетанолу до бензину впливає на параметри робочого процесу ДВЗ, зокрема, на теоретично необхідну кількість повітря для згоряння одиниці маси такого сумішевого бензину та коефіцієнт надміру повітря.

Основний зміст