Российский государственный аграрный университет -Московская сельскохозяйственная академия имени К.А. Тимирязева, Тимирязевская ул. 49, Москва, 127550, Российская Федерация, *e-mail: a.bizhaev@mail.ru 2 Российский университет дружбы народов, ул. Миклухо-Маклая, 6, Москва, 117198, Российская Феде-рация На фоне повышающихся экологических требований к тракторным дизельным двигателям и изменения ценовой политики на различные виды топлива нефтяного происхождения возникает необходимость в применении альтер-нативных горючих веществ, способных частично или полностью заменить традиционные. Наиболее перспективно применение растительных масел в качестве горючего материала для дизельных двигателей. Один из наиболее кон-курентоспособных видов топлива -пальмовое масло, мировое производство которого превосходит многие дру-гие растительные масла, в том числе рапсовое. Преимущества пальмового масла позволяют использовать его как топливо или в качестве присадки к дизельному топливу. Рассмотрели основные физические свойства пальмового масла с целью оценки его влияния на топливную аппаратуру и дальнейшей возможности его использования в ди-зельных двигателях. Для оценки характеристик работы тракторного дизельного двигателя проведены стендовые испытания с добавками пальмового масла к дизельному топливу. Провели экспериментальные исследования на электрическом тормозном стенде в паре с дизельным двигателем Д-120. Получено, что в результате добавок мас-ла до 20 процентов изменяются характер сгорания и качество смесеобразования, вследствие чего содержание СН снижается на низких и средних нагрузках до 42 процентов, а на высоких -до 17 процентов. Концентрация моно-оксидов углерода СО при этом повышается: на низких и средних нагрузках -на 37-49 процентов, а в максимуме нагрузок увеличивается еще в 6-8 раз и составляет около 65 ppm. Cодержаниe оксидов азота NOx в отработанных газах при добавке пальмового масла существенно отличается только ближе к области высоких нагрузок и снижа-ется на 21 процент -до 4550 ppm. Показано, что выбросы сажи снижаются пропорционально увеличению доли содержания пальмового масла в топливе: при 10-процентной добавке на 20-30 процентов и при 20-процентной -на 35-45 процентов.Ключевые слова: пальмовое масло, альтернативное топливо, присадка к дизельному топливу, производство растительных масел, тракторный дизель, биотопливо. ■ Для цитирования: Бижаев А.В., Симеон А.А. Применение пальмового масла в качестве присадки к то-пливу тракторных дизелей // Сельскохозяйственные машины и технологии.

Использование арахисового масла в качестве присадки к дизельному топливуАнтон Владиславович Бижаев 1 , кандидат технических наук, ассистент кафедры, a.bizhaev@mail.ru; Сергей Николаевич Девянин 1 , доктор технических наук, профессор; Салим Соо 2 , аспирант; Валерий Михайлович Фомин 3 , доктор технических наук, профессор; Абдель Сатер Халиль Ибрагим 2 , кандидат технических наук, доцент; Александр Андреевич Ходяков 2 , кандидат технических наук, доцент 1 Российский государственный аграрный университет-Московская сельскохозяйственная академия им. К.А. Тимирязева, Москва, Российская Федерация; 2 Российский университет дружбы народов, Москва, Российская Федерация; 3 Московский политехнический университет, Москва, Российская Федерация Реферат. В рамках экологических требований к снижению токсичности отработанных газов двигателей внутреннего сгорания, в том числе тракторных и комбайновых дизелей, большое внимание уделяют различным способам снижения вредных веществ в продуктах сгорания топлива. Решается задача использования энергосберегающих ресурсов, в том числе возобновляемых источников энергии, различных альтернативных видов топлива. К ним относятся растительные масла сельскохозяйственных культур, в том числе арахисовое. (Цель исследования) Проанализировать свойства арахисового масла как добавки к дизельному топливу и оценить показатели работы дизеля на топливе с добавками арахисового масла. (Материалы и методы) Арахисовое масло отличается от дизельного топлива более высокой вязкостью и меньшей теплотой сгорания. В смесь дизельного топлива с арахисовым маслом добавляли керосин для компенсации этих недостатков. В холодных климатических условиях использование арахисового масла в чистом виде затруднено, так как для него температура помутнения составляет 3,3 градуса Цельсия, что на 20 градусов выше, чем у дизельного топлива. В смесевом составе температура помутнения топлива понижается, что позволяет использовать его в более холодных условиях. (Результаты и обсуждение) Провели исследование на тракторном двигателе Д-120 в паре с тормозной балансирной установкой без дополнительных регулировок двигателя. Получили характеристики двигателя при работе на топливе с добавкой арахисового масла. Сравнили результаты работы двигателя на чистом дизельном топливе и смесевом, выявили показатели эффективности работы и токсичности отработанных газов. (Выводы) Экспериментально доказали, что добавка арахисового масла к дизельному топливу сокращает удельный эффективный расход топлива, а также уменьшает выброс сажи и оксидов азота, при этом мощность двигателя снижается незначительно. Ключевые слова: арахисовое масло, альтернативное топливо, присадка к дизельному топливу, возобновляемые источники энергии, тракторный дизель, биотопливо.

Palm oil is comparable to traditional diesel fuel in terms of calorifi c value, stoichiometric ratio, and cetane number. However, its increased kinematic viscosity and pour point make it diffi cult to use in pure form in diesel engines. (Research purpose) To study specifi c features of burning: diesel fuel with various additives of palm oil (biodiesel fuel); pure 100-percent palm oil; biodiesel fuel with various additives of palm oil and hydrogen peroxide, as well as to develop a method to control its combustion process. (Materials and methods) To determine the ignition time lag, the authors chose a method of kinetic modeling of self-ignition of biodiesel fuel in the air. The self-ignition process was simulated using the Chemical Workbench software package. An adiabatic calorimetric bomb model was used to perform calculations. To describe the process of self-ignition, a universal kinetic mechanism was used, which was verifi ed to calculate self-ignition of diesel and biodiesel fuel surrogates, as well as the formation of toxic substances and soot in the combustion processes. (Results and discussion) It is shown that adding palm oil to diesel fuel increases its ignition time lag, especially at low and medium temperatures of 750-950 kelvin. It was determined that with addition of 10 percent palm oil, the ignition time lag of biodiesel fuel is almost the same as that of diesel fuel no more than 5 percent. Increasing the amount of palm oil additive up to 30 percent and more signifi cantly increases the ignition time lag of the fuel. When using only palm oil as a fuel, the ignition time lag in the temperature range of 800-950 kelvin increases in two times. The study determined the optimal amount of hydrogen peroxide to be used for each composition of biodiesel fuel with various additives of palm oil. (Conclusions) It is shown that additives of hydrogen peroxide can infl uence the reactivity of biodiesel fuel and thereby regulate its ignition time lag.

The author showed that it was possible to reduce the exhaust gases toxicity and increase tractors effi ciency using an electric power unit to implement traction. The effi ciency of modern electric motors was at its peak of 96 percent, compared to 45 for a diesel engine. He emphasized that this parameter for modern sources of electrical energy was 85-90 percent, which opened up opportunities for the implementation of an electric tractor.(Research purpose) To present the general concept of an electric drive power unit for a tractor of a small traction class and to evaluate its parameters as a fi rst approximation.(Materials and methods) For the tractor’s electric drive lithium-ion batteries were chosen as a source of electrical energy, showing the best characteristics of energy intensity – 432-864 kilojoule per kilogram with a unit cost of 4200-17400 rubles per kilogram. During the analyses of the power unit drive types, a D-120 diesel engine with a power of 20 kilowatt, a DC electric motor and an asynchronous motor with similar parameters were studied. The VTZ-2032 tractor with a nominal tractive eff ort of 600 Newtons when working on stubble was taken as the basis for the calculation.(Results and discussion) The author determined the best indicators of the electric drive by the power characteristics fullness in the gears with a decrease in unit costs per kWh from 24 to 15-16 rubles.(Conclusions) The most effi cient engine was determined – a brushless DC electric motor. The author calculated that the specifi c cost of its energy was 1.5-1.8 times less than that of a diesel engine, and amounted to 15-27 rubles per kilowatt-hour with a maximum effi ciency of 95 percent. It was found that lithium-ion batteries would be the optimal solution for powering the electric drive. They were distinguished by a high specifi c energy consumption – 432-864 kilojoule per kilogram – and a low price per energy unit, amounting to 5-45 rubles per kilojoule.

No abstract