Данная обзорная статья об особенностях смесеобразования и сгорания топлива с биодобавками, полезна для написания дипломного проекта. Активная работа по изучению характеристик двигателей при использовании биодизельного топлива проводится во Франции, Германии, Италии, Финляндии, Чехии, Швеции, Австрии, Великобритании и других странах, В этой работе участвуют многие ведущие компании мира: «Форд», «Фиап, «Мерседес Бенц» и др.
Однако незначительный объем и противоречивость результатов исследований работоспособности дизельных двигателей на растительных маслах или смесевых топливах не позволяют однозначно судить об оптимальности использования конкретного вида масла или продуктов его переработки в качестве биодобавок.
Применение различных видов альтернативных топлив требует определенной организации рабочего процесса в цилиндре двигателя внутреннего сгорания, при котором обеспечиваются высокие эффективные показатели его работы. Для осуществления этого нужно знать не только физико-химические свойства, но и достоинства, и недостатки биотоплива по сравнению с традиционным дизельным топливом, основные параметры биотоплива, требующие существенной корректировки для превращения его в товарное топливо, оптимальные методы управления этими процессами, Так, например, установлены следующие отличия свойств рапсового масла от дизельного топлива: повышенная вязкость, повышенная и сильно зависящая от температуры плотность, более низкая удельная теплота сгорания, содержание кисло¬рода около 11 % и отсутствие сернистых и ароматических углеводородных соединений.
При впрыскивании в цилиндр двигателя вязкого рапсового масла угол рассеивания топливной струи и ее боковая поверхность уменьшаются, что приводит к сокращению количества испарившегося топлива за период задержки воспламенения и более «мягкой» работе двигателя. Уменьшение угла рассеивания топливной струи позволит увеличить число сопловых отверстий и интенсифицировать «закрутку» воздушного заряда, что положительно отражается на топливной экономичности двигателя. Для улучшения технико-экономических показателей применения биотоплива необходима интенсификация процессов впрыскивания, смесеобразования и сгорания. Положительное влияние на эти процессы может оказать подогрев до 70-80ºС, что приведет к улучшению его физико-химических показателей. В свою очередь, увеличение давления впрыскивания приведет к уменьшению диаметра распыляемых капель, а интенсификация турбулизации воздушного заряда улучшит процессы испарения и смесеобразования.
Использование в двигателях неочищенных растительных масел осложняется их высокой вязкостью и образованием отложений и нагара на соплах топливных форсунок и в цилиндрах.
Установлено, что растительные масла нестабильны и имеют повышенную вязкость и коксуемость. Исследование процессов впрыскивания топлива и смесеобразования показало, что средний диаметр капель при использовании МЭРМ увеличился на 9%, угол раскрытия струи топлива уменьшился на 9%, соответственно дальнобойность струи увеличивается. Изменение этих показателей приводит к тому, что до 79% топлива попадает на стенки камеры сгорания, что уменьшает долю объемного смесеобразования и отрицательно сказывается на процессах смесеобразования и сгорания. В конечном итоге это приводит к ухудшению эффективных показателей двигателя, в частности, объемный эффективный расход топлива увеличивается на 6%.
Топливная система трактора МТЗ — 80, адаптированная для работы на топливе с биодобавками:
