Диссертация (1172993), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Снижение концентрации NOх ввыхлопных газах по нагрузочной характеристике для образца Е30-3 по сравнениюс бензинами АИ-95-К5 и АИ-95-Е10 составляет 6,4 % и 2,0 %; по характеристикехолостого хода – 31,5 % и 25,1 %. Для образца Е30-4 снижение по нагрузочнойхарактеристике по сравнению с бензином АИ-95-К5 составляет 2,0 % и увеличениепо сравнению с АИ-95-Е10 на 2,6 %, а по характеристике холостого ходанаблюдается снижение на 13,6 % и 3,0 %.Снижение концентрации оксидов азота, наблюдаемое для образцов Е30-3 иЕ30-4, вероятно связано с «охлаждающим» эффектом этанола, который обусловлен111его высокой скрытой теплотой испарения [157]. В результате уменьшаетсямаксимальная температура в цилиндрах двигателя, что способствует снижениюобразования оксидов азота из свободного азота воздуха.
Как видно из таблицы 33,прослеживается четкая корреляция между изменением расчётной теплотыиспарения испытуемых образцов топлив и концентрацией NO х в отработавшихгазах.Отмечена разница между образцами Е30-3 и Е30-4 по содержанию NOх, чтообъясняется наличием в составе последнего антидетонационной азотсодержащейдобавки – ММА, которая при сгорании даёт дополнительные оксиды азота.
Однако,даже несмотря на присутствие N-метиланилина для образца Е30-4 наблюдаетсяменьшая концентрация NOх по сравнению с АИ-95-К5 без него, что говорит овозможности вовлечения ММА в Е30 без увеличения экологической нагрузки.8826АИ-95-К5E30-48724М, Н∙мNe, кВт862220858418АИ-95-К5E30-4а1618002200260083б3000821800минˉ¹220026003000минˉ¹Рисунок 50 – Изменение по скоростной характеристике (доля открытиядросселя – 24-25 %): а – эффективной мощности; б – вращающего моментаколенчатого валаДля образца биоэтанольного топлива Е30-4, показавшего наилучшиерезультаты по экономичности относительно бензина, дополнительно были снятычастичные скоростные характеристики в сравнении с АИ-95-К5 при доле открытия112дросселя 24-25 %. На рисунке 50 представлена зависимость эффективноймощности и вращающего момента коленчатого вала от частоты вращения, изкоторых видно, что образец Е30-4 по эффективной мощности эквивалентенбензину АИ-95-К5, а по крутящему моменту несколько превосходит его.Таким образом, полученные результаты испытаний позволяют судить овозможности производства биоэтанольного топлива Е30 с улучшеннымиэкологическимихарактеристикаминаосновенизкооктановойнафтыгидрокрекинга и его высоком потенциале применении на стандартныхавтомобилях с инжекторными бензиновыми двигателями без их модификаций.4.3Испытание биоэтанольного топлива Е30 на совместимость срезинотехническими изделиямиДляисследованиясовместимостибиоэтанольноготопливаЕ30срезинотехническими изделиями, совместно с ПАО «Балаковорезинотехника» былипроведены сравнительные испытания по оценке воздействия биоэтанольноготоплива Е30 и автомобильных бензинов на образцах резин, применяющихся вавтомобилях АвтоВАЗа.
В качестве образцов топлив были также взяты двекомпозиции топлив Е30-3 и Е30-4, а в качестве образцов для сравнения – бензиныАИ-95-К5 и АИ-95-Е10.В качестве образцов РТИ для оценки топлив на совместимость были взятырезина марки 57-4930 на основе фторкаучука по ТУ 305-57-089-95 (используетсяво внутреннем слое шлангов трубопровода автомобилей ВАЗ) и резины марки 757-5044 и 7-57-5086 на основе бутадиен-нитрильного каучука по ТУ 38.105250-91(используются в качестве уплотнительных деталей, в т.ч. накладки шайбы, пробкии прокладки для автомобилей АвтоВАЗа).
Некоторые физико-механическиесвойства данных РТИ приведены в таблице 33:113Таблица 33 – Физико-химические свойства резинНаименование показателя7-57-493065-75Марка резины7-57-50447-57-508655-6560-70Твердость, ед. Шор АУсловная прочность при растяжении,≥ 61≥ 120≥ 100кгс/см2Относительное удлинение при разрыве, %≥ 160Изменение объёма (после воздействия топ0…+ 401)0…+ 402)0…+ 282)лива), %Примечания1 Топливо представляет собой смесь: 85 (изооктан:толуол 60:40) и 15 этанол, % об.2 Топливо представляет собой смесь: изооктан:толуол (50:50) % об.Указанные испытания проводились в производственных лабораториях ПАО«Балаковорезинотехника» в течение 72 ±1 ч при 23 ±1°С согласно требованиямсоответствующих технических условий и ГОСТ 9.030.Образцы нитрильных резин оценивались по изменению показателейтвёрдость, условная прочность при растяжении, относительное удлинение приразрыве и изменение объёма после воздействия топлив Е30 и бензинов АИ-95-К5и АИ-95-Е10 в сравнении с одноимёнными показателями для самой резины, аобразец фторкаучуковой – в сравнении с воздействием эталонного топлива,состоящего из 85 % об.
смеси изооктана и толуола (60:40) и 15 % об. этанола.Результаты испытаний представлены на рисунке 51 а-в.Как видно из рисунка 51, по воздействию на образцы нитрильных резинбиоэтанольное топливо Е30-3 и Е30-4 оказывают аналогичное влияние посравнению с автомобильными бензинами АИ-95-К5 и АИ-95-Е10 по показателямтвёрдость и условная прочность при растяжении, только при измеренииотносительного удлинения на разрыв в случае марки 7-57-5086, топлива Е30уступают в удлинении бензинам на 10-25 %, что составляет менее 5 % от исходногозначения для образцов резин без воздействия топлива (факт).11460Ед. по Шор Аа40200ФактЕ30-3Е30-4АИ-95-К5АИ-95-Е10Прочность прирастяжении, кгc/см2150б100500ФактЕ30-3Удлинение при разрыве,%560Е30-4АИ-95-К5 АИ-95-Е107-57-50447-57-5086540в520500480ФактЕ30-1Е30-2АИ-95-К5 АИ-95-Е10Рисунок 51 – Результаты испытаний по оценке воздействия на нитрильныерезины топлив по показателям: а – твёрдость; б – условная прочность прирастяжении; в – относительное удлинение при разрывеПри проведении испытаний по оценке воздействия на фтористую резину,обладающую более высокой стойкостью к воздействию агрессивных сред, быливыбраны биоэтанольное топливо Е30-3 и бензин АИ-95-Е10 (рисунок 52).Дополнительно оценивалось изменение объёма по сравнению с эталоннымтопливом.1150Условная прочность прирастяжении, %Твёрдость, ед.
Шор А54321а0-10-15б-2015-2-4-6в-8-10Изменение объёма, %Относительное удлинениепри разрыве, %0-51296г30Рисунок 52 – Результаты испытаний по изменению воздействия нафторкаучуковую резину в сравнении с эталонным топливом по показателям: а –твёрдость; б – условная прочность при растяжении; в – относительное удлинениепри разрыве; г – объёмСогласно рисунку 52 испытанные топлива оказывают примерно одинаковоевоздействие на изменение объёма образцов резин. В случае упруго-прочностныхсвойств топливо Е30-3 влияет в сторону увеличения твёрдости, снижения условнойпрочности при растяжении и относительного удлинения при разрыве по сравнениюс АИ-95-Е10.116Таким образом, на основании результатов проведённых испытаний можносделать вывод, что образцы биоэтанольных топлив Е30-3 и Е30-4, оказываютсопоставимое с бензинами влияние на свойства образцов резин, которыеиспользуются в качестве РТИ в современных автомобилях АвтоВАЗа, чтопозволяет рекомендовать их к применению в двигателе и системе топливоподачиавтомобилей.Выводы по главе 41.
Проведены испытания оптимальных композиций биоэтанольного топливаЕ30 на соответствие разработанным техническим требованиям, показано, что всеобразцы удовлетворяют требованиям по физико-химическим показателям,обладаютнеобходимымиантидетонационнымихарактеристиками,низкимсодержанием олефиновых и ароматических углеводородов, бензола и серы,фазовой стабильностью и защитными свойствами.2. Получены результаты моторно-стендовых испытаний и испытаний повоздействию на резины опытных образцов биоэтанольного топлива Е30 всравнении с бензинами марки АИ-95-К5 по ГОСТ 32513 и АИ-95-Е10 поевропейскому стандарту ЕН 228, на основании которых установлено:− средний прирост, как часового, так и удельного эффективного расхода длябиоэтанольных топлив Е30 не превышает 5 %, что коррелирует с теплотойсгорания;− снижение концентрации CO в отработавших газах может достигать 10,1 %,что коррелирует с содержанием связанного кислорода в топливе;− снижение концентрации СH в отработавших газах может достигать 20,7 %,что коррелирует с показателями фракционного состава: температура 90 % отгона иконец кипения;117− снижение концентрации NOх в отработавших газах в среднем можетдостигать 6,4 %, что коррелирует с показателями расчётной теплоты испарениятоплив, от которой зависит максимальная температура в цилиндрах двигателя.3.
Показано, что биоэтанольное топливо Е30 оказывает сходное савтомобильнымибензинамивлияниенарезинотехническиеизделия,применяемыми в топливной системе автомобиля.Таким образом, полученные результаты исследований и испытанийпозволяют судить о возможности производства биоэтанольного топлива Е30 сулучшенными экологическими характеристиками на основе низкооктановойнафты гидрокрекинга и его высоком потенциале применения на стандартныхавтомобилях с инжекторными бензиновыми двигателями без их модификаций.118ГЛАВА 5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
