Вопросы глобального изменения климата и участие в этом процессе человека, в последние годы становятся все более актуальными. Основной причиной изменения климата, по мнению части научного сообщества, является интенсивное использование ископаемого углеводородного сырья в качестве топлива для промышленности, транспорта, энергетики. [1]

Целью данной работы является апробация перевода бытовой электростанции на альтернативное топливо (спирт С₂Н₅ОН), оценка экономической целесообразности и исследование изменения эксплуатационных характеристик. В качестве объекта исследования принята бытовая электростанция GG – 2700, номинальной электрической мощностью 2 кВт. Стандартная система питания и зажигания предназначенная для работы на товарном моторном топливе (бензине) изменению не подвергалась. Стандартный угол опережения зажигания составлял 25⁰ до ВМТ. [2]

Перед началом испытаний нужно установить  датчики для снятия всех необходимых характеристик. [3]

• датчик давления (преобразователи давления измерительные) предназначены для измерения и непрерывного преобразования значения измеряемого параметра –избыточного (РПД-И) давлений в унифицированный выходной сигнал постоянного тока или напряжения.
• Датчик верх индуктивного типа предназначен для синхронизации работы электронного блока управления с ВМТ поршня цилиндра и угловым положением коленчатого вала.
• датчика температуры масла (от газоанализатора) в заливную горловину и подключение отметчика зажигания.
• датчика температуры выхлопных газов.
• анемометр – это измерительный прибор, который служит для определения скорости движения воздушных потоков и перемещения воздушных масс.

В головке цилиндров  просверлим отверстие под датчик индицирования ,после этого чтобы не изменился объем камеры сгорания профрезеруем головку. Потом установим датчик ВМТ на блоке зажигания и датчики температур масла и отработавших газов. Перед впускным коллектором устанавливаем ресивер для уменьшения пульсаций для правильной работы аниометра.

Проводим тарировку датчика индицирования РПД – И (в вольтах), относительного штатного датчика осциллоскопа (в барах) в компрессорном режиме работы двигателя. Штатный датчик осциллоскопа имеет максимальное давление в 6 бар, поэтому не может быть использован для индицирования рабочего процесса ДВС, тарировка проведена при 950 мин-1 ,угол опережение зажигания составляет 25·.

Изменяя нагрузку с помощью 12 ламп накаливания по 200 ВТ каждая

мы тем самым меняем режим работы генератора а как следствие и двигателя.

Опыт будем проводить три раза на разных составах (бензине, спирте с плотностью g = 0,9 г/см3 и спирте 0,8 г/см3).Постепенно увеличивая нагрузку снимаем с датчиков информацию и фиксируем ее.

Оценка мощностных и экологических характеристик электростанции при работе на товарном и альтернативном видах топлива, при различных режимах загрузки осуществлялась при помощи электроизмерительных клещей – ваттметра АРРА – 133 и газоанализатора МЕТА АВТОТЕСТ02.03П.

Контроль за расходом топлива осуществлялся весовым методом, электронными весами Digital  Computing Scale – 5CS. Температура выхлопных газов измерялась мультиметром М890G, с выносной термопарой. Время проведения опыта фиксировалось электронным таймером.

Оценка эффективности работы ДВС на товарном и альтернативном моторном топливах, при прочих равных условиях осуществлялась методом прямого индицирования, по максимальному давлению в цилиндре  и площади под индикаторной кривой.

Примеры индикаторных диаграмм работы ДВС электростанции на бензине рис. 1, спирте (g = 0,9 г/см³) рис. 2 и спирте (g = 0,8 г/см³) рис. 3, для 6 ламп нагрузки.

Рис. 1. индикаторная диаграмма при работе ДВС электростанции на бензине.

Рис. 2. индикаторная диаграмма при работе ДВС электростанции на спирте (g = 0,9 г/см³)

Рис. 3. индикаторная диаграмма при работе ДВС электростанции на спирте (g = 0,8 г/см³)

По результатам экспериментов и анализу полученного графического материала можно сделать ряд выводов:

1)      Конструкции одноцилиндровых четырехтактных ДВС современных бытовых электростанций, допускают работу на альтернативном (спиртовом) топливе, без доработки системы питания и зажигания. При этом в зависимости от удельной плотности используемого спиртового топлива, выходная электрическая мощность электростанции снижается от 18 до 53,9%.

2)      Удельный расход альтернативного топлива, при прочих равных условиях, выше чем на бензине от 34,6 до 50,4%. Что обусловлено не оптимальным углом опережения зажигания ДВС для работы на спирте и его более низкой энергетической ценностью.

3)      Анализ индикаторных диаграмм и температуры выхлопных газов ДВС показывает увеличение времени горения топливного заряда в цилиндре, что обусловлено не оптимальным углом опережения зажигания и более низкой скоростью распространения фронта пламени спирто – воздушной смеси, по сравнению с бензо – воздушной.

4)      Работа ДВС на спирте, сопровождается снижением токсичности выхлопа: СО от 4,69 до 23,17 раз; СН от 1,1 до 1,39 раз; NOх от 3,93 до 5,7 раз. При этом возрастает процентное содержание диоксида углерода СО2 в выхлопных газах от 1,47 до 1,73 раз. Это обусловлено снижением максимального давления и температуры в цилиндре ДВС, а также содержанием в структуре спирта химически связанного кислорода.

5)      Запуск в работу холодного ДВС на спирту, в отличии от бензина, при помощи штатного ручного стартера не возможно осуществить.

1. Брагинский О.Б. Альтернативные моторные топлива: мировые тенденции и выбор для России//Российский Химический Журнал. Том LII (2008) № 6 С. 137-146.
2. Зефиров  И.В. Способы подачи смесевых топлив в двигатель внутреннего сгорания. Паутов А.И. Прогрессивные технологии и процессы 2015. С. 361-364.
3. Кириченко Н. Б. Автомобильные эксплуатационные материалы: учеб. пособие. -М.: Издательский центр «Академия», 2005. –С.208.

Все статьи автора «Дунаев Виктор Сергеевич»