Технічні науки
Схожі матеріали
Освоєння районів Арктики викликає потребу в підвищенні пускових якостей дизельних двигунів в умовах знижених температур. Можливим вирішенням цієї проблеми є використання незамерзаючої палива з високими пусковими властивостями. На думку російських вчених таким паливом може стати диметиловий ефір (ДМЕ), який на відміну від дизельного палива (ДТ) не схильний до помутніння і кристалізації, і не ускладнює топливоподачу [1]. При цьому північні райони Росії багаті вуглеводневими ресурсами, які можна використовувати в якості сировини для отримання такого палива. [2]
Рис.1. Принципова схема дизеля на ДМЕ
У нормальних умовах молекули диметилового ефіру не мають хімічних зв'язків вуглець-вуглець, що виключає утворення в полум'я радикалів С2. сприяють сажоутворення при згорянні. При цьому зніметься головна проблема дизеля - коксування значної частини палива з подальшим уповільненням швидкості вигоряння дисперсного вуглецю. До сприятливих фізико-хімічним параметрам (Таблиця 1.) також відносять підвищену випаровуваність, що знижує вимоги до дисперсності розпилення, дозволяє знизити тиск уприскування і забезпечує гарне сумішоутворення.
Дизель на ДМЕ добре запускається взимку при температурі -25. 30 ° С. Поряд з цим висока випаровуваність ДМЕ дозволяє впевнено запускати дизель сімейства Д-245, що встановлюється на тракторах, автомобілях, автобусах, при температурі до - 24 ° С без застосування передпускового підігрівача.
Таблиця 1. Фізичні властивості дизельного палива, ДМЕ і інших вуглеводневих палив
Світове споживання диметилового ефіру становить близько 150 тис. Тонн в рік і продовжує наростати. Однак, ДМЕ не позбавлений недоліків, і вони добре відомі: малі кінематична в'язкість і величина теплотворної здатності, дороге виробництво, потрібне застосування пристроїв нейтралізації відпрацьованих газів (ОГ), зниження надійність двигуна.
Мала кінематична в'язкість призводить до неможливості герметизації рухливих ущільнень вузлів паливної апаратури і підвищує ризик задирака прецизійних пар, що труться, через малу здатності, що змазує. Для компенсації цього недоліку в диметилестер необхідно додавати лубріфікатори. А хімічна агресивність викликає корозію.
Теплотворна здатність диметилестера на 45% нижче, ніж у скрапленого природного газу (СПГ). Для виробництва ДМЕ потрібен більший обсяг сировинного газу, ніж для виробництва продукту з еквівалентної теплотворною здатністю. А низька щільність у порівнянні з дизельним паливом обумовлює збільшену в 1,7- 1,9 об'ємну цикловую подачу.
Крім того, необхідно враховувати значну залежність властивостей ДМЕ від температури, що викликає необхідність введення в систему подачі палива терморегулятора.
Можливо ключову роль у зростанні популярності ДМЕ як палива, зіграє застосування двопаливного систем живлення двигунів, принциповим схема конструкції такої системи представлена на рис.2 [4].
Рис.2. Принциповим схема двохпаливної системи
Висновки: Дизельний двигун повинен бути спеціально пристосований для роботи на ДМЕ, при цьому використання ДМЕ замість ДТ не дає істотного зниження експлуатаційних витрат. Також не ясна ситуація з інфраструктурою, яку доведеться створювати заново або переробляти діючі АГЗС, в той же час ресурси природного газу, що є сировиною для отримання ДМЕ, ні в балансі Москви або інших регіонах Росії, ні в балансі Газпрому поки не передбачені. [5]
Очевидно, що при переході на новий вид палива спочатку будуть використовуватися двопаливними схеми і змішування ДТ з ДМЕ. І традиційні конструкції також вимагатимуть уваги і подальших розробок пристроїв і способів поліпшення пускових і експлуатаційних якостей дизелів в умовах знижених температур.