Study of the ecological indicators of diesel engine operation with biomineral fuel mixtures

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: Studies of alternative fuels for automobiles and tractors are of great importance for the development of the Russian engine industry. This trend finds its place in the Transport Strategy of the Russian Federation until 2030, thus being one of the priority directions. Many Russian scientists have been dealing with the problem of multi-fuel capability of internal combustion engines for a long time.

This article discusses the operation of the D-245.5S2 diesel engine with biomineral fuel mixtures (BMFM) for their environmental friendliness according to the methodology of UN Regulation No. 96 (02).

AIM: Justification of the relevance of the use of biomineral fuel mixtures (BMFMs) for diesel engine operation in various load modes based on a comparison of their final specific emission value with the specific emission of toxic components of pure diesel fuel according to the UNECE Methodology No. 96 (02).

METHODS: The following components were used for the preparation of BMFMs: ethanol (E), rapeseed oil (RO) and diesel fuel (DF). Biological components were mixed in different ratios to DF. Their ratio in the mixture was determined by laboratory studies of the physicochemical properties of the components. Subsequently, the mixtures were subjected to bench tests at the facility equipped with the D-245.5S2 diesel engine and the RAPIDO SAK N670 electric brake rig. Further, the obtained total values of the relative terms of the studied toxic components (soot, carbon monoxide, nitrogen oxides, hydrogen oxides) for all test cycles (percent — % and millionths — ppm) were converted into the actual content of these substances in the total specific emission in exhaust gases (according to UN Regulation No. 96(02) — g/kWh).

RESULTS: It was found that the use of these mixtures has a positive effect on the environmental component of the exhaust gases: a decrease in the emission of the studied toxic components was observed when operating with the BMFMs in comparison with traditional diesel fuel.

CONCLUSION: Although BMFMs show reduced emission values of harmful substances in exhaust gases compared to pure diesel fuel, they cannot make a diesel engine to satisfy the environmental indicators of the Stage II of the UNECE Regulation No. 96 (02); optimization of the fuel supply system and installation of additional exhaust gas filtration systems are necessary.

About the authors

Sergey A. Plotnikov

Vyatka State University

Email: plotnikovsa@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-8887-4591
SPIN-code: 4899-9362

Dr. Sci. (Engineering), Professor of the Engineering Technology Department

Russian Federation, Kirov

Anatoly N. Kartashevich

Belarusian State Agricultural Academy

Email: kartashevich@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3649-1521
SPIN-code: 8541-5330

Honored Worker of Education of the Republic of Belarus, Professor, Dr. Sci. (Engineering), Head of the Tractors, Automobiles and Machinery for Environmental Engineering Department

Belarus, Gorki

Georgy E. Zabolotskikh

Vyatka State University

Author for correspondence.
Email: zabolotskikh88@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0006-8796-5180
SPIN-code: 4836-5702

Postgraduate of the Engineering Technology Department

Russian Federation, Kirov

References

  1. The transport strategy of the Russian Federation for the period up to 2030 with a forecast for the period up to 2035. Accessed: 10.11.2023. Available from: https://rosavtodor.gov.ru/docs/transportnaya-strategiya-rf-na-period-do-2030-goda-s-prognozom-na-period-do- 2035-goda
  2. Kartashevich AN, Plotnikov SA, Zabolotskikh GE. The influence of load during diesel operation on biomineral fuel mixtures. Bulletin of transport of the Volga region. 2023;2(98):104–109. (In Russ).
  3. Kartashevich AN, Plotnikov SA. Application of experimental planning methods in research of biofuel properties. In: Innovative solutions in technologies and mechanization of agricultural production : Collection of scientific papers. Vol. 7. Gorki: BGSKhA; 2022:200–207. (In Russ). EDN: GGLDHI
  4. Plotnikov SA, Kartashevich AN, Zabolotskikh GE. Investigation of compositions and methods of supplying new fuels with additives of essential oil to diesel // Engineering Technologies and Systems. 2023;33(1):100–113. (In Russ).
  5. The United Nations Economic Commission for Europe. Regulation No.24. E/ECE/TRANS/505-Rev.1/Add.23/Rev.2/Amend.1/Amend.2/Amend.3. 5 April 2007. Accessed: 10.11.2023. Available from:
  6. Plotnikov SA, Zabolotskikh GE, Kantor PYa, Vtyurina MN. Investigation of the properties of new fuels for automotive equipment // Bulletin of the Ryazan State Agrotechnological University named after P. A. Kostychev. 2022;14(1):117–125. (In Russ). EDN: JIDORK doi: 10.36508/RSATU.2022.92.31.01
  7. Kulchitsky AR. On new requirements for environmental indicators of agricultural tractors in the Customs Union. Tractors and agricultural machinery. 2022;89(3):167–174. (In Russ). doi: 10.17816/0321-4443-106047

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. The RAPIDO SAK N670 electric brake rig with a balancing pendulum machine.

Download (232KB)
3. Fig. 2. The MGT-5 MAHA gas analyzer.

Download (133KB)
4. Fig. 3. Load curves of the test cycle according to UN Regulation No. 96 (02) (concentration of carbon monoxide CO).

Download (82KB)
5. Fig. 4. Load curves of the test cycle according to UN Regulation No. 96 (02) (carbon concentration C).

Download (91KB)
6. Fig. 5. Load curves of the test cycle according to UN Regulation No. 96 (02) (concentration of hydrocarbons CxHy).

Download (80KB)
7. Fig. 6. Load curves of the test cycle according to UN Regulation No. 96 (2) (concentration of nitrogen oxides NOx).

Download (92KB)
8. Fig. 7. Total values of specific emission of toxic substances for the entire test cycle.

Download (184KB)

Copyright (c) 2024 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».