Совершенствование технологии и технических средств приготовления водно-дизельной смеси для двигателей автотракторной техники

Введение содержит основные структурные элементы: актуальность темы
исследования, степень её разработанности, цель и задачи, научную новизну,
теоретическую и практическую значимость, методологию и методы исследова-
ния, положения, выносимые на защиту, степень достоверности и апробацию ре-
зультатов.
В первой главе «Состояние вопроса и задачи исследования» проведен
анализ способов и технических средств для приготовления дизельных смесей,
улучшающих эксплуатационные характеристики АТТ.
Проведенный обзор литературных источников, связанных с исследовани-
ями по приготовлению и использованию альтернативных видов топлива – ди-
зельных смесей (ДС), (с добавлением компонентов этанола, метанола, эфиров,
воды), в системе питания силовых установок позволяют сделать вывод, что
применение ДС является одним из эффективных способов комплексного улуч-
шения эксплуатационных и экологических показателей дизельного двигателя
(снижения токсичности ОГ, уменьшения нагарообразования, повышения эко-
номичности и увеличения эффективной мощности). Максимально улучшить
эти эксплуатационные показатели возможно, используя воду в виде топливно-
водной смеси, в которой вода в виде мельчайших капель равномерно распреде-
лена в топливе.
Изучив работы по теме диссертационных исследований, можно сделать
вывод, что мало изучены устройства, позволяющие приготавливать дизельную
смесь (ДС) с водным компонентом непосредственно на технике и сразу пода-
вать ее в штатную систему питания двигателя, существенно не изменяя кон-
струкции последней. Поэтому возникает необходимость в разработке техниче-
ских средств (устройств) и технологии приготовления ДС и дальнейшей ее реа-
лизации в системе питания ДВС, которые обеспечат рациональное управление
составом ДС на различных нагрузочных режимах без изменения конструкции
двигателя. Исходя из этих условий, предлагается приготавливать ДС с добавле-
нием воды без использования эмульгаторов непосредственно на АТТ. Приме-
нение указанных ВДС может улучшить не только эксплуатационные показате-
ли дизельного двигателя, но и экологические, что особенно важно в полевых
условиях при проведении всех видов работ.
Во второй главе «Математическое моделирование процесса приготовле-
ния ВДС и влияние ее состава и качества на эксплуатационные показатели дви-
гателя» представлена математическая модель исследования течения водно-
дизельной смеси через рабочие органы РПА и процесса дробления капель вод-
ной фазы в аппарате. Для исследования такого разработанного РПА нужно ис-
пользовать модель гомогенизации, учитывающую особенности течения топлива
в РПА и состав компонентов.
Для определения средних размеров капель водной фазы в ВДС произво-
дилось математическое моделирование дробления водной фазы в дизельном
топливе. Цель моделирования заключается в определении среднего минималь-
ного диаметра капель воды, который можно получить на разработанном РПА в
зависимости от его режимов работы и конструктивных размеров.
С этой целью аналитическим путем решается система, состоящая из двух
уравнений, относительно Uотн(tотн):
2  2  dVотн   dU
4,5 z Vотн  U отн     1 1  0,5 2  отн
1
 1  отн 
dt1  dt отн(1)
,
 dVотн  H 1  z V 2 
 dt отн0кв отн

где p1 – плотность тяжелых углеводородов; p2 – плотность легких углеводоро-
дов; v – кинематическая вязкость топлива; r – радиус капли воды до обработки
в РПА; Vотн – относительная скорость потока; Uотн – относительная скорость

движения капли; η – динамическая вязкость топлива (ƞ=vp), отн – производ-
отн
ная функции Uотн(tотн).
В приведенных выше уравнениях Vотн и Uотн неизвестны величины, зави-
сящие от tотн. Из уравнения (1) приведенной выше системы определяются ско-

рость Vотн и отношение: отн
отн
1 (et отн  1)
Vотн t
.(2)
zкв (e отн  1)
dVотнetотн
 4 H 0 tотн.(3)
dt отн(e 1) 2
отн
Необходимые значения Vотн иподставляются в первое уравнение
отн
системы (1):
 2  1 (etотн
 1) etотн  dU отн
4,5 z U отн    2  14 H 0 tотн 1  0,5 2 . (4)
1  z кв (etотн
 1)  1
( e 1) 2
 1  dt отн

Из полученного уравнения (4) определяется Uотн:
 12 Y ln e
t отн
 1 Q ln e tотн  1 Q1
U отн  e t отн
2,898  ,
 z квe  t отн
e  t отн
 (e t отн
 1)e tотн

(5)

,– время обработки; ас – ширина отверстия статора;
ω – угловая скорость вращения ротора; R – радиус ротора; L – длина модулято-
ра; P – перепад давления на модуляторе РПА; zкв – гидравлическое сопротивле-
ние модулятора. По полученному уравнению (5), путем варьирования кон-
структивными параметрами (ac, R, L) и режимами работы РПА (t0, ω, ΔP) с по-
мощью разработанной программы для ЭВМ № 2021614518 выбираются пара-
метры и режимы работы РПА, при которых относительная скорость движения
капли воды (Uотн) будет максимальной. Это будет соответствовать среднему
минимальному размеру капель воды в дизельном топливе.
Данная программа позволяет получить графическую зависимость для пе-
ременных t и U в безразмерных величинах, которая представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 – График зависимости Uотн= ƒ (tотн)
Из графика оценивается максимальное значение относительной скорости
движения капли воды в ВДС с точки зрения её деформации и дробления в по-
токе, проходящем через рабочие органы аппарата. Началом дробления капли
воды, согласно рисунка 1, будем считать достижение критического числа Вебе-
ра: WeKp = 0,53 для дизельной смеси:
rUотн( кр ) 
Weкр ,(6)
 1, 2
где r – радиус капель; U отн = 0,4 – критическая относительная скорость движе-
ния капель; Δр = р2 – р1 – разность плотностей дисперсной фазы и дисперсной
среды, Δр = 270 кг/м3, р2 = 1000 кг/м3 – плотность воды, р1 = 830 кг/м3 – плот-
ность дизельного топлива; σ12 = 26,86×10-3 Н/м – межфазное поверхностное
натяжение биологической мембраны водно-дизельной смеси.
Из полученного выражения (6) следует:
 We   2
U отн(max)   кр 1, 2  .(7)
 r 
Затем определяется критическая скорость движения капель водной фазы
в модуляторе аппарата:
 We   2P
U кр  U отн(max)V0   кр 1, 2 .(8)
 r 
 2
Из формулы (8) выводится средний минимальный диаметр капель водной
фазы в дизельном топливе, приготавливаемой на РПА:
кр 1,2
̃ср. теор. = 2 ×.(9)
2 кр ∆
В результате определен средний минимальный размер капли водной фазы
в топливной среде dср. теор., приготавливаемой на динамическом РПА в зависи-
мости от его конструктивных размеров (радиуса ротора и статора, ширины от-
верстия статора, длины щелей, гидравлического сопротивления самого модуля-
тора) и режимов работы (угловой скорости ротора, времени обработки эмуль-
сии, перепада давления в модуляторе). Проведенные теоретические расчеты
позволили определить dср. теор., который составил 2,18 мкм.
Для оценки влияния состава и дисперсности ВДС на эксплуатационные и
экологические показатели дизельного двигателя была предложена методика по
обоснованию рационального состава ВДС, реализованная на основе полного
факторного эксперимента с целью определения удельного расхода топлива
ДВС и содержания вредных веществ в ОГ двигателя.
Основными входными (управляемыми) факторами, определяющими тех-
нологию приготовления ВДС, реализуемую разработанными техническими
средствами (устройствами) принимались: содержание водной фазы в топливной
среде Св, % (в плане ПФЭ – х1), диаметр капель водной фазы в ВДС dк, мкм
(в плане ПФЭ – х2), угол опережения впрыска топлива в ДВС θв.т.., градус пово-
рота коленчатого вала (град. п.к.в.) двигателя (в плане ПФЭ – х3). Уровни фак-
торов и интервалы варьирования представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Уровни входных факторов и интервалы варьирования
ИнтервалУровни варьирования
КодовоеОбозна-
Факторыварьи-
обозначение чение-1,682 -10+1 +1,682
рования
Содержание
водной фазых1Св557121720
в топливе, %
Диаметр капель
водной фазы
х2dк352256095115
в ВДС,
мкм
Угол опережения
впрыска топлива
х3θв.т..2246810
в ДВС, град.
п.к.в.

Выходными исследуемыми параметрами принимаются показатели: удельный
расход топлива дизельного двигателя gе, г/кВт ч (в плане ПФЭ – у1); диапазон изме-
рения дымности в единицах коэффициента поглощения К, м-1 (в плане ПФЭ – у2),
диапазон измерения дымности в единицах коэффициента ослабления, N, % (в плане
ПФЭ – у3).
На основе математического моделирования разработаны алгоритмы для ПФЭ
исследуемого процесса, который предусматривает нахождение уравнений регрессии
второго порядка, а также осуществление статистического анализа значимости полу-
ченных коэффициентов уравнений влияния состава и дисперсности приготовленной
ВДС на основные показатели дизельного двигателя.
В третьей главе «Методика проведения экспериментальных исследований»
были проведены экспериментальные исследования на экспериментальных установ-
ках, сущность которых заключается:
в определении рациональной конструкции аппарата динамического принципа
действия для приготовления ВДС и режима его работы;
в разработке технологии приготовления ВДС и технических средств
(устройств) для ее реализации в системе питания дизельного двигателя;
в определении эксплуатационных и экологических показателей ДВС в зависи-
мости от состава и дисперсности ВДС без добавления эмульгаторов.
Экспериментальные исследования по определению рациональной конструкции
аппаратов, позволяющих получать ВДС необходимого состава и дисперсности, при-
годную для использования в дизельном двигателе при различных режимах их работы,
проводились на разработанной экспериментальной установке (рисунок 2). Исследова-
лись семь аппаратов динамического принципа действия с изменением следующих па-
раметров: содержание водного компонента в ВДС от 5 до 20% по отношению к объё-
му топлива; давления на входе в аппарат за счет переключения насосов 3 и 17; числа
оборотов ротора РПА.
Стендовые испытания по определению эксплуатационных (удельный расход
топлива) и экологических (содержание сажи) показателей дизельного двигателя в за-
висимости от состава и дисперсности ВДС (с водной фазой без применения эмульга-
тора) производились согласно ГОСТ 14846–81, с использованием стенда КИ-5540 и
дизельного двигателя ЯМЗ-236НЕ с установленными разработанными техническими
средствами (рисунок 3).
Рисунок 2 – Принципиальная схема экспериментальной установки:
1 – лопастная мешалка; 2 – термометр; 3 – насос механический; 4 – фильтрующие элементы;
5 – клапаны; 6 – дозатор-смеситель; 7 – вольтметр «В7–47»; 8 – преобразователь напряжения;
9 – электродвигатель; 10 – нагревательный элемент; 11 – манометр;
12 – механизм считывания оборотов; 13 – регистратор «ТЭСА-5»;14 – исследуемый аппарат;
15 – соединительные трубопроводы; 16 – ёмкость для ВДС; 17 – электрический насос;
18 – ПЭВМ; 19 – цифровой микроскоп; 20 – секундомер

Рисунок 3 – Принципиальная схема установки технических средств для приготовления ВДС
и ее параллельной подачи в систему питания двигателя ЯМЗ-236НЕ:
1 – система охлаждения ДВС; 2 – фильтрующий элемент; 3 – электрический насос;
4 – РПА; 5 – трубопроводы; 6 – манометр; 7 – микроскоп; 8 – топливоподкачивающий насос;
9 – расходомер; 10 – ДВС; 11 – газоанализатор; 12 – топливный фильтр; 13 – ёмкость
для топлива; 14 – соединительные трубопроводы; 15 – насос; 16 – впускной коллектор ДВС;
17 – вакуумная трубка; 18 – дозатор-смеситель; 19 – электромагнитные клапаны;
20 – ёмкость с водой; 21 – система выпуска; 22 – трубка забора ВДС с глубины 0,5h;
23 – кран подачи жидкости; 24 – термометр; 25 – смесительная ёмкость для ВДС;
26 – запорная игла; 27 – поплавок
На данном этапе исследовались эксплуатационные и экологические пока-
затели дизельного двигателя в зависимости от состава и дисперсности ВДС. В
ходе проведения экспериментальных исследований определялось влияние со-
става и качества ВДС на основные показатели дизельного двигателя путем из-
менения технологических режимов приготовления ВДС и факторов, определя-
ющих ее рецептуру: содержание воды в топливе Св, %; средний диаметр капель
воды в ВДС dк, мкм; угол опережения впрыска топлива θв.т., град. п.к.в.
Также определялись следующие выходные параметры: удельный расход
топлива gе, г/кВт ч; N – диапазон измерения дымности в единицах коэффициен-
та ослабления, %; K – диапазон измерения дымности в единицах коэффициента
поглощения, м-1.
В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований, раз-
работка технологии приготовления ВДС и технических средств (устройств) для
ее реализации в системе питания дизельного двигателя» получены результаты
проведенного экспериментального исследования.
На данном этапе исследования проводились испытания динамических ап-
паратов и определялся их рациональный вариант для реализации технологии
приготовления ВДС с использованием технических средств (устройств) при
эксплуатации дизельного двигателя. Режимы работы испытуемых аппаратов
определялись на экспериментальной установке. В результате проведенных ис-
следований был выбран РПА, показавший наилучшие результаты по приготов-
лению ВДС со средними размерами капель водной фазы 2 мкм (таблица 2).

Таблица 2 – Режим работы аппарата для получения высокодисперсной ВДС
Средний диаметр каплиРежим работы РПА
водной фазы в ВДС, dк мкмnРПА, мин-1Р, МПаВремя приготовления, с
27000,2840

При проведении исследований содержание водной фазы в ВДС изменя-
лось от 5 до 20% по отношению к объёму топлива, давление на входе в РПА –
от 0,04 до 0,28 МПа, частота вращения ротора РПА – от 100 до 1200 мин – 1,
время обработки – от 20 до 80 секунд.
На следующем этапе исследования были получены уравнения регрессии
второго порядка, которые определяют зависимости между входными и выход-
ными факторами процесса влияния состава и дисперсности ВДС на эксплуата-
ционные показатели ДВС:

Ygе = 6,99 – 0,15 х1 + 0,8 х2 + 0,39 х3 – 0,02 х1 х2 – 0,08 х1 х3 + 0,02 х2 х3+
0,07 х12 + 0,03 х22+ 0,02 х32;(10)

YК= 3,4 – 0,23 х1+ 0,12 х2 – 0,11 х3 – 0,06 х1 х2 – 0,44 х1 х3 – 0,03 х2 х3 – 0,01 х12+
+0,04 х22+0,01 х32;(11)

YN = 69,02 – 8,16 х1 + 2,21 х2 – 2,1 х3– 0,35 х1 х2– 0,98 х1 х3 +
1,46 х2 х3– 0,89 х12+ 1,05 х22+ 0,93 х32.(12)
Для АТТ актуальным показателем эффективности функционирования при
выполнении различных видов работ является расход топлива. Поэтому на осно-
вании анализа уравнений регрессии определены рациональный состав и дис-
персность ВДС, графическая зависимость которых представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 – Зависимости часового расхода топлива (Gт) от содержания водной фазы
в дизельном топливе (Св), диаметра капель водной фазы (dк),
угла опережения впрыска топлива (θв.т., град.п.к.в.)

Анализ графических зависимостей показывает, что добавка к топливу
17% водной фазы со средним диаметром капель 2 мкм и последующей подачей
этой ВДС в штатную систему питания дизельного двигателя при установлен-
ном угле опережения впрыска топлива θв.т = 8 град. п.к.в., обеспечивает сниже-
ние удельного расхода топлива до 18%.
Для проверки работоспособности предложенных технических средств
(устройств) были проведены испытания на нагрузочном стенде КИ-5540 с целью
снятия показателей дизельного двигателя ЯМЗ-236НЕ. По полученным экспери-
ментальным данным была построена внешняя скоростная характеристика
дизельного двигателя ЯМЗ-236НЕ при работе на ДТ и ВДС представленная на
рисунке 5.
Экспериментальные исследования позволили определить режим эксплуа-
тации дизельного двигателя с использованием технических средств (устройств)
для подачи ВДС в систему питания, обеспечивающих минимальный показатель
удельного расхода топлива при следующих параметрах: Св = 17%; dк = 2 мкм;
θв.т. = 8°, при этом эффективная мощность (Nе) и крутящий момент (Мкр) суще-
ственно не снижаются (до 2 – 4%), а удельный расход топлива (gе) уменьшается
до 18%.
Рисунок 5 – Внешняя скоростная характеристика дизельного двигателя ЯМЗ-236НЕ
при работе на ДТ и ВДС

Экспериментально установлено, что технология получения ВДС должна
состоять из 2 этапов.
1. Приготовление ВДС «грубой» дисперсности со средним диаметром ка-
пель воды не более 50 мкм с применением дозатора-смесителя, который также
позволяет автоматически регулировать состав ВДС в заданной пропорции
(5 – 20% воды) в зависимости от режима работы двигателя (рисунок 6).
2. Приготовление ВДС «тонкой» дисперсности со средним диаметром ка-
пель воды не более 2 мкм с использованием РПА (рисунок 7).

Рисунок 6 – Схема дозатора-смесителя:
1 – корпус; 2 – активное сопло; 3 – диффузор; 4 – крышка диффузора, представляющая собой
выходной штуцер; 5 – штуцер для подвода воды; 6 – штуцер для подвода топлива;
7 – шпилька; 8 – сальник; 9 – крышка вакуумной камеры; 10 – мембрана; 11 – дисковые
шайбы; 12 – регулировочный винт; 13 – стопорная пружина; 14 – пружина; 15 – втулка
переходная; 16 – штуцер; 17 и 19 – винты; 18 – стакан вакуумной камеры; 20 – жиклёр
Рисунок 7 – Роторно-пульсационный аппарат для приготовления ВДС:
1 – корпус; 2 – статор; 3 – входные лопатки; 4 – ряд зубчатых элементов;
5 – зубчатые элементы; 6 – сальник; 7 – приводной вал ротора; 8 – подшипники;
9 – входной патрубок; 10, 15, – винты; 11 – выпускной патрубок; 12 – входной штуцер;
13 – отверстие для подачи воды; 14 – дозатор-кавитатор; 16 – ротор; 17 – выходной патрубок;
18 – трубки; 19 – канал подачи воды; 20 – кольцевая проточка; 21 – лопастная крыльчатка

На втором этапе роторно-пульсационный аппарат циклично перемешива-
ет ВДС «грубой» дисперсности, улучшая показатели приготавливаемой смеси с
получением среднего диаметра капель дробления водной фазы (dк) не более
2 мкм (рисунок 8).

Рисунок 8 – Внешний вид водной фазы и ВДС под микроскопом:
а) обработка ВДС на 1 этапе дозатором-смесителем;
б) обработка ВДС на 2 этапе роторно-пульсационным аппаратом

Полученные во второй главе результаты теоретического расчета среднего
диаметра капель составляют 2,18 мкм, а полученные на экспериментальной
установке при обработке в РПА – 2 мкм, что адекватно описывает полученную
математическую модель исследования течения ВДС через рабочие органы РПА
с погрешностью не превышающей 8,26%.
Размещение технических средств (устройств) для приготовления ВДС и
дальнейшей ее подачи в систему питания ДВС в моторном отсеке АТТ пред-
ставлены на рисунке 9.
Все разработанные устройства устанавливаются параллельно штатной
топливной системы ДВС, между топливным баком и топливным насосом в лю-
бом свободном месте на АТТ и соединяются между собой гибкими топливными
шлангами.
Рисунок 9 – Принципиальная схема установки разработанных устройств:
1 – топливный бак; 2 – дополнительный насос; 3 – впускной коллектор; 4 – вакуумная трубка;
5 – топливный шланг; 6 – дозатор-смеситель; 7 – бак для жидкости; 8 – система выпуска ДВС;
9 – вакуумная камера; 10 – жидкостной клапан; 11 – фильтр;12 – смесительная ёмкость;
13 – фильтр; 14 – блок управления; 15 – тумблер питания; 16 – система охлаждения двигателя;
17 – РПА; 18 – фильтр;19 – топливная трубка;20 – топливный насос;
21 – система питания двигателя

В пятой главе «Технико-экономическая оценка результатов исследова-
ний, рекомендации по практическому применению разработанных устройств»
были разработаны рекомендации по практическому применению технических
средств (устройств) для приготовления и подачи ВДС в систему питания ди-
зельного двигателя с добавлением водного компонента без применения эмуль-
гаторов. Технические средства (устройства) должны монтироваться в моторном
отсеке АТТ (в любом свободном месте), перед монтажом в системе питания
двигателя следует произвести регулировку штатной топливной аппаратуры, за-
тем отрегулировать автоматический дозатор-смеситель компонентов ВДС до
необходимого содержания водного компонента до 17%. Запуск и прогрев ди-
зельного двигателя следует осуществлять на обычном дизельном топливе. За
2…3 минуты до завершения работы дизеля необходимо осуществить перевод
на подачу в систему питания обычного дизельного топлива для выработки ВДС
оставшейся в системе питания.
Экономический эффект от внедрения разработанных устройств в сель-
скохозяйственное предприятие «Виктория» Эртильского района Воронежской
области за 2020 год составил 443821 рубля с учетом стоимости комплектующих
системы, затрат на её сборку и подключение.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенного диссертационного исследования решена
научная задача по совершенствованию технологии приготовления ВДС и тех-
нических средств (устройств) для ее реализации в системе питания ДВС АТТ и
получены следующие результаты:
1. На основании проведённого анализа определено, что наиболее пер-
спективным является способ воздействия на рабочий процесс двигателя путем
замены дизельного топлива на ВДС, позволяющий снизить удельный расход
топлива и улучшить экологические показатели по выбросу сажи в окружаю-
щую среду при эксплуатации автотракторной техники. Приготавливать ВДС с
добавлением водного компонента целесообразно перед подачей ее в камеру
сгорания, что позволит отказаться от использования дорогостоящих эмульгато-
ров.
2. Разработана математическая модель исследования течения ВДС через
рабочие органы РПА и процесса дробления капель воды в данном устройстве,
определен средний теоретический диаметр капель воды в дизельной смеси, со-
ставляющий 2,18 мкм.
3. На основании предложенной методики по обоснованию рационального
состава ВДС комплексно определены эксплуатационные (удельный расход топ-
лива – gе,) и экологические (содержание сажи в ОГ) показатели дизельного дви-
гателя в зависимости от исследуемых величин: процентного содержания воды в
топливе – Св; среднего диаметра капель воды в дизельной смеси – dк; угла опе-
режения впрыска топлива – θв.т..
4. Разработана экспериментальная установка, состоящая из двух блоков и
предназначенная для исследования процесса приготовления ВДС на аппаратах
динамического принципа действия. Экспериментально установлено, что: про-
цесс приготовления ВДС необходимо осуществлять в два этапа (на первом –
приготавливается ВДС «грубой» дисперсности с применением дозатора-
смесителя, на втором – получение ВДС «тонкой» дисперсности путем обработ-
ки в РПА. Давление на входе в РПА должно быть не ниже 0,28 МПа, частота
вращения ротора РПА должна составлять 700 мин-1, что обеспечивает получе-
ние стабильной и высокодисперсной ВДС требуемого качества со средним
диаметром капель 2 мкм.
5. Разработана экспериментальная установка, представляющая собой
стенд КИ-5540 с дизельным двигателем ЯМЗ-236НЕ, работающая в двух режи-
мах, предназначенная для определения эксплуатационных и экологических по-
казателей дизеля в зависимости от состава и дисперсности ВДС. При проведе-
нии исследований экспериментально установлено, что: соотношение водного
компонента должно составлять 17% по отношению к объему топлива, так как
при таком соотношении компонентов основные характеристики двигателя су-
щественно не изменяются; водно-дизельная смесь, содержащая до 17% воды
способна без значительных энергетических затрат перемещаться в топливопро-
водах системы питания ДВС; нагрев ВДС следует осуществлять до температу-
ры 50 – 60 °С от системы охлаждения двигателя путем установки всех элемен-
тов системы в любом свободном пространстве моторного отсека АТТ; режимы
работы системы питания двигателя на ВДС, обеспечивают улучшение эксплуа-
тационных и экологических показателей (снижения удельного расхода топлива
двигателя до 18%, содержания сажи в ОГ ДВС по значению K на
20 – 22%, по значению N на 30 – 35% без существенного снижения эффектив-
ной мощности (до 2 – 4%) по сравнению с работой ДВС на обычном дизельном
топливе.
6. Предложены технология приготовления ВДС и технические средства
(устройства) для ее реализации в системе питания ДВС, обеспечивающие авто-
матизацию процесса подачи воды в топливо в зависимости от режима работы
двигателя на основе двухэтапного процесса перемешивания водного компонен-
та и топлива, что позволяет получать ВДС разного состава и дисперсности с
последующей подачей её в штатную систему питания ДВС без существенного
изменения его мощностных характеристик и конструкции.
7. Разработаны рекомендации по практическому применению технологии
приготовления ВДС без использования эмульгатора и технических средств
(устройств) для ее реализации в системе питания дизельного двигателя АТТ,
позволяющие снизить расход топлива и содержание вредных веществ в ОГ ДВС
при эксплуатации автотракторной техники при проведении всех видов работ.

Рекомендации производству

Разработанная технология приготовления ВДС, реализуемая с помощью
технических средств (устройств), рекомендуется к использованию в системе
питания дизельного ДВС автотракторной техники как при ежедневной эксплуа-
тации, так и при проведении различных видов работ.

Перспективы дальнейшей разработки темы

Совершенствование технологии приготовления топливных смесей путем
разработки элементов электронного управления техническими средствами
(устройствами), позволяющими приготавливать гомонизированные топливные
смеси и подавать их в систему питания ДВС в зависимости от условий его экс-
плуатации.
Содержание диссертации отражено в 19 работах.
Публикации из перечня изданий, индексируемых в международных
системах цитирования библиографических базах Scopus.
1. Борисов, С.В. Способ очистки поршнево-цилиндровой части двигателя
внутреннего сгорания сельскохозяйственных машин / Аль Махли, Ю.В. Родио-
нов, Д.В. Никитин, А.Е. Ломовских, Д.Ю. Муромцев // Журнал «Test
Eingenering» ISSN 0193|4120 Page No 3112-3120А.А.Х. 14 с.

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК:
2. Борисов, С.В. Струйно-кавитационный эжектор для модернизации си-
стемы питания двигателей внутреннего сгорания / А.А. Томилов, А.А. Свири-
дов, А.Е. Ломовских, В.И. Вигдорович // Журнал «Наукоемкие технологии». –
2017. – № 8. – С. 34-39.
3. Борисов, С.В. Способ и устройство для восстановления плунжерной
пары топливного насоса высокого давления / А.С. Канищев, А.Е. Ломовских,
А.К. Агафонов, А.С. Рябчук // Журнал «Наука в центральной России». – 2020. –
№ 6. – С. 51-60.
4. Борисов, С.В. Методика проведения экспериментальных исследований
по влиянию состава и качества водно-дизельной смеси на эксплуатационные
показатели дизельного двигателя / А.С. Канищев, А.А. Томилов, С.Н. Сазонов,
А.Е. Ломовских, А.С. Рябчук // Журнал «Наука в центральной России». – 2020. –
№ 6. – С. 70-80.
5. Борисов, С.В. Экспериментальные исследования по определению пока-
зателей впрыска водно-дизельной смеси / А.С. Канищев, С.Н. Сазонов,
Ю.В. Родионов, А.Е. Ломовских // Журнал «Наука в центральной России». –
2021. – № 2. – С. 61-71.
6. Борисов, С.В. Исследование влияния водно-топливной эмульсии на
эксплуатационные показатели дизельного двигателя / А.Е. Ломовских, А.В. Ду-
наев, О.Е. Прилепин, Т.Р. Маматказин // Журнал «Технический сервис машин». –
2021. – № 2 (143). – С. 54-62.

Патенты и заявки на изобретения:
7. Патент на изобретение № 2469199 от 10.12.2012 г. Российская Федера-
ция МПК F02 М 25/00 Устройство для обработки углеводородного топлива.
Борисов С.В., Иванов В.П., Ломовских А.Е., Капустин Д.Е., Сысоев И.П. // За-
явка № 2011132517; заявл. 02.08.2011. 14 с.
8. Патент на изобретение № 2498094 от 10.11.2013 г. Российская Федера-
ция МПК F02 М 25/00. Способ обработки углеводородного топлива для двига-
телей внутреннего сгорания. Борисов С.В., Иванов В.П., Ломовских А.Е., Капу-
стин Д.Е., Сысоев И.П. // Заявка № 2011133257; заявл. 08.08.2011г. 14 с.

Свидетельства о регистрации программы для ЭВМ
9. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ №2021614518 от
25.03.2021 г. Российская Федерация. Программная реализация алгоритма расче-
та зависимостей часового расхода топлива от содержания водной фазы в топли-
ве, диаметра капель водной фазы, угла опережения впрыска топлива для ди-
зельного двигателя / Борисов С.В., Ломовских А.Е. // Заявка №2021613378/69
от 15.03.2021г. 4 с.

Публикации в сборниках научных трудов и материалах конференций:
10. Борисов, С.В. Математическое моделирование течения водно-
дизельной смеси через рабочие органы роторно-пульсационного аппарата и
определение диаметра капель воды в смеси / А.Е. Ломовских, Л.В. Великанова,
Л.Н. Фоменко, А.А. Шаповалов // Деп. 46 ЦНИИ МО РФ 16.01.14 г.
Инв. № В 7530 СРДР, серия Б, вып. № 106. – М.: ЦВНИ МО РФ, 2014. – 13 с.
11. Борисов, С.В. Динамический аппарат для обработки моторного топ-
лива / А.А. Волокитин, С.И. Князев, О.В. Рачинский, А.Е. Ломовских // Сбор-
ник материалов Международной НПК «Повышение эффективности использо-
вания мобильных энергетических средств в различных режимах движения».
Ч. І. 6 апреля 2017 г. – Воронеж: ФГБОУ ВО Воронежский ГАУ, 2017. –
С. 275-282.
12. Борисов, С.В. Альтернативные двигатели внутреннего сгорания /
В.П. Иванов, А.А. Свиридов, А.Е. Ломовских, Е.А. Галныкин // Сборник мате-
риалов Международной НПК «Повышение эффективности использования мо-
бильных энергетических средств в различных режимах движения». Ч. 1. 6 апре-
ля 2017 г. – Воронеж: ФГБОУ ВО Воронежский ГАУ, 2017. – С. 322-329.
13. Борисов, С.В. Многотопливная система питания дизельного двигателя
внутреннего сгорания / С.И. Князев, Д.В. Афонин, А.А. Шаповалов, А.Е. Ло-
мовских // Сборник материалов Международной НПК «Повышение эффектив-
ности использования мобильных энергетических средств в различных режимах
движения». Ч. І. 6 апреля 2017 г. – Воронеж: ФГБОУ ВО Воронежский ГАУ,
2017. – С. 348-353.
14. Борисов, С.В. Смеситель-активатор моторного топлива / Д.А. Старо-
дубцев, А.Е. Ломовских, В.И. Черноиванов // Материалы Международной НПК
«Роль аграрной науки в развитии АПК РФ». 1–2 ноября 2017 г. – Воронеж:
ФГБОУ ВО Воронежский ГАУ, 2017. – С. 41-47.
15. Борисов, С.В. Эффективный активатор моторного топлива для сель-
скохозяйственной техники / А.Е. Ломовских, Д.В. Афонин, В.И. Черноиванов,
А.А. Шаповалов // Материалы Международной НПК «Проблемы развития тех-
нологий создания, сервисного обслуживания и использования технических
средств в агропромышленном комплексе» 15-16 ноября 2017. Ч 1. – Воронеж:
ФГБОУ ВО Воронежский ГАУ, 2017. – С. 91-96.
16. Борисов, С.В. Способ безразборной очистки поверхностей деталей
цилиндро-поршневой группы от нагара / А.А. Волокитин, Ю.В. Гусев, А.Е. Ло-
мовских, Д.А. Стародубцев // Материалы Международной НПК «Наука и обра-
зование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения».
26-27 ноября 2018 г. – Воронеж: ФГБОУ ВО Воронежский ГАУ, 2018. –
С. 128-135.
17. Борисов, С.В. Устройство регулирования мощности электродвигателя
на экспериментальной установке для приготовления водно-топливной эмульсии /
Ю.В. Родионов, С.И. Данилин, А.Е. Ломовских, В.И. Оробинский // Материалы
международной НТК «Проблемы совершенствования машин, оборудования и
технологий в агропромышленном комплексе» 23-24 октября. 2019 г. – Воронеж:
ФГБОУ ВО Воронежский ГАУ, 2019. – С. 237-241.
18. Борисов, С.В. Способ модернизации системы питания двигателей авто-
мобильной техники / В.И. Черноиванов, А.Н. Жулин, А.Д. Солод, Ю.В. Гусев //
Новые технологии и технические средства для эффективного развития АПК:
материалы национальной научно-практической конференции, 26 февраля 2019 г.
Часть II. – Воронеж: ФГБОУ ВО Воронежский ГАУ, 2019. – С. 187-193.
19. Борисов, С.В. Способ и устройство для улучшения экономических и
экологических характеристик дизельных двигателей / А.С. Канищев, А.Е. Ло-
мовских, И.А. Скопин // Сборник материалов Международной НПК «Наука и
образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути решения».
24 ноября 2020 г. – Воронеж: ФГБОУ ВО Воронежский ГАУ, 2020. – С. 82-85.
Отпечатано в издательско-полиграфическом центре
ФГБОУ ВО Мичуринский ГАУ
Подписано в печать 07.09.2021. Формат 60х84/16,
Бумага офсетная № 1. Усл.печ.л. 1,2. Тираж 100 экз. Ризограф
Заказ № 20640
_______________________________________________________________
Издательско-полиграфический центр
ФГБОУ ВО Мичуринский ГАУ
393760, Тамбовская обл., г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101
тел. +7 (47545) 3-88-34, доб. 211