Bulletin Samara State Agricultural AcademyBulletin Samara State Agricultural AcademyИзвестия Самарской государственной сельскохозяйственной академии1997-32252782-4225Samara State Agrarian University63347510.55170/1997-3225-2024-9-2-28-33TECHNOLOGY, MEANS OF MECHANIZATION AND POWER EQUIPMENT IN AGRICULTUREТЕХНОЛОГИИ, СРЕДСТВА МЕХАНИЗАЦИИ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕResearch ArticleComparative accelerated wear testing of fuel injectors plunger pairs in operation with oil and bio-oil fuelsСравнительные ускоренные испытания ТНВД на износплунжерных пар при работе на нефтяном и бионефтяном топливахhttps://orcid.org/0009-0006-2210-5294UkhanovAlexander P.УхановАлександр Петрович
Russian Federation

Doctor of Technical Sciences, Professor

доктор технических наук, профессор

dispgau@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8478-1358VolodkoOleg S.ВолодькоОлег Станиславович
Russian Federation

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor

кандидат технических наук, доцент

volodko-75@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4954-6111RotanovEvgeniy G.РотановЕвгений Геннадьевич
Russian Federation

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor

кандидат технических наук, доцент

evgenij@yandex.ruPenza State Agrarian UniversityПензенский государственный аграрный университетSamara State Agrarian UniversityСамарский государственный аграрный университетK. G. Razumovsky Moscow State University of Technologies and Management (First Cossack Universi-ty)Московский государственный университет технологий и управления имени К. Г. Разумовского (Первый казачий университет)180620249228331606202416062024Copyright ©; 2024, Ukhanov A.P., Volodko O.S., Rotanov E.G.Copyright ©; 2024, Уханов А.П., Володько О.С., Ротанов Е.Г.2024Ukhanov A.P., Volodko O.S., Rotanov E.G.Уханов А.П., Володько О.С., Ротанов Е.Г.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://bulletin.ssaa.ru/1997-3225/article/view/633475

The purpose of the research is to perform an experimental assessment of the wear characteristics of plunger pairs of an inline four–section high–pressure fuel pump (injection pump) HPFP based on the results of non-motorized comparative accelerated tests with simultaneous operation of two pumping sections on petroleum diesel fuel and two others on bio-oil fuel, the vegetable component of which is rapeseed oil. Today, one of the global problems of mankind is the decarbonization of energy. An important vector of development to achieve carbon neutrality is the reduction of harmful emissions from motor vehicles generated by the combustion of motor fuels in internal combustion engines through the use of alternative fuels from renewable sources of raw materials with a small "carbon footprint". A promising direction in the production of alternative diesel fuels from renewable biomass is considered to be bio-oil fuel (BOF), the components of which are natural vegetable oil and commercial petroleum diesel fuel (PDF) in a certain ratio. In modern conditions of the transition of motor vehicles diesel engines operations from traditional types of motor fuels to alternative fuels, it becomes necessary to conduct experimental studies to assess the effect of BOF on the wear of plunger pairs of high-pressure fuel pumps (injection pumps) HPFP, as the main unit of diesel fuel equipment. The obtained results of accelerated wear tests of plunger pairs of a four–section injection pump on a non-motorized stand with simultaneous operation of two of its sections on PDF and two others on rapeseed BOF, indicate that when the injection pump(HPFP) is running on BOF, wear indicators are lower compared to operation on commercial PDF.

Цель исследований – выполнить экспериментальную оценку износных показателей плунжерных пар рядного четырехсекционного топливного насоса высокого давления (ТНВД) по результатам безмоторных сравнительных ускоренных испытаний при одновременной работе двух насосных секций на нефтяном дизельном топливе и двух других – на бионефтяном топливе, растительным компонентом которого является рапсовое масло. На сегодняшний день одной из глобальных проблем человечества является декарбонизация энергетики. Важным вектором развития по достижению углеродной нейтральности является снижение вредных выбросов автотранспортными средствами, образующихся при сгорании моторных топлив в двигателях внутреннего сгорания, за счет применения альтернативных топлив из возобновляемых источников сырья с малым «углеродным следом». Перспективным направлением в производстве альтернативных дизельных топлив из возобновляемой биомассы считается бионефтяное топливо (БНТ), компонентами которого являются натуральное растительное масло и товарное нефтяное дизельное топливо (НДТ) в определенном соотношении. В современных условиях перехода работы дизелей автотранспортных средств с традиционных видов моторного топлива на альтернативные топлива возникает необходимость проведения экспериментальных исследований по оценке влияния БНТ на износ плунжерных пар топливных насосов высокого давления (ТНВД), как основного узла дизельной топливной аппаратуры. Полученные результаты ускоренных износных испытаний плунжерных пар четырехсекционного ТНВД на безмоторном стенде при одновременной работе двух его секций на НДТ и двух других – на рапсовом БНТ, свидетельствуют о том, что при работе ТНВД на БНТ износные показатели ниже по сравнению с работой на товарном НДТ.

high-pressure fuel pumpplunger pairsaccelerated testingpetroleum diesel fuelmixed bio-oil fuelwear indicatorsтопливный насос высокого давленияплунжерные парыускоренные испытаниянефтяное дизельное топливосмесевое бионефтяное топливопоказатели износаSafina, D. N., Khusnutdinov, I. Sh., Safiulina, A. G., Zabbarov, R. R. & Shangaryaeva, A. Z. (2021). Prospects for the production of motor fuels from biomass. Vestnik tekhnologicheskogo universiteta (Bulletin of the Technological University), 24, 9. 19-41 (in Russ).Сафина Д. Н., Хуснутдинов И. Ш., Сафиулина А. Г., Заббаров Р. Р., Шангаряева А. З. Перспективы производства моторных топлив из биомассы // Вестник технологического университета. 2021. Т.24, № 9. С.19-41.Gaivoronsky, A. I., Gordin, M. V. & Markov, V. A. (2022). Problems and prospects of using carbon-free and low-carbon motor fuels in conditions of various scenarios of transition to carbon-neutral energy. Dvigatelestroenie (Engine-building), 2(288), 4-28 (in Russ).Гайворонский А. И., Гордин М. В., Марков В. А. Проблемы и перспективы использования безуглеродных и низкоуглеродных моторных топлив в условиях различных сценариев перехода к углеродно-нейтральной энергетике // Двигателестроение. 2022. № 2(288). С.4-28.Zlenko, M. A. & Terenchenko, A. S. (2022). ICE – the end of an era? Transport na alterna-tivnom toplive (Alternative fuel vehicles), 6(90), 38-47 (in Russ).Зленко М. А., Теренченко А. С. ДВС – конец эпохи? // Транспорт на альтернативном топливе. 2022. № 6(90). С.38-47.Azarov, V. K., Zozulin, E. M. & Kootenev, V. F. (2022). Environmental damage from car engines depending on the type of fuel consumed. Transport na alternativnom toplive (Alternative fuel vehicles), 6(90), 48-55 (in Russ).Азаров В. К., Зозулин Е. М., Кутенёв В. Ф. Экологический ущерб от двигателей автомобилей в зависимости от вида потребляемого топлива // Транспорт на альтернативном топливе. 2022. № 6(90). С.48-55.Chernysheva, A. V., Cherepanova, A. D. & Kolobkov, B. I. (2022). Physico-chemical and operational properties of biodiesel and mixed fuels. Nauka v centralnoj Rossii (Science in central Russia), 5(59), 120-133 (in Russ).Чернышева А. В., Черепанова А. Д., Колобков Б. И. Физико-химические и эксплуатационные свойства биодизельных и смесевых топлив // Наука в центральной России. 2022. № 5(59). С.120-133.Bychenin, A. P., Volodko, O. S., Erzamaev, M. P. & Sazonov, D. S. (2017). Influence of oleic acid on tribological properties of fuels for automotive diesel engines. Izvestiia Samarskoi gosudarstvennoi selskokhoziaistvennoi akademii (Bulletin Samara state agricultural academy), 4, 44-50 (in Russ).Быченин А. П., Володько О. С., Ерзамаев М. П., Сазонов Д. С. Влияние олеиновой кислоты на трибологические свойства топлив для автотракторных дизелей // Известия Самарской государственной академии. 2017. № 4. С. 44-50.Markov, V. A., Loboda, S. S. & Yin, M. (2017). The use of mixtures of petroleum diesel fuel and ginger oil as motor fuel. Transport na alternativnom toplive (Alternative fuel vehicles), 5 (59), 29-40 (in Russ).Марков В. А., Лобода С.С., Инь М. Использование смесей нефтяного дизельного топлива и рыжикового масла в качестве моторного топлива // Транспорт на альтернативном топливе. 2017. №5 (59). С. 29-40.Nagornov, S. A., Romantsova, S. E. & Markov, V. A. (2020). Improving the performance properties of diesel fuels for agricultural machinery. Agrarnyj nauchnyj zhurnal (Agrarian Scientific Journal), 12, 90-92 (in Russ).Нагорнов С. А., Романцова С. Е., Марков В. А. Улучшение эксплуатационных свойств дизельных топлив для сельскохозяйственных машин // Аграрный научный журнал. 2020. № 12. С. 90-92.Ukhanov, D. A., Ukhanov, A. P., Rotanov, E. G. & Averyanov, A. S. (2017). Reduction of wear of plunger pairs of injection pumps using mixed rapeseed-mineral fuel. Penza : RIO PGAU (in Russ).Уханов Д. А., Уханов А. П., Ротанов Е. Г., Аверьянов А. С. Снижение износа плунжерных пар ТНВД применением смесевого рапсово-минерального топлива : монография. Пенза : РИО ПГАУ, 2017. – 212 с.Ukhanov, D. A., Ukhanov, A. P., Rotanov, E. G. & Averyanov, A. S. (2011). The effect of diesel mixed fuel on the wear of plunger fuel pump pairs. Izvestiia Samarskoi gosudarstvennoi selskokhoziaistvennoi akademii (Bulletin Samara state agricultural academy), 3, 105-108 (in Russ).Уханов Д. А., Уханов А. П., Ротанов Е. Г., Аверьянов А. С. Влияние дизельного смесевого топлива на износ плунжерных пар ТНВД // Известия Самарской государственной сельско-хозяйственной академии. 2011. № 3. С.105-108.Ukhanov, A. P., Ukhanov, A. P. & Rotanov, E. G. (2015). Reduction of wear of injection pump plunger pairs as a result of the use of a rational composition of diesel mixed fuel. Tekhnologiya kolesnyh i gusenichnyh mashin (Technology of wheeled and tracked vehicles), 2 (18), 46-51 (in Russ).Уханов А. П., Уханов А. П., Ротанов Е. Г. Снижение износа плунжерных пар ТНВД в результате применения рационального состава дизельного смесевого топлива // Технология колесных и гусеничных машин. 2015. № 2 (18). С.46-51.Ukhanov, D. A., Ukhanov, A. P., Rotanov, E. G., Averyanov, A. S. High-pressure fuel pump for comparative testing of plunger pairs on two types of motor fuel. Patent 2453724 Russian Federation (in Russ).Пат. № 2453724 Российская Федерация. Топливный насос высокого давления для сравнительных испытаний плунжерных пар на двух видах моторного топлива / Уханов Д. А., Уханов А. П., Ротанов Е. Г., Аверьянов А. С. ; заявл. 08.12.2010; опубл. 20.06.2012.