Пробег экспериментального автомобиля МГТУ за время испытания составил около 1300 км, из них около 50% автомобиль передвигался по улицам города. Средняя скорость автомобиля при движении за городом составила 70 км/ч, а при движении по улицам города приблизительно 15 км/ч. Низкая скорость движения в черте города связана с высокой загруженностью дорог.
Рис. 3. Внешний вид подкапотного пространства автомобиля ЗИЛ-47303А «Бычок”.
Путевой расход дизельного топлива при движении в городском цикле составил примерно 17 л/100 км, при движении за городом около 13 л/100 км. Путевой расход ДМЭ при движении за городом составил примерно 8 л/100 км, что с учётом более низкой плотности и теплотворной способности ДМЭ по сравнению с ДТ эквивалентно 4 л/100 км ДТ. При этом путевой расход ДТ составил около 9 л/100 км. Таким образом, приведённый с учётом более низкой плотности и теплотворной способности ДМЭ суммарный расход смесевого топлива составил примерно 13 л/100 км. Расход ДМЭ в городском цикле не оценивался из-за небольших длин поездок .
Согласно «Нормам расхода топлив и смазочных материалов на автомобильном транспорте» базовая норма расхода дизельного топлива для автомобиля ЗИЛ-5301 «Бычок» составляет около 14 л/100 км, а при эксплуатации автомобиля в городах с населением свыше 2,5 млн. человек, норма повышается до 20%, при пробеге первой тысячи километров новым автомобилем – до 10%, при использовании холодильной установки — до 5%.
Таким образом, предельное значение нормы расхода дизельного топлива для автомобиля ЗИЛ-5301 «Бычок» составляет: при работе в городе примерно 18 л/100 км, а при работе за городом около 17 л/100 км.
Как видно из приведённых выше цифр, экспериментальный автомобиль соответствует установленным нормам расхода топлива.
На протяжении всего срока эксплуатации экспериментального автомобиля, периодически брались пробы ОГ дизеля в лаборатории МГТУ им. Н.Э. Баумана для определения содержания вредных веществ. Выявлено снижение дымности ОГ с 22% на дизельном топливе до 12% на бинарном топливе при свободном ускорении, и соответственно с 7% до 4% на режиме максимальной частоты холостого хода (рис.4,5). Снижения дымности удается достичь за счет высокого содержания кислорода в молекуле — СН3-О-СН3.
Наличие кислорода в молекуле эфира обуславливает необходимость меньшего количества атмосферного кислорода при сгорании, улучшает сгорание в условиях дефицита воздуха — в первую очередь на режимах максимальной нагрузки. Немаловажную роль в снижении дымности играет повышенная испаряемость ДМЭ. Под действием высоких температур, легкокипящая фракция ДМЭ способствует разрушению капель, улучшая гомогенность смеси, увеличивая полноту сгорания, и снижая дымность ОГ. В подтверждение этого вывода можно привести результаты испытаний МГТУ – ЗИЛ с подачей через аналогичную топливную систему горючих и инертных газов. Достигнуто снижение на 20 …45 % выбросов СН, СО и NOX при подаче водорода, синтез-газа и чистого воздуха.
Кроме этого, были проведены контрольные испытания автомобиля- рефрижератора ЗИЛ-47303А «Бычок”, работающего на смесевом топливе, по типовым методикам на ГУП ”НИЦИАМТ”.
Рис. 4. Дымность отработавших газов на режиме свободного ускорения.
Рис. 5. Дымность отработавших газов на режиме максимальной частоты вращения.
Контролю подвергались следующие параметры:
- содержание вредных веществ в кабине автомобиля;
- расход топлив;
- скоростные и динамические качества автомобиля;
- содержание вредных веществ в ОГ.
На основании полученных данных сделаны следующие выводы:
- содержание вредных веществ в кабине автомобиля не превышает нормативов ГОСТ Р 51206 на содержание окиси углерода, суммарного количества углеводородов, окислов азота и акролеина;
- выявлено сохранение или улучшение экономических показателей автомобиля на смесевом топливе;
- обнаружена необходимость более строгого контроля регулировки автоматического регулятора топливного насоса высокого давления для сохранения мощностных, а, следовательно, и скоростных показателей автомобиля.
Питание смесевым топливом позволяет не только снизить токсичность ОГ, улучшить экономические показатели, но и уменьшить шумность работы дизеля ввиду большего значения цетанового числа ДМЭ в сравнение с ДТ. За счет подачи ДТ как основного компонента смесевого топлива, удается сохранить высокое давление и малую продолжительность впрыскивания, оставить без изменения базовую топливную аппаратуру и обеспечить практическую простоту перехода на чистое ДТ, а также увеличить суммарный пробег автомобиля без заправки.
Кроме того, ввиду малой трудоемкости и невысокой стоимости специализированной аппаратуры удается сохранить низкую стоимость автомобиля и ускорить обновление находящегося в эксплуатации парка автомобилей.
Необходимо также отметить схожесть свойств ДМЭ и сжиженного нефтяного газа — пропана (см. табл. 1), что позволяет при минимальных доработках использовать существующую систему газозаправочных станций.
Система питания дизеля смесевым топливом, по нашему мнению, отличается дешевизной, доступностью, универсальностью, эффективностью, не требует решения специфических проблем, возникающих при использовании чистого ДМЭ и, очевидно, является наиболее приемлемой в настоящее время.