mirtrМир транспортаWorld of Transport and Transportation1992-3252Russian University of Transport (RUT)10.30932/1992-3252-2023-21-4-12mirtr-2523Research ArticleБЕЗОПАСНОСТЬ, УСТОЙЧИВОСТЬ, ЭКОЛОГИЯSAFETY, SUSTAINABILITY, ECOLOGYВыбросы загрязняющих газов (CO и CO2 ) при использовании топливных смесей (этанол-бензин) в двигателях внутреннего сгоранияEmissions of Pollutant Gases (CO and CO2 ) when Using Fuel Mixtures (Ethanol-Petrol) in Internal Combustion EnginesСуаресЯ. Р.SuarezYa. R.

Рейес Суарес Яриан – аспирант Российского университета транспорта, преподаватель

Майябеке

Reyes Suarez, Yarian, PhD student at the Russian University of Transport; Professor

Mayabeque

yarianrs@gmail.comБалабинВ. Н.BalabinV. N.

Балабин Валентин Николаевич – доктор технических наук, профессор

Москва

Balabin, Valentin N., D.Sc. (Eng), Professor

Moscow

vbbn2347@gmail.comМесаЯ. М.MesaYa. M.

Морехон Меса Яной – доктор технических наук, профессор

Майябеке

Morejón Mesa, Yanoy, D.Sc. (Eng), Professor

Mayabeque

ymm@unah.edu.cuГаванский аграрный университетКубаAgrarian University of HavanaCubaРоссийский университет транспортаРоссияRussian University of TransportRussian Federation202320012024214106–110Copyright © Суарес Я.Р., Балабин В.Н., Меса Я.М., 20242024Суарес Я.Р., Балабин В.Н., Меса Я.М.Suarez Y.R., Balabin V.N., Mesa Y.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://mirtr.elpub.ru/jour/article/view/2523

Цель этого исследования – оценка выбросов загрязняющих газов (CO и CO2) при использовании топливных смесей (этанол-бензин) в двигателях внутреннего сгорания. Эксперименты проводились в двигательной лаборатории Факультета технических наук Аграрного университета Гаваны (УНАХ) с использованием двигателя модели JACTO. Чтобы определить количество токсичных газов, выбрасываемых в атмосферу (CO2  и CO), было предложено сбалансировать уравнение сгорания для различных оцениваемых смесей с учетом установленных коэффициентов избытка воздуха.Анализ процесса сгорания топлива на основе смесей 10-, 20-, 30‑процентного этанола с гидратацией (80 %; 85 %; 90 %; 95 %) и обычного бензина категории В‑85 для богатых смесей (α = 0,85) и для бедных смесей (α = 1,15) показал, что выбросы вредных веществ СО2  и СО в атмосферу снижаются до 17 % при использовании рассматриваемых смесей по сравнению с бензином. Несмотря на то, что при этом удельный расход смесей выше, чем бензина, достигается существенный экологический эффект.

The objective of the study is to evaluate the emissions of pollutant gases (CO and CO2) when using fuel mixtures (ethanol-petrol) in internal combustion engines. The experiments were carried out in the Engine Laboratory of the Faculty of Engineering Sciences of Agrarian University of Havana (AUH) using JACTO engine. To obtain the amount of toxic gases emitted into the atmosphere (CO2 and CO), the balance of the combustion equations was proposed for the different mixtures estimated taking into account the established coefficients of excess air. The analysis of the combustion process based on 10, 20 and 30 percent ethanol mixtures with hydration (80%; 85%; 90 %; 95%) and conventional petrol of category B-85 for rich mixtures (α = 0,85) and for lean mixtures (α = 1,15) showed that CO2 and CO emissions to the atmosphere are reduced to 17% for considered mixtures as compared to petrol. Despite higher relative fuel consumption as compared to petrol, there is a significant positive environmental effect.

автомобильный транспортдвигатель внутреннего сгораниязагрязняющие газыбензинсмесиэтанолтопливосжиганиеroad transportinternal combustion enginepollutant gasespetrolmixturesethanolfuelcombustionReferencesMartins, F., Felgueiras, C., Smitkova, M., Caetano, N. Analysis of Fossil Fuel Energy Consumption and Environmental Impacts in European Countries. Energies, 2019, Vol 12, Iss. 6, 964. DOI: 10.3390/en12060964.Martins, F., Felgueiras, C., Smitkova, M., Caetano, N. Analysis of Fossil Fuel Energy Consumption and Environmental Impacts in European Countries. Energies, 2019, Vol. 12, Iss. 6, 964. DOI: 10.3390/en12060964.Алиева А. В., Ахмедханова З. Б., Белов А. В., Гаджиханов А. С. Определение основных показателей техногенного воздействия при ликвидации шахт добычи твёрдого ископаемого топлива и устойчивости экологического состояния окружающей среды // Науки о Земле. – 2017. – № 3 (32). – С. 37–45. [Электронный ресурс]: http://csmos.ru/index.php?page=mnt-issue‑2017-3-04&ysclid=lneo1tlpnk954171432. Доступ 28.04.2023.Alieva, A. V., Akhmedkhanova, Z. B., Belov, A. V., Gadzhikhanov, A. S. Determination of the Main Indicators of Technogenic Impact During the Liquidation of Mines for the Extraction of Solid Fossil Fuels and the Sustainability of the Ecological State of the Environment. Earth Sciences, 2017, Iss. 3 (32), pp. 37–45. [Electronic resource]: http://csmos.ru/index.php?page=mnt-issue‑2017–3–04&ysclid=lneo1tlpnk954171432. Last accessed 28.04.2023.Бегалы З. Д., Рыспаева М. Ж. Исследование образования продуктов реакции при горении жидкого топлива различной массы // Молодой учёный. – 2022. – № 2 (397). – С. 30–32. [Электронный ресурс]: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=47703877&ysclid=lneo4v272d672406209. Доступ 28.04.2023.Begaly, Z. D., Ryspaeva, M. Zh. Investigation of the formation of reaction products during combustion of liquid fuel of various weights. Young scientist, 2022, Iss. 2 (397), pp. 30–31. [Electronic resource]: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=47703877&ysclid=lneo4v27 2d672406209. Last accessed 28.04.2023.Баранов М. Е., Герасимова Л. А., Герасимова В. Е., Хижняк С. В. Анализ экологической обстановки на объектах хранения ракетного топлива // Вестник СибГАУ. – 2016. – Т. 17. – № 4. – С. 1044–1052. [Электронный ресурс]: https://vestnik.sibsau.ru/vestnik/874/. Доступ 28.04.2023. [Полный текст вестника].Baranov, M. E., Gerasimova, L. A., Gerasimova, V. E., Khizhnyak, S. V. Analysis of the Environmental Situation at Rocket Fuel Storage Facilities. Bulletin of SibGAU, 2016, Vol. 17, Iss. 4, pp. 1044–1052. [Electronic resource]: https://vestnik.sibsau.ru/vestnik/874/. Last accessed 28.04.2023. [Full text of the issue].Захаров Е. А., Шевякова О. А., Ширшов Д. Б. Оценка экологической эффективности использования горючих газов как топлива для ДВС с искровым зажиганием // Молодой учёный. – 2012. – № 2 (37). – С. 29–32. [Электронный ресурс]: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=17711262&ysclid=lneobn9jzs161312980. Доступ 28.04.2023.Zakharov, E. A., Shevyakova, O. A., Shirshov, D. B. Assessment of the environmental efficiency of the use of combustible gases as fuel for internal combustion engines with spark ignition. Young scientist, 2012, Iss. 2 (37), pp. 29–32. [Electronic resource]: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=17711262&ysclid=lneobn9jzs161312980. Last accessed 28.04.2023.Иванова Л. А. Влияние ракетного топлива на организм человека на объектах его использования, хранения и утилизации // Россия молодая: передовые технологии – в промышленность. – 2015. – № 4. – С. 153–158. [Электронный ресурс]: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=24913235&ysclid=lneof4itwe433331517.Доступ 28.04.2023.Ivanova, L. A. The Effect of Rocket Fuel on the Human Body at the objects of its Use, Storage and Disposal. Young Russia: Advanced Technologies – to the Industry, 2015, Iss. 4, pp. 153–158. [Electronic resource]: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=24913235&ysclid=lneof4itwe433331517. Last accessed 28.04.2023.Осико С. М. Экологические проблемы ракетнокосмической деятельности: влияние ракетного топлива на состояние окружающей среды в районах падения отработавших ступеней // Молодой учёный. – 2020. – № 23 (313). – С. 482–485. [Электронный ресурс]: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=42969347&ysclid=lneogp5dw6163159008. Доступ 28.04.2023.Osiko, S. M. Environmental problems of rocket and space activities: the impact of rocket fuel on the state of the environment in the fall areas of spent stages. Young scientist, 2020, Iss. 23 (313), pp. 482–484. [Electronic resource]: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=42969347&ysclid=lneogp5dw6163159008. Last accessed 28.04.2023.Сляднев Г. Е., Литвинов П. В., Руменко С. О., Полынская А. А. Перспективы использования биодизельного и дизельного топлива в виде смесей и при ультразвуковой обработке // Молодой учёный. – 2017. – № 11 (145). – С. 108–111. [Электронный ресурс]: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=28840609&ysclid=lneoi3fjhy13251666. Доступ 28.04.2023.Slyadnev, G. E., Litvinov, P. V., Rumenko, S. O., Polynskaya, A. A. Prospects for the use of biodiesel and diesel fuel in the form of mixtures and during ultrasonic processing. Young scientist, 2017, Iss. 11 (145), pp. 108–111. [Electronic resource]: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=28840609&ysclid=lneoi3fjhy13251666. Last accessed 28.04.2023.Faires, V. M., Simmang, C. M. Thermodynamics. Editorial Macmillan. 1978, 680 p., pp. 351–399. ISBN 968-438-029-1.Faires, V. M., Simmang, C. M. Thermodynamics. Editorial Macmillan, 1978, 680 p., pp. 351–399. ISBN 968-438-029-1.Fayette, C. T. The Internal-Combustion Engine in Theory and Practice, Vol. I: Thermodynamics, Fluid Flow, Performance. Second Edition. Massachusetts Institute of Technology PRESS and London, England, 1985, pp. 67–265. ISBN 978-0-262-20051-6.Fayette, C. T. The Internal-Combustion Engine in Theory and Practice, Volume I: Thermodynamics, Fluid Flow, Performance. Second Edition. Massachusetts Institute of Technology PRESS and London, England, 1985, pp. 67–265. ISBN 978-0-262-20051-6.Kurt, C. R. Thermodynamics and Heat Power. Sexta edición. University of Wisconsin–Plattevill, 2006, 768 p., pp. 232–282. ISBN 0131139282.Kurt, C. R. Thermodynamics and heat power. Sexta edición. University of Wisconsin – Plattevill, 2006, 768 p., pp. 232–282. ISBN 0131139282.Swendsen, R. H. An Introduction to Statistical Mechanics and Thermodynamics. 2020, 496, pp. 132–146. ISBN 978-9-19-8853327. DOI: https://doi.org/10.1093/oso/9780198853237.003.0011.Swendsen, R. H. An Introduction to Statistical Mechanics and Thermodynamics. 2020, 496 p., pp. 132–146. ISBN 978-0-19-885323-7. DOI: https://doi.org/10.1093/oso/9780198853237.003.0011.Yunus, A. Ç., Michael, A. B. Thermodynamics. An Engineering Approach. Sixth edition, 2008, pp. 767–842. ISBN 978-0-07-352921-9.Yunus, A. Ç., Michael, A. B. Thermodynamics. An Engineering Approach. Sixth edition, 2008, pp. 767–842 p. ISBN 978-0-07-352921-9.Manieniyan, V., Thambidurai Muthuvelan, Selvakumar, R. Study on energy crisis and the future of fossil fuels. Proceedings of SHEE, 2009. D O I : 10.13140/2.1.2234.3689.Manieniyan, V., Thambidurai Muthuvelan, Selvakumar, R. Study on energy crisis and the future of fossil fuels. Proceedings of SHEE, 2009. D O I : 10.13140/2.1.2234.3689.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.