Эксπир
Регистрация / Вход

Создание новых технологий и разработка элементов энергоустановок, использующих биоэтанольное топливо

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.516.11.6139
Организация
ФГУП "НАМИ"
Руководитель работ
Лежнев Лев Юрьевич
Продолжительность работ
2007 - 2008, 11 мес.
Бюджетные средства
6 млн
Внебюджетные средства
1,1 млн

Информация отсутствует

Этапы проекта

1
26.11.2007 - 31.12.2007
1. Проведен анализ научно-технической литературы и проведение патентных исследований по ГОСТ 15.011-96.
2. Сделаны выбор и обоснование принятого направления исследований и способов решения поставленных задач.
3. Сопоставлены ожидаемые показатели новой продукции после внедрения результатов НИР с существующими показателями изделий-аналогов.
4.Сделан расчет ориентировочной экономической эффективности от внедрения новой продукции с ожидаемыми показателями НИР на основе научного прогнозирования на время разработки, освоения и срока морального старения выпускаемой продукции.









5. Разработана техдокументация на макетную лабораторную установку для проведения каталитических реакций синтеза углеводородных компонентов моторного топлива из этанола и высших спиртов.
6. Разработаны методики идентификации и количественного определения продуктов превращения этанола, бутанолов и пентанолов.
7. Разработаны методики получения прекурсоров катализаторов, каталитических композиций, активации катализаторов.
8. Изготовлена макетная лабораторная установка для получения углеводородных компонентов моторного топлива из биоспиртов.
9. Изучено влияние технологических параметров и природы биоспиртов на скорость окислительной дегидратации спиртов и выход углеводородов.
10. Проведены маркетинговые исследования и анализ потенциала возможной коммерциализации технологии синтеза углеводородных компонентов моторного топлива из этанола и высших спиртов.
Внебюджетное финансирование
11. Проведена наработка исходных матриц для водород-аккумулирующих интерметаллидных систем.
12. Определены параметры пористой структуры водород-аккумулиру-ющих интерметаллидных систем.
Развернуть
2
01.01.2008 - 31.05.2008
На этапе № 2 выполнения НИР были разработаны гипотезы возможной работы двигателя на биоэтанольном топливе, что послужило основой для определения необходимых доработок существующих математических моделей рабочих процессов и установления объемов модернизации серийных двигателей, а также экспериментальных исследований.
На этапе теоретических исследований вопросов применения биоэтанольного топлива были разработаны математические модели рабочих процессов двигателя и системы топливоподачи, а также выполнены соответствующие расчеты применительно к двигателю легкового автомобиля.
Была разработана методика испытаний на моторном стенде двигателя и макетных образцов системы топливоподачи при работе на топливных композициях Е0 (бензин), Е10, Е20, Е50 и Е85 (с добавлением 10, 20 50 и 85% биоэтанола соответственно).
Была разработана техническая документация на систему топливоподачи биоэтанольного топлива с подогревом.
Проведенные экспериментальные исследования показали работоспособность автомобильного двигателя с принудительным зажиганием на бензо-этанольных композициях широкого состава. При эксплуатации двигателя на биоэтанольном топливе в составе автотранспортного средства наблюдается снижение выбросов вредных веществ по сравнению с эксплуатацией на бензине по трем компонентам: СО, СН (в большей степени) и NOx (в меньшей степени). Массовый расход топлива увеличивается ввиду меньшей теплотворной способности этанола в сравнении с бензином. Среднее значение увеличения удельного эффективного расхода топлива для смеси Е85 составляет ~40%, при этом наблюдается увеличение КПД двигателя на 8-12 %.
В целом добавление 10-20% процентов биоэтанола не приводит к значительному изменению характеристик стандартного двигателя и не требует внесения изменений в конструкцию, за исключением соответствующей настройки системы управления.
В связи с увеличением массового расхода топлива при эксплуатации на композиции Е85 следует увеличить топливный бак, заменить топливный насос на насос большей производительности, увеличить давление в топливной рампе, а также организовать систему подогрева топлива для обеспечения пусков двигателя при отрицательной температуре окружающей среды.
Развернуть
3
01.06.2008 - 31.10.2008
На этапе 3 НИР:
- были созданы технологии управления энергоустановками, использующими биоэтанольное топливо, разработаны элементы системы топливоподачи для питания биоэтанолом двигателей внутреннего сгорания, а также вариант системы управления таким двигателем, на который подана заявка на получение патента;
- были выполнены исследования автомобиля на топливной композиции Е85 при движении по ездовым циклам, установленным правилами №83 ЕЭК ООН. Проведенные испытания подтвердили выполнение норм на выбросы вредных веществ Евро-3 и достижимость норм Евро-4. Автомобиль способен устойчиво работать на бензо-этанольных смесях до температуры окружающей среды 0?С. Для эксплуатации при более низких температурах создана система облегчения пуска;
- был выполнен анализ экологической эффективности применения био-этанольного топлива, который показал:
1 общее снижение выбросов токсичных веществ – 9%
2 снижение выбросов углекислого газа в полном жизненном цикле биоэтанольного топлива значительно зависит от исходного растительного сырья. Так для биоэтанола из кукурузы снижение составит 23%, в то время как для биоэтанола из пшеницы – 17%.
- общая оценка экономического эффекта от применения биоэтанола в качестве топлива для автотранспорта с учетом увеличения расхода топлива, большей стоимости биоэтанола по сравнению с бензином, и возможными затратами на конвертирование бензинового автомобиля показала возможную экономию до 150 000 руб. на автомобиль.
- с учетом различных факторов, сопутствующих работе двигателя на биоэтанольном топливе, разработано техническое задание на НИОКР по соз-данию двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием, работающего на биоэтанольном топливе.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

1.6 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела в области энергоэффективности, энергоснабжения и ядерной энергетики
Тема
Проведение проблемно-ориентированных исследований и разработка технических решений для создания высокоэффективных экологически чистых энергоустановок средней мощности, использующих в качестве топлива возобновляемые виды энергоносителей.
Продолжительность работ
2013, 9 мес.
Бюджетные средства
30 млн
Количество заявок
22
Тема
Разработка технических и технологических решений по созданию технологий повышения энергоэффективности и снижения токсичных выбросов двигательных энергоустановок, использующих перспективные альтернативные биотоплива.
Продолжительность работ
2008 - 2009, 17 мес.
Бюджетные средства
11 млн
Количество заявок
2
Тема
Разработка перспективных водородных паротурбинных и парогазовых энергоустановок
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
22 млн
Количество заявок
2
Тема
Разработка микрореакторной техники и устройств на ее основе для водородных энергоустановок
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
8 млн
Количество заявок
3
Тема
Создание нового поколения энергоустановок на основе твердооксидных топливных элементов.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
18 млн
Количество заявок
3