автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Разработка и исследование термического нейтрализатора отработавших газов четырехтактных бензиновых двигателей средств малой механизации

ВВЕДЕНИЕ.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.:.

ПРИНЯТЫЕ. СОКРАЩЕНИЯ.

ИНДЕКСЫ.!.'.'.

1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Регулирование выбросов токсичных компонентов ОГ двигателями средств малой механизации.

1.2. Анализ систем нейтрализации ОГ.

1.1.1. Каталитическая нейтрализация.

1.1.2. Термическая нейтрализация.

1.1.3. Альтернативные способы нейтрализации.

1.1.4. Оценка перспектив использования различных систем нейтрализации на двигателях средств малой -механизации.

1.3. Обзор конструкций ТН и возможноЬтей-их совершенствования.

1.3.1. Использование вихревого движения газа для повышения эффективности нейтрализации.

1.3.2. Способы подвода вторичного воздуха.

1.3.3. Способы теплоизоляции и их сравнительный анализ.

1.4. Цель и задачи исследования.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМИЧЕСКОГО НЕЙТРАЛИЗАТОРА.

2.1. Принципы моделирования физико-химических процессов в ТН с закруткой потока.

2.2. Математическая модель ТН.

2.2.1. Расчёт параметров потока в РК.

2.2.2. Уравнение для определения концентраций компонентов ОГ в РК.

2.2.3. Расчёт концентраций компонентов ОГ в РК.

2.2.4. Расчёт температурного поля в РК.

2.3. Численное исследование процессов в РК.

2.3.1. Расчёт параметров потока в РК.

2.3.2. Расчёт концентраций компонентов ОГ и температуры в РК.

2.4. Экспериментальная проверка результатов расчёта.•.

3. БЕЗМОТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕРМИЧЕСКОГО НЕЙТРАЛИЗАТОРА.

3.1. Цель и задачи безмоторных исследований.

3.2. Объект исследования.

3.3. Лабораторная установка и приборы.

3.3.1. Лабораторная установка.

3.3.2. Зонд для измерений параметров газового потока.

3.4. Продувка макетного образца ТН с различными геометрическими параметрами.

3.5. Пневмометрические исследования в стационарном потоке.

3.5.1. Методика пневмометрических исследований.

3.5.2. Измерение статических давлений на поверхности завихрителя.

3.5.3. Измерение скоростей в характерных сечениях ВК.

3.6. Пневмометрические исследования в нестационарном потоке.

4. МОТОРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ ТЕРМИЧЕСКОГО

НЕЙТРАЛИЗАТОРА.

4.1. Цель и задачи моторных испытаний.

4.2. Объект испытаний

4.3. Моторный испытательный стенд.

4.4. Параметры и специфика двигателя, используемого при испытаниях.

4.5. Характеристики насоса для подачи вторичного воздуха.

4.6. Определение степени нейтрализации токсичных компонентов.

4.7. Регулировочные характеристики двигателя с ТН по расходу вторичного воздуха.

4.7.1. Методика испытаний.:.

4.7.2. Результаты испытаний двигателя с ТН на режиме

М= 15.5 Н-м, и=2500 мин"1.'.

4.7.3. Результаты испытаний двигателя с ТН на,режиме

М=27.0 Н-м, и=2500 мин'1.

4.7.4. Результаты испытаний двигателя с ТН на режиме

М= 15.5 Н-м, «=3000 мин"1.

4.8. Измерение концентраций СО и СИ в различных точках объёма РК.

4.9. Сравнение показателей двигателя со стандартным глушителем и ТН при работе по внешней скоростной характеристике.

4.10. Сравнение показателей двигателя со стандартным глушителем и ТН при работе по нагрузочным характеристикам.

4.11. Определение удельных выбросов СО и СН двигателем со стандартным глушителем и ТН.

В течение последнего десятилетия XX века произошло значительное увеличение количества средств малой механизации, находящихся в эксплуатации, в связи с чем остро возникла необходимость нормирования токсичности выбросов их двигателей. В результате этого появились нормативные акты, регламентирующие допустимое содержание токсичных веществ в ОГ двигателей, предназначенных для установки на средства малой механизации. В нашей стране введён в действие ГОСТ 17.2.2.07 - 2000 "Охрана природы. Атмосфера. Поршневые двигатели внутреннего сгорания для малогабаритных тракторов и средств малой механизации. Нормы и методы измерения выбросов вредных веществ с отработавшими газами и дымности отработавших газов". Аналогичный стандарт впервые был принят в США в 1995 году Агентством по охране окружающей среды ЕРА и получил название ARB Tier I, а несколько позже появился стандарт ARB Tier II. Подобные законодательные акты существуют и в других странах. Для выполнения указанных норм необходим комплекс мер по повышению экологической безопасности двигателей средств малой механизации.

Наиболее эффективным средством снижения выбросов бензиновых двигателей является использование различных систем нейтрализации ОГ в выпускной системе. Самое широкое распространение на авто- и мототранспорте получили трёхкомпонентные каталитические нейтрализаторы (КН), позволяющие преобразовать до 99 % оксида углерода (СО), углеводородов (СН) и оксидов азота (NOx) в безвредные вещества. Вместе с тем, применение трёхкомпонент-ных КН на двигателях, предназначенных для средств малой механизации, не представляется возможным, поскольку требует использования электронного управления топливоподачей. Отличительной особенностью рассматриваемых двигателей является конструктивная простота и невысокая стоимость, и оснащение их электроникой неизбежно приведёт к удорожанию и снижению покупательского спроса. Применение КН окислительного типа также сопряжено с повышением стоимости агрегата вследствие использования в качестве катализатора драгоценных металлов.

В этой связи перспективным является использование для снижения выбросов СО и СН двигателями средств малой механизации термических нейтрализаторов (ТН), отличающихся относительной простотой конструкции и невысокой стоимостью. Наиболее целесообразно устанавливать ТН на четырёхтактные бензиновые двигатели, поскольку в этом случае возможно размещение нейтрализатора непосредственно на головке цилиндров, что позволяет максимально использовать теплоту ОГ для обеспечения протекания экзотермических реакций окисления СО и СН. На двухтактных двигателях, во избежание нарушения настройки выпускной системы и потери мощности, приходится устанавливать ТН в холодной зоне, что требует использования свечи зажигания и дополнительного оборудования, обеспечивающего её работу.

Центральным вопросом при разработке ТН является обеспечение эффективного перемешивания вторичного воздуха (ВВ) с ОГ. От успеха решения данного вопроса зависят габариты нейтрализатора и его эффективность. Одним из способов интенсификации массообменных процессов является применение организованного закрученного вихревого течения. Однако использование закрутки потока для улучшения показателей ТН требует решения ряда научных и технических задач.

Данная диссертационная работа посвящена теоретическому и экспериментальному изучению влияния закрученного течения на массообменные и химические процессы в реакционной камере (РК) ТН. Работа выполнена в рамках совместного международного проекта между кафедрой ДВС Владимирского государственного университета и Центральным Мичиганским университетом (США).

Цель работы: разработка и исследование ТН оригинальной конструкции для четырёхтактных бензиновых двигателей средств малой механизации, в котором для интенсификации тепломассообменных процессов используется закрутка потока газов.

Методы и объекты исследования. Теоретическое исследование влияния за- . крученного вихревого течения газов на массообменные процессы в PK ТН выполнено автором с использованием численных методов расчёта при помощи специально разработанной компьютерной программы на входном языке системы MathCAD 7.0 Pro.

Безмоторные эксперименты проводились на аэродинамическом стенде с использованием пневматического зонда оригинальной конструкции, разработанного при участии автора. Исследовалась структура течения в макетном образце ТН с изменяемыми геометрическими параметрами.

Моторные испытания ТН на двигателе Briggs&Stratton-245400 позволили определить влияние геометрических параметров на эффективность нейтрализации, выбрать рациональное сочетание параметров и оценить влияние установки нейтрализатора на показатели двигателя.

Научная новизна.

1. Разработана методика теоретического исследования газодинамических и массообменных процессов в PK ТН с закруткой потока. Впервые получено уравнение для связи газодинамических, диффузионных и химических процессов в PK ТН.

2. Определено влияние геометрических параметров ТН на структуру течения в PK и образование обратных токов газа.

3. Исследовано влияние нестационарности потока в выпускной системе одноцилиндрового четырёхтактного двигателя на структуру течения в ТН.

4. Исследован механизм воздействия закрутки потока и циркуляционных зон (ЦЗ) на массообменные процессы в ТН. 8

Практическая ценность. Разработаны:

- метод теоретического исследования газодинамических и массообменных процессов в закрученном потоке при минимальном использовании экспериментальных данных;

- программа для расчёта полей скоростей и концентраций компонентов в РК;

- экспериментальная установка для пневмометрических исследований структуры течения в ТН с закруткой потока;

- ТН оригинальной конструкции, позволяющий эффективно снижать выбросы четырёхтактных бензиновых двигателей средств малой механизации при незначительном увеличении их стоимости.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ г,ср,г - полярные координаты: соответственно радиус, полярный угол и осевая координата;

УгУгУ<р - радиальная, осевая, окружная составляющие скорости соответственно, м/с; и\у'- пульсационные составляющие компонент скорости, м/с;

- соответственно осевая и окружная составляющие безразмерной скорости;

У0 - среднерасходная скорость, м/с; р - давление, кПа; ро - атмосферное давление, кПа; р - плотность, кг/м3; у - кинематическая вязкость, м /с;

Уг - турбулентная кинематическая вязкость, м /с; р - динамическая вязкость, Па; рт ~ турбулентная динамическая вязкость, Па; т - турбулентные касательные напряжения трения, Па; у/ - функция тока;

-завихренность;

Г- циркуляция скорости, м2/с;

2 2

Я - полный напор потока газа (м /с ) или статический напор (кПа); о

V- объём, м ; 5 - площадь, м2;

У,- - молярная концентрация /-го компонента ОГ;

1¥- вектор скорости потока, м/с;

Т- температура, К или °С;

Р(т) - поток вектора т через поверхность т - масса вещества, вступившего в реакцию, кг;

I - время, с;

М, - молярная масса ¿-го компонента, кг/моль;

К, - скорость реакции окисления компонента г, моль/с-м ; к{ - константа реакции компонента г;

Ел - энергия активации, делённая на газовую постоянную, Дж;

А,В - константы реакций;

Ит - коэффициент турбулентной диффузии;

Яе - критерий Рейнольдса;

N11 - критерий Нуссельта;

Ог - критерий Грасгофа;

Рг - критерий Прандтля;

И - диаметр РК, мм;

И. - радиус РК, мм; а - коэффициент температуропроводности, м /с; Я - коэффициент теплопроводности, Вт/м-К;

- удельная теплота сгорания компонента г, Дж/моль; су- удельная изохорная теплоёмкость, Дж/кг-К; л ак - коэффициент конвективной теплоотдачи,

Вт/м-К; к - шаг конечно-разностной сетки, м;

Х¥> %У> %Т - параметры релаксации функции тока, завихренности, циркуляции, концентрации и температуры соответственно; ц - удельный тепловой поток, Вт/м2-К; с,- - массовая концентрация компонента г; (рвх - угол закрутки потока на входе; Ь - длина РК, мм; Ф - степень закрутки потока; а3 - угол подъёма винтового канала завихрителя, а - коэффициент избытка воздуха; а£ - суммарный коэффициент избытка воздуха;

11

Gt - часовой расход топлива двигателем, кг/ч; Gb - часовой массовый расход воздуха, кг/ч;

Ьо - масса воздуха, необходимая для сжигания 1 кг топлива в стехиометриче ской смеси; о

Q - объёмный расход газа, м/с;

Gee ~ массовый расход вторичного воздуха, кг/ч;

Кэф - степень нейтрализации токсичных компонентов, %;

М-эффективный крутящий момент двигателя, Н-м;

Ne - эффективная мощность двигателя, кВт; ge - удельный эффективный расход топлива, г/(кВт-ч); gco(CH) - удельные выбросы СО (СИ'), г/(кВт-ч);

Кв - коэффициент весомости режима;

Gco(CH) - массовые выбросы СО (СН), кг;

СО - оксид углерода;

СН- углеводороды;

NOx - оксиды азота; СО2 - диоксид углерода; <3? - кислород; Н2 - водород.

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

ТН - термический нейтрализатор; КН - каталитический нейтрализатор;

SCR - Selective Catalytic Reduction (Селективная каталитическая нейтрализация); ' НВТ - непосредственный впрыск топлива; ОГ - отработавшие газы; ДВС - двигатель внутреннего сгорания; ТВ С - топливовоздушная смесь; КС - камера сгорания; РК - реакционная камера;

ПКН - плазменно-каталитический нейтрализатор;

ПАУ - полициклические ароматические углеводороды;

ЦЗ - циркуляционная зона;

ММ - математическая модель;

КРС - конечно-разностная схема;

СПВВ - система подачи вторичного воздуха;

МКД - момент количества движения;

КД - количество движения;

ВК - вихревая камера;

БСТВ - базальтовое супертонкое волокно;

ВСХ - внешняя скоростная характеристика;

ВВ - вторичный воздух.

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Разработана методика теоретического исследования газодинамических и массообменных процессов в реакционной камере термического нейтрализатора с закруткой потока. Впервые получено уравнение для связи газодинамических, диффузионных и химических процессов в реакционной камере термического нейтрализатора.

2. Установлено, что циркуляционные зоны образуются в потоке при Ф>1.37 и (З/В >0.85. Увеличение степени закрутки способствует их возникновению при меньших значениях (З/В.

3. Определено, что в выпускной системе одноцилиндрового четырёхтактного двигателя в условиях нестационарного потока обратные токи газа присутствуют при любых значениях геометрических параметров термического нейтрализатора. Диаметр зоны обратных токов увеличивается при увеличении Ф и ¿/В.

4. Установлено, что интенсификация массообмена в реакционной камере термического нейтрализатора при закрученном потоке достигается за счёт конвекции, обусловленной радиальной составляющей скорости. При возникновении циркуляционных зон массообмен дополнительно усиливается.

5. Определено, что на одноцилиндровых четырёхтактных двигателях средств малой механизации нецелесообразно подавать воздух вблизи выпускного клапана, как это делается на автомобильных двигателях. Наилучшим местом подвода вторичного воздуха является центр реакционной камеры.

6. Выявлено, что наиболее рациональными геометрическими параметрами термического нейтрализатора являются Ф=1.87 и <3 / В =1.00. Установка нейтрализатора на двигатель позволяет снизить выбросы СО и СН на 60.90 % и 65.95 % соответственно без ухудшения его мощностных и экономических показателей.

7. Разработана оригинальная конструкция термического нейтрализатора с закруткой потока для четырёхтактных бензиновых двигателей средств малой

149 механизации, представленная на патентование найденного технического решения.

8. Двигатель Briggs&Stratton-245400, оснащённый ТН с указанными выше параметрами, удовлетворяет нормам токсичности, установленным ГОСТ 17.2.2.07-2000.

1. Стандарт на экологический уровень двигателей для средств малой механизации / Тимофеев В.Е., Кульчицкий А.Р. и др. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1999. - №8. - С. 27-29.

2. United States Environmental Protection Agency. Control of Air Pollution; Emission Standards for New Non road Spark-ignition Engines At or Below 19 Kilowatts // 40 CFR Part 90, June, 1995.

3. Simons G.R., Kittelson D.B. Reducing Utility Engine Exhaust Emissions with a Thermal Reactor / SAE Paper 951762. New York, 1995. - 12 p.

4. P.S. Myers. Automobile Emissions A Study in Environmental Benefits versus Technological Costs / SAE Paper 700182, 1970. - 18 p.

5. Горбунов В.В., Патрахальцев Н.Н. Токсичность двигателей внутреннего сгорания. М.: Изд-во Российского ун-та дружбы народов, 1998. - 214 с.

6. Звонов В.А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1973. - 200 с.

7. Рытвинский Г.Н., Старшинов Ю.А. Влияние геометрии камеры сгорания на образование токсичных веществ // Автомобильные и тракторные двигатели: Сб. науч. тр. М: МАМИ. - 1978. -Вып.2. - С. 45-49.

8. За рулём. 1999.-№1,-С. 58-59.

9. Морозов К.А. Токсичность автомобильных двигателей. М.: Легион-Автодата, 2000. - 80 с.

10. Вредные вещества в промышленности: Справочник для химиков, инженеров и врачей. Т.1. Органические вещества / Под общ.ред. Н.В.Лазарева и Э.Н.Левиной. Л.: Химия, 1976. - 592 с.

11. Кульчицкий А.Р. Токсичность автомобильных и тракторных двигателей. Владимир: ВлГУ, 2000. - 256 с.

12. За рулём. 1997. - №7. - С.48-49.

13. Вайсблюм М.Е. Снижение токсичности 2-х тактного мотоциклетного двигателя с помощью термического нейтрализатора: Дис. канд. техн. наук. -Дмитров, 1986.- 195 с.

14. Oser P., Brandstetter W. Grundlagen zur Abgasreiningung von Ottomotoren mit der Katalysatortechnik // MTZ. 1984. - 45. - №5. - P. 201-206.

15. Bahr A. Katalyseforschung bei der Degussa AG // MTZ: Motortechn.Z. -1990.- 51,-№6,-P. 263-265.

16. Пат. 5339629 США, МПК F 01 N 3/10. External catalytic converter for small internal combustion engines / Winberg J.R., Daby K.O. Заявл. 5.39.93; Опубл. 23.08.94.

17. Брагин A.B., Моисеев Н.И., Муравьёв В.Д. Нейтрализатор-глушитель с инжекционной системой подачи воздуха // Автомобильная промышленность. -1992. №4.-С. 23.

18. Есенберлин P.E., Бунькин В.И. Дожигание отработавших газов // Автомобильная промышленность. 1992. - №4. - С. 24-25.

19. Пат. 5285639 США, МПК F 01 N 3/22. Method and system for controlling secondary air for internal combustion engine / Akihiko A., Toshio N., Masanobu O. -Заявл. 10.7.92; Опубл. 15.2.94.

20. Пат. 5560201 США, МПК F 01 N 3/30. System for purifying exhaust gas for use in an automobile / Masakatsu F., Takeshi A., Akio H. a.o. Заявл. 1.2.95; Опубл. 1.10.96.24. 1996 Catalytic Converter Catalog // Weatherly No. 170, WCC-96. March,1996.

21. Montierth M.R. Проектные параметры сотового носителя для каталитических конвертеров // Химия в интересах устойчивого развития.1997. 5. - №3. - С. 293-302.

22. Zink U. Рабочие характеристики каталитических конвертеров с керамическими и металлическими носителями // Химия в интересах устойчивого развития. 1997. - 5. - №3. - С. 303-310.

23. За рулём. 1997. - №6. - С. 34-35.

24. Gandhi H.S., Narula С.К. История развития технологии блочных автомобильных катализаторов // Химия в интересах устойчивого развития. -1997. 5. -№3.- С. 311-324.

25. Система управления двигателем Motronic. Издание 94/95: Пер. с нем. -Штутгарт, Роберт Бош GmbH, 1994.

26. Prigent М., Brunelle J.P. Lead-Tolerant catalysts for Europe: The Behavior of precious Metals on Alumina pellets when used with 0.15 or 0.40 g/1 Lead in Gasoline // "SAE Techn. Pap. Ser.". № 830269. - 1983. - 9 p.

27. Бюллетень ААИ / Ежеквартальное издание Ассоциации автомобильных инженеров. 1999, июль. - №3.

28. Данилов A.M., Емельянов В.Е., Соколов В.В. Антидетонационные добавки к автомобильным бензинам // Автомобильная промышленность'. -1995.-№11.-С. 25-27.

29. Kummerle W., Duesmann R. Katalysatorsysteme: Aufbau und Recycling // MTZ: Motortechn. Z. 1994. - 55. - №12. - P. 708-713.

30. Оригинальные решения в области проблем экологии // Автостроение за рубежом. 1999. - №4. - С. 23.

31. MTZ: Motortechn. Z. 1998.-59,- №9. -Р. 510.

32. Koberstein Е., Engler В. Entwicklungstendenzen bei Katalysatoren zur Reinigug der Abgase von Verbrennungskraftmaschinen // Automobil Industrie. -1991.-№1.-P. 37-44.

33. MTZ: Motortechn. Z. 1998. - 59. - №10. - P.664-665.

34. Пат. 5560202 США, МПК F Ol N 3/28. Exhaust gas cleaner system for an internal combustion with catalytic converter supplied with secondary air / Jasuhiko H., Hirofumi О. Заявл. 6.6.95; Опубл. 1.10.96.

35. Заявка 4309854 ФРГ, МПК F 01 N 3/32. Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Sekundarluftzufuhr fur eine Brennkarftmaschine / Winfried M, Jochen G.

36. За рулём. 1998. - №6. - С. 52-54.

37. Пат. 5553451 США, МПК F 01 N 3/10. Electrically heated catalytic converter system for an engine / Kenichi H., Jidosha Т. Заявл. 16.5.95; Опубл. 10.9.96.

38. Abschaltbares Ruckschlagventil // Autotechnic. 1994. - 43. - №8. - P. 17.

39. Ueno H., Furutani T. a.o. Development of Catalyst for Diesel Engine / SAE Paper 980195 // Diesel Exhaust Aftertreatment, SP-1313. Warrendale, 1998. -P. 91-95.

40. Заявка 2318310 Великобритания, МПК F 02 D 41/14. Reducing NOx emission from an engine / Marshall R.A. Заявл. 17.10.96; Опубл. 22.4.98.

41. Системы пускового подогрева двигателей // Автомобильная промышленность США. 1996. - №1. - С. 7-9.

42. Juhani L. The effect of nordic climate on automotive emissions // Tribologia. -1998.- 17.-№3-4.-C. 28-39.

43. Пат. 5577383 США, МПК F 01 N 3/20. Apparatus for controlling internal combustion engine / Kuroda O., Yamashita H. a.o. Заявл. 30.11.94; Опубл. 26.11.96.

44. Заявка 2277045 Великобритания, МПК F01N 3/20. Operation of a internal combustion engine / Tsoi-Hei M.T. Заявл. 15.4.93; Опубл. 19.10.94.

45. Заявка 2696209 Франция, МПК F01N 3/08. Procédé et dispositif d'injection de gaz additionnels pour moteur a combustion interne / Jerome С., Nationale R. -Заявл 25.9.92 ; Опубл. 1.4.94.

46. Penetrante В.M., Brusasco R.M., Merrit B.T. Plasma-Assisted Catalytic Reduction ofNOx / SAE Paper 982508 // Plasma Exhaust Aftertreatment, SP-1395. -Warrendale, 1998.-P. 57-66.

47. Burk P., Punke A., Dahle U. Future Aftertreatment Strategies for Gasoline Lean Burn Engines // Engine and Environment. Graz, 1997. - P. 221-231.

48. New Developments in the Catalytic Exhaust Gas Aftertreatment of Lean Burn Engines / Strehlau W., Hohne J., Gobel U. a.o. // Engine and Environment. Graz, 1997.-P. 21-30.

49. Takaaki M., Hajime Y., Yukio Y. Study of Catalytic Reduction of NOx in Exhaust Gas from a Diesel Engine // Exp. Therm, and Fluid Sci. 1998. -18. - №3. -P. 220-230.

50. Нейтрализация N0X в отработавших газах двигателя // Автостроение за рубежом. 1999. - №5. - С. 10-12. .

51. Пат. 5633481 США, МПК F 01 N 1/14. Exhaust pipe construction / Te-Kuei Chang.-Заявл. 21.10.95; Опубл. 27/5.97.

52. Пат. 5584265 США, МПК F 02 В 75/12. Method for reducing NOx in the exhaust' streams of internal combustion engines / Rao Vemulapalli D.N., Cikanek H.A. Заявл. 27.3.95; Опубл. 17.12.96.

53. Пат. 5277025 США, МПК F01 N 3/10. Exhaust burner control / Eugene G., TerranceS. -Заявл. 31.8.92; Опубл. 11.1.94.

54. Пат. 5284016 США, МПК F 01 N3/02. Exhaust gas burner reactors / Terrance S., Joel Т., Frank A. Заявл. 28.8.92; Опубл. 8.2.94.

55. Пат. 3744250 США, МПК F 01 n 3/14. Afterburner for an internal combustion engine / Tanasawa Y., Inoue M.T., Nohira S.H. Заявл. 17.2.71; Опубл. 10.7.73.

56. Пат. 3813879 США, МПК F 01 п 3/14. After-burner for an internal combustion engine / Inoue Т., Yamada M., Nakanishi К. Заявл. 11.7.72; Опубл. 4.6.74.

57. Пат. 5140814 США, МПК F 01 N 3/02. Exhaust gas system with an particulate filter and a regenerating burner / Kreutmair J., Konig N. Заявл. 9.1.91; Опубл. 25.8.92.

58. Пат. 3797240 США, МПК F 01 п 3/14. Exhaust emission control device / Inoue Т., Yamaguchi S. Заявл. 2.2.72; Опубл. 19.3.74.

59. Chandler I.M., Struck I.H., Voorhies W.I. The Ford Approach to Exhaust Emission Control / SAE Paper 660163. New York, 1966. - 41 p.

60. Пат. 1278473 Россия, МПК F 01 N 3/22. Устройство для подачи вторичного воздуха / Гааг В.К., Афанасьев М.В. Заявл. 26.12.84; Опубл. 23.12.86.

61. Березин Е.Ю., Моисеев С.П., Рытвинский Г.Н. Системы подачи дополнительного воздуха при нейтрализации отработавших газов ДВС //

62. Повышение топливной экономичности и долговечности автомобильных и тракторных двигателей: Межвуз. сб. науч. тр. М.: МАМИ. - 1982. - Вып.4. - С. 57-60.'

63. Cantwell Е. N., Pahnke A. I. Design factors affecting the performance of exhaust manifold reactors / SAE Paper 650527. New York, 1965. - 23 p.

64. Wege zu weiterer Schadtstoffreduzierung // Autotechnik. 1991, - №2. - P. 3638.

65. Cats to make diesels people friendly // Transp. Eng. 1994. - Sept. - P. 11.

66. Mercedes-Benz stellt Katalysator-Systeme der Zukunft vor. MTZ: Motortechn. Z. - 1991. - 52. - №5. - P.267.

67. Kurt O., Jorg A. Entwicklungsstand der thermischen und Katalytischen Nachverbrennung bei Ottomotoren // MTZ. 1972. - 33. - №5. - P.206-213.

68. Пат. 5245933 США, МПК F 23 В 5/00. Heat and smoke remover / Childs H.T. Заявл. 19.12.91; Опубл. 21.3.93.

69. Patterson D.J., Kadlec R.H. Thermal Reactors Work Better with Correct Air Intake // "The SAE Journal". New York. - 1972. - vol. 80. - №5. - P. 32-35.

70. Вайсблюм M.E., Кутенев В.Ф. Дожигание окиси углерода и углеводородов в термическом нейтрализаторе // Повышение эффективности автомобильных и тракторных двигателей: Межвуз. сб. науч. тр. М.: МАМИ. -1985. -Вып.7. -С. 42-47.

71. Cantwell E.N., Rosenlund I.T. A Progress Report on the Development of Exhaust Manifold Reactors / SAE Paper 690139. New York, 1969. - 56 p.

72. Заявка 2607186 Франция, МПК F 01 N 3/00. Kafcsak J. Заявл. 25.11.86.

73. Меркулов А.П., Ерепов Н.Е., Краснов Ю.Н. Метод повышения экологичности многоцилиндровых двигателей внутреннего сгорания / Самарский гос. аэрокосмич. ун-т. Самара, 1997. - 7 с. - Деп. в ВИНИТИ, № 3619-В97.

74. Sakai Y., Nakagawa Y. Fundamental Study of Oxidation in a Lean Thermal Reactor / SAE Paper 770297. Warrendale, 1977. - 10 p.

75. Lang R.J. A Well-Mixed Thermal Reactor System for Automotive Emission Control / SAE Paper 710608. New York, 1971. - 6 p.

76. Фролов C.M., Басевич В.Я. Стабилизация турбулентного пламени в потоке У/ Совершенствование мощностных, экономических и экологических показателей ДВС: Материалы VII Междунар. науч.-практ. семинара. Владимир: ВлГУ. 1999. - С. 58-60.

77. Гупта А., Лилли Д., Сайред Н. Закрученные потоки: Пер. с англ. М.: Мир, 1987. - 588 с.

78. Кардашев Г.А. Физические методы интенсификации процессов химической технологии. -М.: Химия, 1990. С. 173-177.

79. Lepperhoff G., Hentschel К., Wolters P. Lean-Combustion Spark-Ignition Engine Exhaust Aftertreatment Using Non Thermal Plasma / SAE Paper 982512 // Plasma Exhaust Aftertreatment, SP-1395. Warrendale, 1998. - P. 79-85.

80. Mutaf-Yardimci O., Kennedy L.A. Plasma-Catalytic Treatment of Organic Compounds in Atmospheric Pressure Non-Equilibrium Discharges / SAE Paper 982427 // Plasma Exhaust Aftertreatment, SP-1395. Warrendale, 1998. - P. 1-6.

81. Hoard J., Lou Balmer M. Analysis of Plasma-Catalysis for Diesel NOx Remediation / SAE Paper 982429 // Plasma Exhaust Aftertreatment, SP-1395. -Warrendale, 1998. P. 13-19.

82. Hammer Т., Broer S. Plasma Enhanced Selective Catalytic Reduction of NOx for Diesel Cars / SAE Paper 982428 // Plasma Exhaust Aftertreatment, SP-1395. -Warrendale, 1998. P. 7-12.

83. Slone R., Ramavajjala M. Pulsed Corona Plasma Technology for the Removal of NOx from Diesel Exhaust / SAE Paper 982431 // Plasma Exhaust Aftertreatment, SP-1395. Warrendale, 1998. - P. 21-25.

84. Yamamoto Т., Chen-Lu Yang. Plasma Chemical Hybrid Process for NOx Control / SAE Paper 982432 // Plasma Exhaust Aftertreatment, SP-1395. -Warrendale, 1998.-P. 27-35.

85. Bittenson S.N., Becker F.E. Direct Chemical Reduction of NOx in Diesel Exhaust / SAE Paper 982515 // Plasma Exhaust Aflertreatment, SP-1395. -Warrendale, 1998. P. 101-105.

86. Пат. 404285В Австрия, МПК F 01 N 3/02. Vorrichtung zur Abscheidung und Verbrennung von Russpartikeln in Dieselabgasen / Fleck C.M. Заявл. 11.3.88; Опубл. 27.10.98.

87. Заявка 94/11101 Междунар. РСТ, МПК В 01 J 19/08. Taylor Е.О., Taylor С.А. Заявл. 18.11.92; Опубл. 26.5.94.

88. За рулём. 1998. - №9. - С. 235.

89. Егин H.JI. "Фактор-Г" // Автомобильная промышленность. 1992. - №4. -С.27-28.

90. Очистка выхлопа дизелей от сажи // Автостроение за рубежом. 1998. -№6.-С.17.

91. Etspuler М. Blick in die Zukunft // Ind.-Anz. 1994. - 116. - №37. - P. 6.

92. Халатов А.А. Теория и практика закрученных потоков. Киев: Наукова думка, 1989.- 198 с.

93. Пат. 4622811 США, МПК F 01 N 3/10. Burner and method for removal of accumulated soot on a soot filter in internal combustion engines / Distel R., Groner H., Kugland P. Заявл. 22.4.85; Опубл. 18.11.86.

94. Пат. 2064052 CI Россия, F 01 N 3/00. Устройство для выхлопной системы двигателя внутреннего сгорания / Воробьёв В.Ф., Машугин Н.И. Заявл. 14.5.93; Опубл. 20.07.96.

95. Ермолович И.В., Фомин В.М., Салахаддин М. Комплексная очистка отработавших газов дизеля // Тракторы и сельскохозяйственные машины. -1997. №4. - С. 15-16.

96. Геллер С.В. Об эжекционной подаче воздуха в систему выпуска отработавших газов // Автомобильная промышленность. 1995. - №1. - С. 1718.

97. Пат. 2023174 Россия, МПК F 01 N 3/00. Нейтрализатор выхлопных газов / Хохлов А.Л., Хохлов Л.К. Заявл. 28.4.92; Опубл. 15.11.94.

98. Меркулов А.П., Ерепов Н.Е. Вихревой выпускной коллектор многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания / Самарский гос. аэрокосмич. ун-т. Самара, 1996. - 6 с. - Деп. в ВИНИТИ, № 2961 - В96.

99. Пат. 2002077 Россия, МПК F 01 N 3/08. ' Способ нейтрализации отработавших газов преимущественно двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления / Гявгянен Ю.В., Геллер С.В. Заявл. 17.4.91; Опубл. 30.10.93.

100. Кузнецов В.И., Макаров В.В., Яковлев А.Б. Устройства, использующие в своей работе вихревые движения газового потока / Омский гос. технич. ун-т -Омск, 1996.- 17 е. Деп. в ВИНИТИ, № 3233 -В96.

101. Носко Г.С. Экспериментальное определение гидравлического сопротивления завихрителя, образованного эксцентрично расположенными цилиндрами // Конструирование и производство транспортных машин. -Харьков, 1989. №21-. - С. 142-143.

102. Заявка 4229414 ФРГ, МПК F 01 N 3/30. Pneumatisches Schaltventil / Pusch D. Заявл. 3.9.92; Опубл. 10.3.94.

103. Пат. 5345967 США, МПК F 16 К 15/14. Secondary air control & check valves / Naffziger L.A. Заявл. 19.3.93; Опубл. 13.9.94.

104. Ruckschlagventil für secundarluftsystem // MTZ: Motortechn. Z. 1994. - 55. -№12.-P. 729.

105. Гольдштик M.A. Вихревые потоки. Новосибирск: Наука, 1981. - 366 с.

106. Малая Э.М. Аэродинамика, процессы горения и теплообмена ограниченных струйных течений. Саратов: Изд-во Саратовского ун-та, 1987. -162 с.

107. ПЗ.Сполдинг Д.Б. Горение и массообмен: Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1985. - 240 с.

108. Щукин B.K, Халатов A.A. Теплообмен, массообмен и гидродинамика закрученных потоков в осесимметричных каналах. М.: Машиностроение, 1982.- 199 с.

109. В lenk М.Н., Franks R.G.E. Math Modeling of an Exhaust Reactor.— SAE Paper 710607, 1971.- 27 P.

110. Мельников В.И. Математическая модель трёхкомпонентного каталитического нейтрализатора отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. М.: деп. в ВИНИТИ №1475-В99, 1999. - 9С.

111. Мельников В.И. Разработка модели бифункционального нейтрализатора как объекта диагностирования и управления: Автореф. дис. канд. техн. наук. -М.: МАДИ, 2000.- 17 с.

112. Ершин Ш.А., Джайлаубеков Е.А., Богданчиков A.J1. Приближённый инженерный расчёт аэродинамики автомобильного нейтрализатора // Смесеобразование в ДВС: Межвуз. сб. науч. тр. под ред. А.М.Обельницкого. -М.:ВЗМИ. 1980. -С. 3-11.

113. Сайдаминов С.С., Махов В.З. Моделирование процессов воспламенения и сгорания углеводородных топ лив в поршневых ДВС. Ташкент: Ташк. автомоб.-дор. ин-т, 1992. - 157 с.

114. Зацеркляный Н.М., Мунштуков Д.А. Метод численного исследования нестационарного газодинамического процесса в двигателе внутреннего сгорания / Двигатели внутреннего сгорания: Республ. межведомств, науч. техн. сб.-1981.-Вып. 33.-С. 69-77.

115. Кунин С. Вычислительная физика: Пер. с англ. под ред. А.Н.Матвеева. -М.: Мир, 1992.-С. 182-193.

116. Мак-Кракен Д., Дорн У. Численные методы и программирование на Фортране: Пер. с англ. Б.Н.Казака. М.: Мир, 1977. - С. 465-472.

117. Ершин Ш.А., Жапбасбаев У.К. Движение вязкой несжимаемой жидкости в контактном аппарате с проницаемой перегородкой // Инж.-физич. журнал. -Минск, 1985.

118. Круглов М.Г., Меднов A.A. Газовая динамика комбинированных двигателей внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1988. - 360 с.

119. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. М.: Высшая школа, 1980. - 470 с.

120. Озимов П.Л. К определению коэффициента снижения циркуляции в безлопаточном входном аппарате радиально-осевой турбины // Исследования аэродинамических процессов в поршневых и турбопоршневых двигателях: Труды НАМИ. М., 1971. - С. 25-35.

121. Пешехонов Н.Ф. Приборы для измерения давления, температуры и направления потока в компрессорах. М.: Оборонгиз, 1962. - 184 с.

122. Смульский И.И. Об особенностях измерения скорости и давления в вихревой камере // Теплофизика и физическая гидродинамика: Сб. науч. тр. -Новосибирск: Ин-т теплофизики СО АН СССР, 1978. С. 125-132.

123. Повх И.Л. Аэродинамический эксперимент в машиностроении. 3-е изд., доп. и испр. JL: Машиностроение, 1974. - 479 с.

124. Янович Ю.В. Одноканальный пневматический зонд для измерения давления в вихревых течениях // Автотранспортный комплекс. Проблемы и перспективы развития: Тезисы докладов Межд. науч.-практич. конф. М.: МАДИ, 2000.-С. 68-71.

125. Базальт материал XXI века // Комсомольская правда (Владимир). -1999.-24 декабря.-С.8.

126. ГОСТ 14846-81 Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний. М.: Издательство стандартов, 1984. - 26 с.

127. Угол закрутки потока на входе,

128. Осевая скорость в зоне подачи вторичного воздуха, м/с: У011. Gw-0.9-((И- 1)ЬГ

129. Осевая скорость в зоне основного потока, м/с:1. V01 = 18.4211. V0 ■= Gex1. Jt p-((I2 1) h)

130. Угловая скорость вихря, с-'1. V0 = 5.192ш :=V0Ф11 + 13- l) h1. Число Рейнольдса:о = 346.771 Re V0 I h

131. Турбулентная динамическая вязкость, Па:1. Re= 3.338«103и • 1.78-10 ''•Re0'93ц = 7.407» 10

132. Турбулентная кинематическая вязкость, м2/с:1. Мv = 1.886401. Г 4

133. Количество итераций: Значения параметров релаксации:1. Ч/:1. XV 1.8 0.001 ■(У 0.001

134. Подпрограмма расчёта ц/: Fi)/(4f,I4,h,N,xf ,5,H,I) := for ie I. 14 1r-i-h.for j e 1. N 1 ! if j ^N - 11. TEMP*1. J.2 ,•ui. , , + ш. , . + w. . , + f- ■ , + r-h -c. .•--•TEMP г (1 ХЧ*>|4 continue

135. Fr(r,v,xr,N,v,h,I4,H,I) := for ie 1.I4- 11.r-i-hfor j € 1,. N 1 if j=N - 1

136. A«-A + (w. . w. . , ИГ. , •-Т. . .j \Ti,j + i Ti,j-i/ \ l+i,j i-iSi

137. A— A if. , . - f. , .'И'Г. . , - Г. • .1 \Tt+l,j Ti-Uj/ \ bj + l M-1 /гц-хГ1.Av-!4-— + 4-r \ h1.j соинаце for i € 14. I- 1 jr- ih for je 1.N- H 11. Г .21. A*-v-| 2-—T. .,+ 2---Г.1.h ^ + h

138. A«- A + (f. . .-у. . ,V(r. . .-Г.1. A- A Л-(Г. . , Г.1 i + ^i-i,j/ V I.J + I i1.A2 г 2)T. , .+ (2т+2)-Г.i + li i i j1. Г. .«-jF1 t.jт + (1-хГ)-Г.v- 4-— + 4-rjh /return Г1. Подпрограмма расчёта

139. M.N.H.h^.x^r.V.v.I) := ¡for ie 1.I1.for j e 0. Nf. .<.ibi•-> i-hг» i hfor j e 1.N H- 1i.iV И. и' 2.j'