автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Экспериментальные исследования структуры и состава твердых частиц в отработавших газах вихрекамерного дизеля

рукописи

УНГЕФУК Александр Александрович

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ И СОСТАВА ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ В ОТРАБОТАВШИХ ГАЗАХ ВИХРЕКАМЕРНОГО

ДИЗЕЛЯ

05.04.02 - «Тепловые двигатели»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 7 М№ 2012

005044580

Барнаул-2012

005044580

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им. И.И.Ползунова» (АлтГТУ)

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Новоселов Александр Леонидович

Официальные оппоненты: Юр Геннадий Сергеевич

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Новосибирская государственная академия водного транспорта» зав. кафедрой

Русаков Вадим Юрьевич кандидат технических наук, доцент ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им. И.И.Ползунова» доцент

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный аграрный университет»

Защита состоится «24» мая 2012 года в 14:30 часов на заседании диссертационного совета Д 212.004.03 при ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им. ИИПолзунова», 656038, г.Барнаул, пр. Ленина, 46, АлтГТУ (тел/факс (3852)260516, E-mail: D21200403@mail.ru)

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им. И.И.Ползунова»

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью Вашего учреждения, просим направлять по указанному адресу на имя ученого секретаря диссертационного совета

Автореферат разослан « »апреля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Двигатели внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия - дизели остаются вне конкуренции в ближайшие десятилетия в составе силовых судовых, транспортных, автотракторных установок и составе энергетических силовых установок. Серьезной проблемой при эксплуатации дизелей являются значительные выбросы твердых частиц с отработавшими газами. Выбросы твердых частиц могут достигать до 1% от расхода топлива в зависимости от технического состояния и организации рабочих процессов.

Понятие «твердые частицы» включает содержание в полидисперсной среде продуктов сгорания частиц топлива, масел, твердых органически растворимых и нерастворимых фракций продуктов разложения углеводородов, сульфаты воды и другие.

Эффективно отличающиеся от других типов дизели с вихрекамерным смесеобразованием, например, ВАЗ - 341 (Ne=36,0 кВт при п=4500мин"1) имеют оценочные показатели по выбросам: qNOx=5,00 г/(кВт-ч); qCo=4,53 г/(кВт-ч); qai=0,13 г/(кВт-ч).

Дальнейшая эффективность работ по снижению выбросов твердых частиц зависит от уровня знаний и представлений о влиянии параметров рабочего процесса на их структуру и состав. Вопрос о структуре и составе твердых частиц касается и создания противодымных фильтров на выпуске дизелей.

Дизели своими вредными выбросами в окружающую среду создают экологическую проблему, решение которой связано с обеспечением безопасности труда, безопасности дорожного движения, обеспечением здоровья нынешнего и будущих поколений.

Жесткие требования, предъявленные международным сообществом, касаются уровней вредных выбросов. Учитывая, что уже принят стандарт ЕЭК ООН ЕВРО - 5, с 1993 по 2008 год наблюдается ужесточение норм на уровни вредных выбросов дизелей: по углеводородам - с 1,10 до 0,25 г/(кВТ-ч); по оксидам азота - с 8,00 до 2,00 г/(кВт-ч); по оксиду углерода - с 4,50 до 1,50 г/(кВт-ч); по твердым частицам - с 0,36 до 0,02 г/(кВт-ч).

Изучение структуры состава твердых частиц позволяет определять основные направления снижения их выбросов за счет совершенствования фильтрации отработавших газов на выпуске.

Целью работы явилось изучение структуры и характеристик состава твердых частиц в отработавших газах вихрекамерных дизелей и использование результатов для решения практических задач снижения их выбросов в атмосферу.

Объект исследования - твердые частицы в составе отработавших газов четырехтактного вихрекамерного двигателя с воспламенением от сжатия.

Предмет исследования - структура и происхождение твердых частиц в составе отработавших газов дизеля.

Научная новизна - установлены закономерности структуры И происхождения твердых частиц в составе отработавших газов вихрекамерного дизеля, применены новые инструментальные методы исследования твердых частиц в составе отработавших газов, развито представление о распределении

3

твердых частиц по размерам в зависимости от режимов работы регулировок дизеля, установлены закономерности изменения состава и размеров твердых частиц в отработавших газах вихрекамериого дизеля.

Работа выполнена как часть целевой комплексной программы СО РАН «Экология», блок «Атмосфера», научно-технической программы Минобразования Российской Федерации, Перспективного плана развития НИР Алтайского государственного технического университета (АлтГТУ) им. И.И. Ползунова.

Задачами исследования явились следующие:

1. Методом математического планирования эксперимента получить регрессионную модель выбросов ТЧ с отработавшими газами вихрекамериого дизеля ог параметров рабочего процесса и регулировок топливоподачи;

2. Изучить на регрессионной модели влияние различных параметров на массовые выбросы ТЧ в результате их образования в цилиндрах вихрекамериого дизеля;

3. Осуществить стендовые и лабораторные исследования структуры и состава твердых частиц в отработавших газах вихрекамериого дизеля при изменении параметров его рабочего процесса;

4. Изучить на основе экспериментальных исследований влияние регулировочных, скоростных и нагрузочных параметров на состав и структуру твердых частиц в отработавших газах вихрекамериого дизеля;

5. Использовать результаты изучения структуры твердых частиц при создании фильтра с селективной очисткой отработавших газов.

Методы исследования. Решение поставленных задач реализовалось на основе теоретических методов, методов численного эксперимента на математической модели, лабораторном изучении состава твердых частиц и устройств для их улавливания в системе выпуска дизеля.

Практическая" ценность работы заключается в том, что выявление структуры и состава твердых частиц в составе отработавших газов вихрекамериого дизеля позволяет направить внимание при решении задач снижения вредных выбросов дизелей на селективную очистку в сажевых фильтрах.

Реализация результатов работы заключается в том, что при доводке вихрекамерных дизелей появляется возможность учитывать не только количество по массе, но и структуру твердых частиц при оценке рабочего процесса по недогоранию. Рекомендации и программный комплекс переданы для использования результатов исследований ФГУП ПО «Алмаз».

Апробация работы. Материалы исследований, теоретических разработок и экспериментальных исследований по теме диссертационной работы доложены на научно-технических конференциях ФГБОУ ВПО «Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова» в 2006-2012 годах, научно-технических семинарах автотракторного факультета АлтГТУ и ФГБОУ ВПО «Алтайского государственного аграрного университета», ФГБОУ ВПО «Красноярского государственного технического университета», ФГБОУ ВПО «Новосибирской государственной академии водного транспорта», ФГБОУ ВПО «Новосибирского государственного аграрного университета».

Публикации. По теме диссертации опубликовано II научных статей, в том числе 3-в изданиях, рекомендованных ВАК.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов и списка литературы. Содержит 163 страницы, 50 рисунков, 31 таблицу и 131 цитированный источник.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность работы, сформулированы научная проблема, цель и задачи исследования, теоретическая и практическая

значимость работы.

В первой главе отмечен вклад отечественных и зарубежных ученых в изучении твердых частиц в составе продуктов сгорания углеводородных топлив.

Вопросу изучения характеристик твердых частиц в составе продуктов сгорания занимались в разное время С.А. Батурин, В.И. Смайлис, A.C. Предводителев и Л.Н. Хитрин, В.В. Померанцев, K.M. Арефьев, Д.Б. Ахмедов B.S. Haunes, H.G. Wagner, П.А. Теснер, А.Д. Кокурин, Р.З. Магарил. Работы этих авторов были посвящены горению углерода, основам практической теории горения, образования сажи при горении, механизму и кинетике гомогенных термических превращений углеводородов и явились основой для дальнейшего изучения процессов образования твердых частиц при сгорании топлива в дизелях.

Процессы образования сажи, входящей в состав твердых частиц, описали R. Long, D. Chakrabor, A. Spring, S. Georg, J. Donald . Ими были рассмотрены механизмы крекинга, конечным продуктом которого являются сажистые частицы, имеюшне кристаллическую структуру, подобную структуре графита. Большой вклад в изучении сажистых частиц внесен Н.А.Баракем, В.Н. Смайлисом, С.А. Батуриным, Ф.Ф. Мачульским, Л.М.Шабадом.

Приведен анализ информативности сведений о характеристиках твердых частиц в отработавших газах дизелей, влияния типов смесеобразования на их содержание, основных направлениях снижения дымности и токсичности. Сформулированы цель и задачи исследования.

Во второй главе отбирались критерии и производилось исследования по методике активного планирования эксперимента. Достоинством активного планирования является возможность получения математической модели объекта исследования в виде аппроксимирующей функции, т.е. полинома. В качестве критерия оптимизации были приняты концентрации вредных

выбросов твердых частиц - ТЧ, г/м .

Первым фактором был принят коэффициент избытка воздуха а. вторым-угол опережения начала подачи топлива в, третьим- продолжительность подачи топлива cp>tTP, так как в ходе эксперимента было обнаружено влияние этих основных факторов на изменение выбросов твердых частиц.

Проведена оптимизация откликов по программе STATISTICAL с изображением трехмерных графиков зависимостей от функции:

Y = F(a; ©;фв:,Р )

Для решения этой задачи был выбран ортогональный план второго

;

порядка, использовались три фактора, каждый из факторов варьировался на двух уровнях.

При решении получена матрица ортогонального плана второго порядка и уравнение регрессии:

у тч = 0,2516 — 0,0438Х]2- 0,0408х22 — 0,0378х3, (1)

При переходе к натуральным величинам получаем: у„=-2,8095 —0,0311а2+0,155а — 0,0026бг+0,1020-0,031 ф^+О.Ш! (рвпр,(2)

Адекватность модели определялась с помощью критерия Фишера:

_ . <3>

' ад

° восп

S2^ - дисперсия адекватности: sad =

2 S рСт • fpcm ^ восп ' /восп > W

fad

S2^ - остаточная дисперсия; f^ - число степеней свободы остаточной дисперсии; foocn - число степеней свободы дисперсии воспроизводимости; fM -число степеней свободы дисперсии адекватности.

для ТЧ:

^-¿Х^Си-Й)*, (5)

= 2,7768 • Ю"3;5Д = 3,2611 • 10"3; Р <=■ 1,93 < 3,6 = Pa,os(fwftoca) = Fo.os (б) N - общее количество опытов; 1 - количество значимых коэффициентов в уравнении регрессии; у - отклик, вычисленный с помощью уравнений (1).

Исходя из того, что вычисленный F - критерий меньше табличного, сделан вывод: уравнения регрессии адекватно описывает экспериментальные данные с 5 % - м уровнем значимости. Полученная аппроксимирующая зависимость дала возможность построить универсальные характеристики для оценки экологических показателей двигателя, построены поверхности откликов у тч. Так как уравнения регрессии получены трехфакторные, то эти графики были построены при помощи попеременной стабилизации факторов.

На основании анализа сечений поверхностей отклика (рисунок 1а) можно заключить, что при неизменном фвпр=28,°п.к.в, для достижения наименьшей концентрации ТЧ оптимальными значениями угла опережения начала подачи топлива являются 6=21,5...25,°п.к.в, а коэффициента избытка воздуха-а=1,3... 1,6. Как видно на рисунке 16 при стабилизации угла опережения начала подачи топлива в=24,°п.к.в, для получения наименьших концентраций ТЧ оптимальными значениями продолжительности подачи топлива являются фвпр=21.. .24,°п.к.в, а коэффициента избытка воздуха- а=1,3... 1,6.

Из рисунка 1в видно, что для снижения концентрации ТЧ при стабилизации переменной а=1,6, оптимальными значениями продолжительности подачи топлива являются фвпр=21.. .24,°п.к.в, а угла

Рисунок 1 Поверхности откликов характеризующие изменения концентраций твердых частиц для двигателя ВАЗ-341 (44 7,6/8,4). работающего на дизельном топливе в ■зависимости от стабилизации переменных: а) при стабилизации продолжительности подачи топлива фвпр - 28.°п.к.в, б) при стабилизации угла опережения начала подачи топлива Є =24.° л. к в: в) при коэффициента избытка воздуха а = 1,6.

опережения начала подачи топлива Э=21,5...25,°п.к.в.

Таким образом из рисунка 1 можно увидеть как изменяются концентрации вредных выбросов двигателя ВАЗ-341 работающего на дизельном топливе.

В главе 3 описаны экспериментальная установка и методики проведения испытаний, отдельные методики проведения исследований твердых частиц в составе отработавших газов.

Согласно целям и задачам исследования был проведен комплекс работ, обеспечивающих информацией для анализа структуры и характеристик твердых частиц в составе отработавших газах дизеля в зависимости от параметров рабочего процесса вихрекамерного дизеля.

Моторные исследования были проведены на дизелях 44 7,6/8,4 для легкового автомобиля по внешней скоростной характеристике в диапазоне частот вращения 2700...4500 мин"1 и нагрузочным характеристикам при 4500 мин"1 всеми измерениями, предусмотренными ГОСТ 10448-80, Г ОСТ Р 41.2499, ГОСТ Р 51.249-99, ГОСТ 24060.12-79 при работе на дизельном топливе Л-0, 2-40 согласно ГОСТ 305-82, масле APISG/CESAE 15W40 Уфалоб-Супер ТУ 38.30104-61-96.

Продолжительность измерения расхода топлива составляла не менее 30 секунд. Измерения содержания твердых частиц в составе отработавших газов производилось по шесть раз на каждом из режимов испытаний дизеля. Для установления соответствия стандартам ЕЭК ООН было предусмотрено проведение испытаний по 13-режимному испытательному циклу в стендовых условиях.

Поскольку анализ содержания в отработавших газах только твердых частиц не - дает полного представления о токсичности дизеля, было предусмотрено измерение содержания оксида углерода СО и углеводородов суммарно СхНу с использованием газоанализатора RS-325L, дымности отработавших газов дымомером «BOSCH» EFAW65A с помощью бумажных фильтров диаметром 40 мм с размером пор около 2,5 мкм. Полученные при помощи дьмомера фильтры проходили обработку, сушку и представлялись на анализ состава твердых частиц.

Дымность отработавших газов определялась по ГОСТ Р 41.24-99 на моторном стенде. При проведении испытаний в стендовых условиях была использована имитация стационарного 13-режимного цикла, применяемого для двигателей, устанавливаемых на транспортные средства, начиная с категории Ml полной массой более 3,5 т. Оценка вредных выбросов с отработавшими газами проводилась по удельным средневзвешенным оценочным показателям в г/(кВт-ч) согласно ГОСТ Р 41.49-99.

Определение состава твердых частиц по происхождению проводилось путем обработки фильтрата, осаженного из отработавших газов дизеля на волокнистый фильтр Петрянова и бумажный фильтр с помощью дымометра «BOSCH» EFAW - 68А.

Перед проведением испытаний фильтры в бюксах, с приоткрытыми крышками помещались в сушильный шкаф над влагопоглащающим веществом — серной кислотой в емкости — на 30 минут. Если два последующих взвешивания после высушивания давали разницу, не превышающую 0,0004г, то масса фильтра считалась постоянной. Бюксы закрывались, маркировались и направлялись на фильтрацию отработавших газов.

После фильтрации отработавших газов фильтры вновь высушивались и взвешивались. В результате определялась масса твердых частиц на фильтре. Бумажные фильтры направлялись после высушивания на определение фракционного состава твердых частиц методом электронно-оптической обработки на микроскопе, соединенном с камерой «SAMSUNG» и ЭВМ.

При изучении дисперсности твердых частиц в составе отработавших газов дизелей использовался специально созданный в АлтГТУ комплекс, включающий микроскоп МС-10, соединенный с цифровой видеокамерой «Samsung» разрешением 720x576 точек на мм2 и ПЭВМ. Обработка данных цифровой информации производилась по специальной программе «Adobe Premiere 6.0» с получением видеоряда отдельных фрагментов фильтров с осаждением твердыми частицами, статистического распределения для частиц по средним условным диаметрам (в мкм) и статического суммарного распределения частиц по средним условным диаметрам в процентах от общего количества на фильтре.

Используя результаты исследований дисперсности ТЧ, разработан многоступенчатый комбинированный фильтр для очистки газов от твердых частиц (рисунок 2) с секциями имеющими различную пористость фильтров, который обеспечил очистку газов от ТЧ на 90% на всех режимах работы дизеля.

При создании конструкции комбинированного фильтра за прототип принята конструкция ранее созданного в АлтГТУ кассетного каталитического нейтрализатора (патент на изобретение RV 2267014 С1, опубл. 27.12.2005, бюл. №36).

Идея конструкции комбинированного фильтра твердых частиц заключается в очистке газов в зависимости от режимов работы дизеля в фильтрующих материалах с различными средними диаметрами пор.

Такое устройство комбинированного фильтра обеспечивало удельную

площадь фильтрации газов равную F^. = ^il = 3,75-10^(m/4)~1 при различной

ФП Vor

его пористости, что, в свою очередь, в зависимости от режима работы дизеля позволило вести избирательную очистку отработавших газов от твердых частиц.

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований структуры и состава твердых частиц в отработавших газах вихрекамерного дизеля. Оценка экологических показателей дизеля проведена в стендовых условиях в соответствии с ГОСТ 41.49-99 и ГОСТ Р 41.24-99. Для дизеля 44 7,6/8,4 оценочные показатели составили: по оксидам азота gNOx= 3,97 г/(кВт-ч); по оксиду углерода gco= 6,14 г/(кВт-ч); по углеводородам gcH = 0,14 г/(кВт-ч), в то время как допустимые выбросы по ЕВРО-4 с 01.10.05г. составляют: [gNO=J= 3,50 г/(кВт-ч); [gco] = 1,50 г/(кВт-ч); [gcH]= 0,46 г/(кВт-ч). Выбросы твердых частиц достигают 0,035...0,036 г/(кВт-ч) при норме ЕВРО-4 0,02 г/(кВт-ч).

В результате определения характеристик твердых частиц в зависимости от разряжения на впуске со 100 до 550 мм вод. ст. обнаружено увеличение выбросов с 0,12 до 0,43 г/м3. Отмечено укрупнение твердых частиц и увеличение их количества до d-гч ^12 мкм, более чем в два раза, что свидетельствует об ухудшении качества сгорания.

Подавляющее большинство твердых частиц имеют средние приведенные диаметры 6...8 мкм и свыше 8 мкм. При этом количество частиц топливного

Рисунок 2. Многоступенчатый фильтр для очистки отработавших газов дизеля от твердых частиц. 1.16 - торцевые стенки; 2 - поворотный рычаг; 3 - коллектор газораспределения; 4 - корпус; 5, 59 - продольные перегородки; 6. 11, 15 -поперечные перегородки; 7 - отверстие; X - глухая стенка; 9 - фильтр второй ступени; 10 - фильтры первой ступени; 12, 14 - фильтры четвертой ступени, 13 - фильтр третьей ступени; 17 -отверста«; 18 - выпускной патрубок; 20 -окно: 21 - разделительная переборка; 22 -внутренняя поворотная труба; 23 -внешняя труба подвода газов.

происхождения увеличивается с 50 до 68%, количество сульфатов воды с 6 до ! 7%, сажи топливного происхождения с 20 до 46%.

В результате определения характеристик твердых частиц в отработавших газах при увеличении противодавления на впуске с I ¡50 до 2300 мм вод. ст. выбросы с 0,10 до 0,50 г/мэ . происходит снижение выбросов частиц с размерами 2...4 мкм, увеличение выбросов с размерами 4...6 и 6...8 мкм, появляются частицы с размерами 8...10, 10...12, 14...16, и 18...20 мкм. Количество твердых частиц топливного происхождения увеличивается до 46%, что свидетельствует об ухудшении сгорания в дизеле.

Изучены закономерности изменения характеристик твердых частиц при изменении частоты вращения с 2750 до 4500 мин'1 по внешней скоростной характеристике и по нагрузочной характеристике 4500 мин

В результате проведения исследований были установлены закономерности распределения твердых частиц по размерам и происхождению в зависимости от давления начала впрыска топлива обеспечиваемого затяжкой пружины штифтовой форсунки, изменяемого от 12 до 17,5 МПа. При увеличении давления начала подачи топлива в исследуемом диапазоне обнаружено снижение выбросов твердых частиц с 0,42 до 0,14 г/м' (таблица 1). Содержание в отработавших газах частиц размерами 2...4 мкм и 4...6 мкм уменьшается соответственно в 1,57 и 2.8 раза, содержание частиц размером 6.. .8 мкм сохраняется, а размерами с выше 10 мкм снижается в 9 раз.

¡о

Таблица 1-Дисперсный состав твердых частиц в отработавших газах

вихрекамерного дизеля 44 7,6/8,4 при увеличении давления начала впрыска

Переменная Рф, МПа Частотность появления, N(<1,,,)

0-2 мкм 2-4 мкм 4-6 мкм 6-8 мкм 8-10 мкм свыше 10 мкм

12,0 2 11 14 5 2 9

13,5 2 10 11 5 1,5 8

15,0 2 9 9 5 1,5 4

16,5 2 8 7 5 1,0 2

17,5 2 7 5 5 1,0 1

Увеличение давления начала впрыска топлива приводит к снижению доли частиц топливного происхождение с 58 до 32 %, что свидетельствует об улучшении условий выгорания топлива. Снижается количество органических фракций. Вместе с этим увеличивается с 42 до 68% доля частиц масляного происхождения, что свидетельствует об условиях худших их выгорания. Доля частиц сажи масляного происхождения увеличивается с 26 до 36% (таблица 2). Распределение ТЧ подчиняется уравнению у = 0,007х2 - 0,272х + 2,609.

Рисунок 3. Изменение характеристик твердых частиц в составе отработавших газов дизеля 44 7 6/8,4 в зависимости от давления начала впрыска топлива: а - массовые выбросы ТЧ; б -состав ТЧ по происхождению; в - размеры ТЧ и их относительное количество. Где: Т1 -сульфаты воды; Т2 - органически растворимые фракции топлива; ТЗ - сажа топливного происхождения; М1 - органически нерастворимые фракции масла; М2 - сажа масляного происхождения; МЗ - органически растворимые фракции масла

Таблица 2-Изменение состава твердых частил в отработавших газах

дизе.^Ч7,6/8И_в зависимости от давления .начала впрыска топлива.........

" отработавших газах, % по массе

Рф, МПа

¡2

15

16.5

¡7,5

Стч г/м5

0.42

0,21

Масляної о происхождения

14

0.16

0,14

30

26

24 '22

о 2 2

С.

о

Сі- -€г

¡4

12

58

48 38

32

* I

Р | х

К Р* X

= 5 =*

« «8 Ї

~ СІ. 2

о Є-

О г ■&■

10

12

И

¡6

26

32

34

36

с.

10

16

а , мкм

б

Рисунок 4. Характер распределения твердых частиц при Ые = 39 кВт, в = 4500 мии-1, давление начала впрыска топлива Рф = 12 МПа:

а - на бумажном фильтре при от боре газов ш коллектора; б - по средним приведенным диаметрам частиц.

<1 , мкм

Рисунок 5. Характер распределения твердых частиц при Не = 39 кВт. п - 4500 мкн-1, давление начала внрыска топлива Рф = !?,5 МПа:

а - на бумажном фильтре при отборе га-юв из коллектора; б - по средним приведенным диаметрам частиц.

Таблица 3- Изменение состава твердых частиц в отработавших газах дизеля 44

7,6/8,4 в зависимости от величины разрежения, создаваемого на впуске:

ДРИ, мм рт.ст. Ста г/м3 Твердые частицы в отработавших газах, % по массе

Топливного Г71 эоисхождения Масляного происхождения

Сульфаты воды Сажа Органически растворимые фракции Всего Органически нерастворимые фракции Сажа Органически растворимые фракции Всего

100 0,12 6 20 24 • 50 30 13 7 50

300 0,22 В 30 16 54 24 12 10 46

450 0,37 12 42 10 64 16 10 10 36

500 0,42 17 46 5 68 14 8 10 32

Подобным образом изучено влияние на изменение характеристик твердых частиц в зависимости от условий на впуске, выпуске и условий охлаждения, по внешней скоростной и нагрузочной характеристикам, в зависимости от регулировочных характеристик, а также от условий сгорания в камере быстроходного вихрекамерного дизеля.

Оценка экологических показателей дизеля 44 7,6/8,4 показала, что: выбросы оксидов азота превышают нормы ЕВРО-4 в 1,13 раза; оксиды углерода - в 4 раза; выбросы углеводородов укладываются в нормы; выбросы твердых частиц превышают требования норм в 1,6 раза, поэтому дизель требует как доработки рабочего процесса, так и установки каталитического нейтрализатора с фильтром твердых частиц на выпуске.

Выявлен состав и структура твердых частиц по их происхождению, обнаружены изменения числовых характеристик содержания твердых сульфатов воды, сажи, органически растворимых фракций топливного происхождения, органически растворимых, органически нерастворимых фракций и сажи масляного происхождения в зависимости от параметров вихрекамерного дизеля и получены закономерности распределений твердых частиц по средним приведенным диаметрам, при этом:

- при изменении разрежения ДРт со 100 до 570 мм вод. ст. масса частиц топливного происхождения изменяется с 50 до 68%. Увеличивается с 6 до 17% содержание сульфатов воды, а количество сажи топливного происхождения увеличивается с 20 до 46%. При этом количество органически нерастворимых фракций в твердых частицах уменьшается с 30 до 14%, а сажи масляного происхождения с 13 до 8%. А общее количество твердых частиц масляного происхождения по массе уменьшается с 50 до 32% (таблица 3);

- при изменении противодавления на выпуске с 1150 до 2500 мм вод. ст. масса частиц топливного происхождения изменяется с 26% до 46%. Это свидетельствует прежде всего об уменьшении полноты сгорания в цилиндрах дизеля. Количество ТЧ, представляющих собой сульфаты воды увеличивается с 8% до 12%. Количество органически нерастворимых фракций топливного происхождения уменьшается с 12% до 2%. Количество органически нерастворимых фракций масляного происхождения снижается с 38% до 24%, а органически растворимых фракций масляного происхождения снижается с 12% до 6%;

- при изменении ил с 60°С до 94°С масса частиц топливного происхождения изменяется с 74% до 67 %, выбросы твердых частиц с отработавшими газами снижаются в 1,24 раза;

- при изменении частоты вращения с 2750 до 4500 мин"1 масса частиц топливного происхождения изменяется с 50 до 68%. Количество сульфатов воды в составе отработавших газах дизеля увеличивается с 6 до 14%. Количество органически растворимых фракций топлива снижается с 20 до 8%. Количество частиц масляного происхождения снижается с 50 до 32%. При этом количество сажи масляного происхождения снижается с 25 до 20%;

- при изменении относительной нагрузки с 12,5% до 100% масса частиц топливного происхождения изменяется с 40 до 60%. Количество сажи топливного происхождения возрастает при этом незначительно. С увеличением нагрузки увеличение выбросов органически растворимых фракций в два раза, свидетельствует о резком ухудшении условий сгорания в цилиндре дизеля;

- при изменении угла 0 с 16 до 24 град, п.к.в. до ВМТ масса частиц топливного происхождения остается приблизительно постоянной, равной 66%. При увеличении угла опережения происходит снижение массы частиц сажи топливного происхождения при некотором увеличении массы сульфатов воды. Количественная оценка частиц масляного происхождения показала, что относительная масса частиц сажи масляного происхождения и количество органически растворимых и нерастворимых частиц практически остается неизменным;

- при изменении %пр с 21 град, п.к.в. до 28 град, п.к.в. масса частиц топливного происхождения изменяется с 45 до 67%. В основном это изменение происходит за счет увеличения доли сажи топливного происхождения с 21% до 47%. Относительная доля сульфатов воды снижается с 17 до 10%;

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Экспериментально определено влияние изменения разряжения на впуске в пределах 100...570 мм вод.ст., противодавления на впуске в пределах 1150...2500 мм вод.ст., температуры охлаждающей жидкости в пределах 60...94 °С, частоты вращения коленчатого вала в пределах 2750...4500 мин", изменение относительной нагрузки в пределах 12,5...100%, давление начала впрыска от 12 до 17,5 МПа, угла опережения начала подачи топлива с 16 до 24 град, п.к.в. до ВМТ, продолжительности топливоподачи с 21 до 28 град, п.к.в., коэффициента избытка воздуха в пределах 1,26 до 3,6, позволившее выявить структурный и дисперсионный состав твердых частиц в составе отработавших газов вихрекамерного дизеля.

2. Методом математического планирования эксперимента получена регрессионная модель результирующего выделения твердых частиц по массе с отработавшими газами вихрекамерного дизеля в зависимости от коэффициента избытка воздуха, угла опрежения начала подачи топлива, продолжительности подачи топлива, позволившая с точностью 7...8% установить оптимальные значения: продолжительности подачи топлива 24 град, п.к.в., угла опережения начала подачи топлива 24 град, п.к.в. до ВМТ, коэффициента избытка воздуха 1,45.

3. Разработана методика и приведены стендовые и лабораторные исследования, позволившие осуществить изучение дисперсности частиц.-с определением их среднего приведенного диаметра и получением распределений, разделением частиц по происхождению (топливного, масляного), выделением сульфатов воды, сажи, органически растворимых и нерастворимых фракций.

4. Изучено влияние регулировочных, скоростных и нагрузочных режимов на дисперсность и структурный состав твердых частиц в составе отработавших газов вихрекамерных двигателей, позволяющее использовать данные при моделировании результирующего сажевыделения.

5. Результаты изучения структуры и состава твердых частиц использованы при разработке конструкции селективного фильтра с низким сопротивлением, позволившим добиться очистки отработавших газов на 90% на всех режимах работы.

Материалы диссертации опубликованы в следующих работах: статьи в изданиях, рекомендованных ВАК-

1. Стопарева Т.А., Грабовская H.H., Унгефук A.A., Павлов Ю.В. Уровни вредных выбросов транспортных дизелей / Т.А. Стопарева, H.H. Грабовская, A.A. Унгефук, Ю.В. Павлов // Ползуновский вестник. -2009. - №2.-С.88-92.

2. Новоселова АЛ., Мельберт A.A., Унгефук A.A. и др. Оценка возможности очистки газов пористыми СВС-фильтрами/ Новоселова A.JL, Мельберт A.A., Унгефук A.A. и др.// Экология промышленного производства. -2008.- №4.- С.16-18.

3. Новоселов АЛ., Батурин Н.В., Унгефук A.A. Возможности замещения благородных металлов при решении экологических проблем транспорта/ Новоселов АЛ., Батурин Н.В., Унгефук A.A. И Научные проблемы Сибири и Дальнего Востока: научный журнал . - 2008. -№1.-С. 194-197.

публикации в других изданиях-

4. Мельберт A.A., Унгефук A.A., Щуцкая Л.С. Возможность предварительной оценки вредных выбросов дизелей /А.А.Мельберт, А.А.Унгефук, Л.С.Шуцкая. - Пользуновский альманах - 2011.- №2.-С.132-135.

5. Унгефук A.A., Милюкова И.В. Характеристики твердых частиц в отработавших газах вихрекамерного дизеля в зависимости от угла опережения начала подачи топлива // Повышение экологической безопасности автотракторной техники: под ред. д.тл., профессора, академика PAT АЛ. Новоселова/ Российская академия транспорта, АлтГТУ им. И.И. Ползунова. Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2011.-С.124-128.

6. Унгефук A.A. Результаты определения характеристики твердых частиц в отработавших газах вихрекамерного дизеля в зависимости от давления начала впрыска топлива// Повышение экологической безопасности автотракторной техники: под ред. д.т.н., профессора, академика PAT АЛ. Новоселова/ Российская академия транспорта,

АлтГТУ им. И.И. Ползунова. Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2011.-С. 110113.

7. Новоселова АЛ., Унгефук A.A. Характеристики твердых частиц в отработавших газах дизелей в зависимости от продолжительности подачи топлива в вихрекамеру быстроходного дизеля// Повышение экологической безопасности автотракторной техники: сб. статей; под редакцией д.т.н., профессора, академика PAT A.JI. Новоселова/ Российская академия транспорта, АгггГТУ им. И.И.Ползунова. Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2011.- С.116-119.

8. Мельберт A.A., Новоселов А.Л. Унгефук A.A., Новоселова Н.Д. Особенности состава отработавших газов дизелей /А.А.Мельберт, АЛ. Новоселов, А.А.Унгефук, Н.Д. Новоселова // Снижение вредных выбросов дизелей каталитической нейтрализацией газов : сборник статей / под ред. д.т.н., профессора АЛНовоселова / Российский союз НИО Алтайское краевое правление. - Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 2005. -С. 3-6.

9. Унгефук A.A., Новоселов A.JI. Твердые частицы в отработавших газах дизеля//Научное творчество студентов и сотрудников автотранспортного факультета/67-я н-т конф. студ, аспир., и ППС тех. ун-та, посвященная 200-летию транспортного образования в России. 41 - Барнаул: АлтГТУ 2009 С.88-90.

Ю.Новоселов АЛ., Мельберт A.A., Унгефук A.A. Возможности математического моделирования вредных выбросов дизелей// Проблемы совершенствования энергетических установок.-Барнаул: Российский союз НИО, 2008.-С.90-95.

П.Новоселов А.Л., Новоселов A.A., Унгефук A.A. Дизель как источник антропогенного загрязнения окружающей среды// Экологические проблемы энергоустановок с тепловыми двигателями.- Барнаул: Российский союз НИО, 2007,- С.29-33.

Подписано в печать 18.04.2012. Формат 60x84 1/16. Печать - ризография. Усл.п.л. 0,93 Тираж 100 экз. Заказ 316/2012. Издательство Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова, 656038, г. Барнаул, пр-т Ленина, 46. Лицензии: ЛРХэ 020822 от21.09.98 года, ПЛД№ 28-35 от 15.07.97 Отпечатано в ЦОП АлтГТУ 65638, г. Барнаул, пр-т Ленина, 46

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ СНИЖЕНИЯ ВЫБРОСОВ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ С ОТРАБОТАВШИМИ ГАЗАМИ ДИЗЕЛЕЙ. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Твердые частицы в составе отработавших газов дизелей.

1.2 Информативность сведений о характеристиках твердых частиц в отработавших газах дизелей.

1.3 Влияние типа смесеобразования на содержания твердых частиц в отработавших газах дизелей.

1.4 Основные направления снижения дымности и токсичности отработавших газов дизелей.

1.5 Снижение выброса твердых частиц путем отработки газов в специальных устройствах в системах выпуска.

1.6 Выводы по главе 1. Цели и задачи исследования.

ГЛАВА 2. ПОЛУЧЕНИЕ РЕГРЕССИОНОЙ МОДЕЛИ ВЫБРОСОВ

ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ ВИХРЕКАМЕРНОГО ДИЗЕЛЯ ПЛАНИРОВАНИЕМ ЭКСПЕРИМЕНТА.

2.1 Выбор критерия оптимизации и факторов влияющих на него.

2.2 Планирование эксперимента для базового варианта двигателя ВАЗ-341 (44 7,6/8,4).

2.3 Оптимизация откликов по программе ЭВМ с изображением трехмерных графиков.

2.4 Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА. МЕТОДИКИ

ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ.

3.1 Общие положения программы исследований.

3.2 Основные направления исследований по программе.

3.3 Методика обработки фильтров при исследовании дисперсности твердых частиц.

3.4 Экспериментальная установка с дизелем ВАЗ-Э41 (447,6/8,4).

3.5 Системы отбора отрабатывающих газов дизеля.

3.6 Методики оценки уровней вредных выбросов с отработавшими газами дизелей.

3.7 Обработка экспериментальных данных.

3.8 Оценка погрешностей измерений и расчетов.

3.9 Методика расчета выбросов твердых частиц при их определении различными приборами.

3.10 Методика оценки недогорания топлива и масла в цилиндре дизеля.

3.11 Методика определения состава твердых частиц в отработавших газах по их происхождению.

3.12 Комбинированный фильтр твердых частиц для дизеля.

3.13 Выводы по главе

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1 Результаты оценки экологических показателей на моторном стенде.

4.2 Результаты определения характеристик твердых частиц в отработавших газах в зависимости от условий на впуске, выпуске и условий охлаждения.

4.3 Результаты определения характеристик твердых частиц в отработавших газах в зависимости по внешней скоростной и нагрузочной характеристикам.

4.4 Результаты определения характеристик твердых частиц в отработавших газах в зависимости от регулировочных характеристик.

4.5 Результаты определения характеристик твердых частиц в отработавших газах в зависимости от условий сгорания в камере быстроходного вих-рекамерного дизеля.

4.6 Выводы по главе 4.

Двигатели внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия -дизели остаются вне конкуренции в ближайшие десятилетия в составе силовых судовых, транспортных, автотракторных установок и в составе энергетических силовых установок. Серьезной проблемой при эксплуатации дизелей являются значительные выбросы твердых частиц с отработавшими газами. Выбросы твердых частиц могут достигать до 1% от расхода топлива в зависимости от технического состояния и организации рабочих процессов.

Понятие «твердые частицы» включает содержание в полидисперсной среде продуктов сгорания частиц топлива, масел, твердых органически растворимых и нерастворимых фракций продуктов разложения углеводородов, сульфаты воды и другие.

Эффективно отличающиеся уровнями вредных выбросов дизели с вихрекамерным смесеобразованием, например, ВАЗ - 341 (ТМе=39 кВт при п^бООмин"1) имеют оценочные показатели по выбросам: с^ох-5, 00 г/(кВт-ч); Чсо=4,53 г/(кВт-ч); Ясн=0ДЗ г/(кВТ-ч) по ГОСТ Р41.49-99.

Дальнейшая эффективность работ по снижению выбросов твердых частиц зависит от уровня знаний и представлений о влиянии параметров рабочего процесса на их структуру и состав. Вопрос о структуре и составе твердых частиц касается и создания противодымных фильтров на выпуске дизелей.

Дизели своими вредными выбросами в окружающую среду создают экологическую проблему, решение которой связано с обеспечением безопасности труда, безопасности дорожного движения, обеспечением здоровья нынешнего и будущих поколений.

Жесткие требования, предъявленные международным сообществом, касаются уровней вредных выбросов. Учитывая, что уже принят стандарт ЕЭК ООН ЕВРО - 5, с 2013 года наблюдается ужесточение норм на уровни вредных выбросов дизелей (ЕВРО-6): по углеводородам - с 0,25 до 0,13 г/(кВТ-ч); по оксидам азота - с 2 до 0,40г/(кВт-ч); по оксиду углерода - с 4,50 до 1,50 г/(кВт-ч); по твердым частицам - с 0,2 до 0,01 г/(кВт-ч).

Изучение структуры состава твердых частиц позволяет определять основные направления путей снижения их выбросов как за счет совершенствования рабочего процесса, так и за счет устройств фильтрации отработавших газов на выпуске.

Целью работы явилось изучение структуры и характеристик состава твердых частиц в отработавших газах вихрекамерных дизелей и использование результатов для решения практических задач снижения их выбросов в атмосферу.

Объект исследования - твердые частицы в составе отработавших газов четырехтактного вихрекамерного двигателя с воспламенением от сжатия.

Предмет исследования - структура и происхождение твердых частиц в составе отработавших газов дизеля.

Научная новизна - установлены закономерности структуры и происхождения твердых частиц в составе отработавших газов вихрекамерного дизеля, применены новые инструментальные методы исследования твердых частиц в составе отработавших газов, развито представление о распределении твердых частиц по размерам в зависимости от режимов работы регулировок дизеля, установлены закономерности изменения состава и размеров твердых частиц в отработавших газах вихрекамерного дизеля.

Работа выполнена как часть целевой комплексной программы СО РАН «Экология», блок «Атмосфера», научно-технической программы Минобразования Российской Федерации, Перспективного плана развития НИР Алтайского государственного технического университета (АлтГТУ) им. И.И. Ползунова.

Задачами исследования явились следующие:

1. Методом математического планирования эксперимента получить регрессионную модель выбросов ТЧ с отработавшими газами вихрекамерного дизеля от параметров рабочего процесса и регулировок топливоподачи;

2. Изучить на регрессионной модели влияние различных параметров на массовые выбросы ТЧ в результате их образования в цилиндрах вихрекамерного дизеля;

3. Осуществить стендовые и лабораторные исследования структуры и состава твердых частиц в отработавших газах вихрекамерного дизеля при изменении параметров его рабочего процесса;

4. Изучить на основе экспериментальных исследований влияние регулировочных, скоростных и нагрузочных параметров на состав и структуру твердых частиц в отработавших газах вихрекамерного дизеля;

5. Использовать результаты изучения структуры твердых частиц при создании фильтра с селективной очисткой отработавших газов.

Методы исследования. Решение поставленных задач реализовалось на основе теоретических методов, методов численного эксперимента на математической модели, лабораторном изучении состава твердых частиц и устройств для их улавливания в системе выпуска дизеля.

Практическая ценность работы заключается в том, что выявление структуры и состава твердых частиц в составе отработавших газов вихрекамерного дизеля позволяет направить внимание при решении задач снижения вредных выбросов дизелей на селективную очистку в сажевых фильтрах.

Реализация результатов работы заключается в том, что при доводке вихрекамерных дизелей появляется возможность учитывать не только количество по массе, но и структуру твердых частиц при оценке рабочего процесса по недогоранию. Рекомендации и программный комплекс переданы для использования результатов исследований ФГУП ПО «Алмаз».

Апробация работы. Материалы исследований, теоретических разработок и экспериментальных исследований по теме диссертационной работы доложены на научно-технических конференциях ФГБОУ ВПО «Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова» в 2006-2012 годах, научно-технических семинарах автотракторного факультета АлтГТУ и ФГБОУ ВПО «Алтайского государственного аграрного университета», ФГБОУ ВПО «Красноярского государственного технического университета», ФГБОУ ВПО «Новосибирской государственной академии водного транспорта», ФГБОУ ВПО «Новосибирского государственного аграрного университета».

Публикации. По теме диссертации опубликовано научных статей, в том числе 3-в изданиях, рекомендованных ВАК.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов и списка литературы. Содержит 163 страницы, 50 рисунков, 31 таблицу и 131 цитированный источник.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Представленная работа посвящена решению важнейшей научно-технической проблемы - снижению выбросов твердых частиц с отработавшими газами дизелей в окружающую среду путем экспериментального изучения структуры и характеристик частиц и использования результатов для решения практических задач.

Наиболее существенные результаты и выводы по работе заключаются в следующем:

1. Экспериментально определено влияние изменения разряжения на впуске в пределах 100.570 мм вод.ст., противодавления на впуске в пределах 1150.2500 мм вод.ст., температуры охлаждающей жидкости в пределах 60.94 °С, частоты вращения коленчатого вала в пределах 2750.4500 мин"1, изменение относительной нагрузки в пределах 12,5. 100%, давление начала впрыска от 12 до 17,5 МПа, угла опережения начала подачи топлива с 16 до 24 град, п.к.в. до ВМТ, продолжительности топливоподачи с 21 до 28 град, п.к.в., коэффициента избытка воздуха в пределах 1,26 до 3,6, позволившее выявить структурный и дисперсионный состав твердых частиц в составе отработавших газов вихрекамерного дизеля.

2. Методом математического планирования эксперимента получена регрессионная модель результирующего выделения твердых частиц по массе с отработавшими газами вихрекамерного дизеля в зависимости от коэффициента избытка воздуха, угла опрежения начала подачи топлива, продолжительности подачи топлива, позволившая с точностью 7.8% установить оптимальные значения: продолжительности подачи топлива 24 град, п.к.в., угла опережения начала подачи топлива 24 град, п.к.в. до ВМТ, коэффициента избытка воздуха 1,45.

3. Разработана методика и приведены стендовые и лабораторные исследования, позволившие осуществить изучение дисперсности частиц с определением их среднего приведенного диаметра и получением распределений, разделением частиц по происхождению (топливного, масляного), выделением сульфатов воды, сажи, органически растворимых и нерастворимых фракций.

4. Изучено влияние регулировочных, скоростных и нагрузочных режимов на дисперсность и структурный состав твердых частиц в составе отработавших газов вихрекамерных двигателей, позволяющее использовать данные при моделировании результирующего сажевыделения.

5. Результаты изучения структуры и состава твердых частиц использованы при разработке конструкции селективного фильтра с низким сопротивлением, позволившим добиться очистки отработавших газов на 90% на всех режимах работы.

1. Аллилуев В.А. Топливно-экономические и экологические показатели ДВС / В.А. Аллилуев, Ю.Н. Сидыгаков, A.C. Скудин // Тракторы и с/х машины. 2005. - №1. - С. 14-16.

2. Адамович Б.А. Каталитические нейтрализаторы отработавших газов и экономическая безопасность АТС // Автомобильная промышленность. 2005. - №1. - С.9-11.

3. Автомобильный справочник: Перевод с англ. Первое русское издание М.: Изд-во «За рулем», 2000. - 896с.

4. Анализ технического уровня и тенденций развития двигателей внутреннего сгорания / Под ред. Р.И. Давтяна. М.: Информцентр НИИД,1998.-Вып. 25. С.46-68.

5. Азарова Ю.В. Новое об относительной агрессивности углеводородов / Ю.В. Азарова, H.JI. Кузнецова // Автомобильная промышленность.1999. №3. - С.14-16.

6. Бакиров Ф.Г. Образование и выгорание сажи при сжигании углеводородных топлив / Ф.Г. Бакиров, В.М. Захаров, И.З. Полещук, З.Г. Шайхутдинов, М.: Машиностроение, 1989 - 128с.

7. Бондаренко Е.В. Оценка экологической безопасности большегрузных автомобилей / Е.В. Бондаренко, М.В. Короткое, И.А. Кия-ев // Автомобильная промышленность. 2004. - №1. - С.6-7.

8. Бондаренко Е.В. Оценка экологической безопасности автомобиля, работающего на разных видах топлива / Е.В. Бондаренко, М.В. Короткое // автомобильная промышленность. 2004. - №4. - С.29-30.

9. Булаев В.Г. Гидродинамика сотовых катализаторов отработавших газов / Экология промышленности России. 2003. - №2. С. 17-19.

10. Ю.Белов C.B. Снижение токсичности выбросов транспортно-энергетических установок: Учебное пособие / C.B. Белов, JI.JI. Морозов / МВТУ им. Н.Э. Баумана. М.: 1984. - 36с.

11. Булаев В.Г. Влияние соединений серы на изменение активности катализаторов / Экология автотранспортного комплекса / Международ, н.-т. конф., 4-6 дек. 1996г.: Тезисы докл. -М., 1996. С.36-42.

12. Батурин С.А. Физические основы математического моделирования процессов сажевыделения и теплового излучения: автореф. Докт. дис. -Л.: ЛПИ, 1982.-350с.

13. Баранов H.A., Королев Е.В. Экспериментальное исследование механизма образования дизельной сажи // Труды ЦНИДИ. Л.:ЦНИДИ, 1983. - С.143-145.

14. Баранов H.A., Смайлис В.И. Исследование высокотемпературной сублимации и дисперсионного состава дизельной сажи // Труды ЦНИДИ. -Л.: ЦНИДИ, 1980. С.82-89.

15. Буянов P.A. Закоксовывания катализаторов. Новосибирск: Наука, 1983.-207с.

16. Вентцель Е.С. Исследование операций: задачи, принципы, методология.: М.: Наука, 1980. 208с.

17. Вагнер В.А. Снижение дымности дизелей / В.А. Вагнер, А.Л. Новоселов, A.C. Лоскутов / Алт. краевое правление Союза НИО СССР. -Барнаул: Б.И., 1991. 140с.

18. Воздействие выбросов автотранспорта на природную среду. Рига: Зинатне, 1989. - 140с.

19. Варшавский И.Д., Малов Р.В. Как обезвредить отработавшие газы автомобиля. -М.: Транспорт, 1968. 127с.

20. Головатенко А.Г. Повышение экологичности и экономичности автотракторных двигателей // Тракторы и с/х машины. 2004. - №9.1. С.16-17.

21. Груданов В.Я. Физико-химические и теплообменные процессы в каталитических нейтрализаторах с утилизацией теплоты отработавших газов // Двигателестроение. 1991. - №1. - С.47-49.

22. Горбу нов В.В. Токсичность двигателей внутреннего сгорания: учебное пособие. / В.В. Горбунов, H.H. Патрахальцев. М.: Изд-во РУДН, 1998.-214с.

23. Грин X., Лейн В. Аэрозоли пыли, дымы, туманы. / Пер. с англ.

24. Под ред. д.х.н. H.A. Фукса. Изд. 2-е, стереотип. Д.: Химия, 1972. - 427с.

25. Голубков Л.Н. Математическое моделирование рабочих процессов и шумообразования дизеля / Л.Н. Голубков, М.Г. Шатров, Л.А. Емельянов, К.П. Дьяконова // Изв. вузов. Машиностроение. 2006. - №10. -С.33-41.

26. Гарбер Г.В. Обобщенный анализ процесса сажевыделения в дизелях // Автошляховик Украши. -1995. №3. - С.32-33.

27. Дворников H.A. Равновесие и кинетическое моделирование пиролиза и окисления углеводородов при высоких давлениях // Физика горения и взрыва. 1999. - т.35. - №3. - С.21-28.

28. Детри И.П. Атмосфера должна быть чистой. М.: Прогресс, 1973. -379с.

29. Жегалин О.И. Снижение токсичности автомобильных двигателей

30. О.И. Жегалин, П.Д. Лупачев. М.: Транспорт, 1985. - 120с.

31. Жегалин О.И. Каталитические нейтрализаторы транспортных двигателей / О.И. Жегалин, H.A. Китросский и др. М.: Транспорт, 1979. -80с.

32. Звонов В.А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания / Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1981. - 160с.

33. Звонов В.А. Образование загрязнений в процессах сгорания. Луганск: Изд-во Восточно-украинского гос. ун-та, 1998. - 160с.

34. Законодательные и потребительские требования к автомобилям / Под ред. В.Н. Кравченко, Е.В. Горынина Н.Новгород: Нижегород. гос. ун-т, 2000. - 400с.

35. Иващенко H.A. Дизельные топливные системы с электронным управлением: учеб. прак- пособие / H.A. Иващенко, В.А. Вагнер, Л.В. Грехов. Барнаул: Изд-во АлтГТУ им. И.И. Ползунова, 2000. - 111с.

36. Иванченко H.H. Рабочий процесс дизелей с камерой в поршне / H.H. Иванченко, Б.Н. Семенов, B.C. Соколов. Л.: Машиностроение, 1972. - 232с.

37. Истомин C.B. Средства снижения дымности отработавших газовдизелей // Тракторы и с/х машины. 2005. - №6. - С.11-13.

38. Исследование роста частиц сажи // Автомобильная промышленность США. 1984. - №6. - С. 10.

39. Карапетьянц М.Х. Введение в теорию химических процессов. -М.: Высшая школа, 1970. 288с.

40. Кульчицкий А.Р. Транспорт и «парниковые газы» / А.Р. Кульчицкий, В.В. Эфрос // Автомобильная промышленность. 2005. - №6. - С.5-9.

41. Колчин A.B. Экологическая диагностика тракторов и самоходных машин // Тракторы и с/х машины. 2005. - №3. - С.5-6.

42. Колчин A.B. Обеспечение экологической безопасности тракторных и комбайновых дизелей // Тракторы и с/х машины. 2004. - №2. - С. 2-5.

43. Климов О.Г. Расчет концентрации загрязняющих веществ // Тракторы и с/х машины. 2004. - №9. - С. 18.

44. Колчин A.B. Экономическая эффективность обеспечения экологической безопасности техники при эксплуатации // Тракторы и с/х машины. -2005. №6. -С.9-11.

45. Кульчицкий А.Р. Расчет эмиссии дисперсных частиц с отработавшими газами дизелей // Тракторы и с/х машины. 2006. - №10. - С.18-19.

46. Кокурин А.Д. Химические процессы в углеводородных пламенях.- В кн.: Процессы горения в химической технологии и металлургии. -Черноголовка: ОНХФ АН СССР, 1975. С.217-226.

47. Ложкин В.Н. Об области и характере протекания процесса газификации углеродных частиц применительно к условиям сгорания в дизеле / В.Н. Ложкин, С.А. Батурин // Труды ЦНИТА. 1985. - Вып. 85. - С.70-81.

48. Лоскутов A.C. Снижение выбросов окислов азота дизелями в атмосферу / A.C. Лоскутов, А.Л. Новоселов, В.А. Вагнер. Барнаул, 1990. -120с.

49. Лупачев П.Д. Снижение выбросов сажи с отработавшими газами тракторных дизелей / П.Д. Лупачев, В.М. Володин, В.Е. Маев. М.: ЦНИИТЭИ автосельмаш, - 1991. - 31с.

50. Луканин В.Н. Промышленно-транспортная экология: Учебн. для вузов / В.Н. Луканин, Ю.В. Трофименко. Под. ред. В.Н. Луканина. М.: Высшая школа, 2001. - 273с.

51. Медведев Ю.С. Новый каталитический нейтрализатор отработавших газов // Тракторы и с /х машины. 2004. - №1. - С. 15.

52. Мельберт A.A., Унгефук A.A., Щуцкая Л.С. Возможность предварительной оценки вредных выбросов дизелей /А.А.Мельберт, А.А.Унгефук, Л.С.Шуцкая. Пользуновский альманах - 2011.- №2.- С. 132135.

53. Михайлов В.А. Снижение токсичности выбросов дизелей тракторов малых классов / В.А. Михайлов, К.В. Трелина // ТиСХМ. 2003. - №3. -С. 18-20.

54. Новоселова А.Д., Мельберт A.A., Унгефук A.A. и др. Оценка возможности очистки газов пористыми СВС-фильтрами/ Новоселова А.Л., Мельберт A.A., Унгефук A.A. и др.// Экология промышленного производства. 2008.-№4.- С. 16-18.

55. Новоселов А.Л. Снижение вредных выбросов дизелей / А.Л. Новоселов, A.A. Мельберт, A.A. Жуйкова / под. ред. д.т.н., профессора А.Л. Новоселова. Новосибирск: Наука, 2007. - 139 с.

56. Новоселов А.Л., Мельберт A.A., Унгефук A.A. Возможности математического моделирования вредных выбросов дизелей// Проблемы совершенствования энергетических установок.-Барнаул: Российский союз НИО, 2008.-С.90-95.

57. Новоселов А.Л. Состояние проблемы снижения вредных выбросов дизелей // Алт. гос. тех. ун-т им. И.И. Ползунова. Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1993. - С.83-96.

58. Российская академия транспорта, АлтГТУ им. И.И.Ползунова. Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2009.- С.23-30.

59. Николаенко A.B. Разработка модели расчета оптимальных параметров форкамеры газового двигателя / A.B. Николаенко, Е.О. Шолин // Двигателестроение. 2006. - №3. - С. 10-11.

60. Новоселов А.Л., Новоселов A.A., Унгефук A.A. Дизель как источник антропогенного загрязнения окружающей среды// Экологические проблемы энергоустановок с тепловыми двигателями.- Барнаул: Российский союз НИО, 2007.- С.29-33.

61. Османов М.О., Султанов М.Ю., Беленький М.С. Эффективность применения платинового, палладиевого и меднохромокислого катализаторов для обезвреживания отработавших газов двигателя // Автомобильная промышленность. -№3. 1973. - С. 13-14.

62. Предводителев A.C. Горение углеводорода / A.C. Предводителев, Л.Н. Хитрик. М. - Л.: Изд-во АН СССР, 1949. - С.

63. Разлейцев Н.Ф. Моделирование и оптимизация процесса сгорания в дизелях. Харьков: Выща школа, 1980. - 169с.

64. Рид Р. Свойства газов и жидкостей / Р. Рид, Д. Пряусниц, Т. Шервуд. Л.: Химия, 1982. - 592с.

65. Русаков В.Ю. Моделирование образования вредных веществ в цилиндре дизеля / В.Ю. Русаков, В.А. Вагнер, А.Л. Новоселов / Математическое моделирование и исследование процессов в ДВС. Барнаул: Изд-во АлтГТУ им. И.И. Ползунова, 1997. - С.84-99.

66. Соболев Л.М. Оценка основных показателей автомобильных двигателей с различными способами сгорания и питания. В кн. Вопросы теории и эксплуатации тракторов и автомобилей / Труды Горьковского СХИ, Том. 121.-Горький, 1978.-С.4-8.

67. Смайлис В.И. Теоретические и экспериментальные основы создания малотоксичных дизелей: дис. докт. техн. наук. Л.: ЛИИ, 1998. - 250с.

68. Стрельников В.А. Снижение токсичности выбросов автотрактор ных дизелей / В.А. Стрельников, C.B. Истомин, В.И. Цыпцин // Тракторы и с/х машины. 2003. - №10. - С.6-8.

69. Смагин И.И. Каталитические нейтрализаторы отработавших газов автобусов / Транспорт: наука, техника, управление / ВИНИТИ. 1998. -№12. - С.27-30.

70. Свиридов Ю.Б., Козырев В.А. Проблемы токсичности автомобиль ных двигателей в США. М.: НИИНАатопром, НАМИ, 1976. - 56с.

71. Стопарева Т.А., Грабовская H.H., Унгефук A.A., Павлов Ю.В. Уровни вредных выбросов транспортных дизелей / Т.А. Стопарева, H.H. Грабовская, A.A. Унгефук, Ю.В. Павлов // Ползуновский вестник. 2009. -№2.-С.

72. Стечкин Б.С. Теория тепловых двигателей. Избранные труды. -М.: Наука, 1977.-410с.

73. Снижение вредных выбросов автомобильных двигателей в атмосферу / Новоселов A.JL, Токарев А.Н., Шумов Н.В. и др. Барнаул: Алт. краевое правление союза НИО СССР, 1988. - 98с.

74. Фасхиев Х.А. Оценка конкурентоспособности автомобилей / Х.А. Фасхиев, И.М. Костин // Вестник машиностроения. 2003. - №2. - С.71-78.

75. Хачиян A.C. Доводка рабочего процесса автомобильных дизелей /

76. A.C. Хачиян, B.P. Гальговский, С.Е. Никитин. М.: Машиностроение, 1976.- 104с.

77. Харкевич A.A. Теория информации: Избранные труды. М.: Наука, 1973.-523с.

78. Шегалов И.Л. Экологическая роль транспортных двигателей // Двигателестроение. №8. - 1986. - С.56-60.

79. П1енк X. Теория инженерного эксперимента. -М.: Мир, 1972. -382с.

80. Эмануэль Н.М. Курс химической кинетики / Н.М. Эммануэль, Д.Г. Кнофр. М.: Высшая школа, 1972. - 260с.

81. Юр Г.С. Волновые процессы в судовых дизельных энергетических установках. Новосибирск, 1999. - 109с.

82. Якунчиков В.В., Толшин В.И. Снижение вредных выбросов ОГ судовых дизелей // Сб. научных трудов научно-методич. и научно-исслед. Конференции МАДИ (ТУ). 1996. - Вып. 56. - С.53-55.

83. Яценко A.A. Экологически чистый и экономический двигатель // Автомобильная промышленность. 2004. - №5. - С. 18-19.

84. Auspuff-Filtereinsatz mit katalytischer Wirkung reduziert AbgasSchadstoffgehalt um 60 bis 90% // Filtz. und Separ. 1999. - 13,№6. - C.285.

85. Arbeitsbühnen «dieseln» sauber // BD: Baumdschinen dienst. -1993. 29, №4. - C.405.

86. A. Geramic filter for Diesel Particulates // Diesel Prog. N. Amer. -1987. 47, №6. - pp.46,47,50.

87. Abgastrubung balde von untergeordneter Bedeutung // Automob. Ref., 1989, 84, №10. - C.53-55.

88. Aspects of Influencing Oil Consumption in Diesel Engines for Low Emissions / Jakobs R.J., Westbrooke K. // SAE Tehn. Pap. Ser., 1990, -№900587,-p. 1 -18.

89. Assanis D.N. Study of using oxygen-enriched combustion air for lo comotive diesel engines / Assanis D.N., Poola R.B., Sekar R., Cataldi G.R. // Trans. ASME. J. End. Gas Turbines and Power. 2001. - 123. №1. - C. 157166.

90. A. Dual-track approach to cleaner exhaust emission // Transp. Eng. -2002.-Nov.-C.34.

91. Bartsch Chistian Der Metallkatalysatorals Variables Sustem // MTZ: Motortechn. Z. 2004. - 65, №10. - C.798-803.

92. Catalytic converters for 2005. // Metal Bull. Mon. 1999. - June.1. C.59.

93. Development of non Ni low H20 Pt/Rh/Ce02 TWC Cata lyst/Xamada T., Kadano K., Funabiki M. // SAE Techn. Pap. Ser. - 1990. -№90061 l.-C. 1-8.

94. Diesel-Partikelfilter in Serie // KFZ-Betrieb. 2003. - 93,№46.1. C.54.

95. Diesepartikelfilter besteht Feuertaufe // KFZ-Betrieb. 2003. - 93, №50. - C.37.

96. Dieselmotoren ohne Qualm // Hausa. 2003. - 140,№8. - C.30-34.

97. Diesel-Partikel-Filtersystem // Hebezeuge und Forderm. 1999. -39, №1-2. - C.19.

98. Ersmaes Metallkatalysator im Porsche Carrera // MTZ. 1989. N1. -p.18.

99. Grabawski M.S., Ross J.D., Mc. Cormick R.L. Effect of several oxygenates on regulated emission from heavy duty diesel engines // Environ. Sei. and Technol., Vol. 31. - 4. - 1997. C.l 144-1150.

100. Hamatake Toshiro, Wakusi Yutaro, Soejima Mitsuhiro, Kitahara Tatsumi. Studies on the mixed lubrication of pistonrings // Bull. Mar. Eng. Soc. Jap. 2000. - 28,№2. - C.63-72.

101. Haynes B.S. Sool Formation / B.S. Haynes, H.G. Wagner // Progr. Energy and Combustion Sei. 1981. - V.7. - №4 - pp.276-278.

102. Hauber T. Innvative Katalysatorsistem / T. Hauber, M. Keck, T. Nording // MTZ: Motortechn. Z. 1999. - 60, №4. - p.216-219.

103. Igarashi Tatsuki. Current situation and problems ofdiesel particul-hatetrap / Igarashi Tatsuki, Nagakura Hideo, Shimoda Masatoshi, Otani Tetsnya // JSAE Rev. 1990. - 11,№1. - C.13-17.

104. Long R. Chakraborty B. The formation of Soot and poly cyclic Aromatic Hudrocarbons in diffusion flamer // Combustion and flame. vol. 12. -1968. -№3. -226p.

105. Mauch W. Kumulieter Energiaufiisand von Lastkraftwagen // ATZ. 1994.-№2.-C.l 16-124.

106. Muzayama T. Reduction of smoke and NO emission by activeturbulence generated in the late combustion stage D.I. Diesel engines / T. Muzayama, T. Chikahisa, K. Yamane / Haher on 18 th CIMAC Congress in China, June 5-8, 1989. p.56-58.

107. Nebenreaktiontn am Abgaskatalysator / Rohefing Hanz, Peters Michael, Koning Axsel // MTZ: Motortechn-Z. 1989. - 50 - №6. - C.269-272.

108. Pischinger S. ReduktionSpotenzial für Rußund Kohlenmonoxid bei modernen PKW-Dl-Dieselmotoren / S. Pischinger, M. Becker, H. Rohs // MTZ: Motortechn. Z. 2004. - 65,№11. - C.916-923.

109. Püffel Peter. Eine neue Methode zur schnellen und exakter Ölverbrauchsmessung / Püffel Peter // MTZ: Motortechn. Z. 1999. - 60,№12. C.820-826.

110. Perkins goes green // Eur. Power News. 1998. - 23,№10. - C.39.

111. Spring A., Georg S., Donald I. Engine emission follutant. Formation and Meoisurement. New-York, 1973. - 351 p.

112. Spring A. Engine emissions pollutant. Formation and medsurement / A. Spring, S. Georg, I. Donald. -N.Y, 1973. 35lp.

113. The effect of ceramic on diesel particulate fractions / Wicxynski P.D., Iohuson J.H. // SAE Techn. Pap. Ser. 1986. - №860620, 17p.p.

114. Urvan Chrles M., Darve Robert J. Exhaust emission from malfunctiong three-way catalyst-equipped automobiles //SAE Techn. Pap. Ser, 1980, №800051, llp.p.

115. Verminderung der Stickoxdemissionen durch chemisch Nachbehandlung der Abgase / Schindebauer N., Lenz H.P., Krill A. // MTZ. -1988,-49,-№4,- 161.

116. Whitehouse N.D., Abdul-Hadi M.A. The Distribution of Soot in the cylinder of a Juiescent Combiistion Chamber Diesel Engine // JME. 1982. -p.p.281-290.

117. Zweite Generation Partikelfilter für Dieselmotoren // BMT: Baumasch. Bautechn. 1993. - №3. - C.178.

118. ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "АЛМАЗ"656922 Россия Ал1айскии край i Ьарнл\л \ и 1рак10»ая 2 iui 085 2)42-72-62 факс (485 2)42-72-62 l-m.nl lgup-alm(®\andc\ ru1. Исх №от

119. Заместитель генерального директора ФГУП «ПО «АЛМАЗ»1. А.Н.Курцев