автореферат диссертации по транспорту, 05.22.19, диссертация на тему:Контроль удельных выбросов оксидов азота при упрощенных измерениях на борту судов внутреннего и смешанного (река-море) плавания

На правахрукописи

Амбросов Дмитрий Борисович

КОНТРОЛЬ УДЕЛЬНЫХ ВЫБРОСОВ ОКСИДОВ АЗОТА ПРИ УПРОЩЕННЫХ ИЗМЕРЕНИЯХ НА БОРТУ СУДОВ ВНУТРЕННЕГО И СМЕШАННОГО (РЕКА - МОРЕ) ПЛАВАНИЯ

Специальности:

05.22.19 - Эксплуатация водного транспорта, судовождение 05.08.05 - Судовые энергетические установки и их элементы (главные и вспомогательные)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2004

Работа выполнена а Московской государственной академии водного транспорта на кафедре «Судовые энергетические установки и автоматика»

Научный руководитель:

доктор технических наук,

Профессор

Толшин В.И.

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор технических наук,

профессор

Столярова Л.В.

кандидат технических наук,

профессор

Пунда А. С.

Центральный

Научно - Исследовательский Дизельный Институт

Защита состоится « ?0» А^ИрЯЯ 2004 года в часов на заседании

диссертационного совета Д223.006.01 в Московской Государственной академии водного транспорта по адресу:

115407, г. Москва, ул. Судостроительная дом 46.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГА водного транспорта.

Автореферат разослан.

«¿Я» фгефА**

2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

Общая характеристика работы

Цель работы

Согласно Постановления от 6 февраля 2002 г. N 83 Правительства РФ "О проведении регулярных проверок транспортных и иных передвижных средств на соответствие техническим нормативам выбросов вредных (загрязняющих) нещест» в атмосферный воздух" под контроль попадают двигатели мощностью свыше 55 кВт, установленные на судах внутреннего и смешанного (река-море) плавания.

Основная цель диссертационной работы:

- разработать метод экспериментальной оценки относительного изменения удельных выбросов оксидов азота 4хтактных судовых дизелей при упрощенных измерениях параметров дизелей на борту судна без применения дорогостоящих газоанализаторов. Обосновать его достоверность и информативность;

- разработать расчетный метод оценки относительного изменения удельных выбросов оксидов азота (N0^ дизелей с турбонаддувом при небольших отклонении параметров работы двигателя и внешней среды от стандартных.

Обоснование актуальности темы

Экологические требования для воздушной среды и требования на токсичные выбросы с отработавшими газами судовых дизелей постоянно ужесточаются. Одним из наиболее опасных компонентов токсичных выбросов являются оксиды азота. Нормы на вредные выбросы за последние 10 лет выросли в 2 раза.

В процессе эксплуатации судовых дизелей токсичные выбросы значительно возрастают, поэтому необходим систематический контроль токсичных выбросов силами судового экипажа с целью своевременного принятия мер по их снижению. В настоящее время ряд отечественных и зарубежных конструкций судовых дизелей не удовлетворяет современным требованиям по токсичным выбросам в отработавших газах и дать оЦ^крТч&ё^кИЙВШ^МАЙ имея данных заводов изготовителей по токсичное

tнo ШиШПА

В соответствии с требованиями Технического Кодекса МАРПОЛ 73/78 систематическому контролю на борту судна подлежат выбросы оксидов азота NOx.

Для этих целей в диссертации предлагается альтернативный метод, позволяющий путем упрощенных измерений параметров работы двигателя на борту судна определять удельные выбросы NOx, и исключающий при этом применение дорогостоящих приборов газового анализа.

Разработана инженерная методика расчета влияния параметров окружающей среды и некоторых конструктивных параметров двигателя на изменение удельных выбросов NOx с целью диагностики причин отклонения удельных выбросов NOx от исходных значений. Научная новизна работы

1. Разработан расчетный метод оценки изменения удельных выбросов оксидов азота дизеля с турбонаддувом при небольших отклонениях параметров двигателя и внешней среды от стандартных значений.

2. Разработан экспериментальный метод оценки удельных выбросов NOx при упрощенных измерениях на борту судна с использованием дооборудованного датчика кислорода ДК — 21 для определения коэффициента избытка воздуха ct|. Разработан алгоритм и программа для автоматизированной оценки удельных выбросов силами экипажа судна и контролирующими организациями. Разработанный метод оценки удельных выбросов NOx является альтернативным применению дорогостоящих газоанализаторов.

3. Получены новые экспериментальные данные по влиянию изменения параметров окружающей среды на удельные выбросы NOX.

Наиболее существенные научные результаты исследования, выносящиеся на защиту, состоят в следующем:

- разработана математическая модель совместной работы дизеля с турбокомпрессором, основанная на методе малых отклонений проф. P.M. Васильева - Южина, и методе расчета удельных выбросов NOX проф. В.И.

Толшина для прогнозирования изменения выбросов NOX при изменении различных условий эксплуатации;

- усовершенствован метод расчета удельных выбросов NOX предложенный проф. В.И. Толшиным учетом влияния частоты вращения вала двигателя на токсичные выбросы NOX;

- дооборудован датчик кислорода ДК - 21 для применения его в условиях при упрощенных замерах на борту судна для определения концентрации кислорода в отработавших газах дизеля;

- разработан новый альтернативный метод по контролю удельных выбросов оксидов азота судового среднеоборотного 4хтактного дизеля при упрощенных измерениях на борту судна.

Практическая ценность

1. Разработан способ оценки удельных выбросов NOX при небольших отклонениях параметров при упрощенных измерениях на борту судна без применения дорогостоящих газоанализаторов для использования этого способа составом теплопартий, механиками судов и контролирующими органами.

2. Разработан метод расчета совместной работы 4хтактного дизеля с турбонад-дувом с последующим определением NOX, который может быть использован проектными и исследовательскими организациями при оценке изменений NOX в случае относительно небольших отклонений параметров внешней среды, КПД охладителя наддувочного воздуха и параметров турбонаддува.

3. Дооборудован и испытан в стендовых условиях датчик кислорода ДК -21 для упрощенных измерений а, на борту судна. Датчик рекомендован для

. использования на судах при оценке концентрации кислорода в отработавших газах и оценке коэффициента избытка воздуха а, и расхода газов.

Апробация и внедрение результатов работы

Основные результаты диссертационной работы были опубликованы в печатных работах, на научных конференциях и семинарах: в Российском Морском Регистре Судоходства, МГТУ им. Н.Э. Баумана, МГА водного транспорта.

Структура и объем работы

Общий объем работы- 142 страницы включает: оглавление - 4 страницы, список принятых сокращений и условных обозначений - 5 страниц, введение -1 страница, четыре главы - 117 страниц, заключение - 3 страницы, список использованных источников, состоящий из 100 наименований, - 12 страниц, приложения - 2 страницы. Работа содержит 16 таблиц и 55 иллюстраций.

Содержание работы

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, сформулирована цель и определены задачи.

Первая глава посвящена актуальным вопросам, связанным с контролем вредных выбросов, в первую очередь, оксидов азота. Дана оценка данных по нормированию токсичных выбросов в отработавших газах двигателей за рубежом и в РФ.

Ряд двигателей, используемых на судах река - море и внутреннего плавания, в процессе эксплуатации имеет выбросы N0^ превышающие нормы ГОСТ Р51249-99. Это требует от персонала постоянного контроля выбросов N0X в процессе эксплуатации. Для большинства морально устаревших двигателей на водном транспорте встает вопрос об определении неизвестных ранее величин удельных выбросов N0X в отработавших газах и сравнении их с требуемыми по ГОСТ Р51249-99. В связи с этим обоснована необходимость разработки методик расчета и способов контроля удельных выбросов N0X на судне в условиях эксплуатации (в соответствии с Техническим Кодексом МАРПОЛ 73/78).

В соответствии с изложенным, по первой главе были сделаны следующие выводы:

1. В технической литературе известны методы расчета концентрации и удельных выбросов N0X с учетом процессов топливоподачи, смесеобразования, распределения топлива по локальным зонам. Расчеты процессов образования N0X по уравнениям Я.Б. Зельдовича, например, Л.А. Новикова, Р.З. Кав-тарадзе и др. авторов, позволяют прогнозировать образование N0X при раз-

личных условиях. Эти методики необходимы для заводов, ведущих проектировку и конструирование судовых двигателей внутреннего сгорания, однако их применение в условиях эксплуатации затруднено из -за их сложности.

2. Предлагаемые инженерные методы на основе формулы «Wartsila» не учитывают образование NOX в локальных зонах, что затрудняет их использование в условиях эксплуатации.

3. Существующие приборы для анализа NOX достаточно дороги и не позволяют использовать их для контроля выбросов NOX в условиях эксплуатации непосредственно на судне.

4. В связи с изложенным необходимо:

- разработать метод расчетной оценки изменения удельных выбросов NOx при изменении внешних условий, (параметров наддува, топливной аппаратуры, после замены или ремонта судового 4хтактного дизеля), а также программное обеспечение для использования метода;

- разработать предложения для упрощенных измерений удельных выбросов на борту судна, схему измерений, приборное и программное обеспечение для автоматизации упрощенных измерений;

- провести экспериментальные исследования для проверки достоверности предложенного метода.

Во второй главе был выполнен обзор различных методов расчета совместной работы дизеля с турбокомпрессором. Первые методы были разработаны Б.И. Ивановым, А.С. Эпштейном, И.И. Гаврилюком и другими. В настоящей работе рассматривались режимы работы при малых отклонениях окружающей среды и параметров двигателя. На базе метода расчета совместной работы дизеля с турбокомпрессором при малых отклонениях, разработанного проф. P.M. Васильевым - Южиным и метода оценки удельных выбросов, разработанного проф. В.И. Толшиным, обоснован метод оценки NOX при отклонениях параметров внешней среды и параметров работы дизеля от стандартных.

Проведен анализ существующих методов расчета NOX, которые подразделяются на точные и приближенные. Большинство точных методов основано

на использовании химических уравнений академика Зельдовича Я.Б. (образование NOX в локальных зонах) и достаточно сложны. К точным методам можно отнести, например, работы ученых: Звонова В.А., Новикова Л.А., Кавтарадзе Р.З., Разлейцева Н.Ф., Фомина В.М., работы выполненные в МАДИ, в МГТУ им. Н.Э. Баумана, в РУДН, в НГАВТ. Вместе с тем, эти методы могут успешно служить при проектировании дизеля для точной оценки изменения NOX, хотя процесс вычисления достаточно трудоемок и требуется большое число исходных данных.

К приближенным инженерным методам относят методы, предложенные, например, фирмой «Wartsila», методы, предложенные на кафедре СЭУ и А МГА водного транспорта, в Санкт - Петербургской Морской академии им. СО. Макарова- проф. А.С. Пунда, связывающие параметры а',, р и Т. Эти методы учитывают усредненную температуру в цилиндре, а не в локальной зоне, как это имеет место в действительности.

Метод, предложенный проф. В.И. Толшиным, основан на приближенном расчете температуры и массы рабочего тела в локальной зоне, а процессы образования NOX как и в сложных методах, на использовании химических уравнений академика Зельдовича Я.Б., и расчете числа эффективных столкновений молекул азота и кислорода.

Для расчета NOX дизелей с турбонаддувом в эксплуатационных режимах необходим учет изменения таких параметров, как температура (давление) окружающей среды, сорт топлива (цетановое число), угол опережения подачи топлива. Для этого автором усовершенствован метод малых отклонений для дизеля с турбонаддувом, разработанный ранее проф. P.M. Васильевым - Южиным.

Исходные данные для расчета задают на выбранном базовом (при стандартных условиях) режиме, от которого ведется расчет отклонений параметров системы - давление р0 и температура То в машинном отделении, давление сгорания ртах, давление после компрессора (давление наддува pjnt), мощность Ре, частота вращения вала двигателя п, частота вращения вала турбокомпрессора

п-гк-'Заданы температуры: на выходе из компрессора Ть и на входе в двигатель Т)п(, выпускных газов перед турбиной Т8. Использованы универсальная характеристика компрессора лк(Оа1Г, Птк) и стандартизованная характеристика турбины. На характеристиках определены исходные параметры (г)т, цРт) для базового режима. Для этого режима должны быть известны значения <роп и удельных выбросов N0^

При заданной температуре То, выбираются несколько значений частоты вращения вала турбокомпрессора пк. При определенном значении частоты вращения вала компрессора задаются несколькими значениями пк и находятся соответствующие расходы воздуха через компрессор и воздуха через двигатель ват д- Если расходы воздуха для компрессора и для двигателя совпадают, то рассчитываются значения коэффициента избытка воздуха, индикаторного КПД, температуры газов перед турбиной и мощности турбины. Если мощность турбины не совпадает с мощностью компрессор, например то число

оборотов компрессора увеличивается и расчет повторяется. Если мощность турбины меньше мощности компрессора, то число оборотов компрессора уменьшается и расчет проводится вновь. Расчет считается законченным, когда расход воздуха через двигатель и компрессор и мощность компрессора и турбины совпадут.

После этого рассчитывается тепловыделение в первой фазе кинетического сгорания.

Расчет концентрации оксидов азота по параметрам рабочего процесса ведется двумя способами:

а) но методу проф. В.И. Толшина: относительное количество теплоты, выде-. лившейся в фазе быстрого сгорания определяется по формуле:

тг.ц.(С\-Ттах -С'у-Те)

ХРп

<г.,-ье

где принято, что концентрация оксидов азота определяется в основном фазой кинетического сгорания. Предполагается, что локальная зона, независимо от

места её расположения, охватывает только объём со стехиометрическим отно шением топлива и воздуха (а'| 1).

Формула для определения температуры Тл.3. в локальной зоне имеет вид:

0„

т _ I т - | £* т

л'5' ОГмлз с:' с 14.зс;- с; с

(1)

где: Су - удельная массовая изохорная теплоемкость воздуха в точке С;

С% - удельная массовая изохорная теплоемкость рабочего тела в

точке

С% - удельная массовая изохорная теплоемкость рабочего тела в

локальной зоне.

Максимальная температура сгорания определяется по формуле:

Следует отметить приближенность вышеизложенных формул, т.к. значения Ттах, находятся по величине ртах, которая предполагается постоянной.

Кинетическая энергия соударения молекул О2 и N2 при температурах локальных зон смеси, достаточная для образования N0X при сгорании, достигается только частью молекул. Это следует из закона распределения Максвелла скоростей молекул. Число молекул в диапазоне ёх составляет:

где: х = с/ив, с - скорость молекул, и ^ят - наивероятнейшая скорость молекул, М = NA*P4I -ЧИСЛО молекул в единице объема, |д- молекулярный вес, р — плотность, Я - универсальная газовая постоянная.

Пределы интегрирования: С| = 2650-5-2950 м/с, Стах = 5000 м/с (С| выбиралась для совпадения N0X на расчетном режиме с результатами экспериментов). Ниже (см. по главе 4) на рис. 9 показана зависимость С\ от частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Окончательно, если известны значения массы в локальной зоне и цилиндре и концентрация кислорода 1102, атомарного кислорода Яо и азота ([Ъь=0,79)„ то формула для определения относительного числа эффективных молекул име*"" ™тттт-

X

3 Яц, ■ —.рт" - для цепной реакции'

— - для бимолекулярной реакции

С. «'"Фпр

где: а', - коэффициент избытка воздуха при сгорании топлива;

фмр - коэффициент продувки.

Концентрация Я02 за локальной зоной рассчитывается по зависимости:

Моделирование по этой формуле позволяет получить результат, адекватный эксперименту. Отклонение Я02 от экспериментальных значений составляет 1-5%. Для дальнейших исследований использовался бимолекулярный механизм реакции.

Показанные выше формулы позволяют определить концентрацию N0 дизеля при данных: размер цилиндра, частота вращения п, мощность Ре, удель-

ный расход топлива Ьс, давление сжатия рс и максимальное давление при сгорании р .

г тах

Пример расчета для двигателя 6418/22:

Исходные данные: То=293К, Ре=82,5 кВт, п=680 мин"1, рс=3,828 МПа, ртах=635 МПа, В=20,12 кг/ч, 02=12,05% (в ОГ), дн=42700 кДж/(кг-К). Рассчитанные значения: а'( =2,34, тв.и.=0,0055 кг, Тс=1082К, Ттах=1796К, С>836 Дж/(кг-К), С > 8 6 2 Дж/(кг-К), СГ>1285 Дж/(кг-К), Тл.з.=3028К, С,=2780 м/с, Л ф ф =30705, Хртах=0,52, КМ2=0,79, Ко2=0,162, МОх=874 ррт.

б) по упрощенному методу, в котором приняты допущения: 1. Дизель на судне работает по той же характеристике, что и на стенде (винтовая или нагрузочная), поэтому изменение коэффициента избытка воздуха а, незначительно. Зависимости емох от Хртах, полученные • заводом-изготовителем, могут, служить контрольной величиной для оценки е'шх (г/(кг топлива)) в условиях эксплуатации. Увеличение Хртах на контролируемом режиме будет свидетельствовать о соответствующих изменениях системы параметров двигателя и окружающей среды. Для получения удельных выбросов необходимо иметь в виду, что::

г

_кВт-ч.

Дополнительно к величине Хртах необходимо произвести замеры Ре и Ье. Уточнение значений удельных выбросов может быть произведено путем оценки изменения а, экспериментальным путем, при условии, что для проведения эксперимента не требуется значительных затрат.

В третьей главе изложены результаты расчетных исследований и обоснованы методы оценки удельных выбросов N0 при упрощенных измерениях на борту судна.

По предложенной методике выполнен расчетный анализ влияния КПД охладителя наддувочного воздуха на удельные выбросы оксидов азота дизеля с турбонаддувом. Расчетные исследования выполнены применительно к дизелю

6ЧН 16/22,5 (Ь160Р^). Параметры работы на номинальном режиме составляют: Рс = 140 кВт, п = 750 мин"1, N0« = 930 ррт.

На рис. 2 представлены расчетные данные дизеля 6ЧН 16/22,5 без промежуточного охлаждения наддувочного воздуха на режиме, зависящем от изменения температуры воздуха в машинном отделении.

л

¿N0* 1.1

1.09

1.08

¡1 1.06

« 1 0'

£ 104

| 1.02

и 101

и 1

099

0.97

0.9«

0 95,

. ' .:

.- Пох'-°

."■• Чох'«

1ОХ-0.4

" Чох " 0 6

1.1 1.0» 1.08 § 1С« £ 1.05

'а 104 " 1.02 й 1.01

i 1

~ ом

0.97 0.9«

"300 303 5 30? 310 3 314 317.5 321 324 5 328 331.3 335

Т0.К

0.95.

- Чох -0 '

• ••• чох -03:

Чох'04

Чох'0« ^-----■

300 303.5 307 310.5 314 317.5 321 324.5 328 331.5 335

а)

6)

Рис. 2. Расчетные зависимости относительного изменения а) концентрации N0, при изменении температуры окружающей среды для двигателя 6ЧН16/22,5 с охлаждением и без охлаждения наддувочного воздуха при 100% мощности и различных КПД охладителя; б) удельных

выбросов для тех же вариантов.

Увеличение температуры окружающей среды приводит к увеличению

концентрации МОх, в отработавших газах из-за увеличения Тс, снижения расхода воздуха при увеличении расхода топлива. Рост концентрации замедляется из-за одновременного снижения коэффициента а', за локальной зоной. С увеличением То на 11,8% концентрация оксидов азота дизеля 6ЧН16/22,5 при работе на режиме 140 кВт растет на 23%. При этом коэффициент избытка воздуха а', уменьшается на 16,8%, удельные выбросы еКОх (г/(кВт-ч)) увеличиваются на 10%, е'мох {г/(кг топлива)) на 3%.

В главе показано влияние на изменение удельных выбросов МОх других параметров таких как: угол опережения подачи топлива, степень сжатия, величина влагосодержания в атмосферном воздухе и др.

В результате расчетных исследований: I. Проанализированы основные факторы влияющие на концентрацию выбросов МОх. Исследовано влияние на концентрацию выбросов МОх следующих параметров рабочего процесса: Хртах, Тс и коэффициента избытка воздуха

при сгорании а',. Показано, что существенное влияние на концентрацию величины N0X оказывает изменение величины Хртах, которая соответствует суммарной величине локальных зон. Получены расчетные зависимости относительного изменения влияния этих факторов на выбросы N0^

2. Получены зависимости изменения выбросов N0X от величины КПД охладителя наддувочного воздуха. С увеличением КПД охладителя воздуха интенсивность-роста удельных выбросов N0X при увеличении температуры окружающей среды снижается.

3. Расчетные исследования по влиянию влажности и температуры окружающего воздуха показали, что уменьшение То на 6,5 % приводит к снижению еЛох для дизеля 6418/22 на 4,5%, а уменьшение влагосодержания ё с 6 до 3 г/кг к увеличению еК0х на 1,2%.

4. Исследовано влияние степени сжатия на концентрацию N0X при условии,

что Ртах=с°п8г.

5. Исследовано влияние угла опережения подачи топлива и получены численные зависимости роста концентрации N0X от роста угла опережения подачи топлива применительно к дизелю 6418/22 которые с ростом угла опережения подачи топлива с 22° до 26° ПКВ увеличились на 6%.

6. В качестве режима для упрощенного контроля на борту судна предложено использовать режим 75% Рен (п=91% пн мин'1), так как судовые пропульсив-ные двигатели в основном работают на мощности 75% от Ре„.

Данные расчета в ряде случаев сравнивались с результатами эксперимента и показано качественное и количественное сходство.

Четвертая глава. Для проведения экспериментальных исследований по влиянию различных параметров на токсичные выбросы N0X в отработавших газах дизеля на кафедре СЭУ и Автоматики МГА ВТ дооборудован ранее созданный исследовательский стенд на базе судового дизель-генератора ДГР 100/750 (ДД 202) с двигателем 6418/22 завода «Дальдизель», для работы по винтовой характеристике. Стенд (рис. 3) дооборудован датчиком кислорода ДК

- 21, стоимостью 1500 рублей. Для сравнения, стоимость газоанализатора, соответствующего требованиям, составляет 5-10 тыс. долларов США.

1—< 1—1 ев 0 □

• о

Рис. 3. Схема стенда на базе дизель-генератора ДГР 100/750 с двигателем 6418/22 1. Дизель 64 18/22; 2. Генератор переменного тока;3. Глушитель; 4. Дымомер для замеров концентрации сажи; 5. Газоанализатор для замера КОх, СО, НС; 6. Синхронный генератор . обращенного типа; 7. Штатный шит приборов дизеля; 8. Датчик ВМТ; 9. Датчик давления в цилиндре; 10. Датчик давления в топливопроводе высокого давления; 11. Усилитель сигнала • на ПЭВМ; 12. Места отбора проб ОГ; 13. Термопары ОГ; 14. ПЭВМ; 15. Осциллограф; 16. Прибор для определения концентрации О (ДК '- 21); 17. Охладитель пробы отработавших газов.

Для работы до винтовой характеристике в электрическую схему подключения генератора внесены соответствующие изменения для обеспечения работы двигателя по испытательному циклу ЕЗ. Цель испытаний:

1) исследовать влияние температуры воздуха в машинном отделении на кон центрацию КОх в отработавших газах дизеля;

2) проверить достоверность'разработанного метода оценки токсичности отра-

ботавших газов;

3) испытать датчик кислорода ДК — 21, дооборудованный для определения концентрации кислорода в отработавших газах судового дизеля при упрощенных измерениях на борту судна.

Также изложены результаты натурных испытаний проведенные на судне «Путейский-12». Схема измерительного стенда показана в диссертационной работе.

В главе 4 изложены технические данные приборов и оборудования, используемого в исследованиях и методика проведения испытаний.

На рис. 4 показаны результаты расчета и эксперимента удельных выбросов КОх, для двигателя 6418/22, при работе по винтовой характеристике.

^Ох. 30

г 75

кВтч

20

15

10

5

0

I I I I I А эксперимент

~Р асч ет

Л

20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

Ре,кВт

Рис. 4. Зависимость удельных выбросов оксидов азота для двигателя .

6418/22 при работе по винтовой характеристике.

С увеличением мощности от 27 до 82 кВт концентрация КОх растет на 30%, а удельные выбросы емох снижаются на 40%.

Ниже (рис. 5) представлены расчетные и экспериментальные данные для двигателя 6418/22 при работе на 75% нагрузки при изменении температуры окружающей среды То. С повышением температуры окружающей среды происходит увеличение концентрации выбросов оксидов азота. Однако коэффициент избытка воздуха и период задержки самовоспламенения сдерживают рост и концентрации КОх.

Эксперименты, проведенные в МГА ВТ показали, что с уменьшением нагрузки при фоп = COnst растет доля топлива, сгорающего в 1-ой фазе (рис. 66), удельные выбросы NOX при этом увеличиваются (рис. 6а).

eNOx,

кВт-ч

1

■

j-Ta-i

1

50 SO 70 80 90 100 110 120 — расчет Ре. кВт

А эксперимент пров. к.т н. ЧубомТ.В. □ эксперимент пров. автором диссертации

0.9 4

о.а ^

07 i « 0.6 \

1 0 5 ' а

к 0,4 -0,3 j 0.2 i

0,1 ^

t i j 1 !

III!

i i 1 i

«ч 1422 нttwftv**» .. 1 ¡ .

I

■! ■ 1 .--i.....

C4ltf&*twia«Mi i f hB

i í 1 1

1 I

! 1 i 1

10 20 30 40 30

70 ВО 90 100 Р.,*

а)

б)

Рис. 6. Изменения параметров двигателя 6418/22 при изменении нагрузки: а) по нагрузочной характеристике (емо„); б) по винтовой и

Таким образом,а1зменейие1окс1ййв,Чзота(е"й5-мёйей'Йем Рс определяется в основном значением , т.е. отношением доли топлива, сгорающего в фазе кинетического сгорания.

. • Так же были проведены исследования по влиянию температуры охлаждающей воды двигателя 6418/22 на токсичные выбросы оксидов азота. Ниже на рис. 7 показаны расчетные и экспериментальные зависимости изменения выбросов N0X при уменьшении температуры охлаждающей воды от 78 до 58°С.

еЫОх, г

кВт-ч

эксперимент при = 78°С эксперимент при 1 да = 58°С расчет при ^ = 78°С расчет при ^ = 58°С

■

_

50 55 60 65 ГО 16 80 96 80

Ре. кВт

Рис. 7. Зависимость удельных выбросов Сш* при изменении нагрузки двигателя 6418/22 для различных значений температуры охлаждающей воды на выходе из дизеля.

При работе двигателя на 50% нагрузки, уменьшение температуры воды

иа 34% приводит к увеличению теплоотвода в воду и к снижению Т„ удельные выбросы емох при этом снижаются на 10%.

В главе 4 также изложена оценка погрешности расчета относительного изменения выбросов КОх судового 4хтактного дизеля при упрощенных измерениях на борту судна. Для расчета концентрации КОх должны быть известны величины: В, п, рс, Рта,, а',. Если для режима, при котором выполняются испытания, известна концентрация N0*, полученная на заводе изготовителе, то в этом случае производиться расчет по параметрам базового режима по предложенному методу и подбирается константа С| так, чтобы значения концентрации расчета и базового режима совпали. При известном значении С\ расчет для анализируемого режима выполняется по значениям В, , полученных при испытаниях на борту судна, и рассчитывается изменение величины концентрации N0^

Если отклонение параметров (например Т0, Ре и др.) при испытаниях на борту судна составляет не более 10-15%, то относительная погрешность используемого метода расчета удельных выбросов N0X , при условии достоверной оценки мощности двигателя, не превышает 1-1,5%. На рис. 8 показаны расчетные и экспериментальные зависимости изменения концентрации N0X при небольших отклонениях параметров двигателя и параметров внешней среды.

1-Т0х

50 55 60 65 70' 75 80 85 90 Ре. кЕт

а)

ч -

\

1 1 1

I

0.9 0.8 0.7 0.6

0.5

0,4 50 55 60 65 70 75 80 85 90

Ре. кВт

6)

ррш

НОх.

900 800 700 всю 500

эксперимент..

асчет

Р

НОх,1200 1100 РРт 10СЮ

900 600 700 600

±

—ч асч —

—

НОх

1.1 1

0.9 -0.8 0,7 0.6

™

эксперимент'

■расчет —)—I—

146 148

Ре, кВт

146 148

Ре, кВт

Д)

е)

Рис. 8. Расчетные и экспериментальные зависимости; а) изменения концентрации N0, двигателя 6418/22 при изменении Ре (винт, хар-ка); 6) относительное изменение концентрации N0* двигателя 6418/22 при изменении Ре (винт, хар-ка); в) изменение концентрации N0» двигателя 6418/22 при изменении температуры окружающей среды; г) относительное изменение концентрации N0» двигателя 6418/22 при изменении температуры окружающей среды; д) изменение концентрации N0, двигателя 6ЧН16/22,5 при изменении Ре (винт, хар-ка); е) относительное изменение концентрации N0« двигателя 64Н 16/22,5 при изменении Ре

(винт, хар-ка).

Таким образом, как показывает сравнение расчетных и экспериментальных данных стендовых испытаний, расчетная погрешность относительного изменения выбросов КОх составляет примерно до 1,5% при отклонении параметров на 10-15%.

Точность расчета концентрации КОх зависит от правильности выбора величины С\ для исследуемого режима. Ниже на рис. 9 показаны значения константы С 1 для 4хтактных судовых дизелей с неразделенной камерой сгорания, различных конструкций, полученные автором путем обработки эксперимен-

тальных данных.

С].

м'с

3500 ЗГВ0 2500 2000 1500 1000 500 О

V

\ \6 ЧН16 /22.5 Ре=1£ )5%)

\ 1 1 1

1 / 415/ 8 (Ре= =100°/ 0

8 Ш25/ 34 (Р< =юо< А)

450 550 650 750

950 1050 1150 1250 1350 1450 1550 1650 п, об/мин

Рис. 9. Зависимость минимальной скорости С| от частоты вращения коленчатого вала дизеля, для 4*тактных судовых дизелей с неразделенной камерой сгорания, различных конструкций.

С увеличением частоты вращения вала дизеля величина С1 увеличивается, что приводит к снижению концентрации для двигателей с большой частотой вращения коленчатого вала. Причина может быть обоснована тем, что с увеличением частоты вращения уменьшается Т„.з., т.к. из-за интенсивного вихреобра-зования увеличивается количество теплоты, отданной от локальной зоны в камеру сгорания. Эта кривая необходима для расчета концентрации оксидов азота в случае, если результаты замеров концентрации на базовом режиме отсутствуют (формула (1) не учитывает отвода теплоты от локальной зоны в камеру сгорания).

В качестве контрольного режима, при работе по винтовой характеристике, выбирается режим при п~91% от п.. Целесообразно, чтобы завод изготовитель предоставлял данные удельных выбросов на этихрежимах при Ре = 70; 75 и 80% от Рен.

Погрешность в определении рс, р,,,.«, зависит от числа измерений. При общем числе измерений = 24 погрешность в определении рс и рЛ снижается до 2-3%.

В выводах по четвертой главе показано:

1. Сравнение результатов расчета с экспериментальными данными по.предложенному методу оценки изменения екох (г/(кВтч)) дизелей показало: -

- если увеличение мощности 6ЧН 16/22,5 при работе по винтовой характеристике составляет не более 8-10%, то снижение еыох составит 5-6%, при этом относительная пофешность расчетного метода КОх, при увеличении мощности Ре на 8-10%, составит не более 1,5%.

2. Для повышения точности метода оценки удельных выбросов ецох автором использован приспособленный для измерений на борту судна датчик кислорода ДК - 21 (дооборудованный охладителем отработавших газов). Экспериментальные исследования показали, что погрешность измерений кислорода в отработавших газах из сравнения с данными измерений высокоточным газоанализатором составляет около 1,5%.

3. Проведенные экспериментальные и расчетные исследования позволили дополнить методику расчета КОх по параметрам рабочего процесса, для 4хтактных судовых дизелей с неразделенной формой камеры сгорания, учетом влияния от частоты вращения (зависимость рис. 9). Это позволяет с точностью около 10% определить абсолютную величину концентрации КОх для двигателей, у которых данные по концентрации КОх отсутствуют.

В заключении изложены выводы по диссертационной работе:

1. Для улучшения экологии воздушной среды в настоящее время ужесточаются нормы на вредные выбросы отработавших газов судовых дизелей. Повышаются требования к контролю вредных выбросов судовыми дизелями. Разрабатываются методы контроля вредных выбросов на борту судна. Методы предусматривают применение дорогостоящих газоанализаторов, которые, учитывая большое количество судовых двигателей мощностью более 55 кВт, нецелесообразно иметь на каждом судне. Нормативные документы предусматривают возможность разработки альтернативных методов оценки токсичных выбросов оксидов азота СДВС.

2. Разработан метод оценки изменения удельных выбросов КОх судовых дизелей с наддувом и при небольших отклонениях параметров окружающей среды или топливной аппаратуры, или системы наддува от стандартных. Метод разработан на основе совместного использования метода малых отклонений

параметров турбопоршневого двигателя проф., д.т.н. P.M. Васильева -Южина, и метода проф., д.т.н. В.И. Толшина оценки изменения удельных выбросов по параметрам рабочего процесса. Проведенные расчеты показали, что погрешность оценки концентрации NOX по отношению к экспериментальным данным, при изменениях в условиях эксплуатации в пределах 1015%, составляет не более 1-1,5%.

3. Исследовано влияние КПД охладителя наддувочного воздуха дизеля с тур-бонаддувом на удельные выбросы оксидов азота.

4. Изложенный метод по определению выбросов NOX по параметрам рабочего процесса, дополнен диссертантом зависимостью С| в формуле определяющий концентрацию NOX от частоты вращения вала дизеля.

Это позволяет приближенно определить концентрацию NOX для дизелей, у которых отсутствуют данные по выбросам NOX.

5. В качестве режима для упрощенных измерений пропульсивных двигателей на борту судна, предлагается принять режим 75% от номинальной нагрузки при п = 91% от номинальных чисел оборотов. Предлагаемый метод расчета может быть использован в случае отклонения параметров окружающей среды и мощности от стандартных условий.

6. Погрешность расчета относительного изменения по упрощенной формуле (е'^ох = f(Xpmax)) (г/(кг топлива)) составляет не более 1,5% при условии предварительной сверки параметров дизеля для соответствующих условий испытаний.

7. Усовершенствованные метод расчета и метод экспериментальных измерений на борту судна без применения дорогостоящих газоанализаторов могут найти применение в организациях, контролирующих техническое состояние судовых дизелей, а так же при совершенствовании параметров систем наддува и топливной аппаратуры в целях снижения выбросов оксидов азота при высокой экономичности дизеля.

8. Предложены алгоритм и программа расчета величины емох или е^о* для ав-. томатизированного способа оценки удельных выбросов в условиях упрощенных измерений на борту судна.

9. При испытаниях на борту судна для определения концентрации Ог а ОГ с последующим определением коэффициента избытка воздуха рекомендуется использовать дооборудованный для применения в судовых условиях датчик кислорода (например ДК-21 стоимостью 1500 рублей).

10.Для проведения вычислений по определению концентраций или удельных выбросов КОх, рекомендуется использовать на борту судна программируемый микрокалькулятор (стоимостью 1500-2000 рублей) с программой, разработанной в МГА водного транспорта.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Толшин В.И., Амбросов Д.Б. Повышение экономичности пропульсивного дизеля с системой гидрозапирания форсунок. // Сб. науч. тр. МГА ВТ «Материалы XXIV научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов МГА ВТ». -М.: МГА ВТ, - 2002, - с. 165-166.

2. Толшин В.И., Амбросов Д.Б. Снижение токсичных выбросов отработавших газов двигателя 6418/22 (ДГР 100/750) путем изменения давления в системе гидрозапора. / Сб. науч. тр. кафедры СЭУ и А МГА ВТ. -М.: МГА ВТ, -2002,-с.ЗЗ-38.

3. Толшин В.И., Амбросов Д.Б. Повышение экономичности и снижение токсичности пропульсивного дизеля с регулируемой системой гидрозапирания форсунок./ Тез. докл. «Всеросийский научно-технический семинар по автоматическому управлению и регулированию теплоэнергетических установок имени профессора В.И. Крутова». - Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Машиностроение», - 2002, - №4, - с. 120.

4. Амбросов Д.Б. Экспериментальные исследования влияния температуры окружающей среды на выбросы КЮх двигателя 6418/22 (ДГР 100/750). / Сб. науч. тр. кафедры СЭУ и А МГА ВТ. -М.: МГА ВТ, - 2002, - с.69 - 71.

5. Толшин В.И., Амбросов Д.Б. Способ оценки удельных выбросов оксидов азота судового среднеоборотного дизеля в условиях эксплуатации. / Докл. сем. О проведении регулярных проверок транспортных и иных передвижных средств на соответствие техническим нормативам выбросов (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух. - С-Пб.: Российский Морской Регистр судоходства, — 2003.

6. Толшин В.И., Якунчиков В.В., Кирпиченков СВ., Амбросов Д.Б. Снижение выбросов оксидов азота с выпускными газами судовых дизелей речных судов мощностью 100 - 200 кВт и их оценка в условиях эксплуатации. // Сб. науч. тр. «Наука и техника на речном транспорте». - М.: ФГУП ЦБНТИ МТ РФ, - 2003, - спец. вып., - с.85-90.

7. Толшин В.И., Амбросов Д.Б. Методы контроля выбросов N0^ среднеоборотных судовых дизелей в условиях эксплуатации.// Сб. науч. тр. МГА ВТ «Материалы XXV Научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов Московской государственной академии водного транспорта». - М.: МГА ВТ, - 2003, -с. 96-97.

8. Толшин В.И., Амбросов Д.Б. Безаппаратные методы контроля выбросов N0 среднеоборотных судовых дизелей. // Тез. докл. «Всеросийский научно-технический семинар по автоматическому управлению и регулированию теплоэнергетических установок имени профессора В.И. Крутова». - Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Машиностроение», - 2003, - №4, - с. 114.

9. Толшин В.И., Амбросов Д.Б. Оперативные методы, определения удельных выбросов оксидов азота в выпускных газах дизелей судов смешанного (река-море) и внутреннего плавания. // Мир транспорта, - 2004, -№ 1.

Ю.Толшин В.И., Амбросов Д.Б. Способ оценки концентрации оксидов азота в отработавших газах судовых четырехтактных дизелей в условиях эксплуатации // Двигателестроение, -2004, -№ 1.

Подписано к печати 25.02.2004 года. Заказ кафедры "Судовые энергетические установки и автоматика" Формат 60x90 1/16. Тираж 100 экз.

Издательство МГА водного транспорта 115407, г. Москва, ул. Судостроительная, д.46.

4qod

Принятые сокращения и обозначения Введение

Глава 1. Обзор норм и требований к контролю токсичных 11 выбросов судовых дизелей, способов их снижения, существующих методов измерений и расчетов 1ЧОх. Задачи исследования

1.1. Общие сведения, обзор способов снижения вредных вы- 11 бросов

1.2. Тенденции в развитии норм на токсичные выбросы в отра- 17 ботавших газах

1.2.1. Нормы на токсичные выбросы отработавших газов судо- 17 вых дизелей различных регионов, сравнение, анализ и тенденции в развитии

1.2.2. Технические требования к анализаторам, используемым 24 для определения компонентов газовых выбросов дизелей

1.3. Обоснование необходимости эпизодического контроля N0* 27 в условиях эксплуатации и требования к контролю

1.4. Обзор методов определения выбросов N0* на судах

1.5. Анализ методов расчета выбросов N0* 31 Выводы по главе

Глава 2. Разработка метода оценки удельных выбросов 1ЧОх 39 при совместной работе дизеля и турбокомпрессора

2.1. Обзор методов совместной работы дизеля и турбокомпрес- 39 сора

2.2. Метод расчета параметров дизеля с турбонаддувом д.т.н., 41 проф. Р.М. Васильева — Южина

2.2.1. Основные зависимости

2.2.2. Расчет совместной работы дизеля и турбокомпрессора

2.3. Расчет оксидов азота по методу д.т.н., проф. В.И. Толшина

2.4. Алгоритмы расчета

2.4.1. Алгоритм расчета совместной работы дизеля и турбоком- 66 прессора

2.4.2. Алгоритм расчета выбросов N0* в цилиндре дизеля 67 2.7. Блок схема для автоматизированного расчета выбросов 67 N0* при проведении упрощенных замеров на борту судна

Выводы по главе

Глава 3. Влияние конструктивных и эксплуатационных факторов на удельные выбросы 1ЧОх судовых дизелей. Упрощенная методика оценки удельных выбросов N0* на борту судна

3.1. Влияние различных факторов на выбросы Ж)х судового 70 4хтакного дизеля без наддува.

3.1.1. Влияние параметров рабочего процесса в цилиндре на 70 выбросы N0*

3.1.2. Влияние изменения температуры и влажности воздуха на 71 удельные выбросы N0* 4хтактного дизеля без наддува

3.1.3. Влияние изменения влажности воздуха на концентрацию 74 и удельные выбросы N0* (на примере дизеля 6418/22)

3.1.4. Влияние степени сжатия на концентрацию N0* в цилинд- 75 ре дизеля при Рт« = сопб!

3.1.5. Влияние угла опережения подачи топлива на выбросы 76 оксидов азота

3.2. Влияние изменения температуры окружающей среды (ма- 78 шинного отделения) и КПД промежуточного охладителя воздуха на удельные выбросы N0* дизеля с турбонаддувом (на примере расчета двигателя 6ЧН 16/22,5)

3.2.1. Влияние изменения температуры окружающей среды

3.2.2. Влияние КПД охладителя на токсичные выбросы N0*

3.3. Оценка точности предложенного метода

3.4. Упрощенный метод определения удельных выбросов е'мох 85 в условиях эксплуатации

3.4.1. Определение е"Шк при стандартных условиях

3.4.2. Определение е\ох в условиях, отличных от стандартных 88 Выводы по главе

Глава 4. Задачи экспериментальных исследований. Описа- 92 ние экспериментальной установки, методики проведения эксперимента и обработка экспериментальных данных

4.1. Задачи экспериментальных исследований

4.2. Схема и описание экспериментального стенда

4.2.1. Схема экспериментального стенда

4.2.2. Судовой дизель 6418/

4.2.3. Штатные измерительные приборы

4.2.4. Дополнительные измерительные приборы

4.2.5. Пъезодатчик регистрации давления в камере сгорания 95 ДО-73. Датчик давления в топливопроводе Т

4.2.6. Датчик кислорода в отработавших газах дизеля

4.2.7. Датчик верхней мертвой точки

1.2.8. Приборы для замеров компонентов выбросов отработав- 106 ших газов дизеля

4.3. Методика проведения испытаний и обработка полученных 108 результатов

4.3.1. Режимы работы двигателя

4.3.2. Переоборудование дизель - генератора ДГР 100/750 с 109 двигателем 6418/22 для работы по винтовой характеристике

4.3. Методика обработки результатов измерений

4.4. Обработка результатов экспериментальных исследований

4.4.1. Результаты эксперимента на двигателе 6418/

4.4.2. Результаты испытаний датчика кислорода ДК —

4.3.3. Изменение удельных выбросов N0* при изменении на- 117 грузки двигателя 6418/22, температуры и влажности окружающей среды

4.4.4. Изменение удельных выбросов N0* при изменении на- 121 грузки двигателя 6ЧН 16/22,

4.4.5. Натурные испытания

4.4.6. Оценка погрешности расчета выбросов N0* судового 123 4хтактного дизеля при упрощенных измерениях на борту судна Выводы по главе 126 Заключение и выводы 128 Список литературы 130 Приложение 1. Технические характеристики приборов для 142 измерения токсичности и дымности ОГ

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ:

Основные параметры и единицы измерения:

ОГ — отработавшие газы;

КС - камера сгорания;

ВТЭ - водо-топливная эмульсия;

ВМТ - верхняя мертвая точка;

НМТ - нижняя мертвая точка;

СДВС - судовые двигатели внутреннего сгорания; ртс-среднее эффективное давление, Па;

Ре - эффективная мощность двигателя, кВт;

Р, - индикаторная мощность двигателя, кВт;

Ре„ - номинальная эффективная мощность двигателя, кВт; прошедших капитальный ремонт, г/(кВт-ч); е^ох - удельный выброс оксидов азота, г/(кВт-ч); е'ыох ~ удельный выброс оксидов азота , г/(кг топлива)', п - частота вращения коленчатого вала дизеля, мин1; п„ — номинальная частота вращения коленчатого вала дизеля, мин1;

Ртах - максимальное давление сгорания в цилиндре дизеля, Па;

Тщах - максимальная температура в цилиндре, К; рс - давление сжатия в цилиндре дизеля, Па;

Хртах - отношение количества теплоты выделившейся в кинетической фазе сгорания топлива к общему количеству теплоты выделившейся при сгорании топлива поданного в цилиндр; а, - суммарный коэффициент избытка воздуха при сгорании; а', - коэффициент избытка воздуха при сгорании;

Уэ - полный объем цилиндра, м3;

О - диаметр цилиндра двигателя, м;

Б - ход поршня двигателя, м;

Са1гдвиг - расход воздуха через двигатель, кг/с; pin, - плотность воздуха на впуске в двигатель после охладителя наддувочного воздуха, кг/м3; z - число цилиндров;

Фс - коэффициент наполнения;

Фпр- коэффициент продувки;

X - степень повышения давления;

L'o - теоретически необходимое количество воздуха для сгорания одного кг топлива, кг/кг;

P¡ - индикаторная мощность, кВт; rj¡ - индикаторный КПД двигателя; В - расход топлива, кг/ч;

Qh - удельная низшая теплота сгорания топлива, кДж/(кг-К); x¡ - период задержки самовоспламенения, мс;

Kriip, Ktiíjl, К?.р, KkT, - коэффициенты влияния; 5 - относительное изменение параметра; А - абсолютное изменение параметра; а0 - начальное значение коэффициента избытка воздуха; Х0 - начальное значение степени повышения давления; Ткц - температура воздуха перед цилиндрами, К; ркц-давление воздуха перед цилиндрами, Па; Кг - коэффициент влияния средневесовой температуры газа; Gg - расход отработавших газов, кг/с; Tg - температура отработавших на выходе из цилиндра, К; Кц - обобщенный коэффициент влияния продувки; pg - давление отработавших газов на выходе из цилиндра, Па; П| - показатель политропы сжатия; ес - степень сжатия в двигателе; Пк - частота вращения вала компрессора, мин1; пкпр - частота вращения вала компрессора приведенная, мин1;

Оа;г - расход воздуха, кг/с; бай- к~РасхоД воздуха через компрессор, кг/с; Т0 - температура окружающей среды, К; р0 - давление окружающей среды, Па;

Ко-удельная газовая постоянная атмосферного воздуха,Дж/(кг-К);

7гк - степень повышения давления;

7гт - степень понижения давления в турбине; к - показатель политропы сжатия в компрессоре;

1ад.к - адиабатная работа в компрессоре, Дэ/с;

- мощность компрессора, кВт; N7 - мощность турбины, кВт; Т1К- КПД компрессора; т!Т- КПД турбины;

Птк - обороты вала турбокомпрессора, мин1; Г10Х - КПД охладителя наддувочного воздуха; Ь - удельная располагаемая энергия выпускных газов, Дж; кБ - показатель политропы расширения газов в турбине; удельная газовая постоянная отработавших газов, Дж/(кг-К); к|тр- коэффициент импульсности турбины;

- функция истечения газов через турбину; цРт - эффективное проходное сечение турбины;

Гт - радиус колеса турбины, м;

Сад - адиабатическая скорость, м/с; и - скорость газа в турбине, м/с;

С, - местное сопротивление;

Ис - число Рейнольдса;

Ое - условный эквивалентный диаметр для охладителя наддувочного воздуха, м; а)а!г- скорость потока воздуха в охладителе наддувочного воздуха, м/с;

- кинематическая вязкость воздуха, м2/с;

С\ - удельная массовая изохорная теплоемкость воздуха в точке С, кДж/(кг-К)\ С\— удельная массовая изохорная теплоемкость рабочего тела в точке Ъ, кДж/(кг-К)\

С'"у- удельная массовая изохорная теплоемкость рабочего тела в локальной зоне, кДж/(кг-К)\

Ьс - цикловая подача топлива, кг/цикл\

Тл.з. - температура в локальной зоне, К;

Ь*с - часть цикловой подачи сгорающей до точки Ъ, кг/цикл;

Мл.з - масса смеси в локальной зоне, кг\

Мсм - масса смеси в цилиндре, кг;

Яо2 - концентрация кислорода в долях;

- концентрация азота в долях;

Иэфф. - число эффективных соударений молекул Ог и N2; Т"- температура на входе в трубопровод охладителя, К; Т" - температура на выходе из трубопровода охладителя, К; Ь - длина трубопровода охладителя, м;

Р - площадь элемента трубопровода, через которую осуществляется передача теплоты, м2\

30ХЛ - диаметр трубопровода охладителя, м\ Основные индексы:

I - на входе в дизель без наддува или в агрегат наддува; g - отработавший газ на выходе из цилиндра, продукты сгорания; gl - отработавший газ на входе в турбину;

- отработавший газ на выходе из турбины; Ь - после агрегата наддува; с - в конце сжатия; ох - охладитель; кц - пред цилиндром. air- воздух; cool - охлаждающая жидкость

Наблюдаемое в настоящее время ухудшение экологии воздушной среды, приводящее к ухудшению здоровья населения, приводит к необходимости ужесточения норм на токсичные выбросы, прежде всего от транспортных средств, в которых определенное место занимают судовые энергоустановки. В отличие от автомобильных транспортных средств, где процедуры контроля в известной степени получили развитие, - процедуры контроля и нормативная база для этой цели на отечественном речном и морском флоте находятся только в состоянии разработок. В связи с этим разработка упрощенного метода контроля удельных выбросов будет важным инструментом по определению и оценке удельных выбросов оксидов азота в отработавших газов судовых дизелей в условиях эксплуатации. Настоящая работа посвящена вопросу упрощенного контроля оксидов азота на борту судов внутреннего и смешанного река-море плавания, которые оснащены судовыми 4хтактными дизелями. Учитывая количество существующих дизелей мощностью свыше 55 кВт, установленных на судах, использование газоанализаторов на каждом судне невозможно, а контроль удельных выбросов оксидов азота между тем должен осуществляться в процессе эксплуатации периодически, в том числе при замене и ремонте деталей топливной аппаратуры, турбонаддува, установки системы рециркуляции и т.п.

Задачей работы - было разработать альтернативный метод оценки удельных выбросов на борту судна в условиях эксплуатации без использования сложных (дорогостоящих) газоанализаторов.

Настоящая работа посвящена контролю главных и наиболее опасных выбросов - оксидам азота (ЫОх).

ГЛАВА 1. ОБЗОР НОРМ И ТРЕБОВАНИЙ К КОНТРОЛЮ ТОКСИЧНЫХ ВЫБРОСОВ СУДОВЫХ ДИЗЕЛЕЙ, СПОСОБОВ ИХ СНИЖЕНИЯ, СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЙ И РАСЧЕТОВ Шх. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ. ОБЗОР СПОСОБОВ СНИЖЕНИЯ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ

В основе разработки требований к контролю токсичных выбросов отработавших газов судовых дизелей лежит характер их воздействия на человека и окружающую среду. Углеводороды (НС) и оксиды азота (N0*) приводят к образованию озона, который разрушает дыхательную систему и приводит к воспалению легких. Когда температура и уровни солнечного света являются высокими, а состояние воздуха — застойным, то интенсивные химические реакции в которых участвуют N0* и НС ведут к накоплению озона.

Озон может распространяться от источников загрязнений на сотни километров против ветра.

Краткосрочные увеличения концентрации озона (1-3 часа) приводят к увеличению числа госпитализации людей в этих районах. Повторные воздействия озона могут ухудшить существующие болезни у человека, например, астмы. Возможны необратимые изменения в структуре легких и появление хронических болезней таких как бронхит. Озон неблагоприятно воздействует на урожайность, растительность и на рост леса, а также на долговечность материалов. Растения становятся более восприимчивыми к болезням. Озон приводит к повреждению листвы, травы, зерновых культур.

Длительные воздействия озона даже при концентрации менее 0,12 - 0,08 ррш также вредны для окружающей среды.

Другим отрицательным воздействием оксидов азота на окружающую среду является насыщение азотистыми соединениями почвы и воды (эутрофи-скация).

В число токсичных составляющих выхлопа дизелей входит угарный газ (СО). Угарный газ (оксид углерода СОг) попадает в кровь через легкие и уменьшает поставку кислорода к органам тела и тканям. Угроза здоровью является наиболее серьезной для тех, кто страдает от сердечно-сосудистых заболеI ваний и заболеваний органов дыхания, особенно ангиной.

Основные компоненты токсичных выбросов отработавших газов (ОГ) дизелей водного транспорта по химическому составу являются такими же, как и для других видов транспорта: оксиды азота N0*, окись углерода СО, углеводороды НС и твердые частицы. Для судовых дизелей морского транспорта, работающих на тяжелых сортах топлива, содержащих серу, дополнительно к числу наиболее токсичных компонентов, кроме ЫОх, также относится двуокись серы БОг- В отличие от автомобильного транспорта, оснащенного высокооборотными двигателями, на водном транспорте используются в основном средне- и маI I лооборотные дизели с частотой вращения п<750 мин" . Эти дизели работают большую часть времени в установившихся режимах, характер режимов работы и большие размеры камер сгорания, большие значения воздухо-топливного отношения позволяют обеспечить полное сгорание топлива, т.е. минимизировать содержание: НС, СО и твердых частиц. Однако высокие температуры и наличие избытка кислорода приводят к появлению оксида азота, ущерб от которого на порядок выше, чем от СО и НС. В табл. 1.1 показан состав вредных выбросов в отработавших газах дизеля.

Таблица 1.1

Состав вредных выбросов ОГ дизелей [77]

Составляющие Количеств. Класс ПДК ПДК ПДК

ОГ Содержан. в Опас- мг/м3 мг/м3 мг/м3

ОГ ности в рабочей максим. среднезоне разовая суточная

Окись углерода, % 0.01-0.5 4 20 3 1

Окислы азота (в пе- 0.005-0.5 2 5 0.085 0.085 ре- счете на N0), %

Углеводороды 0.001-0.07 2-4 5-300 1.4-200 1-2.5 в пересчет на ме-

Составляющие Количеств. Класс пдк пдк пдк

ОГ Содержан. в Опас- мг/м3 мг/м3 мг/м3

ОГ ности в рабочей максим. среднезоне разовая суточная тан), %

Альдегиды 1-10 2-3 0.2-5 0.01-3 0.01-5 в пересчете на С3, Н4, 02), мг/м3

Формальдегиды, % 0.002 3 0.5 0.035 0.003

Акролеин, % 0.0001 2 0.2 0.03 0.03

Бенз(а)пирен, мг/м 0.5-1 1 0.00015 - 1-10

Сажа, г/м3 0.01-1 3 4 0.15 0.05

Количественный состав вредных выбросов с отработавшими газами дизелей различного назначения, в том числе и судовых, характеризуется данными, приведенными в табл. 1.2, в которой учтены класс опасности компонента и значения предельно допустимых концентраций вредных веществ.

Таблица 1.2

Показатель относительной опасности компонента ОГ 4

Составляющие ОГ Коэффициент, учитывающий характер рассеивания Вещества, Г Показатель относительной опасности вещества, А,-, усл. Тонна/тонна топлива

Окись углерода 0.5 1

Окислы азота (в переСчете на N02,) 0.5 41.1

Углеводороды (в пересчет на метан) 0.5 3.1

Составляющие ОГ Коэффициент, учитывающий характер рассеивания Вещества, Г Показатель относительной опасности вещества, А,-, усл. Тонна/тонна топлива

Сернистый газ 0.5 16

Бенз(а)пирен 0.5 12.5-105

Сажа без примесей 2 41.5

Как видно из таблицы 1.2 наиболее опасным компонентом в отработавших газах является выбросы N0*, а так же Бенз(а)пирен.

Ниже представлена таблица с данными Ллойда [91] по нормированию некоторых компонентов в отработавших газах для малооборотных и среднеоборотных дизелей в зависимости от частоты вращения коленчатого вала.

Таблица 1.3

Нормируемые удельные выбросы от дизелей с различной частотой вращения по данным Ллойда

Компоненты Кг/тонну топлива

Малая частота вращения Средняя частота вращения Высокая частота вращения шх 87 72 57

СО 7,4

СН4 0,3

Ы20 0,08

Из табл. 1.3 следует, что одним из главных токсичных компонентов ОГ судового дизеля являются оксиды азота. Снижение частоты вращения дизелей приводит, как правило, с одной стороны, к увеличению форсировки двигателей и росту температуры и давления в камере сгорания (КС), с другой - к возрастанию времени на образование оксидов азота и к увеличению их количества. Поэтому допустимое количество N0* для дизелей с частотой вращения п=85 мин"1 имеет верхний предел значения NOx выше, чем для дизелей со средней частотой вращения (п=750 мин"1). С увеличением частоты вращения дизелей до 2000 мин'1 предельное значение NOx еще более снижается.

Известно, что оксиды азота образуются в зонах КС с высокой температурой, имеющей место в фазе кинетического и диффузионного сгорания. Наиболее высокая температура возникает в локальных зонах при кинетическом горении, когда вероятность возникновения этих зон наиболее высокая. Поэтому с ростом жесткости процесса наблюдается повышенная концентрация оксидов азота в ОГ дизеля. В камерах сгорания высокооборотных автомобильных дизелей локальные зоны размываются усиленным вихреобразованием и существуют в течении меньшего периода, а нехватка кислорода в локальных зонах, особенно в переходных режимах, выводит на первое место по вредности токсичные составляющие: СН и СО [66].

В настоящее время большое число ученых разрабатывают способы снижения вредных выбросов, Патрахальцев H.H., Махов В.А., Голубков JI.H., Ха-чиян A.C., Иванченко В.А., Новиков Л.А., Пунда A.C., Кавтарадзе Р.З., Смай-лис В.И., Звонов В.А., Лебедев О.Н., а так же кафедра СЭУ и А МГА водного транспорта. Среди последних работ в этом направлении следует отметить:-впрыскивание воды и пара в цилиндры двигателя, установка фильтров - нейтрализаторов, применение систем рециркуляции, использование водотопливной эмульсии, повышение степени сжатия (ес) при pmax=const, а так же установка и использование двигателей с форкамерным смесеобразованием, повышение давления впрыскивания топлива при одновременном уменьшении угла опережения его подачи топлива фоп в цилиндр, позволяющие уменьшить количество топлива, сгорающего в кинетической фазе.

Например, в трудах [53] показан уровень изменения выбросов оксидов азота при добавлении воды в цилиндры дизеля и при увлажнении воздуха поступающего в двигатель (рис. 1.1). о 1 0 2 0 3 0 0 1.0 2,0 3,0 степень увлажнения рабочего тела, кг Н20/кг топл. степень увлажнения рабочего тела, кг Н20/кг топл. а) б)

Рис. I. I. Изменение выбросов N0* мри увеличении степени увлажнения рабочего тела: а) расчет на ЭВМ (дизель МАК 6М43); б) опытные данные по среднеоборотным дизелям.

Общим эффектом перечисленных способов, воздействующих на процесс сгорания в цилиндре, является снижение температуры Тл.3. в локальных зонах камеры сгорания, коэффициента избытка воздуха а', за фронтом пламени, где происходит образование N0*, и уменьшение концентрации кислорода в цилиндре, например, при рециркуляции отработавших газов. Однако ряд из этих методов требует значительных затрат на доработку конструкции дизелей и усложняет их эксплуатацию. На сегодняшний день ряд судовых дизелей не отвечает существующим требованиям по нормам выбросов N0*, причем в условиях эксплуатации выбросы оксидов азота могут изменяться, что обостряет необходимость осуществления их систематического контроля.

Важным элементом является оценка экономической целесообразности внедрения устройств для снижения оксидов азота ниже установленных норм, так как обычно все средства, которые используются для снижения токсичности, приводят к увеличению расхода топлива. Поэтому для достижения соответствия норм токсичных выбросов необходимо руководствоваться экономической целесообразностью. 4 У

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ !

1. Для улучшения экологии воздушной среды в настоящее время ужесточаются нормы на вредные выбросы отработавших газов судовых дизелей. Повышаются требования к контролю вредных выбросов судовыми дизелями. Разрабатываются методы контроля вредных выбросов на борту судна. Методы предусматривают применение дорогостоящих газоанализаторов, которые, учитывая большое количество судовых двигателей мощностью более 55 кВт, нецелесообразно иметь на каждом судне. Нормативные документы предусматривают возможность1 разработки альтернативных методов оценки токсичных выбросов оксидов азота СДВС.

2. Разработан метод оценки изменения удельных выбросов N0* судовых дизелей с наддувом и без наддува при небольших отклонениях параметров окружающей среды или топливной аппаратуры, или системы наддува от стандартных. Метод разработан на основе совместного использования метода малых отклонений параметров турбопоршневого двигателя проф., д.т.н. Р.М. Васильева - Южина, и метода проф., д.т.н. В.И. Толшина оценки изменения удельных выбросов по параметрам рабочего процесса. Проведенные расчеты показали, что погрешность оценки концентрации N0* по отношению к экспериментальным данным, при изменениях' в условиях эксплуатации в пределах 10-15%, составляет не более 1-1,5%.

3. Исследовано влияние КПД охладителя наддувочного воздуха дизеля с турбонаддувом на удельные выбросы оксидов азота.

4. По результатам газового анализа получены данные по зависимости изменения коэффициента наполнения и показателя политропы сжатия дизеля без наддува (типа 6418/22) от режима работы.

5. Метод разработан для 4хтактных судовых дизелей с неразделенной формой камеры сгорания. Метод по определению выбросов N0* по ,'параметрам рабочего процесса, дополнен зависимостью С] в формуле определяющий концентрацию N0* от частоты вращения вала дизеля.

Это позволяет приближенно определить концентрацию N0* для дизелей, у которых отсутствуют данные по выбросам N0*.

6. В качестве режима для упрощенных измерений пропульсивных двигателей I на борту судна, предлагается принять режим 75% от номинальной нагрузки при п = 91% от номинальных чисел оборотов. Предлагаемый метод расчета может быть использован в случае отклонения параметров окружающей среды и мощности от стандартных условий.

7. Погрешность расчета относительного изменения е'мох по упрощенной формуле (е'мох = А(Хртах)) (г/(кг топлива)) составляет не более 1,5% при условии предварительной сверки параметров дизеля для соответствующих условий испытаний.

8. Разработанные метод расчета и метод экспериментальных измерений на борту судна без применения дорогостоящих газоанализаторов могут найти применение в организациях, контролирующих техническое состояние судовых дизелей, а так же при совершенствовании параметров систем наддува и топливной аппаратуры в целях снижения выбросов оксидов азота при высокой экономичности дизеля.

9. Предложены алгоритм й программа расчета величины ек0х или е'мох Для автоматизированного способа оценки удельных выбросов в условиях упрощенных измерений на борту судна.

Ю.При испытаниях на борту судна для определения концентрации О2 а ОГ с I последующим определением коэффициента избытка воздуха рекомендуется использовать дооборудованный для применения в судовых условиях датчик кислорода (например ДК-21 стоимостью 1500 рублей).

11.Для проведения вычислений по определению концентраций или удельных выбросов ЫОх, рекомендуется использовать на борту судна программируемый микрокалькулятор (стоимостью 1500-2000 рублей) с программой, разработанной в МГА водного транспорта.

1. Амбросов Д. Б. Экспериментальные исследования влияния температуры окружающей среды на выбросы ЫОх двигателя 6418/22 (ДГР 100/750). / Сб. науч. тр. кафедры СЭУ и А МГА ВТ. -М.: МГА ВТ, 2002, - с.69 -71. 1

2. Андреевский Н. А. Топливоподающие системы корабельных двигателей внутреннего сгорания. -Л.: Наука, 1957. -156с.

3. Аннотированный справочник методик выполнения измерений концентрации загрязняющих веществ в выбросах промышленных предприятий. Санкт -Петербург: НИИ Атмосфера, 2002.

4. Астахов И. В. Голубков Л. Н. и др. Топливные системы и экономичность дизелей. -М.: Машиностроение, 1990. -203с.

5. Банков Б. П. Бордуков В. Г. Иванов П. В. Дейц Р. С. Турбокомпрессоры для наддува дизелей. -Л.: Машиностроение, 1975.-210с.

6. Барский А. А. Изменение параметров турбокомпрессоров по режимам. //Двигателестроение. 1986.-№10.-С.28-30.-188Ы 02021633.

7. Большаков В. Ф. Фомин Ю. Я. Павленко В. И. Эксплуатация судовых среднеоборотных дизелей. -М.: Транспорт, 1982. -203с.

8. Бордуков В.Т. Нормы эмиссии Евросоюза // Двигателестроение. 2003, №1, с. 38-39. 1

9. Брук М. А. и др. Работа дизелей в нестационарных условиях. -Л.: Машиностроение, 1981. -320с.

10. Брук М. А. Рихтер А. А. Режимы работы судовых дизелей. -Л.: Судпромгиз, 1963. -235с.

11. Ваншейдт В.А., Иванченко H.H., Коллеров JI.K. Дизели справочник —JI.: Изд-во Машиностроение, 1977, 479 е.: ил.

12. Васильев Б. В. Техническая эксплуатация судов речного флота. -М.: Транспорт, 1976. -301с.

13. Васильев-Южин Р. М. Работа судового дизеля в неспи-цификационных условиях. -JI.: Судостроение, 1967. -231с.

14. Васильев-Южин Р. М. Корабельные двигатели внутреннего сгорания. -JI.: Судостроение, 1975. -332с.

15. Водный кодекс РФ. -М.: Изд-во стандартов, -1996г. -150с.:ил. (Экологические требования). УДК 534.624.21. Группа Т38.

16. Войткунский Я. И. Першиц Р. Я. Титов И. А. Справочник по теории корабля. -JI.: Судостроение, 1973. -5 Юс.

17. Гладков О. А., Лерман Е. Ю. Создание малотоксичных речных судов. -Л.: Судостроение, 1990. -103с.

18. Горбунов В.В., Патрахальцев H.H. Токсичность двигателей внутреннего сгорания. -М: изд. РУДН, 1998.

19. Иващепко H.A., Кавтарадзе Р.З. Многозонные модели рабочего процесса двигателей внутреннего сгорания: Учеб. пособиепо курсу "Теория рабочих процессов ДВС" /МГТУ им. Н. Э. Баумана. — М.: Изд-во МГТУ, 1997. — 57 е.: ил.

20. Захаренко Б. А. Режимы работы ДВС. -Л.:Наука, 1973.210с.

21. Звонов В. А. Токсичность ДВС. -М.:Машиностр., 1981.205с.

22. Звонов В.А., Дядин А.П. Метрологические аспекты измерения дымности автомобилей с дизелями. Луганск, Москва, 1997 г.

23. Звонов В. А., Фурса Н. П. и др. Влияние параметров впускного воздуха и противодавления выхлопу на состав ОГ дизеля. // Сб. науч. тр. ХГУ. -Харьков, 1974. С.27-37.

24. Камкин С. В., Возницкий И. В., Шмелев В. П. Эксплуатация судовых дизелей. -М.: Транспорт, 1990. 248с.

25. Канталинский В. П. Режимы работы и регулирование га-зо-турбонагнетателей судовых дизелей. -Калининград: Наука, 1991. -123с.

26. Костин A.K. Пугачев Б.П. Кочинев Ю.Ю. Работа дизелей в условиях эксплуатации. -JI.: Машиностроение, 1989. -200с.

27. Костин А. К. Влияние режимов работы на показатели двигателей внутреннего сгорания. -Л.:Наука, 1984. -130с.

28. Костин А.К. Эксплуатационные режимы транспортных дизелей. -Алма-Ата: Наука, 1988. -152с. j

29. Крепе Л. И. Ванштейн Г. Я. Математическая модель работы автотракторного дизеля с наддувом при неустановившейся нагрузке. // Двигателестроение. 1982.-№12.-С.23-26.

30. Лебедев C.B. Формирование рационального поля технических характеристик дизелей унифицированного размера // Двигате-лестроение.2002, №3, с. 27-28,42

31. Лебедев О.Н., Сомов В.А., Калашников С.А Двигатели внутреннего сгорания речных судов: Учеб. для вузов. М.: Транспорт, 1990,398с. |

32. Лойцанский Л.Г. Механика жидкости и газа. -М.: Наука, 1978.-583с.

33. Марков В.А., К и ело в В.Г., Хватов В.А. Характеристики топливоподачи транспортных дизелей. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. 296 с.I

34. Марков В.А., Баширов P.M. и др. Токсичность отработавших газов дизелей. -Уфа: Изд — во БГАУ, 2000, -144 с.

35. Марков В.А. Михальский JI. П. Шатров В. И. Исследование топливного насоса высокого давления с регулированием угла опережения впрыскивания топлива на одноцилиндровой установке семейства КамАЗ. // Известия вузов. -М.:Машиностр., 1996. -№10 -С. 12-20.

36. Метод расчета выбросов вредных веществ в морских портах. -М: Союзморниипроект, 1986. •

37. Методические указания по оборудованию мест отбора проб при экоаналитическом контроле промышленных выбросов в атмосферу. -Санкт-Петербург: 1999 г., НИИ охраны атмосферного воздуха. I

38. Методическое пособие по расчёту, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. С. Петербург: НИИ Атмосфера, - 2002.

39. Новиков JI.A. Основные направления создания малотоксичных транспортных двигателей // Двигателестроение. 2002, №2, с. 23 -27, №3, с.32 34.

40. Организация и проведение экологического контроля на судах. Методическое пособие. Санкт-Петербург: 2001. Разработано центром обеспечения экологического контроля.

41. Повышение надежности работы судового дизеля и моделирование судового пропульсивного комплекса. Отчет о НИР/ Моск. гос. академ. водного транспорта; Руководитель В.И. Толшин; Отв.Iисполн. Якунчиков В В., Амбросов Д.Б., Зябров В.А. и др. !

42. Пономарев H.A. и др. Энергетические установки речных судов: Учебник для вузов. -М.: Транспорт, 1978. -206с.

43. Портнов Д.А. Быстроходные турбопоршневые двигатели с воспламенением от сжатия. Машгиз, 1963.

44. Постановление правительства РФ от 6.02.2002 №83 «О проведении регулярных проверок транспортных и иных передвижных средств на соответствие техническим нормативам выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух».

45. Пунда А. С. Расчет индикаторной диаграммы судового дизеля и эмиссии окислов азота с отработавшими газами. Санкт-Петербург, 2000.

46. Руководство по техническому надзору за выбросами NOx при изготовлении главных и вспомогательных судовых дизелей (Часть I). Российский Морской Регистр Судоходства.- Санкт-Петербург, 1998.

47. Руководство по техническому надзору за выбросами NOx при освидетельствованиях судов (Часть II). Российский Морской Регистр Судоходства. Санкт-Петербург, - 1998.

48. Руководство по теплотехническому контролю серийных теплоходов: Справочник. -М.: Транспорт, 1979. -300с.

49. Руководство по техническому надзору за предотвращением загрязнения атмосферы с судов. Российский Морской Ре!гистр Судоходства. Санкт-Петербург, 1998.

50. Свстозарова Г.И. Сигитов Е.В. Козловский А.В. Практикум по программированию. -М.: Наука, 1980. -320с.

51. Сигар А. В. Теория корабельных двигателей внутреннего сгорания:Учебник для высших морских училищ. -Л.:Техн., 1978. -240с.

52. Смайлнс В.И.Малотоксичные дизели.-Л.:Машин., 1972.200с.

53. Стефановский Б.С., Скобцов Е.А., Кореи Е.К. и др. Испытания двигателей внутреннего сгорания. -М.:Машиностр., 1972. — 368с.I

54. Справочник по алгоритмам и программам на языке БЕЙСИК для ПЭВМ, под ред. Дьяконова В.П. -М.: Наука, 1987.-220с.

55. Толшин В.И. Оценка характера изменения концентрации N0* при рециркуляции отработавших газов // Двигателестроение 2002, №1, с.32.

56. Толшин В.И. Приближенная оценка концентрации оксидов азота в отработавших газах (ОГ) судового 4-х тактного дизеля // Двигателестроение. 2003, №2, Приложение 1, с. 5-6. :

57. Толшин В.И. Форсированные дизели. Переходные режимы. Регулирование. М.: Машиностроение, 1995. -200с.

58. Толшин В.И., Амбросов Д.Б. Методы контроля выбросовI

59. Толшин В.И., Амбросов Д.Б. Оперативные методы определения удельных выбросов оксидов азота в выпускных газах дизелей судов смешанного (река-море) и внутреннего плавания. // Мир транспорта, 2004, -№ 1.

60. Толшин В.И., Амбросов Д.Б. Снижение токсичных выбросов отработавших газов двигателя 6418/22 (ДГР 100/750) путем изменения давления в системе гидрозапора. / Сб. науч. тр. кафедры СЭУ и А МГА ВТ. -М.: МГА ВТ, 2002, - с.ЗЗ - 38.

61. Толшин В.И., Амбросов Д.Б. Способ оценки концентрации оксидов азота в отработавших газах судовых четырехтактных дизелей в условиях эксплуатации // Двигателестроение, -2004, -№ 1.

62. Толшин В.И., Кирпиченков С.В. Регулирование рециркуляции отработавших газов судового среднеоборотного дизеля II Двигателестроение. 2002, №3, с. 36-38.

63. Толшин В.И. Лыопг Л. В. Якунчиков В. В. Исследование показателей судового дизеля с турбонаддувом портового буксира: Тезисы доклада. // Сб. науч. тр. МГТУ. -М., 1994. -Вып. 180. -С.35-37.

64. Толшин В.И., Якунчиков В.В. Режимы работы и токсичные выбросы отработавших газов судовых дизелей. -М.:МГАВТ, -1999.

65. Теория двигателей внутреннего сгорания. Под ред. Н.Х. Дьяченко. -Л.: Машиностроение, 1974. -552с.

66. Унгефук А. В. Снижение вредных выбросов автотракторных дизелей за счет восстановления их технического состояния: Автореферат диссертации на соискание уч. степень кандидата тех. наук. -Барнаул, 1996. -25с.

67. Фирма «Интеграл» природоохранная деятельность, сборник информационных материалов. С. -Петербург, 2000, с. 9.

68. Фомин В. М. Совершенствование экологических и то|т-ливно-экономических показателей дизеля воздействием на реакционно-кинетический механизм рабочего цикла: Автореферат диссертации на соискание уч. степ, доктора техн. наук. -М., 1996. -32с.

69. Фомин Ю.Я. Горбань А.И. Добровольский В.В. и др. Судовые двигатели внутреннего сгорания. -Л.Судостроение, 1989. -343с.

70. Хачиян А. С. Гальговский В. Р. Никитин С. Е. Доводка рабочего процесса автомобильных дизелей. -М.:Машиностр. 1978.-220с. ,

71. Шегорин О. И., Пугачев Г. Д. Снижение токсичности автомобильных двигателей. -М.: Транспорт, 1985. -120с.

72. Эпштейн А. С. Переменные режимы работы двигателей с газотурбинным наддувом. -М.: Машиностроение, 1962. 200с.

73. Элементы системы автоматизированного проектирования ДВС (алгоритмы прикладных программ). Под ред. Петриченко P.M. -Л.: Машиностроение, 1990. -327с.

74. Якунчиков В.В. Снижение вредных выбросов судового дизеля в переходных режимах // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: МГА водного транспорта, - 1997.

75. Banisoleiman К. Smith L.A. Bazazi Z. Mathieson N. Simulation of Diesel Engine Performance. / Transit Marine. London. -1993.-Vol.105-p.199-223. . j

76. CIMAC, Ehaust Emission Measurement. / Recomendations for Reciprocating Engines and Gas Turbines./MARINE LOG.-1991.-№12.-53p.

77. Lloyd's Register Marine Exhaust Emissions Research Programme: Phase II Transient Emission Trials. Lloyd's Register Engineering Services, London, 1993.

78. Low engine Fuel Consumption and Low NOx Emission: Incompatible Opposites? Prof. Dr. Wolfram Lausoh, V.Dietl, W.Fleischer. / Wartsila Diesel Group. Marine News. -№12. -1994. -p.35-40.

79. Exhaust gas emissions from international marine transport. Norwegian Maritime Technology Research Institute, Marintek, Trondheim, 1990.

80. Practical implication of NOx exhaust emission regulation enforcement. / MEER, -nov 1994. -p.33-35.

81. Robert Bosch GmbH, 1996 2000. MER: Practical implication of NOx exhaust emission regulation enforcement. Пер. // За рулем, 1994, -№10.

82. Stefan Gros Marine emission legislation./ Wartsila Diesel Group. Marine News. -№ 1.-1994. -p. 37-43.

83. International Convention for Prevention of Pollution From Ships, 1973, as modified by the protocol of 1978. MARPOL 73/78, book III. пер. Санкт-Петербург: ЗАО ЦНИИМФ, 1998.

84. IMO Working Group / EE/WG 2/4 -12.31.1994. -20-40p.

85. ISO Standart 8178. / Standarts. -1990. -55p.

86. Wright A.A. Marine Diesel Particulate Emissions, IME, London, 20 may 1997.