автореферат диссертации по транспорту, 05.22.10, диссертация на тему:Методика диагностирования эколого-технических показателей дизельных двигателей транспортных средств по составу отработавших газов

На правах рукописи

Методика диагностирования эколого-технических показателей дизельных двигателей транспортных средств по составу отработавших газов

Специальность 05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2005

Работа выполнена в Автомобильно-дорожном институте ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет»

Научный руководитель: Заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор Ложкин Владимир Николаевич

Официальные оппоненты: Заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор Кулешов Алексей Алексеевич;

Кандидат технических наук, доцент Степанов Владимир Николаевич

Ведущая организация:

ООО «Центральный научно-исследовательский дизельный институт»

Защита состоится 21 июня 2005 г. в 15 час на заседании диссертационного совета Д 212.223.02 при ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет»: 190103, Санкт-Петербург, ул. Курляндская, дом 2/5, ауд. 340

Факс (812) 316-58-72

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет»

Автореферат разослан 19 мая 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Д 212.223.02,

кандидат технических наук, доцент

Репин С. В.

¿.ооб - 7

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Актуальность темы. В Российской Федерации к 1 июля 2005 года предусмотрено завершение перевода государственной системы контроля технического состояния автотранспортных средств (АТС) на инструментальные методы. В состав регулярно контролируемых параметров при инструментальном контроле АТС согласно ГОСТ Р 51709-2001 «Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки» входит и экологический параметр, а именно - дымность отработавших газов (ОГ) дизельных АТС в режиме свободного ускорения (СУ) в соответствии с ГОСТ Р 52160-2003 «Национальный стандарт РФ. Автотранспортные средства, оснащенные двигателями с воспламенением от сжатия. Дымность отработавших газов. Нормы и методы контроля при оценке технического состояния». Повышение строгости регламентов и точности контроля в РФ явилось, по сути, переносом в отечественную практику уникального опьгга мирового инструментального контроля экологических показателей АТС в условиях эксплуатации. В РФ на государственном уровне этот опыт начал внедряться для автомобилей с дизельными двигателями с 1 января 1977 года (ГОСТ 21393-75).

С другой стороны, из теории рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания (ДВС) известно, что состав ОГ дизелей имеет глубинную связь с техническим состоянием систем двигателя и его топливными показателями, в частности, регулировками топливной аппаратуры (ТА), а с экологической точки зрения - ОГ представляют опасность и по таким веществам, как СО, СОг (парниковый газ), СН, БП (бензопирен) и N0^ Таким образом, становятся весьма актуальными следующие задачи:

- во-первых, задача расширения контролируемой информации о техническом состоянии систем ДВС По составу ОГ в эксплуатации на основе, как применения стандартизованных процедур, так и разработки новых комплексных методов экспресс-контроля (диагностики) и оценки воздействия АТС на окружающую среду и потребляемого ими углеводородного топлива;

- во-вторых, задача идентификации конкретных неисправностей систем ДВС по составу ОГ и на ее основе более обоснованное, с позиций экологической безопасности, определение регулировок ТА.

Цель исследования. Разработка методики оперативного инструментального контроля топливных параметров и экологических показателей дизельных двигателей транспортных средств на основе многофакторного исследования взаимосвязей между составом отработавших газов и регулировочными параметрами топливной аппаратуры в реальных условиях эксплуатации.

Объекты и методы исследования. Объектами исследования являлись двигатели с воспламенением от сжати дств в эксплу-

атационных условиях.

Решение поставленных в диссертации задач осуществлялось теоретическим анализом и обобщением предшествовавших работ, применением методов детерминированного, в частности термохимического, и статистического анализа, математического планирования и обработки данных экспериментальных исследований.

Научная новизна работы определяется выявленными закономерностями изменения технического состояния дизельных двигателей транспортных средств, ТА по экологическим и топливно-экономическим показателям, согласованием с новыми процедурами контроля технических параметров безопасности АТС по ГОСТ Р 51709-2001, ГОСТ Р 52160-2003 и условиях реальной эксплуатации в Северо-Западном регионе РФ; теоретически обоснованной методикой комплексного инструментального экспресс-контроля топливных и экологических показателей дизелей транспортных средств, получившей экспериментальную проверку на стендах и апробацией в эксплуатации; предложениями по дальнейшему развитию методики с целью расширения области и функциональных возможностей ее применения по назначению при экспресс-контроле технического состояния дизелей.

Значимость для теории и практики. Разработанные до уровня практического инженерного использования подходы к оценке удельных цикловых топливных показателей на основе термохимического баланса веществ, контроля перерасхода топлива по результатам статистической обработки показателей дымности ОГ на режиме СУ, а также экспериментально-расчетного контроля (диагностики) и оптимизации регулировок ТА по анализу СО, СН, ЫОх, дымности ОГ дизелей Д-240 и КаМАЗ-740 - на основе регрессионного анализа, в совокупности составляющие основу комплексной методики, -дополняют приложения теории эксплуатации и практики контроля (диагностики) технического состояния двигателей и ТА по составу ОГ. Их значимость подтверждена апробацией в эксплуатации и учебном процессе.

Основные положения, выносимые на защиту. По результатам диссертационного исследования на защиту выносятся следующие положения:

1. Закономерности изменения технического состояния дизельных двигателей транспортных средств, топливной аппаратуры (ТА) по экологическим и топливно-экономическим показателям, полученные на основе проведения инструментальных проверок их технического состояния и обработки статистической информации применительно к условиям реальной эксплуатации в Северо-Западном регионе РФ.

■ 2. Эмпирические связи отдельных регулировок топливоподачи угла опережения впрыска топлива ©>пр, цикловой подачи топлива на номинальном режиме ga)t, давления начала впрыскивания топлива форсунками Рф, проходного сечения распылителей форсунок с мощностными, топливно-эко-номическими и экологическими (СО, СН, Р^Ох, дымность ОГ) показателями дизелей Д-240 и КаМАЗ-740 транспортных средств в форме уравнений множественной регуесздя и результаты их анализа.

Ади-.«**:-«** ' л | „ $ 4

\ .м-

3. Методика контроля и технического диагностирования состояния дизельных двигателей и ТА, адаптированная к технологиям проведения государственного техосмотра и технического обслуживания АТС в условиях эксплуатации с использованием анализа состава ОГ. Последняя включает:

- обоснование теоретических подходов; процедур инструментального контроля и диагностики технического состояния дизельных двигателей транспортных средств и ТА по топливно-экономическим показателям на основе анализа состава ОГ;

- рекомендации по расширению применимости разработанной методики безразборного экспресс-контроля и диагностики параметров эколого-технической безопасности дизельных двигателей и ТА по составу ОГ.

Обоснованность и достоверность результатов исследований. Научные результаты работы обосновывались путем разработки общей программы и методики исследования; применением широко апробированных положений термохимического анализа теории рабочих процессов ДВС; натурными испытаниями с помощью аттестованного оборудования; методов статистической обработки опытных данных. Достоверность результатов подтверждается удовлетворительной сходимостью расчетных и экспериментальных данных, верификацией теоретических гипотез требованиям их проверки на адекватность, положительным опытом внедрения разработок в эксплуатацию и учебный процесс.

Апробация работы. Основные результаты работы были заслушаны и обсуждены на шестой международной конференции «Организация и безопасность дорожного движения в крупных городах», Санкт-Петербург, СПбГАСУ, 14-15 сентября 2004 года; 58 - ой международной научно-технической конференции ученых и преподавателей СПбГАСУ, 2-3 февраля 2005 года; международной научно-технической конференции «Улучшение эксплуатационных показателей двигателей тракторов и автомобилей», Саша-Петербург - Пушкин, СПбГАУ, 22 - 24 марта 2005 года.

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 6 печатных трудах.

Реализация работы. Результаты работы внедрены в Государственном учреждении здравоохранения «Санитарный транспорт» Комитета по здравоохранению Правительства Санкт-Петербурга, используются в учебном процессе и научно-исследовательской деятельности Автомобильно-дорожного института СПбГАСУ, СПб институте ГПС МЧС России.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, заключения, списка использованной литературы и приложений. Общий объем работы - 199 страниц, в том числе 124 страницы машинописного текста, 46 рисунков, 29 таблиц, 17 страниц приложений, список использованной литературы из 109 наименований на 11 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Введение. Обосновывается актуальность темы диссертационного исследования, приводится краткая аннотация, формулируются цель и научная новизна работы; изложены основные положения, выносимые на защиту.

В характеристике масштабов автомобилизации общества приводятся сведения о том, что суммарная установленная мощность автомобильных ДВС, находящихся в эксплуатации в странах СНГ, оценивается величиной 1,3—1,6 млрд. кВт; при этом они выделяют в атмосферу около 29,4 млн. т в год окиси углерода СО (что составляет, примерно, 68% валового выброса СО); 2,0 млн. г окислов азота Ж)х(31%); 6,0 млн. т углеводородов СН (42%).

В первой главе «Состояние проблемы. иель и задачи исследования» на основе изучения современных сведений о воздействии ОГ на окружающую среду и человека, организации контроля показателей экологической безопасности АТС, специфических связях состава ОГ с режимами эксплуатации и эффективными показателями рабочего процесса, инструментальных методах диагностирования топливоподачи и теоретических предпосылках возможности использования информации о составе ОГ для экспресс-контроля технико-экологических параметров транспортных дизелей, формулируются цель и задачи диссертационного исследования.

Экологический ущерб от АТС обусловлен их негативным химическим, шумовым, вибрационным, электромагнитным воздействием на окружающую среду, но основная проблема автомобилизации общества связана с загрязнением воздушной среды крупных городов ОГ, в состав которых входят сильнейшие токсичные и канцерогенные вещества (табл. 1).

Таблица 1

Состав основных соединений ОГ дизелей

Вещество или класс ве- Содержа- Качественная Класс ПДКМр, мг/м

ществ ние, % характеристика токсичности опасности

Азот (N2), 75-78 нетоксичен - -

Кислород (02), 2-20 нетоксичен - -

Углекислый газ (СОг) 0,5-12 нетоксичен - -

Пары воды 10-12 нетоксичен - -

Водород (Н2) 0,01-0,5 нетоксичен - -

Окись углерода (СО) 0,001-1,0 КЯ,НС 4 20

Углеводороды (СН) в пересчете на пропан (С3Н8) 0,001 - 0,2 КЯ,КТ,Г,НС, Н, П, ПО, СС, С,РС 2-4 300

Окислы азота (ЫОх) в пере- 0,02-0,2 КЯ,КТ,НС,0, 2 2,0

счете на N02 ДРС

Окончание табл 1

Вещество или класс веществ Содержание, % Качественная характеристика токсичности Класс опасности пдкм„, мг/м

Сажа 0.01-1.0 4 4.0

Альдегиды в пересчете на акролеин (СД^О), 0,001-0,01 Г, Н, НЯ, НС, О.П.ПО,РС, Г 2-3 0,02

Формальдегид (СН20) 0,000100,0019 О, П, ПО, НС, РС7С 2 0,5

Бенз(а)пирен, мг/м3 До 20-10"' к,м 1 1,5-Ю4

Принятые в таблице 1 сокращения обозначают следующее: О - общее токсическое действие, Г - поражение зрительного нерва и сетчатки глаз, помутнение хрусталика, ожоги роговицы; К - канцероген; КТ - яды, действующие на кроветворение (вызывают изменение количества лейкоцитов, эритроцитов и т. д.); КЯ - кровяные яды (вызывают непосредственное изменение состава крови); М - мутаген; Н - наркотики; НС - поражение нервной системы; НЯ - нервные яды; П - поражение печени; ПО - поражение почек; РС -раздражают слизистые оболочки глаз и дыхательных путей; С - образование смога; СС - поражение сосудистой системы; У - удушающее действие.

Принципиально важным моментом обеспечения экологической безопасности АТС с дизельными двигателями является имеющаяся в настоящее время возможность управления техногенным риском негативного экологического воздействия путем введения контроля технического их состояния на уровне производства (ГОСТ Р 41.49-99, ГОСТ Р 41.24-99, ГОСТ Р 83-99) и эксплуатации (ГОСТ Р 51709-2001, ГОСТ Р 52160-2003). Указанные природоохранные стандарты регламентируют допустимые величины (нормы) выбросов вредных веществ, а также методы и инструментальные средства их контроля.

Вместе с очевидной ценностью информации, получаемой в процессе контроля технического состояния АТС по дымности ОГ на режиме свободного ускорения (СУ), следует признать важной задачу установления экспериментальных и теоретических связей между режимными параметрами, техническим состоянием двигателя и ТА с составом ОГ. Только на таких зависимостях могут базироваться методы расчета (прогнозирования) эколого-технических параметров и методы идентификации неисправностей, в частности, отклонений регулировок ТА и перерасхода топлива дизелей в условиях эксплуатации.

Исследованию этих вопросов посвящены труды известных отечественных и зарубежных ученых: Варшавского И.Л., Свиридова Ю.Б., Николаен-

ко A.B., Малова Р.В., Звонова В.А., Махова В.З., Батурина С.А., Филиппо-сянца Т.Р., Кратко А.П., Мазинга М.В., Луканина В.Н., Разлейцева Н.Ф., Демочки О.И., Жегалина О.И., Лупачева П.Д., Гусарова А.П., Курова Б.А., Ложкина В.Н., Патрахальцева H.H., Лиханова В.А., Sachse J., Torge М., Monsavi М., Bacha С., Rieck G., Stamatelos A., Kriger K., Alkidas A., Peters A.

В условиях рядовой эксплуатации наибольшее число отказов (от 50 до 80% от их общего количества) приходится на двигатель, из которых на долю ТА - от 25 до 60% в зависимости от марки дизеля. При этом около половины неисправностей по системе топливоподачи связано с нарушением основных установочных регулировок ТА: ©>ир) gm, Рф5

Исследованиями установлено, что у наиболее распространенных в строительно-дорожной и тракторной технике двигателей Д-240 и их модификаций (в частности, трактора МТЗ-80/82) в реальных условиях эксплуатации наблюдаются отклонения значений ©впр на 21% в сторону увеличения и на 29% в сторону уменьшения, снижение Рф - до 40% и изменение g^ достигает 22,5%. По данным ОАО ЦНИТА и других организаций доля параметрических отказов топливных насосов УТН-5 на двигателях Д-240 и ТНВД модели 33-01 на двигателях КамАЗ-740 составляет от 40,7 до 55,3% и проявляется, как правило, при наработке первых 100...200 м.часов. При этом от 14,8 до 16,0% отказов происходит из-за отклонения регулировочных параметров.

На основании анализа данной проблемы делаются выводы о том, что

- с точки зрения оценки технического состояния ТА и двигателя в условиях эксплуатации по эколого-техническим критериям режим СУ представляет определенный интерес, что обусловлено рядом обстоятельств. Во-первых, на режиме СУ проявляются все отказы двигателя и топливной аппаратуры, связанные с нарушением рабочего процесса и, следовательно, изменением состава ОГ. Во-вторых, он сравнительно легко воспроизводится в условиях эксплуатации, имитируя кратковременно работу дизеля под нагрузкой в неустановившемся (и это особенно важно) режиме. В-третьих, по отмеченным причинам, он является тестовым при оценке дымности ОГ в ряде отечественных и международных стандартов, и, наконец, - его выполнение входит в состав обязательных процедур инструментального контроля технического состояния АТС;

- изучение закономерностей изменения регулировочных параметров ТА и влияния их отклонений на протекание рабочего процесса, состав отработавших газов (СО, СН, NOx, дымность ОГ, БП), уточнение и обоснование на этой основе оптимальных значений регулировочных параметров позволит обеспечить выполнение требований природоохранных стандартов в эксплуатации;

- основным недостатком большинства диагностических методов экспресс-контроля топливных показателей дизелей является необходимость встраивания датчиков непосредственно в топливоподающую систему и, следова-

тельно, ее полную или частичную разборку;

В работе для решения поставленных задач проводится анализ термохимических основ определения воздушно-топливного соотношения по составу ОГ, наиболее полно изложенных в исследованиях Кнорре Г.Ф., Померанцева В.В., а применительно к ДВС, - в работах Глаголева Н.М., Сороко-Новицкого В.И., Стефановского B.C., Simonsa W. В основном такие исследования сводятся к определению коэффициента избытка воздуха в цилиндрах двигателя исходя из баланса основных компонентов состава топлива и воздуха с учетом химического или механического его недожога. Делается вывод о том, что

- умение надежно диагностировать количество воздуха и состав ОГ на выпуске могло бы дать реальную возможность детерминированной оценки топливных показателей с использованием термохимических соотношений баланса продуктов окислительных реакций.

Критический анализ работ отмеченных и многих других исследователей позволил сформулировать цель и задачи исследования в следующем виде:

- проведение экспериментально-статистических исследований состояния дизельных двигателей транспортных средств, ТА по экологическим и топливно-экономическим показателям применительно к условиям реальной эксплуатации;

-исследованиезакономерностей комплексного многофакторного влияния регулировок топливоподачи на экологические (СО, СН, NOx, дымность) и топливно-экономические показатели дизелей Д-240 и КаМАЗ-740;

- теоретическое обоснование метода технической диагностики состояния дизельных двигателей транспортных средств и ТА в условиях эксплуатации с использованием анализа состава ОГ;

- разработка методики и процедуры инструментальной диагностики технического состояния дизельных двигателей транспортных средств и ТА по топливно-экономическим показателям на основе анализа состава ОГ;

- разработка рекомендаций по расширению применимости методики безразборной диагностики параметров дизельных двигателей транспортных средств и ТА по составу отработавших газов применительно к условиям реальной эксплуатации.

Во второй главе «Программа и общая методика диссертационного исследования» конкретизируется последовательность решения диссертационных задач, обосновываются теоретические основы методик с анализом погрешностей, в том числе, методики оптимизации регулировочных параметров ТА по эколого-техническим показателям в многофакторной постановке экспериментальных исследований в стендовых и эксплуатационных условиях применительно к объектам исследований: транспортным средствам, дизелям, топливной аппаратуре.

В третьей главе «Исследование эколого-технических показателей дизельных двигателей в условиях эксплуатации» представлены результаты

исследования влияния наработки двигателей Д-240 и ТА в пределах ресурса до капитального ремонта на технико-экономические показатели и дымность ОГ дизелей, а также экспериментально-статистические исследования состояния автотракторной техники по дымности ОГ в условиях реальной эксплуатации.

Объектами испытаний в первой части исследований являлись: дизели Д-240 3-х тракторов МТЗ-82 с наработкой 700,3000,5800 м.-часов; топливные насосы УТН-5 дизелей Д-240 в количестве 3-х штук с наработкой 0, 3000 и 5800 м.-часов; форсунки ФД-22-П (2 комплекта) с наработкой 0 и 3000 м.-часов. Перед началом моторных испытаний была проведена техническая экспертиза ТНВД по контрольным форсункам.

С целью более полного изучения закономерностей влияния наработки на эколого-технические показатели дизеля, - для каждого из 9 опытных сочетаний (комплектаций по наработке) двигателей и ТА снимались внешняя регуляторная характеристика; частичная скоростная характеристика при нагрузке, соответствующей 80%; производилось определение дымности ОГ в режиме СУ и максимальной частоты.

Анализ результатов моторных и безмоторных испытаний ТА позволил сделать вывод о том, что методы контроля ТА по регламентированным ТУ не всегда отражают в полной мере те изменения в процессах топливопо-дачи, которые появляются по мере наработки ТА и требуют корректировки на соответствие вновь вводимому стандарту на дымность.

Подтверждением этому выводу явилось существенное отклонение показателей работы двигателей при установке комплектов ТА с различной наработкой, хотя при этом регулировки по основным параметрам практически оставались в пределах ТУ. Все двигатели Д-240, укомплектованные топливной аппаратурой, отрегулированной в соответствии с ТУ, независимо от степени наработки как самого двигателя, так и топливной аппаратуры, имели показатели дымности, превышающие допустимые значения. Регулировка комплектов ТА на значения степени коррекции топливоподачи по верхнему предельному уровню значительно усугубляла это несоответствие требованиям по дымности ОГ.

Увеличение наработки дизеля и ТА сопровождалось существенным ухудшением эффективных и топливно-экономических показателей. Так суммарное изменение величины g<. и N. достигло 8%, а значения показателей дымности-15+25%. Характерно, что на заключительной стадии экспериментов дизель по всем этим показателям уже не соответствовал требованиям ТУ завода-изготовителя. Изменение наработки только ТА давало, в среднем, -50% от суммарного увеличения дымности для номинального режима.

Объектами эксплуатационных наблюдений и экспериментов являлись автомобили КамАЗ, МАЗ, трактора МТЗ-80, МТЗ-82, ЮМЗ-6, Т-150К, Т-16М и другие, общей численностью 140 единиц. Статистическая обработка результатов наблюдений и экспериментов показала, что как автомобильная,

так и тракторная техника в условиях реальной эксплуатации в подавляющем большинстве не соответствует требованиям стандарта по дымности ОГ: математическое ожидание дымности ОГ на режиме СУ соответствовало для тракторных дизелей значению 82,46 %.

Распределение значений дымности ОГ на режиме СУ автомобильных дизелей достаточно хорошо описывается нормальным законом при значении критерия согласия Колмогорова А. = 0,773.

= [Ща(2пГ)]-ехр[- (К,- К'^1(2^)}, (1)

где ст - среднее квадратическое отклонение Ксу; а = 25,35%;

К^ - дымность ОГ на режиме СУ, %;

» К'^ - математическое ожидание дымности на режиме СУ; К'су - 63,61%.

В четвертой главе «Экспериментальная оценка влияния регулировочных параметров ТА на эколого-технические показатели дизелей транспортных средств» приводятся результаты стендовых экспериментальных исследований влияния регулировок топливоподачи 0 Р на мощност-ные, топливно-экономическиеи и экологические (СО, СН, дымность ОГ) показатели дизелей транспортных средств в многофакторной постановке и математического анализа по уравнениям множественной регрессии.

В качестве объектов исследования были выбраны наиболее массовые в РФ автомобильный дизель КамАЗ-740 (8 V 904 12-12) с ТНВД модели 33-01 и дизель Д-240 (4РЧ 11/12,5) с ТНВД модели УТН-5.

Оборудование моторных стендов, условия и методика проведения испытаний, системы отбора газовых проб, пробоподготовки и метрологического обеспечения газового анализа соответствовали действующим стандартам. Для оценки состава ОГ использовались газоаналитическая система АСГА-Т и дымомер МК-3 «Хартридж». Для исследования режимов свободного ускорения испытательный стенд был оснащен специально разработанными для этой цели электромеханическим задатчиком-манипулятором воздействия на рычаг управления топливоподачей и системой, позволявшей производить непрерывный отбор газовых проб за несколько циклов СУ в емкости (мешки) из кварцевой слюды.

В результате теоретического обоснования, экспериментальной реализации плана эксперимента, минимизирующего число опытов при одновременном варьировании исследуемыми регулировочными факторами, и математической обработки данных на ЭВМ были получены адекватные математические модели процесса регулирования топливоподачи в форме системы из 32-х уравнений множественной регрессии, устанавливающих связь Л^, gc, С?т, дымности отработавших газов К, концентрации в ОГ N0^, СН, СО с © gt, Рф, цГср для режимов номинальной мощности, максимального крутящего момента и СУ.

В качестве примера ниже приведена структура уравнений для эффективной мощности А^ [кВт] (2), дымности ОГ К [%] (3), удельного эффективного расхода топлива gc [г/кВт ч] (4) и концентрации окислов азота Ж)х

[млн-1] (5) на номинальном режиме работы дизеля КамАЗ-740 (п = 2600 мшг1) N = 80,005 + 0,056©>пр?цн - 0,1010 г - 0,004*/; (2)

К = 17,870 - 0,058©^ - 0,023^Рф + 0,0920 / + 0,016g/; (3)

gs = 243,360 + 8,959/>ф - 0,1090,^ - 0,037©впр/>ф - 0,124^ + + 0,185© l +0,029g/; (4)

NO, = 7,213 + 0,405©^ - 0,715 + ©„„Д + 0,562© * --0Л83 ©„/- 1,459/»/; (5)

а на рис. i, - пример графоаналитического представления решения задачи оптимизации регулировок для показателей Nt, К, ge и NOx. Значения регулировочных параметров топливной системы, ограничивающие заштрихованные области, следует считать предельными для условий эксплуатации дизеля КамАЗ-740.

- -N/N ; ------ -g/g ;

е ен' ве оеи'

_._---- _К; ....... — NO

7 X

Рис 1. Двумерные сечения поверхностей откликов, характеризующие АЛ, gr, К и N0^ (л = 2600 мин"1) в зависимости от X, (01пр) и Xj (goH) при Х3 = 0 (Рф = 19,0 МПа)

Проверка однородности дисперсий результатов измерений выполнялась по G-критерию Кохрена, адекватность представления опытных данных полиномами второго порядка проверялась с помощью F-критерия Фишера, значимость коэффициентов регрессии рассчитывалась по /-критерию Стъю-

дента.

Для определения фиксированных оптимальных значений регулировочных параметров топливоподачи дизеля КамАЗ-740 был применен модифицированный симплекс - метод, основанный на линейных математических моделях представления полученной статистической информации. Полученные значения регулировочных параметров топливной системы рекомендуется использовать при техническом обслуживании транспортных дизелей Д-240 и КамАЗ-740 в условиях эксплуатации.

В пятой главе «Методика безразборной диагностики дизельных двигателей транспортных средств по экологическим и топливно-экономическим показателям» исследовалась задача применимости экспресс-контроля топ-ливно-экономических и экологических показателей транспортных дизелей в условиях эксплуатации на основе детерминированных термохимических и статистических подходов, а также идентификации неисправностей двигателя и ТА по результатам анализа состава ОГ.

Расчетная модель оценки топливных показателей на основе баланса состава ОГ получена на основе использования термохимических соотношений, устанавливающих связь между показателями топливоподачи, режимными факторами и составом ОГ. В качестве оценочного параметра была принята цикловая подача топлива, отнесенная к единице рабочего объема двигателя «удельная цикловая подача топлива» - gu, мг/ц.л„ для которой в результате преобразований и анализа уравнений термохимического баланса исходных и конечных продуктов окисления топлива, были выведены упрощенные соотношения:

ga = 1 ,2-105[(C02-Gb)/(í- Vk-Lo-CO (6)

gu = 1,2- Ю5[((Ов - 02)Cy(i- Vh-L-03n)l (7)

и уточненные - с учетом изменения объема газов от сгорания водорода топлива и связывания Ог и Сог (углерода) в продуктах неполного сгорания топлива, зависимости:

g; = 1,2-104(100 + цИО ,-bV„-LJ\lGJ /[((100 - О, + ц)/((1 + р> С02') + 1>«D; (8)

ga = 1,2-104(100 + ц)-(0 ,+ Vk-L¿№J

/[((100-0,+ n)/(0,-02')+lK, (9)

02' = 02 - 0.5СО - 2СН + O.SNO - 0.187С0Г, (10)

СО2' = СО2 + СО + СН + 0.187Сот. (11)

Сог= 1,263-КН-К2 - 1,978-10"3К + 3,672-Ю-2, (12)

где 02 и СОа - содержание кислорода и диоксида углерода в сухих ОГ; GB - расход воздуха; i - число цилиндров; Vh - рабочий объем цилиндра; п - частота вращения коленчатого вала; L0 - теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания топлива; СОЬпах - содержание диоксида углерода в ОГ при полном сгорании топлива; Ов - содержание кислорода в воздухе; р - теоретическая химическая характеристика топлива; ц - коэффициент коррекции, учитывающий элементарный состав водородосодер-

жащего топлива; Сог - сажесодержание; К - дымность по шкале адсорбции «Хартридж».

Для проверки адекватности расчетов по теоретическим зависимостям и данным непосредственных измерений цикловой подачи топлива были проведены стендовые испытания на дизелях Д-240 (44 11/12,5) и Д-240Т (4ЧН 11/12,5) по нагрузочным и скоростным характеристикам. По данным статистической обработки результатов измерений (по всем характеристикам) значения отклонений расчетных параметров от данных непосредственных измерений составили величины, приведенные в табл. 2.

Таблица 2

Значения погрешностей расчета величины g' по составу ОГ

Расчетные зависимости Относительная погрешность, 5ОТ„, %

расчет по 02 расчет по С02

1 2 3

1. Без корректировки объема ОГ (6), (7)- 5,34 4,97

2. С корректировкой объема ОГ и с учетом неполноты сгорания (8), (9), (10), (11), (12). 1,38 1,05

В диссертации излагаются теоретическое обоснование и методические приемы реализации разработанного способа экспресс-контроля технического состояния дизельных двигателей по дымности ОГ в режиме СУ с оценкой расхода (перерасхода) топлива.

Теоретической основой метода является введение понятия об условном среднестатистическом дизельном транспортном средстве со следующими допущениями:

- значение дымности ОГ на режиме СУ равно среднестатистическому, т. е. математическому ожиданию (тКсу), выявленному в результате проведения статистических исследований на предприятии, эксплуатирующем автотранспортную технику;

- расход топлива (в*) определяется работой на условном режиме, определяемом интегральной суммой статистически «взвешенных» во времени эксплуатационных режимов работы дизелей в условиях реальной эксплуатации.

Таким образом, если (по рис. 2) применительно к тракторным двигателям обозначить через:

Р - область эксплуатационных режимов работы дизелей, определяемых значениями Мг, л;

т - количество режимов, составляющих область Р; М^, и, - отдельный режим работы дизеля, входящий в область Р; а - доля времени (от единицы), в течение которого дизель работает на режиме М^, п. (целесообразно принять в качестве единицы времени 1 час, так как расход топлива измеряется в кг/ч);

/ = 1,2,..., т - индексы режимов, составляющих область Р, то тогда, при работе дизеля на данном условном среднестатистическом эксплуатационном режиме должно соблюдаться равенство

£а,=1час. (13)

1-1

Область эксплуатационных режимов и статистическое распределение во времени работы дизелей Д-240 на отдельных режимах (рис. 2) составляет: 35...55% Иея - 42 % времени; 55... 15% Ые- 29 % времени; 75-95% №я - 29 % времени.

Рис. 2. Средняя годовая загрузка дизелей тракторов класса 14 кН при выполнении основных видов транспортно-производственных работ

Таким образом, решение поставленной задачи сводится к определению зависимости вида

С/=/(Ку), (14)

которая в условиях принятой статистической модели эквивалентна зависимости

С/ =/КсУ)> где (15)

- расход топлива на режиме М^, и, отКсу - математическое ожидание дымности на режиме СУ.

Суммарный среднестатистический расход топлива парком транспортных средств предприятия, приведенный к условному эксплуатационному режиму работы транспортного средства, определяется как

Ст" = О/- А , (16)

где А - количество работающих дизельных транспортных средств в парке.

Для выявления зависимости (11) были использованы результаты стендовых моторных исследований дизеля Д-240 при различных значениях регулировочных параметров топливной аппаратуры ©>пр, gm, Рф, цГср. Интервалы изменения параметров ТА выбирались с учетом их номинальных значений и отклонений от номинала, наблюдаемых в условиях реальной эксплуатации.

Методически для определения зависимости (7 У = /(К^) использовались данные о дымности ОГ (Ксу) для каждого значения регулировочных параметров ТА. Нагрузка дизеля тормозным моментом обеспечивает измерение расхода топлива на различных стационарных режимах. Координаты последних (Мю, п) на рис. 2 равномерно нанесены на вероятностно-статистическую область Ь загрузки двигателя.

Полученный в результате испытаний массив экспериментальных данных, позволяет каждому значению К привести в соответствие расходы топлива на стационарных режимах работы дизеля в эксплуатационной области загрузки. С этой целью для каждого стационарного режима строилась аппроксимирующая зависимость Ст =/(К^). Аппроксимация зависимостей производилась методом наименьших квадратов. Затем каждое значение дымности ОГ (Ксу) сопоставлялось со значениями расхода топлива (Ст), полученными в результате графического построения зависимостей для всех стационарных режимов работы дизеля в эксплуатационной области загрузки. Для последующей математической обработки, с целью получения зависимости = /(тКсу), полученные результаты сводились в общую таблицу, а расход топлива (7ТУ дизеля при его работе на условном режиме, определяемом интегральной суммой статистически взвешенных во времени стационарных эксплуатационных режимов работы, определялся методом численного интегрирования по выражению

О; = ¿(0,29/л)-С; +±(0,29/т)-С1 + £(0,42//)-Ог' , (17)

М /-1 /-1

где GT', G/, GTk- соответственно расходы топлива на режимах, составляющих область I, II, III (рис. 2); п, т,1- совокупности режимов, соответственно, в областях I, II, III. В результате была получена зависимость GTy = /(Ксу, т^) (рис. 3).

Эта зависимость для дизелей Д-240 описывается уравнением

GTy = 0,02Ксу + 7,64 (18)

и позволяет по дымносги отработавших газов в режиме СУ определить расход (или перерасход) топлива транспортных средств в условиях эксплуатации.

Далее в диссертации обосновываются возможности идентификации технических показателей двигателя, в частности регулировок ТА, по составу ОГ. Метод идентификации разрегулировок или отказов систем двигателя и ТА в том случае, если они сопровождаются изменением рабочего процесса (процесса сгорания топлива), основывается на утверждении, что каждый конкретный фактор и даже любая их комбинация обязательно должны проявиться в составе отработавших газов в свойственном сочетании их составляющих.

Возможности реализации такого подхода иллюстрируются применительно к стационарным режимам работы дизеля КамАЗ-740 лном и nUmax в отношении идентификации ©впр, gm, Рф с помощью множественных уравнений регрессии по составу ОГ, а также режимам СУ.

Рис. 3. Зависимость часового расхода топлива на условном среднестатистическом режиме работы дизеля Д-240 от дымносги отработавших газов в режиме СУ

Расширение диагностических возможностей режима СУ применительно к идентификации отклонений регулировок топливоподачи решалось в два этапа:

1) устанавливался характер связи в форме множественных уравнений регрессии основных регулировочных параметров ТА Рф> ц/, ®тр, при их варьировании в пределах эксплуатационных отклонений по однофакторному плану, с составом ОГ (К - дымность, СО, N0,., СН, СО,) на режиме СУ;

2) анализировались возможности распознавания отклонений регулировок от нормированных значений параметров ТА с помощью ЭВМ по уравнениям множественной регрессии, одно из которых (для линейной модели) приведено ниже в качестве иллюстрации структуры связи 0впр с составом ОГ

®вп =-395,01147451 -2,66465092-К + 0,14863801-СН- 0,48983860-ы0х + + 3Р98,19189453-С02 + 0,04789897с0. " (19)

Средняя ошибка аппроксимации (в %): gm - 0,11426; Р. - 0,19768; цГср -0,01371; ©впр-0,54183.

Далее велась проработка принципиальной возможности поиска неисправностей двигателя и ТА на основе применения следующих методов и устройств:

1) оценка общего технического состояния двигателя и ТА в режиме СУ по развиваемой мощности (Лу и дымности ОГ (К^) (развиваемая мощность двигателя может определяться по ускорению коленчатого вала).

2) Оценка уровня дымности картерных газов (К^), которая позволяет выявить такие неисправности двигателя как: износ циливдропоршневой группы (ЦПГ), залегание поршневых колец, прогар поршней, и т. п.

3) Оценка дымности (оптической плотности) ОГ на срезе выпускной трубы (Ка), с быстродействием, позволяющим идентифицировать амплитудные значения изменений дымности в поцикловых пульсациях ОГ с «привязкой» показаний к последовательности впрысков топлива или рабочих циклов в цилиндрах.

Полученная при этом информация об изменении показателей дымности ОГ с привязкой по цилиндрам может свидетельствовать, например о:

- нарушениях топливоподачи, неисправностях форсунок (закоксован-ность распылителей, потеря подвижности иглы, нарушения регулировки давления впрыска топлива и т. д.);

- неправильной регулировке 0 ;

- прогарах поршней и клапанов, «залегания» колец и т. д.

Оценка уровня дымности по пунктам 2) и 3) может производиться на режиме л™" .

Если по каждому из четырех диагностических параметров (Л^, К К-%, К„, Ка) определены нормированные значения дымности («норма»), соответствующие допустимому уровню отклонений параметров технического состояния двигателя и ТА, то процесс контроля технического состояния и

распознавания неисправностей можно построить следующим образом:

1) Оценка общего технического состояния дзигателя и ТА в режиме

СУ.

1.1) Если ¿У.у в норме, Ксу в норме - двигатель и ТА кондиционны.

1.2) Если /Усу > нормы, Ксу > нормы - двигатель неисправен, требуется регулировка gm (уменьшение gш).

1.2.1) В данном случае возможно превышение по отдельным цилиндрам (наиболее вероятно), или превышение по всем цилиндрам (наименее вероятно).

В первом случае неравномерность топливоподачи определяется по Ка.

1.3) Если N < нормы, Ксу < нормы - двигатель неисправен.

1.3.1) Производится анализ картерных газов по Ккг.

Если Кк] > нормы, значит имеет место износ или залегание колец, прогар поршней. В этом случае неисправные цилиндры определяются по Ка.

Если Ки в норме, то после проверки и при необходимости регулировки © производится регулировка £цн (увеличение gm) по показателю неравномерности топливоподачи Ка.

Прогар клапанов в данном случае не может иметь место, т. к. было бы выше нормы значение Кс> и Ка.

1.4) Если N < нормы, К^ > нормы - двигатель неисправен.

Производится анализ картерных газов по Ки. Как в случае Ккг > нормы,

так и К^ < нормы дальнейшая диагностика производится по Ка.

Следует отметить, что причиной пониженной цикловой подачи топлива, установленной по Ка, могут быть неисправности форсунок (закоксованность распылителей) и ТНВД (например, потеря гидроплотности плунжерной пары, неисправность разгрузочного клапана).

Как видно, реализация данного метода принципиально возможна. Для его инструментального воплощения необходимо проведение исследований, устанавливающих предельные значения диагностических параметров (Л^, Ксу, Ккг, Ка) для каждого из идентифицируемых, при помощи данного метода, вида неисправности двигателя или ТА.

В Заключении по диссертации констатируется реализация цели исследования, приводятся наиболее существенные результаты и выводы по работе:

1. Установлено, что в условиях реальной эксплуатации (по результатам статистических исследований транспортных средств на предприятиях Северо-Запада РФ) около 95% тракторных и более 75% автомобильных дизелей не соответствуют требованиям природоохранных стандартов по дымности ОГ (в частности, ГОСТ Р 52160-2003). Главными причинами, вызывающими повышенную дымность ОГ, являются разрегулировки И неисправности ТА.

2. Показано, что в исследованном диапазоне ресурсной наработки ТА тракторных дизелей ТНВД 6000 моточасов и форсунок 3000 моточасов (гарантийный ресурс до капитального ремонта) возможно путем стендовых

19

безмоторных регулировочных работ привести ТА в состояние, обеспечивающее выполнение требований ТУ завода-изготовителя. В то же время, и после проведения таких работ двигатели могут иметь показатели дымносги, значительно превышающие допустимые по ГОСТ 17.2.2.02-86 и ГОСТ 21393-75 (ГОСТ Р 52160-2003).

3. В результате постановки и проведения многофакторных экспериментов и статистической обработки данных получены математические модели в форме систем уравнений множественной регрессии, адекватно описывающие процесс регулирования топливоподачи по показателям ®впр, gm, Р для наиболее массовых в нашей стране дизелей Д-240 (ЧЧ 11/12,5) с ТНВД УТН-5 и КамАЗ-740 (84 12/12) с ТНВД модели 33-01, которые позволяют решать практические задачи комплексной оптимизации регулировочных параметров топливоподачи и диагностики по показателям: ^, gt, СО, СН, К (дьмность ОГ), ИОх, БП.

В частности,

- для комплексного удовлетворения нормативам мощности, топливной экономичности и дымносги ОГ дизелей КамАЗ-740 рекомендуются значения допусков на регулировки топливоподачи в условиях эксплуатации: @ -21...23 град. п. к. в.; - 78...82 мм3/цикл; Р - 19,5...20,5 МПа; дизелей Д-240: 0впр - 20...23 град. п. к. в.; g¡ш~ 64...72 мм*/цикл, Р. - 17,5...19,0 МПа;

- для минимизации выброса с ОГ дизелей Д-240 ПАУ при эксплуатации транспортных средств в парках отдыха, а также местах с ограниченным воздухообменом (внутрицеховые помещения, теплицы) рекомендуются регулировки топливоподачи: © - 20 град. п. к. в.; gш- 56,0 мм3/цикл, Р, -17,5 МПа;

- для дизелей тракторов с механической ступенчатой трансмиссией, не предназначенных для использования в местах с ограниченным воздухообменом, рекомендуется с целью удовлетворения ГОСТ 17.2.2.02-86 по дымносги ОГ ограничить коэффициент коррекции топливоподачи по крутящему моменту значениями 9,5...10%;

- разработанная для дизелей КамАЗ процедура контроля регулировок топливной системы позволяет в условиях автохозяйств на основе инструментальной оценки состава ОГ оперативно диагностировать значения (или отклонения от номинальных значений) регулировочных параметров топливоподачи: 0впр, gm, Рф.

4. На основе уравнений термохимического анализа рабочего процесса предложены аналитические соотношения, устанавливающие взаимосвязь цикловых топливных показателей с составом ОГ и режимными параметрами дизеля транспортных средств. Вероятную погрешность оценки топливных показателей, с учетом метрологических возможностей современных инструментальных средств контроля состава ОГ и расхода воздуха, можно приблизить к значеням 2...3% - при расчетах только по основным компонентам ОГ и 1...1,5% - с учетом продуктов неполного сгорания топлива: СО, СН,

NO,, сажа.

5. Разработан и экспериментально-статистически обоснован комплексный метод оперативного контроля расхода (перерасхода) топлива и дым-ности ОГ по ГОСТ Р 52160-2003 дизелей для условий эксплуатации. В основу метода положена установленная корреляционная зависимость между дым-ностью ОГ, измеренной в режиме свободного ускорения, и расходом топлива на условном режиме, определяемом интегральной суммой «статистически взвешенных» по времени стационарных эксплуатационных режимов работы дизелей (с коэффициентом корреляции для дизелей Д-240, - г = 0,89).

6. Разработанная методика безразборной диагностики технического состояния двигателей и ТА с использованием анализа отработавших и картер-ных газов, а также инструментальные средства, реализующие данную методику, и предложения по расширению применимости методики комплексного технического диагностирования автотранспортных средств нашли использование в ряде организаций, эксплуатирующих автотракторную технику.

Потенциальный экономический эффект от их внедрения, только по показателям топливной экономичности, может составить на 1 АТС в год:

- 4112 рубля для техники, используемой в местах с ограниченным воздухообменом, и

- 2002 рубля для техники, эксплуатируемой на улицах и дорогах.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Ложкин В.Н., Голубихин Ю.А. Методология диагностирования топливных показателей дизельных ДВС транспортных средств с использованием анализа состава отработавших газов // Международная академия прикладных исследований / Виртуальный межотраслевой научно-технический и производственный журнал «ГОРЮЧЕ-СМАЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ. Теория и практика получения и применения», февраль 2005 г.: htp://www.apris ru.

2. Голубихин Ю.А. Идентификация вероятных причин ухудшения топ-ливно-экологических показателей транспортных средств с дизельными двигателями на основе анализа состава ОГ в условиях эксплуатации // Международная академия прикладных исследований / Виртуальный межотраслевой научно-технический и производственный журнал «ГОРЮЧЕ-СМАЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ. Теория и практика получения и применения», февраль 2005 г.: htp://www.apris.ru.

3. Голубихин Ю.А., Ложкин В.Н. Оценка коэффициента избытка воздуха ДВС с использованием анализа состава отработавших газов / В кн.: «Улучшение эксплуатационных показателей двигателей, тракторов и автомобилей»: Сб. научн. тр. междунар. науч.-техн. конф. СПб., 2005.

4. Ложкин В.Н., Голубихин Ю.А. Результаты экспериментальных исследований влияния наработки двигателей и топливной аппаратуры на мощность, топливную экономичность и дымность ОГ / В кн.: «Улучшение эксплуатационных показателей двигателей, тракторов и автомобилей»: Сб. на-

учн. тр. междунар. науч.-техн. конф. СПб., 2005.

5. Ложкин В.Н., Голубихин Ю.А. О возможностях расширения диагностической информации при контроле безопасности дизельных автомобилей по ГОСТ Р 52160-2003 / В сб.: «Вопросы охраны атмосферы от загрязнений». Инф. бюлл. № 1(31), ГГО им. А.И. Воейкова, - СПб., 2005.

6. Голубихин Ю.А., Ложкин В.Н. О перспективах применения метода контроля лымносги по национальному стандарту РФ ГОСТ Р 52160-2003 для оценки эколого-технических и топливно-экономических показателей дизелей транспортных средств в эксплуатации / Отраслевой ежемесячный научно-производственный журнал «Автотранспортное предприятие», Минтранс России, НПП «Транснавигация», № 5, М., - 2005.

Подписано в печать 17.05.05. Формат 60x84 1/16. Бум. офсетная. Уел печ л. 1,5. Тираж 100 экз. Зак.-1 D'í

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская, 4.

Отпечатано на ризографе. 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская, 5.

«

J

»10288

РНБ Русский фонд

2006-4 13925

Введение.

1. Состояние проблемы, цель и задачи исследования.

1.1. Состав ОГ дизелей транспортных средств, их влияние на окружающую среду и человека.

1.2. Требования к вредным выбросам транспортных средств и техническим нормативам экологической безопасности.

1.3. Анализ исследований по установлению связей между дымностью и токсичностью ОГ с топливоподачей и режимами эксплуатации ДВС.

1.4. Инструментальные методы диагностирования топливоподачи дизелей и возможности использования информации о составе ОГ с целью контроля параметров смесеобразования.

1.5. Обобщение анализа состояния проблемы. Цель и задачи исследования.

2. Программа и общая методика диссертационного исследования.

3. Исследование эколого-технических показателей дизельных двигателей в условиях эксплуатации.

3.1. Исследование влияния наработки двигателя и ТА в пределах ресурса до капитального ремонта на технико-экономические показатели и дым-ность ОГ дизелей.

3.2. Экспериментально-статистические исследования состояния автотракторной техники по дымности ОГ в условиях эксплуатации.

4. Экспериментальная оценка влияния регулировочных параметров ТА на эколого-технические показателей дизелей транспортных средств.

4.1. Постановка многофакторных экспериментов, объекты испытаний и экспериментальное оборудование.

4.2. Обоснование и анализ математических моделей комплексного влияния регулировок топливоподачи на экологические (СО, СН, NOx, дымность, БП), мощностные и топливно-экономические показатели дизелей транспортных средств.

5. Методика безразборной диагностики дизельных двигателей транспортных средств по экологическим и топливно-экономическим показателям.

5.1. Разработка теоретической модели оценки технического состояния дизеля по составу ОГ.

5.1.1. Обоснование метода диагностирования топливных показателей дизеля с использованием анализа состава ОГ.

5.1.1.1. Разработка расчетных моделей оценки топливных показателей на основе баланса состава ОГ.

5.1.1.2. Экспериментальная проверка адекватности метода диагностирования по данным моторных испытаний дизелей.

5.1.2. Обоснование способа комплексного экспресс-контроля технического состояния дизельных двигателей по дымности ОГ.

5.1.2.1. Теоретическое обоснование связи расхода топлива дизелями в эксплуатации с показателями дымности ОГ.

5.1.2.2. Разработка методики и оборудования для реализации способа экспресс-контроля технического состояния дизельных двигателей по дымности ОГ.

5.2. Обоснование области применимости разработанной методики безразборной диагностики параметров двигателя и ТА по составу ОГ в условиях эксплуатации.

В Российской Федерации к 1 июля 2005 года ожидается завершение перевода государственной системы контроля технического состояния АТС на инструментальные методы оценки технических нормативов безопасной эксплуатации автомобилей (ГОСТ Р 51709-2001. Автотранспортные средства. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ К ТЕХНИЧЕСКОМУ СОСТОЯНИЮ И МЕТОДЫ ПРОВЕРКИ).

Одной из организационно-технических составляющих данного рефор-мационного процесса в сфере технического осмотра АТС является внедрение автоматизированных информационных систем (АИС) в городских системах станций (пунктов) технического осмотра автотранспортных средств. Первая в РФ АИС действует на базе научно-образовательного центра по безопасности дорожного движения при АДИ Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета.

В состав регулярно обновляемой информации по техническим нормативам безопасности АТС в условиях их реальной эксплуатации согласно с выше отмеченным ГОСТ Р 51709-2001 входят данные о дымности отработавших газов в режиме свободного ускорения (СУ) работы дизельного двигателя (ГОСТ Р 52160-2003. НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ. АВТОТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА, ОСНАЩЕННЫЕ ДВИГАТЕЛЯМИ С ВОСПЛАМЕНЕНИЕМ ОТ СЖАТИЯ. Дымность отработавших газов. Нормы и методы контроля при оценке технического состояния).

Следует отметить, что данные меры явились, по сути, развитием уникальной для мировой практики системы инструментального контроля экологических показателей АТС в условиях эксплуатации в РФ, которая на государственном уровне была организована для автомобилей с дизельными двигателями начиная с 1 января 1977 года (ГОСТ 21393-75. АВТОМОБИЛИ С ДИЗЕЛЯМИ. ДЫМНОСТЬ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ. Нормы и методы измерений. Требования безопасности).

Развитие этих мер на современном этапе обусловлено тем, что транспортные средства с поршневыми ДВС, являясь важнейшей составной частью современной энергетики [8, 16, 18, 19, 50], стали потреблять основную массу производимых в мире горюче-смазочных материалов - продуктов нефтепереработки [62, 97, 13] и отработавшими газами наносить значительный урон окружающей среде и здоровью человека [41, 81, 88, 90, 101, 104, 110].

Увеличение производства дизелей, их преимущественное применение на пассажирском и грузовом транспорте, на объектах строительной, дорожной и сельскохозяйственной техники [46, 56, 68, 78, 79] делают эти двигатели основным, а иногда и единственным источником загрязнения воздуха высоко токсичными и канцерогенными вредными веществами в густонаселённых районах [9, 10, 11, 12, 14, 15].

Так суммарная установленная мощность только автомобильных ДВС, находящихся в эксплуатации в странах СНГ, оценивается величиной 1,3. 1,6 млрд. кВт [6]; при этом они выделяют в атмосферу около 29,4 млн. т в год окиси углерода СО (что составляет, примерно, 68% валового выброса СО); 2,0 млн. т окислов азота NOx (31%); 6,0 млн. т углеводородов СН (42%) [7, 17]. Есть данные [8] о том, что в общем загрязнении атмосферы планеты ДВС всех типов вносят: 93% - по выбросам СО, более 65% - по выбросам СН, 50% - по выбросам NOx и до 30% - по выбросам сажи.

Актуальность внедрения инструментального контроля экологических показателей АТС и их развития в указанных направлениях обусловлена Конституцией и законами РФ [2, 3, 5]. Эти требования гарантируются правом каждого «на благоприятную окружающую среду, достоверную информацию о её состоянии», на удовлетворительные санитарно-гигиенические условия труда, которые отражены в Главе 2, статьи 42 и З73 Конституции России [1].

В связи с отмеченными факторами анализируемая задача современной и перспективной организации контроля технических и экологических нормативов безопасности АТС выходит за рамки технического и информационного обеспечения их безопасной эксплуатации по действующим стандартам. Чрезвычайно актуален сегодня анализ эффективности методов контроля с позиций, во-первых, негативного воздействия АТС на окружающую среду и человека [45, 46, 47, 48, 76, 80] и, во-вторых, - возможности экспресс-контроля потребляемого ими углеводородного топлива [86, 94, 95, 96]. То есть, - разработка на базе действующих методов и процедур контроля технического состояния дизельных двигателей АТС новых методик технического диагностирования по составу ОГ.

Для решения этой задачи в ее экологической части становится актуальным обратить особое внимание на наиболее опасные, с учетом индекса токсичности [8, 12, 39, 42, 43], вещества: полидисперсные частицы, в частности, - дизельной сажи [110], определяющей показатель дымности ОГ, углеводороды, угарный газ (монооксид углерода) и окислы азота [43, 44, 103, 109].

Сажа ограничивает видимость водителей, обладает способностью удерживаться в атмосфере несколько суток [59, 71, 73, 85, 89] и выполняет транспортную функцию [85, 93], адсорбируя на своей поверхности полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) мутагенного, и алергенного действия [49]. Сравнительно недавно было установлено [5, 102], что сажа значительно активизирует канцерогенную активность ПАУ, в частности, сильнейшего из них - БП (C2oHi2).

Контроль технического состояния АТС по показателям токсичности, дымности ОГ и расхода топлива, не смотря на вышеотмеченную актуальность, не является самоцелью при решении проблемы негативного воздействия АТС на окружающую среду и человека. Более актуальна разработка методических инструментов определения с их помощью (идентификации) неисправностей, то есть, разработка алгоритмов инструментального диагностирования ДВС — распознавания неисправностей.

При этом следует иметь в виду, что тенденции изменения дымности и токсичности ОГ дизелей могут не совпадать с показателями топливной экономичности [51 - 53, 69], что обусловлено различием в механизмах образования продуктов неполного сгорания топлива (и связанной с этим топливной экономичности) с одной стороны и высокотемпературных окислительных механизмов формирования окислов азота, — с другой [17, 18, 19, 20, 67, 87,].

Успешное решение этой сложной, не имеющей однозначного ответа комплексной задачи [107, 108], возможно лишь на основе проведения углубленных теоретических и многофакторных экспериментальных исследований связи выбросов сажи, БП, и других вредных веществ с техническими параметрами, в частности, - регулировками АТС, при использовании современных инструментальных средств контроля [29 - 31, 70].

Среди эксплуатационных свойств технических систем дизелей, имеющих непосредственную связь с диагностируемыми показателями мощности, топливной экономичности и состава ОГ, целесообразно выделить техническое состояние ТА, ЦПГ, систем воздухоснабжения, газораспределения [27, 28, 83]. Наибольшее влияние на экономичность и состав ОГ оказывает техническое состояние ТА [21 - 26, 54, 58, 60, 77]. Исследованиями установлено, что до 75% эксплуатационных отказов дизелей приходится на ТА; причём около 50% отказов в работе ТА обусловлено отклонениями её регулировочных параметров в процессе эксплуатации от номинальных значений [23 - 28, 39,44,55].

Разработке методического решения рассмотренных вопросов и была посвящена настоящая работа. Диссертация нацелена на совершенствование методов инструментального контроля технического состояния дизельных двигателей путем разработки и применения диагностирования технического состояния ДВС и ТА с использованием анализа состава ОГ.

Научная новизна результатов работы определяется выявленными закономерностями изменения технического состояния дизельных двигателей транспортных средств, ТА по экологическим и топливно-экономическим показателям применительно к специфике новых процедур контроля технических параметров безопасности АТС по ГОСТ Р 51709-2001, ГОСТ Р 521602003 и условиям реальной эксплуатации в Северо-Западном регионе РФ; теоретически обоснованной методикой комплексного инструментального экспресс-контроля топливных и экологических показателей дизелей транспортных средств, получившей экспериментальную проверку на стендах и апробацией в эксплуатации; предложениями на развитие методики с целью расширения области и функциональных возможностей ее применения по назначению экспресс-контроля технического состояния дизелей.

Внедрение в эксплуатацию результатов исследования позволит повысить эффективность государственного технического осмотра АТС, полнее использовать межремонтный ресурс, производить обслуживание машин и их составных частей по фактическому состоянию и сократить затраты времени, труда и материальных средств на выполнение профилактических работ.

Диссертационная работа выполнялась на кафедре «Организация перевозок и управления безопасностью автомобильного транспорта» (ОПУБАТ) Автомобильно-дорожного института Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета (АДИ СПбГАСУ). Часть экспериментальных исследований была проведена автором в разное время в ОАО «ЦНИТА» и на предприятиях эксплуатирующих автотракторную технику.

Результаты выполненного исследования нашли применение в в Государственном учреждении здравоохранения «Санитарный транспорт» Комитета по здравоохранению Правительства Санкт-Петербурга, в учебном процессе и научно-исследовательской деятельности АДИ при СПбГАСУ, СПб институте ГПС МЧС России, АГТУ им И.И. Ползунова. Полученные результаты могут быть использованы на предприятиях дизелестроения, при эксплуатации дизельных установок различного типа и предназначения, а также разработчиками диагностического оборудования.

По результатам диссертационного исследования на защиту выносятся следующие положения.

1. Закономерности изменения технического состояния дизельных двигателей транспортных средств, топливной аппаратуры (ТА) по экологическим и топливно-экономическим показателям, полученные на основе проведения инструментальных проверок их технического состояния и обработки статистической информации применительно к условиям реальной эксплуатации в Северо-Западном регионе РФ.

2. Эмпирические связи отдельных регулировок топливоподачи 0впр, guH, Рф, Hfcp с мощностными, топливно-экономическими и экологическими (СО, СН, NOx, дымность ОГ) показателями дизелей Д-240 и КаМАЗ-740 транспортных средств в форме уравнений множественной регрессии и результаты их анализа.

3. Методика контроля и технического диагностирования состояния дизельных двигателей и ТА, адаптируемая к технологиям проведения государственного техосмотра и технического обслуживания АТС в условиях эксплуатации с использованием анализа состава ОГ, включающая:

- обоснования теоретических подходов; процедур инструментального контроля и диагностики технического состояния дизельных двигателей транспортных средств и ТА по топливно-экономическим показателям на основе анализа состава ОГ;

- рекомендации по расширению применимости разработанной методики безразборного экспресс-контроля и диагностики параметров безопасности дизельных двигателей и ТА по составу ОГ.

Общие выводы по главам 3, 4, и 5

1. В исследованном диапазоне изменения наработки ТА (ТНВД 6000 моточасов, форсунок 3000 моточасов) изменение показателей топливоподачи носит нерегулярный характер; при этом профилактическими и регулировочными работами на безмоторных стендах, как правило, удается привести ТА в состояние, обеспечивающее выполнение требований ТУ; однако, действующие ТУ (особенно на регулировку коррекции топливоподачи) не отражают происходящие с наработкой изменения, что приводит к значительному превышению нормативов дымности по ГОСТ Р 41. 24-99, ГОСТ 17.2.2.02-86 и ГОСТ 21393-75.

2. В условиях реальной эксплуатации более 95% проверенных тракторных дизелей и более 80% автомобильных дизелей имеют дымность отработавших газов выше предельно допустимой нормы (40%). Как показали данные статистических исследований, это приводит к перерасходу топлива тракторными дизелями на 8. 10% и автомобильными - на 5.6%, Причинами, вызывающими повышенную дымность ОГ, как правило, являются разрегулировки и неисправности ТА.

3. Дизели Д-240 и КамАЗ-740 при регулировке ТА в соответствии с ТУ завода-изготовителя обеспечивают выполнение норм по ГОСТ 17.2.2.05-86 на выбросы вредных веществ с ОГ (СО, СН, для I и II категории применения и ГОСТ Р 41. 24-99 (ранее был ОСТ 37.001.234-81). Использование дизелей Д-240 или КамАЗ-740 в местах с ограниченным воздухообменом (III категория применения) потребует установку каталитического нейтрализатора для обеспечения нормы на выброс СО. При этом нормы на дымность ОГ в соответствии с ГОСТ 17.2.2.02-83 и ГОСТ Р 41. 24-99 (ранее был ГОСТ 17.2.2.01-84) регулировками ТУ не обеспечиваются.

4. Разработанные, на основе постановки и проведения многофакторных исследований, математические модели процесса регулирования топливоподачи в связи с показателями мощности, топливной экономичности, дымности, а также выбросов БП, СО, СН, СОг, позволяют, с одной стороны, целенаправленно оптимизировать регулировки топливоподачи в зависимости от постановки конкретной задачи оптимизации, с другой, - производить безразборную диагностику по составу ОГ экологических, топливно-экономических и регулировочных параметров ТА дизелей в условиях эксплуатации.

5. Как показали результаты внедрения в автохозяйствах Северо-Запада РФ, разработанная методология безразборной диагностики с использованием анализа состава ОГ и дымности картерных газов повышает эффективность выявления конкретных неисправностей двигателей и ТА, тем самым, способствуя уменьшению наносимого дизелями экологического ущерба и сокращению потребления топлива.

Заключение

Представленная работа посвящена анализу и решению важной научно-технической задачи в сфере обслуживания и эксплуатации автотранспортных средств, имеющей практическое и социально-экологическое значение. Она содержит научно обоснованные технические разработки, положенные в основу новой методики диагностирования эколого-технических показателей дизельных двигателей транспортных средств по составу отработавших газов, которые имеют существенное значение для экономики страны применительно к сфере обслуживания и эксплуатации автотранспортных средств.

Наиболее существенные результаты и выводы по работе заключаются в следующем:

1. Установлено, что в условиях реальной эксплуатации (по результатам статистических исследований транспортных средств на предприятиях Северо-Запада РФ) около 95% тракторных и более 75% автомобильных дизелей не соответствуют требованиям природоохранных стандартов по дымности ОГ (в частности, ГОСТ 21393-75). Главными причинами, вызывающими повышенную дымность ОГ, являются разрегулировки и неисправности ТА.

2. Показано, что в исследованном диапазоне ресурсной наработки ТА тракторных дизелей ТНВД 6000 моточасов и форсунок 3000 моточасов (гарантийный ресурс до капитального ремонта) возможно путем стендовых безмоторных регулировочных работ привести ТА в состояние, обеспечивающее выполнение требований ТУ завода-изготовителя. Однако, независимо от этого, все испытанные тракторные двигатели имели показатели дымности, значительно превышающие допустимые по ГОСТ 17.2.2.02-86 и ГОСТ 21393-75.

3. В результате постановки и проведения многофакторных экспериментов, статистической обработки данных получены математические модели в форме систем уравнений множественной регрессии, адекватно описывающие процесс регулирования топливоподачи по показателям 0впр, gu„, Рф для наиболее массовых в нашей стране тракторного дизеля Д-240 (ЧЧ 11/12,5) с ТНВД УТН-5 и автомобильного дизеля КамАЗ-740 (84 12/12) с ТНВД модели 33-01, которые позволяют решать практические задачи комплексной оптимизации регулировочных параметров топливоподачи и диагностики по показателям: Ne, ge, СО, СН, К (дьмность ОГ), NOx, БП.

В частности, - для комплексного удовлетворения нормативам мощности, топливной экономичности и дымности ОГ дизелей КамАЗ-740 рекомендуются значения допусков на регулировки топливоподачи: 0впр - 21.23 град, п. к. в.; gUH - 78.82 мм3/цикл; Рф - 19,5.20,5 МПа; дизелей Д-240: ©впр -20.23 град. п. к. в.; g^- 64.72 мм3/цикл, Рф- 17,5. 19,0 МПа;

- для минимизации выброса с ОГ дизелей Д-240 бензо(а)пирена (БП) при эксплуатации транспортных средств в парках отдыха, а также местах с ограниченным воздухообменом (внутрицеховые помещения, теплицы) рекомендуются регулировки топливоподачи: 0впр - 20 град. п. к. в.; gu„- 56,0 мм3/цикл, Рф — 17,5 МПа;

- для дизелей тракторов с механической ступенчатой трансмиссией, не предназначенных для использования в местах с ограниченным воздухообменом, рекомендуется с целью удовлетворения ГОСТ 17.2.2.02-86 по дымности ОГ ограничить коэффициент коррекции топливоподачи по крутящему моменту значениями 9,5. 10%;

- разработанная для дизелей КамАЗ процедура контроля регулировок топливной системы позволяет в условиях автохозяйств на основе инструментальной оценки состава ОГ оперативно диагностировать значения (или отклонения от номинальных значений) регулировочных параметров топливоподачи: 0впр, gu„, Рф.

4. На основе уравнений термохимического анализа рабочего процесса предложены аналитические соотношения, устанавливающие взаимосвязь цикловых топливных показателей с составом ОГ и режимными параметрами дизеля транспортных средств. Вероятную погрешность оценки топливных показателей, с учетом метрологических возможностей современных инструментальных средств контроля состава ОГ и расхода воздуха, можно приблизить к значеням 2.3% — при расчетах только по основным компонентам ОГ и 1.1,5% - с учетом продуктов неполного сгорания топлива: СО, СН, NOx, сажа.

5. Разработан и экспериментально-статистически обоснован комплексный метод оперативного контроля расхода (перерасхода) топлива и дымности ОГ по ГОСТ 21393-75 дизелей для условий эксплуатации. В основу метода положена установленная корреляционная зависимость между дымно-стью ОГ, измеренной в режиме свободного ускорения, и расходом топлива на условном режиме, определяемом интегральной суммой «статистически взвешенных» по времени стационарных эксплуатационных режимов работы дизелей (с коэффициентом корреляции для дизелей Д-240, тракторы МТЗ-80, 82, - г = 0,89).

6. В целом, разработанные методы безразборной диагностики технического состояния двигателей и ТА с использованием анализа отработавших и картерных газов, а также инструментальные средства, реализующие данную методологию, и предложения по расширению применимости методологии комплексного технического диагностирования автотранспортных средств нашли использование в ряде организаций, эксплуатирующих автотракторную технику.

Потенциальный экономический эффект от их внедрения (Приложение 3), только по показателям топливной экономичности, может составить на 1 АТС в год:

4112 рубля для техники, используемой в местах с ограниченным воздухообменом, и

2002 рубля для техники, эксплуатируемой на улицах и дорогах.

1. Конституция Российской Федерации // Экологическое право России. Сборник нормативных правовых актов и документов. / Под ред. проф. А.К. Голиченкова. — М.: Издательство БЕК, 1997. 816 с.

2. Закон РСФСР «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» // Экологическое право России. Сборник нормативных правовых актов и документов. / Под ред. проф. А.К. Голиченкова. — М.: Издательство БЕК, 1997.-816 с.

3. Закон РСФСР «Об охране окружающей природной среды» // Экологическое право России. Сборник нормативных правовых актов и документов. / Под ред. проф. А.К. Голиченкова. М.: Издательство БЕК, 1997. - 816 с.

4. Закон РСФСР «Об охране атмосферного воздуха» // Экологическое право России. Сборник нормативных правовых актов и документов. / Под ред. проф. А.К. Голиченкова. -М.: Издательство БЕК, 1997. 816 с.

5. Новиков JI.A., Вольская Н.А. Проблемы и перспективы создания малотоксичных дизелей / Двигателестроение. — 1993. № 1-2, - с. 49-53.

6. Миляев В.Б. Проблемы мониторинга источников загрязнения атмосферного воздуха. В сб.: Мониторинг источников промышленных выбросов в атмосферу. - Л.: ЛДНТП. - 19 91. - С. 4-10.

7. Иванченко Н.Н., Смайлис В.И. Проблема комплексного улучшения гигиенических качеств отработавших газов дизелей судового, тепловозного и промышленного назначения // Труды ЦНИДИ. — Л., 1978. — Вып. 74. С. 521.

8. Общая онкология / Под ред. Н.П. Напалкова. Л.: Медицина, 1989.-С. 52-118.

9. Грин X., Лейн В. Аэрозоли пыли, дымы и туманы. - Л.: Химия, 1972.-427 с.

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

11. Кислотные дожди / Ю.А. Израэль, И.М. Назаров, А.Я. Прессман, Ф.Я. Ровенский, А.Г. Работенко, Л.М. Филиппова. Л.: Гидрометеоиздат, 1983.-206 с.

12. Лавров Н.В. Физико-химические основы процесса горения топлива. -М.: Наука, 1971.- 272 с.

13. Хесина А.Я. Методы мониторинга бенз/а/пирена как индикатора канцерогенных ПАУ // Комплексный глобальный мониторинг загрязнения окружающей природной среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. - С.249-258.

14. Шилина А.И., Ванеева Л.В., Журавлева А.В. Время жизни бенз/а/пирена в почве при внесении его с частицами почвенной пыли // Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. — Л.: Гидрометеоиздат, 1980. -С.100-106.

15. Гладков О.А., Лерман Е.Ю. Создание малотоксичных дизелей речных судов. Л.: Судостроение, 1990. - 106 с.

16. Говорущенко И.Я. Экономия топлива и снижение токсичности на автомобильном транспорте. М.: Транспорт, 1990. - 135 с.

17. Жегалин О.И., Лупачев П.Д. Снижение токсичности автомобильных двигателей. М.: Транспорт, 1985. - 120 с.

18. Звонов В.А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания. — М.: Машиностроение, 1981. 160 с.

19. Свиридов Ю.Б. Смесеобразование и сгорание в дизелях. — Л.: Машиностроение, 1972.— 244 с,

20. Надежность топливной аппаратуры тракторных и комбайновых дизелей / Р.М.Баширов, В.Г.Кислов, В.А.Павлов, В.Я.Попов, М.: Машиностроение, 1973. - 183 с.

21. Долгушин В.А. Обоснование допускаемых значений диагностических параметров топливной аппаратуры с учетом их комплексного влияния на мощностные и экономические показатели тракторных дизелей. — Авто-реф., дисс. канд. техн.наук. — JI. — Пушкин, 1985. 16 с.

22. Ждановский Н.С., Николаенко А.В. Надежность и долговечность автотракторных двигателей. — Л.: Колос, 1981. — 295 с.

23. Михлин В.М. Управление надежностью сельскохозяйственной техники. М.: Колос, 1984. - 335 с.

24. ГОСТ 17.2.2.02-86. Охрана природы. Атмосфера. Нормы иметоды измерения дымности отработавших газов тракторных и комбайновых дизелей. Введ. с 01.01.90. 7 с.

25. ГОСТ 17.2.2.05-86. Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы измерения выбросов вредных веществ с отработавшими газами тракторных и комбайновых дизелей. Введ. с 01.01.90. — 6 с.

26. ГОСТ 21393-75. Автомобили с дизелями. Дымность отработавших газов. Нормы и методы измерений. Требования безопасности. Введ. с 01.01.77.-5 с.

27. Демочка О.И., Ложкин В.Н., Заводчиков В.М. Об оценке цикловой подачи топлива дизелей по составу отработавших газов. Сб. научн. трудов ЦНИТА, № 83 и № 84. Л., 1984. - С.81-89.

28. Simons W. Vergleich von Gleichungen zur Beschtimmung der lufthzahl bei Ottomotoren / Technische Uberprufiing 24. 1983. - № 1. - S. 22 - 27.

29. Sachse J., Torge M. Verminderten KraftstoffVerbrauch vor Kraftfahrzeug Dieselmotoren durch Einhaltung der Rauchgrenzwerte sowie durch andere zielgerichtete AbgasmaPnamen / Kraftfahrzeugtechnick. - 1981. № 10, S. 302 -306.

30. Sachse J., Torge M. KraftsatoffVerluste durch unvolstendige Verbrehnung / Kraftfahrzeugtechnick. 1982. - №2. - S. 362 - 369.

31. ГОСТ 23435-79. Техническая диагностика. Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Номенклатура диагностических параметров. Введ. С 01.01.80.-8 с.

32. ГОСТ 20760-75. Техническая диагностика. Тракторы. Параметры и качественные признаки. Введ. с 01.01.76. 12 с.

33. Варшавский И.Л. Состояние работы по уменьшению токсичности автомобилей // Сб. трудов ЛАНЭ. 1969. - С. 7-33.

34. Автомобильный транспорт и защита окружающей среды / Малов Р.В. и др. М.: Транспорт, 1982. - 200 с.

35. Павлович Л.М., Патрахальцев Н.Н., Фомин В.М. Снижение токсичности дизелей: Обзор. ДВС; № 34 - М.: НИИинформтяжмаш. — 1977. - 48 с.

36. Смайлис В.И. Малотоксичные дизели. Л.: Машиностроение, 1972. -128 с.

37. Новоселов А.Л. // Тр. Алт. гос. техн. ун-та, № 1 1993. - С. 83-98.

38. Беспамятов П.П., Кротов Н.А. Предельно-допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. — Справочник. — Л.: Химия, 1985.-528 с.

39. Hiemesch О., Lonkai G. Das BMW Abgasreinigungskonzept fur Dieselmdelle // MTZ. - 1990. - №5. - S. 196-200.

40. Nadibishi C.C., Zinn B.T. // Combeustion and Flame. 1982. - № 3. -P.301-314.

41. Шандала М.Г., Костовецкий Я. И., Булгаков В.В. Охрана и оздоровление окружающей среды в условиях НТР. — Киев.: Здоровье. 1982. — 224 с.

42. Махов В.З., Ховах М.С. Исследование влияния присадок к топливу на процесс образования и сгорания сажи в цилиндре дизеля. — В кн.: Снижение загрязнения воздуха в городе выхлопными газами автомобилей. — М.: — НИИавтопром., 1971.-С. 111-118.

43. Двигатели внутреннего сгорания. Теория поршневых и комбинированных двигателей / Под ред. А.С. Орлина. и Ы.Г.Круглова. -Ы.: Машиностроение, 1983. 372 с.

44. Батурин С.А. Физические основы и математическое моделирование процессов результирующего сажевыделения и теплового излучения в дизелях. Автореферат дисс. Д. т. н. - Л., 1982. - 44 с.

45. Филиппосянц Т. Р., Кратко А.П., Мазинг М.В. Методы снижения вредных выбросов с отработавшими газами автомобильных дизелей.: Обзорная информация. -М.: НИИавтопром. 1979. - 64 с.

46. Разлейцев Н.Ф. Кинетическое уравнение динамики образования и выгорания сажи в цилиндре дизеля. В кн.: Двигатели внутреннего сгорания. — 1977,№26. -С. 10-18.

47. Файнлейб Б.Н. Топливная аппаратура автотракторных дизелей. Л.: Машиностроение, 1974. - 264 с.

48. Dieselabgase / KFZ, 1995. - 38, № 4. - S. 158-163.

49. Diezelmotor und Luftreinhaltung / KFZ. -1997. 40, №8, №9.

50. Фомин B.M., Игнатович И.В., Носков В.А. Оценка износа цилиндро-поршневой группы дизеля по показателям токсичности / Двигатели внутреннего сгорания. — Л.: НИИинформтяжмаш, 1983. С. 17-18.

51. Вагнер В.А., Новоселов А.Л., Лоскутов А.С. Снижение дымности дизелей / Алт. краевое правление Союза НИО СССР. Барнаул.: 1991. — 140 с.

52. Сороко-Новицкий В.И. Испытания автотракторных двигателей. — М.: Машгиз, 1955. 532 с.

53. Двигатели внутреннего сгорания. Теория поршневых и комбинированных двигателей / Под. ред. А.С. Орлина и М.Г. Круглова. М.: Машиностроение, 1983.-372 с.

54. Schafar F., Schroder Н. Berechnung des Verbrermungsluftvtrheltnisses aus den Abgas analysenwerten durch einen Mikroprozesser // Automobilen Industrie. -№ 4.-37-41.

55. Глаголев H.M. Испытания двигателей внутреннего сгорания. — Харьков: Изд-во Харьковского университета, 1958.-221 с.

56. Райков И.Я. Испытания двигателей внутреннего сгорания. — М. :Высшая школа, 1975. 319 с.

57. Андреев В.И., Черняк Б.П. Определение состава горючей смеси по содержанию углерода в продуктах сгорания // Автомобильная промышленность. 1972. - № 12. - С. 6-8.

58. Воинов А.Н. Сгорание в быстроходных поршневых двигателях. М.: «Машиностроение», — 1977.

59. Monssavi М., Hughes К. The impacts of environmental legislation and vehicle emissions on the future of alternative fuels in the transportation industry / Transactions of the Nebraska Academy of Sciences. 1992. - 19. - P. 1-6.

60. Соколик А.С. Самовоспламенение, пламя и детонация в газах. М.: Изд-во АН СССР, -1960.

61. Bach С., Heeb N. Wirkungsorientierte Bewertung von Automobilabgasen /MTZ: Motortechn. Z. 1998. - 59, № 11. - S. 716-721.

62. Болдырев И.В. Особенности сгорания частиц углерода в цилиндре быстроходного дизеля. Труды НИКТД, - 1966, № 18.

63. Программно-математическое обеспечение ЭВМ. Математическая и экономическая статистика. Оптимальное планирование. / Под ред.В.И. Карастелина. Jl.: ЦНИИ «Румб», вып. 19, 1977. - 108 с.

64. Reducing truck emissions: a status report // Parrauto Bob, Adomaitis John, Tiethof Jack, Mooney John / Automotive Engeneering. — 1992, February. — P.19-23.

65. Мельников C.B., Алешкин B.P., Рощин П.М. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов. 2-е изд., перераб. и доп. 1980.- 168 с.

66. Кнорре Г.Ф. Тепловые расчеты по газовому анализу. — М, -Л.: Энергоиздат, 1947. 208 с.

67. Who. JPCS. Environmental Health Criteria 104: Principles for the Toxi-cological Assessment of Pestigites in Food. Geneva, 1990.

68. Заводчиков B.M., Ложкин B.H. Количественная оценка сажесодер-жания отработавших газов автотракторных дизелей / Диагностика, повышение эффективности, экономичности и надежности двигателей. Сб. иаучн. трудов ЛСХИ, Л., 1985.

69. Rieck G. Nutrfahrzeug Dieselmotoren unter dem Aspekt reduzierter Emissionen / Tiefban. - 2000. - № 9. - S. 551-553.

70. Kroger C. Motorabgase und ihre Reiningung, Forschungsberishte des Landes Nordhein Westfallen / Koln, №842, 1960.

71. Состояние окружающей среды Северо-Западного и Северного регионов России /Под редакцией А.К. Фролова, СПб, Наука, 1995. 370 с.

72. Заболеваемость как критерий оценки влияния автотранспорта на здоровье населения Москвы /Филатов Н.Н., Аксенова О.И., Волкова И.Ф. и др. М.: "Гигиена и санитария", № 5, 1998. - С. 3-5.

73. ГОСТ 17.2.1.02-76. Охрана природы. Атмосфера. Выбросы двигателей автомобилей, тракторов, сельскохозяйственных и строительно-дорожных машин. Термины и определения. Издательство стандартов. М., 1995. 9 с.

74. Stamatelos A.M., Kolstakis G.C., Kandilas I.P. Computergestutrer Entwurf von Abgas Nachbehandlungskonzepten. Teil 1. Ottomotor / MTZ: Mo-tortechn. Z. 1999, № 2. - S. 116-124.

75. Гусаров А.П., Вайсблюм M.E. К вопросу о введении новых государственных стандартов России по выбросам вредных веществ автомобилями / НИЦИАМТ, Журнал ААИ, №1(9). 2001 г.

76. Ложкин В.Н. Теория и практика безразборной диагностики и каталитической нейтрализации отработавших газов дизелей. Дисс. д. т. н. — Л.: СПбГТУ, 1995. - 444 с.

77. Automotive Engeniring. -1989. № 9. - P. 17-23.

78. Einflub von Polyaromaten, Schwefelgenhalt und Viskositat auf die Ab-gasemmisionen moderner Mersedes — Benz — Dieselmotoren / Gairing M., Schafer a.,

79. Вредные вещества в промышленности: Справочник для химиков, инженеров и врачей. В 3 томах,7-е издание, переработанное и дополненное. /Под ред. В.Н.Лазарева. -Л.: Химия, 1976 1977.

80. Naber D., Lange W., Graupner О., Stradling R. / MTZ: Motortechn. Z. -1997.-58, № 9.-S. 528-536.

81. Петров Б. Компоненты отработавших газов и их влияние на здоровье человека и природу / Автомобильный транспорт. 1996. - №3. -С.44 — 45.

82. Muller Matthias. Abgasoptimierung von Diselmotoren / Eisenbahnin-genieur. -1996. 47. - №12. - C.37 - 40.

83. Кутенев В.Ф. Проблема создания и эксплуатации экологически чистого автомобиля.-М., 1989. —40 с.

84. Alkidas A.S. Relationships Between Smoke Measurements and Particulate Measurements / SAE Technical Paper Series. №840412. P. 9.

85. Krieger К. Einspritztechnik fur abgas — und verbrauchsarme Diselmo-toren / Polizei VerKehr + Techn. 1995. - 40, №9. - S. 270-271.

86. Николаенко А.В., Шкрабак B.C. Энергетические установки и машины. Двигатели внутреннего сгорания: Учебное пособие. СПб.: Изд-во СПбГАУ, 2004. 438 с.

87. Диагностирование технического состояния пожарных автомобилей: Типовая технология / Ю.С. Кузнецов, Ю.Ф. Яковенко, В.Г. Плосконосое и др. М.: ВНИИПО МВД СССР, 1991. - 119 с.

88. Испытания автомобилей / И.В. Балабин, Б.А. Куров, С.А. Лаптев 2 -е изд., перераб. и доп. -М.: Машиностроенине, 1988. - 192 с.

89. Ложкин В.Н. Опасные последствия автомобильного «прессинга» в крупных городах России. «Мост», №1-2 (22), февраль 1999, СПб., С. 90,91.

90. Демочка О.И., Ложкин В.Н. Пути снижения токсичности отработавших газов автотракторных двигателей / ЦНИИТЭИтракторо-сельхозмаш, Серия1: Тракторы и двигатели, вып. 13, М. 1984. - 54с.

91. Ложкин В.Н. Природоохранные мероприятия на транспорте. В сб.: ВОПРОСЫ ОХРАНЫ АТМОСФЕРЫ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ: Информационный бюлл. № 2 (30). СПб., 2004. С. 5 - 32.

92. Ложкин В.Н. Экологические требования к автотранспортным средствам и тенденции их развития. В сб.: ВОПРОСЫ ОХРАНЫ АТМОСФЕРЫ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ: Информационный бюл. № 2 (30). СПб., 2004. -С. 32 -40.

93. Иващенко Н.А., Кавтарадзе З.Р. Снижение концентрации оксидов азота и сажи в дизелях путем гомогенного сгорания // Двигателестроение: Научно-технический сборник / Отв. ред. Л.Е. Магидович. СПб: Изд-во Политехи. ун-та, 2004. С. 133 - 134.

94. Schubiger R.A., Boulouchos К., Eberle М.К. Russbildung und Oxidation bei der Dieselmotorische Verbrennung. MTZ, № 5, 2002 S. 342 - 353.

95. Исследование рабочих процессов в цилиндре газодизеля 44 11,0/12,5 // В.А. Лиханов, P.P. Деветьяров, О.П. Лопатин, П.Н. Вылекжанин / Монография. Киров: Вятская ГСХА, 2004. - 330 с.

96. Exposure to Traffic and the Onset of Myocardial Infarction // Peters A., Heier M., Hormann A., Wichmann E., Lowel H. / The NEW ENGLAND JORNAL of MEDICINE, vol. 351, no. 17, October 21,-2004.-S. 1721-1730.