автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование эффективных методов снижения токсичности отработавших газов автотракторных дизелей
- доктора технических наук
- Медведев, Юрий Станиславович
- город
- Майкоп
- год
- 2006
- специальность ВАК РФ
- 05.20.01
Автореферат диссертации по теме "Обоснование эффективных методов снижения токсичности отработавших газов автотракторных дизелей"
На правах рукописи
МЕДВЕДЕВ ЮРИЙ СТАНИСЛАВОВИЧ
Обоснование эффективных методов снижения токсичности отработавших газов автотракторных дизелей
Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского
хозяйства
Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук
Москва • 2006
олнена в Государственном образовательном учреждении высшего ильного образования «Майкопский государственный технологиче-1ситет».
консультант: доктор физико-математических наук, профессор Копытов Геннадий Филиппович
(е оппоненты: доктор технических наук, профессор , Верещагин Николай Иванович доктор технических наук, доцент Девянин Сергей Николаевич доктор технических наук, профессор Аринин Игорь Николаевич
организация: ГОУ ВПО «Московский государственный технологический университет «МАДИ»
га состоится «46» о КТ$&2£)0£г. в-0час. 00 мин. на заседании дис->го совета Д.220.044.0 И при ФГОУ ВПО «Московский государ-гроинженерный университет им. В.П. Горячкина» по адресу: Москва, ул. Тимирязевская, д.58.
сертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Мо-сударственный агроинженерный университет им. В.П. Горячки-
юферат разослан «У/» 09 200бг. ретарь диссертационного совета
Левшин А.Г.
Общая характеристика работы
А|сгуальность проблемы. Актуальной задачей, стоящей перед исследователями, является разработка инженерных методов и технических средств обеспечения экологической безопасности в сельскохозяйственном производстве. Решению социально-экологических проблем автотракторной техники посвящены работы О.И. Жегалина, В.А. Звонова, В.А. Лиханова, А.М.Сайкина, Ю.В. Трофименко, Ю.Якубовского. Аспекты проблемы снижения токсичности автотракторных двигателей исследовали В.А.Вагнер, JI.M. Жмудяк, A.B. Николаенко, АЛ.Новоселов, Е.Г.Пономарёв, Ю.Х. Шау-лов. Постановлением Правительства РФ от 12.10.2005 №609 утверждён специальный технический регламент «О требованиях к выбросам автомобильной техникой, выпускаемой в обращение на территории РФ, вредных (загрязняющих) веществ». Он вводит в действие технические нормативы выбросов на период с 2006 по 2014 г.г. в целях поэтапного приведения российского транспорта к требованиям ЕЭК ООН. В соответствии с данным Постановлением, начиная с 2006 года, с конвейера должны сходить автомобили, отвечающие европейским стандартам. Очевидно, что для приведения российских автотракторных дизелей к требованиям мировых экологических стандартов на сегодняшний день необходима полная замена станочного парка и технологических линий отечественных предприятий, а это невозможно без колоссальных долгосрочных капиталовложений. Поэтому для успешного решения экологической проблемы необходимы разработка, развитие и активное использование каталитических нейтрализаторов (КН) отработавших газов (ОГ) автотракторных дизелей. Каталитические нейтрализаторы отработавших газов являются наиболее простым и эффективным средством снижения токсичности. В странах ЕС и США оснащение каталитическими нейтрализаторами автомобилей, моторных лодок и даже газонокосилок является важной государственной задачей.
Однако препятствиями на пути их широкого внедрения на отечественных дизелях являются незначительный срок службы и непродолжительность качественной очистки газов. Загрязнение катализатора приводит к росту противодавления выпуску отработавших газов, вследствие чего снижаются мощность и топливная экономичность дизеля. Одной из наиболее сложных задач, которую необходимо решить при разработке системы снижения токсичности (ССТ) на основе каталитического нейтрализатора, является поддержание каталитической активности в течение всего срока службы системы. Существующие каталитические нейтрализаторы не обеспечивают выполнение требований по продолжительности срока службы, качеству очистки отработавших газов. Значительное влияние на срок службы каталитического нейтрализатора оказывает уровень дымности отработавших газов дизеля. Причиной его увеличения, как правило, являются нарушения регулировок систем и механизмов двигателя, увеличение износов в сопряжениях, возникающие при эксплуатации дизеля. Возможность компенсировать износ предусмотрена далеко не во всех сопряжениях. Износ цилиндропорш-
невой группы имеет необратимый характер и служит препятствием на пути использования каталитических нейтрализаторов в системах снижения токсичности отработавших газов дизелей.
Таким образом, проблема исследования обусловлена противоречиями между:
- жёсткими требованиями по ограничению содержания токсичных компонентов в составе отработавших газов и отсутствием реальных и действенных методов по ограничению уровней вредных выбросов с отработавшими газами отечественных автотракторных дизелей, находящихся в эксплуатации;
- объективной необходимостью оснащения каталитическими нейтрализаторами отработавших газов отечественных дизелей для выполнения требований современных экологических стандартов и незначительным сроком службы дорогостоящих каталитических нейтрализаторов (несоизмеримым со сроком службы дизелей), обусловленным, прежде всего, недостатками конструкции используемых каталитических нейтрализаторов;
- необходимостью ограничения уровня дымности отработавших газов дизелей в течение всего срока их службы и отсутствием механизма компенсации износа цилиндропоршневой группы в процессе эксплуатации. .
В свете вышеизложенного проблема исследования формулируется следующим образом: как построить систему снижения токсичности на основе каталитического нейтрализатора отработавших газов с высокими характеристиками на протяжении всего срока службы дизеля.
Предметом исследования является система снижения токсичности отработавших газов дизеля на основе каталитического нейтрализатора.
Объект исследования - процесс изменения показателей работы системы снижения токсичности на основе каталитического нейтрализатора (противодавления выпуску отработавших газов и каталитической активности) в условиях эксплуатации автотракторных дизелей.
Цель исследований - улучшение экологических показателей автотракторных дизелей путём повышения эффективности их работы, разработки средств и методов снижения токсичности отработавших газов, обеспечивающих уменьшение экологической нагрузки на окружающую среду.
Гипотеза исследования. Если разработать мероприятия по ограничению уровня дымности отработавших газов в условиях эксплуатации и устранить основные недостатки существующих конструкций каталитических нейтрализаторов, то это позволит обеспечить использование каталитических нейтрализаторов в системах снижения токсичности дизелей. Для этого в работе разработана и применена новая концепция построения систем снижения токсичности на основе каталитических нейтрализаторов отработавших газов, предложен комплекс мероприятий, позволяющих обеспечить высокие характеристики каталитического нейтрализатора на протяжении всего срока службы автотракторных дизеля.
Для реализации цели исследования и проверки гипотезы поставлены следующие задачи:
1. Выявить состояние проблемы использования каталитических нейтрализаторов в системах снижения токсичности отечественных дизелей.
2. Выявить закономерности изменения сажеобразования в зависимости от величины утечек воздушного заряда из цилиндров дизеля вследствие износа цилиндропоршневой группы (ЦПГ).
3. Провести экспериментальные исследования по определению значений регулировочных параметров топливной аппаратуры (ТА) в зависимости от величины давления конца сжатия в цилиндрах дизеЛя; разработать методику проведения дополнительной эксплуатационной регулировки топливной аппаратуры и прибор для установления необходимости проведения регулировок и определения значений регулировочных параметров.
4. Экспериментально исследовать зависимости: 1) эффективности снижения концентраций нормируемых токсичных компонентов и дымности отработавших газов от объёма катализатора для различных режимов работы дизеля; 2) каталитической активности и противодавления выпуску отработавших газов, создаваемого каталитическим нейтрализатором, от продолжительности проведения термической регенерации катализатора; 3) каталитической активности от числа проведённых циклов регенерации каталитического блока.
5. Разработать концепцию построения систем снижения токсичности на основе каталитических нейтрализаторов отработавших газов; составить математическую модель работы системы снижения токсичности и определить значения её регулировочных параметров. ,
6. Провести испытания разработанной системы снижения токсичности с автоматическим проведением термической регенерации катализатора в комплексе с проведением дополнительной эксплуатационной регулировки топливной аппаратуры дизеля; разработать рекомендации по применению и оценить эффективность разработанных мероприятий.
Методологической основой исследования послужили работы В.Р. Бурячко, Н.С. Ждановского, О.И. Жегалина, В.А. Звонова, В.Ф. Кутенева, В.А. Лиханова, В.М. Михлина, A.B. Николаенко, А.Л. Новоселова, ИЛ. Райкова, А.М. Сайкина, Ю.Б. Свиридова, Ю.В. Трофименко, В.Н. Фанлейба.
Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования.
Теоретические методы. В работе применялись методы математического моделирования, корреляционного и регрессионного анализа, планирования многофакторного эксперимента и анализа размерностей с обработкой полученных данных на ЭВМ.
Обоснованность и достоверность результатов исследования обеспечены выбором методов исследования, адекватных цели и задачам исследования, опорой на основные положения общепризнанных теорий, сочетанием теоретического анализа проблемы и результатов стендовых и пробего-вых испытаний, длительностью эксперимента, экспериментальной базой, достаточной для применения статистической обработки результатов исследований в практику.
Экспериментальные методы.. Исследования проводились в лабораторных и производственных условиях по разработанным методикам, в основу которых положены нормативно-технические документы. Достоверность результатов обеспечивалась также поверенными измерительно-регистрирующей аппаратурой и приборами.
Основные этапы исследования:
Первый этап - поисковый (1996-2000 г.г.). Этот этап включал теоретический анализ проблемы и оценку состояния проблемы в отрасли. Изуче-: ние научной и специальной литературы по теме исследования. Определение научного аппарата исследования.
Второй этап — опытно-экспериментальный (2000-2004 г.г.). На этом этапе происходили проверка гипотезы, уточнение теоретических положений разрабатываемой концепции, разработка способа повышения эффективности работы дизеля и метода снижения токсичности, заключающегося в комплексном воздействии на состав отработавших газов путём проведения дополнительной регулировки топливной аппаратуры и их каталитической очистки. Проводилась оценка и корректировка некоторых их элементов.
Третий этап - обобщающий (2004-2006 г.г.). Подведение итогов рас-чётно-теоретических и экспериментальных исследований, обобщение и анализ их результатов.
Научную новизну работы составляют:
- новая концепция построения систем снижения токсичности на основе каталитических нейтрализаторов отработавших газов с автоматическим распределением потока газов, обеспечивающим циклическую работу каталитических реакторов с дозированным внесением катализатора в поток газов и проведением его термической регенерации;
- установленные зависимости: 1) эффективности снижения концентраций нормируемых токсичных компонентов и дымности отработавших газов от объёма катализатора для различных режимов работы дизеля; 2) каталитической активности и противодавления выпуску отработавших газов, создаваемого каталитическим нейтрализатором, от продолжительности проведения термической регенерации катализатора; 3) каталитической активности от числа проведённых циклов регенерации каталитического блока; 4) относительного роста противодавления и относительного снижения каталитической активности в зависимости от уровня дымности отработавших газов и пробега автомобиля;
- математическая модель работы системы снижения токсичности на основе каталитического нейтрализатора отработавших газов с автоматическим распределительным устройством потока газов;
- математическая модель сажеобразования с учётом утечек рабочего тела га цилиндров дизеля вследствие износа цилиндропоршневой группы;
- новый метод снижения токсичности, заключающийся в комплексном воздействии на состав отработавших газов путём проведения дополнительной эксплуатационной регулировки топливной аппаратуры и их каталитической очистки.
Практическая значимость и реализация результатов исследования:
- предложена конструкция системы снижения токсичности на основе каталитического нейтрализатора отработавших газов с автоматическим распределительным устройством потока газов, защищенная патентом РФ и обеспечивающая качественную очистку отработавших газов в течение всего срока службы дизеля;'
- разработана методика определения значений регулировочных параметров системы снижения токсичности отработавших газов;
- разработан способ повышения эффективности работы дизеля, методика проведения дополнительной эксплуатационной регулировки топливной аппаратуры и прибор для установления необходимости проведения регулировок и определения значений регулировочных параметров, защищенные патентами РФ и обеспечивающие ограничение уровня дымности отработавших газов в течение всего срока службы дизеля;
- расширены возможности использования каталитических нейтрализаторов в системах снижения токсичности отечественных дизелей;
- разработан метод снижения токсичности, заключающийся в комплексном воздействии на состав отработавших газов путём проведения дополнительной эксплуатационной регулировки топливной аппаратуры и их каталитической очистки.
Результаты исследования реализованы в учебном процессе Военных автомобильных институтов (г. г. Рязань, Челябинск), Военного автомобильного факультета (г. Уссурийск) при Военном автомобильном институте (г. Рязань), Краснодарского военного института, КубГАУ, МГТУ «МАМИ», Майкопского ГТУ; в деятельности Автомобильных служб Управлений Вооружения МВО, ПриВО, СКВО по обеспечению экологической безопасности при эксплуатации вооружения и военной техники; в процессе технического обслуживания ряда автопредприятий Краснодарского края; в производственном процессе 40 авторемонтного завода МО РФ и ряда авторемонтных предприятий Краснодарского края; в опытно-конструкторской и научно-исследовательской работе ЗАО «Оборонпром» (в рамках ГНТП "Высокоскоростной экологически чистый транспорт"), ОАО «БАЗ», ОАО «Галич-ский автокрановый завод» и НИИ прикладной экологии (г. Краснодар), деятельности Кубанского Экологического Союза при разработке рекомендаций автотранспортным предприятиям Краснодарского края.
Апробация работы. Проект «Исследование закономерностей функционирования каталитических нейтрализаторов с автоматическим распределением потока отработавших газов» поддержан грантом Президента РФ МК-3863.2005.8 по итогам конкурса молодых учёных 2005 года. Проект «Каталитический нейтрализатор отработавших газов дизеля» награждён за вклад в укрепление экологической безопасности и устойчивое развитие России дипломом конкурса «Национальная экологическая премия» за 2004 год, проводимого Комитетом по экологи Государственной Думы РФ, и Премией конкурса в области защиты окружающей среды и культурно-
исторических ценностей 2004 года, проводимого Ford Motor Company в России и СНГ. Основные положения работы докладывались на XXIII - XXX научно-методических конференциях 1998 - 2000 г.г. Военного автомобильного института (г. Рязань), на конференции «Проблемы математического и компьютерного моделирования в научных исследованиях и образовательном процессе» Краснодарского военного авиационного института в 2003 г., на четвёртой южнороссийской научной конференции «Энерго- и ресурсосберегающие технологии и установки» (г. Краснодар) в 2005 г., на второй международной научно-технической конференции «Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов» (г. Тольятти / Известия Самарского научного центра РАН) в 2005 г., на II Всероссийской научной конференции молодых учёных и студентов «Современное состояние и приоритеты развития фундаментальных наук в регионах» (г.Анапа), на заседаниях научно-технического комитета Главного Автобронетанкового Управления МО РФ (войсковая часть 93603 - Н, г. Москва) -. 2000 г., кафедры эксплуатации автомобильной, техники Военного автомобильного института, г. Рязань в 1998 — 2000 г.г., кафедры «Транспорт в сельскохозяйственном производстве» Московского агроинженерного университета им. В.П. Горячкина в 1999 г., кафедры автотракторных двигателей МГТУ «МАМИ» в 1999 г., отдела двигателей 21 Научно-исследовательский испытательный институт (автомобильной техники) г. Бронницы в 2000 г.
Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 69 работ, в том числе 1 монография, 29 публикаций в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ, 16 статей в научных журналах и сборниках научных трудов ведущих вузов (в том числе 1 рукопись депонирована), 7 докладов в материалах конференций, получено 16 патентов РФ на изобретения. Без соавторов опубликовано 35 работ объёмом 20 пл.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 425 е., из которых 82 с. составляют таблицы и рисунки, 5 с. оглавление, 13 с. список литературы, включающий 189 наименований и 136 с. приложений.
На защиту выносятся следующие научные положения и результаты исследований: „
1. новая концепция построения систем снижения токсичности на основе каталитических нейтрализаторов отработавших газов с автоматическим распределением потока газов, обеспечивающим циклическую работу каталитических реакторов с дозированным внесением катализатора в поток газов и проведением его термической регенерации;
2. математическая модель работы системы снижения токсичности на основе каталитического нейтрализатора отработавших газов с автоматическим распределительным устройством потока газов;
3. математическая модель сажеобразования с учётом утечек рабочего тела из цилиндров дизеля вследствие износа цилиндропоршневой группы;
А: новый способ повышения эффективности работы дизеля, имеющего износ цилиндропоршневой группы;;
5. метод снижения токсичности, заключающийся в комплексном воздействии на состав отработавших газов путём проведения дополнительной эксплуатационной регулировки топливной аппаратуры и их каталитической очистки.
Содержание работы
Во введении обоснована актуальность темы диссертации, изложены научная новизна и практическая ценность работы, основные положения и результаты исследований, выносимые на защигу.
Глава 1. Анализ состояния вопроса
Проведён анализ работ П.М. Белова, А.Д. Борца, В.М. Бунова, В.Р. Бурячко, И.Л. Варшавского, Н.И. Верещагина, Х.Г. Вольфграда, А.Г. Гейдо-на, С.Н. Девянина, Ю.М. Доколйна, Н.С. Ждановского, Я.Б. Зельдовича, В.Ф. Кутенева, М.О. Лернера, ИЛ. Райкова, ПЛ. Садовникова, Ю.Б. Свиридова, Н.Н.Семёнова, В.П. Сорокина, Б.С. Стефановского, А.П. Уханова, В.Н. Фанлейба, Д.А. Франк-Каменецкого. Рассмотрены аспекты негативного воздействия тракторов, автомобилей и сельхозмашин, используемых в сельском хозяйстве, на окружающую среду, современное состояние автотракторного парка, влияние технического состояния автотракторной техники на уровни вредных выбросов с ОГ, факторы, сдерживающие использование КН. Необратимый характер износа ЦПГ требует разработки мероприятий по стабилизации показателей работы и снижению дымности ОГ в условиях эксплуатации. Значительное влияние на показатели работы и дымность ОГ дизеля оказывает изменение значений регулировочных параметров ТА. Исходя из этого, была выдвинута рабочая гипотеза о том, что стабилизация показателей работы и снижение дымности ОГ дизеля, имеющего износ ЦПГ, возможны в условиях эксплуатации путём изменения значений регулировочных параметров ТА. Поставлены задачи исследования.
Глава 2. Теоретические исследования по улучшению экологических характеристик дизеля
В результате теоретического исследования уточнена математическая модель сажеобразования с учётом утечек рабочего тела из цилиндров дизеля вследствие износа ЦПГ, разработанная в Челябинском ГТУ. Данная математическая модель позволяет теоретически исследовать влияние различных факторов (таких как коэффициент избытка воздуха ОС, цетановое число топлива, продолжительность впрыскивания топлива, степень сжатия, давление и температура наддувочного воздуха, диаметр цилиндра, диаметры и количество распиливающих отверстий форсунки, плотность ОГ и др.) на дымность ОГ. Однако она не учитывает влияние износа ЦПГ, который носит необратимый характер и во многом предопределяет дымность ОГ дизеля.
Исходя из этого, в ходе теоретического исследования было произведено уточнение данной математической модели. Оно заключается в том, что в уравнения были введены уточнения величины сс с учётом утечек рабочего тела. Моделирование утечек рабочего тела осуществлялось при кусочно-непрерывной аппроксимации процесса сжатия в пределах изменения объёма АУ по методике, разработанной на кафедре эксплуатации автомобильной техники Военной академии тыла и транспорта (ВАТТ) при моделировании рабочего процесса с учётом утечек рабочего тела. По полученному на каждом шаге расчёта повышению давления в цилиндре определяется утечка рабочего тела. По окончании вычислений на /-том шаге определяется сумма утечек рабочего тела в процессе сжатия и рассчитывается уточнённое значение а для моделирования сажеобразования. Уменьшение СС учитывалось при расчёте массовой доли углерода, образовавшего сажу а„, % по объёму. Получена результирующая формула для определения сажесодержания в ОГ, г/м3: .
1000 :с(С)ат(а)-Ст-рог
Д--
1000-с(С)-а (а)-р к ' тп ^ ог
{от+сву
а/0+1
(1)
где: рое - плотность ОГ на выпуске, кг/м3; с (С) - массовая доля углерода в топливе, % по массе; 10 - теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания I кг топлива, кг; йд — часовой расход воздуха, кг/ч; СГ— часовой расход топлива, кг/ч; ОС — коэффициент избытка воздуха.
Расчет расхода воздуха С?, кг, производится по формуле
<ЛЗ =
со
2к к-1
М
Я
Т>I
■<1д>,
(2)
где: со —угловая скорость вращения коленчатого вала, рад/с; К — универсальная газовая постоянная, Дж/(моль-К); М - молярная масса, кг/моль; ///— эффективное проходное сечение в уплотнении, м2; к — показатель адиабаты; {— шаг расчёта; <р — угол поворота коленчатого вала двигателя, рад; Р, — текущее значение давления в цилиндре, МПа; Т, - текущее значение температуры в цилиндре, К; Р —"давление в объёме, в который происходит истечение, МПа.
Согласно техническим условиям, для дизеля КамАЗ-740 предельным является состояние ЦПГ, при котором давление конца сжатия рс составляет менее 3,0 МПа. При рс =3,0 МПа величина эффективного проходного сечения /л/, характеризующая утечки рабочего тела из цилиндров дизеля вследствие износа ЦПГ, рассчитанная при использовании математической модели, предложенной ВАТТ, составляет более 3,75 мм2. Прове-' дСнное расчётно-теоретическое исследование показало, что вследствие
увеличения величины эффективного проходного сечения от 0,75 мм2 (исправная ЦПГ) до 3,75 мм выход сажи с ОГ возрастает на режимах нагрузочной характеристики более чем в 2 раза (рис.1).
Уточнение математиче-
^0,3
•без учёте упвчвкрабочего ггвла
. ¿¡/=0,75 ЖМ2 75 мм2 [1/=3,75 мм2
ской модели позволило установить, что сажесодержание в О Г дизеля, имеющего износ ЦПГ менее предельного, определённого нормативно-технической документацией, и возникающего после наработки автомобиля, согласно данным ВАТТ, 60-80 тыс. км (¡и/-1,75 мм ), значительно, на 15% превосходит сажесодержание, которое ограничено требованиями стандартов. Это обстоятельство требует разработки мероприятий по обеспечению допустимого уровня
Влияние утечек рабочего тела из цилиндров на дымность ОГ дизеля на режимах нагрузочной характеристики
дымности в условиях эксплуатации. Анализ теоретических циклов показал, что при увеличении величины износа ЦПГ увеличивается доля количества теплоты, подведённая при постоянном давлении. . Поэтому для увеличения количества теплоты, подводимого при постоянном объёме, необходимо изменять значения регулировочных параметров ТА в зависимости от величины износа ЦПГ.
Глава 3. Методика и результаты экспериментальных исследований
3.1 Методика экспериментальных исследований
Основной тенденцией в проектировании ССТ ОГ является создание многоступенчатых КН. В ходе исследования была выявлена основная причина малого срока службы КН - конструкция нейтрализатора не обеспечивает каталитическому блоку - наиболее дорогостоящему и уязвимому элементу - требуемые условия работы. В потоке газов постоянно находится всё количество катализатора. Между тем, количество ОГ на различных режимах отличается в десятки раз, что требует различного количества катализатора для их нейтрализации. Это существенно сказывается на сроке службы КН, особенно если учесть данные о том, на каких режимах чаще работает двигатель автомобиля. Так, на режиме холостого хода и переходных режимах - в среднем 45% от общего времени работы, на режимах средних нагрузок -35% от общего времени, и лишь 30% от общего времени двигатель работает на режиме полных нагрузок.
Как известно, неоднозначно взаимодействуют соединения различных
веществ, содержащихся в ОГ, с активным компонентом и материалом носителя катализатора:
1) На катализаторах фиксируется лишь небольшое количество (0,10,5% по массе) серы, которое относительно простым способом - термической обработкой, может быть снижено. Сера концентрируется в поверхностной зоне катализатора и заметного влияния на активность катализаторов из благородных металлов не оказывает.'
2) Существенное снижение эффективности катализа наблюдается из-за блокирования массопередачи отложениями смол и сажи.
Поэтому при проектировании ССТ ОГ для дизеля определяющим для прогнозирования ресурса системы является уровень дымности ОГ (принимая также во внимание простоту контроля уровня дымности ОГ в условиях эксплуатации в соответствии с ГОСТ21393-75).
Не используется эффект саморегенерации, реализованный лишь в некоторых опытных конструкциях при техническом обслуживании (во время стоянки автомобиля дизель работает на номинальной частоте вращения коленчатого вала, при этом ОГ обтекают каталитический нейтрализатор, разогревая его). Исследователями фирмы Toyota установлено: в ОГ содержится количество кислорода, достаточное для проведения регенерации (с помощью электронагревательного элемента) непосредственно в системе выпуска ОГ; необходимо лишь обеспечить сообщение торца регенерируемого блока с ОГ (без пропускания ОГ через фильтр). Дополнительная же воздухоподача приводит к оплавлению и последующему разрушению пористой структуры, повышает пожароопасность автомобиля.
На основании изученного зарубежного и отечественного опыта автором была разработана концепция построения ССТ на основе КН ОГ:
Во-первых, дымность ОГ дизеля в течение всего срока его службы не должна превышать уровень, ограниченный требованиями государственного стандарта. Необходимо проводить дополнительную регулировку ТА в зависимости от степени износа ЦПГ дизеля.
Во-вторых, в потоке должно быть столько катализатора, сколько необходимо для нейтрализации ОГ.
В-третьих, реакторы должны располагаться параллельно в потоке газов и разделены между собой газонепроницаемыми перегородками.
В-четвёртых, один из реакторов должен быть постоянно изолирован от проникновения ОГ - это обеспечит его регенерацию под воздействием высокой температуры.
Тогда возможно' обеспечить автоматическую циклическую работу каждого реактора в следующей последовательности (по мере падения каталитической активности):
-работа на всех режимах;
-работа на режимах от средних до полных нагрузок;
-работа только на режимах полных нагрузок.
После этого производится термическая регенерация реактора и цикл повторяется.
При построении ССТ возможно применение различных технических-решений как по распределению потока ОГ, так и по компоновке каталитических блоков (рис.2).
J -...,. — I. —Ti
Ш)
а)
б)
Рис.2 Схема организации цикла (а) и различные конструктивные схемы (б)
1- распределитель потока газов; 2 - реактор в режиме нейтрализации; 3- реактор в режиме регенерации.
Реализация концепции нашла своё отражение в конструкции {Пат. 2248455 РФ), параметры которой были получены в результате расчётов, проведённых для дизеля КамАЗ-740. Такая компоновка каталитических блоков обеспечивает качественную очистку ОГ на всех режимах работы дизеля, а также эффективную циклическую термическую регенерацию катализатора. На рис.3, (а) показан продольный разрез нейтрализатора, на рис.3, (б) • разрез нейтрализатора по А-А, на рис.3, (в) - разрез нейтрализатора по Б-Б, на рис.3, (г) - разрез нейтрализатора по В-В. ССТ работает следующим образом. При работе двигателя на режиме холостого хода ОГ через впускной патрубок 2 поступают в корпус нейтрализатора 1 и через сектор холостого хода 18 распределителя 4, не отклоняя заслонку расхода газов 7 от исходного положения, проходят расположенный за ним реактор 8, очищаются и через выпускной патрубок 3 выходят из нейтрализатора. При работе двигателя на режиме частичных нагрузок, т.е. при увеличении расхода ОГ, возрастает давление в полости 5 распределителя 4 и газы отклоняют заслонку 7 на некоторый угол, увеличивая сектор прохождения каталитического слоя. При работе двигателя на режимах средних и полных нагрузок, т.е. при дальнейшем увеличении расхода ОГ, продолжает возрастать давление в полости 5 и газы отклоняют заслонку 7 на больший угол, еще увеличивая сектор прохождения каталитического слоя. Таким образом, в зависимости от расхода ОГ регулировочная заслонка 7 постепенно вводит в работу реакторы 9,10,11,12 и 13. При уменьшении расхода ОГ заслонка 7 под действием пружины 24, уменьшая сектор прохождения каталитического слоя, вернется в исходное положение, упираясь в технологический выступ 22 на внутренней поверхности распределителя 4. При ухудше-
нии состояния катализаторов 8,9,10,11,12 и 13 давление ОГ в полости 5 возрастает быстрее и,когда оно достигнет предельного значения, лопатки 25 и 26 под воздействием потока газов превысят суммарное сопротивление проворота распределителя 4 и пружины фиксатора 17, распределитель 4 провернется против хода часовой стрелки на угол сектора холостого хода и начнется регенерация катализатора реактора 13, обладающего наименьшей каталитической активностью. Проворот на угод сектора холостого хода обеспечивается фиксатором 17, в результате чего изменяется порядок работы реакторов 8,9,10,11,12,13,14 и 15, что обеспечивает равномерное использование всех катализаторов. При дальнейшем увеличении давления отработавших газов в полости 5 при ухудшении состояния катализаторов 8,9,10,11,12 и 15, распределитель 4 будет проворачиваться до следующего фиксированного положения, т.е. будет изменяться по- " рядок работы реакторов. При этом регенерации подвержены всегда два реактора с катализаторами, расположенные за регенерационным сектором 19. Процесс изменения порядка работы реакторов будет происходить постоянно в одной последовательности.
Рис.3 Система снижения токсичности 1 - корпус; 2 - впускной патрубок; 3 - выпускной патрубок; 4 - распределитель; 5 -полость распределителя; 6 - шарики; 7 - регулировочная заслонка; 8, 9,10,11,12,13,14, 15 - реакторы с катализаторами; 16 - ось; 17 - фиксатор; 18 - сектор холостого хода; 19 - регенерационный сектор; 20, 21 - внутренние перегородки; 22 - технологический выступ; 23 - выемки; 24 - пружина; .25,26 - лопатки.
После разработки и изготовления ССТ стало возможным проведение экспериментальных ■ исследований, включающих в себя несколько этапов (рис.4). .
3.2 Результаты экспериментальных исследований
3.2.1 Результаты экспериментальных исследований по стабилизации уровня дымности отработавших газов дизеля
На первом этапе экспериментальных исследований были исследованы однофакторные зависимости показателей работы дизеля (эффективной мощности ^ и удельного расхода топлива ge), а также дымности О ОГ от
в)
эксплуатационных факторов (давления начала подъёма иглы форсунки Рр давления конца сжатия рс,, угла опережения впрыскивания топлива ввпр).
Экспериментальные исследования
Стабилизация уровня .дымности ОГ
Совершенствование конструктивно-технологической схемы ССТ .
С
с с
Однофакторный эксперимент
Многофакторный эксперимент
Определение рациональных значений регулировок ТА
> >
Определение влияния количества катализатора в потоке ОГ на качество очистки
Определение возможности проведения термической регенерации катализатора
Проведение термической регенерации с постоянной периодичностью
Автоматическое проведение термической регенерации
)
3 3
Рис.4. Схема экспериментальных исследований
Анализ проведённых экспериментов позволил установить следующее. Для дизеля КамАЗ-740 с новой ЦПГ значение компрессии составляет 3,8-4,0 МПа. Согласно "Инструкции по эксплуатации", предельным является состояние ЦПГ, при котором значение рс составляет 3,0 МПа (снижение на 25%). Однако уже при снижении рс до 3,6 МПа (на 10%) значительно возрастает дымность ОГ (с 34% до 54%). Анализ полученной зависимости £> ОГ от величины износа ЦПГ позволил установить, что математическая модель сажеобразования описывает реальный процесс адекватно с доверительной вероятностью 0,9. Проведённые эксперименты показали, что значительное влияние на основные показатели работы дизеля (ЛГ, и ge) и дымность ОГ оказывает изменение значений регулировочных параметров ТА (Рр и 0„„р), что позволяет определить уровни варьирования факторами для проведения последующего полного факторного эксперимента. После этого был проведён полный факторный эксперимент по плану Бокса-Уилсона по исследованию комплексного влияния рр рс, 0тр на Ие, ge, О ОГ. В итоге по анализу полученных уравнений регрессии были определены области максимума минимума и £) ОГ для каждой степени износа ЦПГ дизеля.
Это позволило провести определение регулировочных параметров ТА, обеспечивающих допустимый уровень дымности ОГ в условиях эксплуатации. Для этого на первом этапе в соответствии с ГОСТ 14846-81 снимались регулировочные характеристики по углу опережения впрыскивания топлива при различном давлении начала подъёма иглы форсунки для различных степеней износа ЦПГ, анализ которых позволил определить значения Рр и ввпр, при которых достигается максимальная эффективная мощность для каждой степени износа ЦПГ. Пример таких характеристик приведён на рис. 5. Следующим этапом было снижение величины номинальной цикловой подачи топлива (рис. 6), определяемое на режимах полных нагрузок (п-2600
мин'1) и максимального крутящего момента (п=1б00мин') до значительного снижения дымности ОГ и момента начала падения эффективной мощности дизеля, что и означает увеличение коэффициента избытка воздуха СС до нормального значения, при котором обеспечивается полнота сгорания и наименьшая при данной эффективной мощности дымность ОГ. По изложенной, методике экспериментально были определены значения регулировочных параметров ТА для автотракторных дизелей, наряду с КамАЗ-740 составляющих основу силовых установок машинно-тракторного парка: ЯМЗ-
238, Д-243 и Д-120. Проведение дополнительной регулировки обеспечивает ограничение дымности ОГ на уровне, регламентированном требованиями государственных стандартов при снижении негативного влияния износа ЦПГ на эффективную мощность дизеля. Анализ результатов проведения регулировки показал, что у дизеля, имеющего износ ЦПГ, дымность ОГ уменьшается в среднем на 38-40%, при этом снижается негативное влияние износа ЦПГ на показатели работы дизеля: эффективная мощность возрастает, а удельный расход топлива снижается на 2,5-3% (рис.7).
1 2
3
4
- Р/о=-19,5 МПа;
■ Р/о-21,5 МПа;
■ Р/о=23,5 МПа; •Р/о=25,5 МПа;
•Р/о-20,5 МПа; - Р/о-22,5 МПа; -Р/о~24,5 МПа;
Рис. 5. Регулировочные характеристики по углу опережения впрыскивания топлива при изменении давления начала подъёма иглы форсунки (дизель КамаЗ-740, рс=3,2-3,3 МПа, Р,**100%, п" 1600 мин'')
К, 98
кВт 96 -
94 -
92
90 -
88 -1
и.
60 63 66 69 72 75
дч, мм3/цикл Чч. мм3/цикл
а) б)
Рис. 6. Влияние величины номинальной цикловой подачи: (а) на эффективную мощность и (б) на дымность ОГ дизеля (дизель КамаЗ-740, рс=3,2-3,3 МПа,Р,=100%, 1600 мин"')
кВт
3,2-3,3 '
3,2-3,3 3,4-3,5 3,6-3,7 3,2-3,3 3,4-3,5
Po МП а а) р0 МПа
| | без проведения дополнительной регулировки ТА ||||| после проведения дополнительной регулировки ТА
Рис. 7. Влияние дополнительной регулировки ТА: (а) на эффективную мощность и (б) на дымность ОГ дизеля (дизель КамАЗ-740, Р,=100%, п~ 2600 мин'') -
Номограмма для определения значений регулировочных параметров представлена на рис. 8 (Пат. 2167329 РФ). Дополнительная регулировка ТА ведёт к некоторому увеличению выбросов NOx сОГ.
Однако,
во-первых, её проведение является необходимым для получения возможности использования КН в ССТ ОГ отечественных дизелей. Без внедрения ССТ невозможно обеспечить требуемый уровень экологической безопасности дизелей, особенно если принять во внимание динамику ужесточения международных экологических стандартов и опыт зарубежных двигате-лестроителей. Во-вторых, исследованиями отечественных учёных H.H. Семёнова, Я.Б.Зельдовича, Д.А. Франк-Каменецкого установлено, что окисление азота в камере сгорания имеет сугубо термическую природу, и, по данным ГосНИТИ, с наработкой индикаторный КПД, а, следовательно, и выход NOx снижаются. Не случайно, контроль NOx в условиях эксплуатации государственными стандартами не предусмотрен. Полученные регулировочные
д^мм'/цикп
24
22
20 ,,
i9«.„ "п.к.е.
Рис.8. Схема для определения регулировочных параметров ТА дизеля КамАЗ-740
параметры позволили разработать методику проведения дополнительной эксплуатационной регулировки ТА.
3.2.2 Результаты экспериментальных исследований характеристик системы снижения токсичности
Установлено, что внесение в поток ОГ на различных режимах работы дизеля дозированного объёма катализатора, рассчитанного по методике Алт ГТУ позволяет эффективно снижать токсичность ОГ. Качество очистки ухудшается не более 2,5-3%. Получены зависимости эффективности снижения концентраций основных нормируемых компонентов и уровня дымности ОГ от объёма катализатора, вносимого в поток газов. Это позволило скорректировать значения объёма катализатора, необходимого для нейтрализации ОГ на характерных режимах работы дизеля, существенно различающихся по значениям показателей работы и концентрациям нормируемых токсичных компонентов в составе ОГ: 1 режим - холостого хода; 2 режим -максимального крутящего момента; 3 режим - полной мощности.
В ходе исследования возможности проведения термической регенерации катализатора непосредственно в системе выпуска ОГ автомобиля получены зависимости величины противодавления выпуску ОГ и каталитической активности от продолжительности проведения термической регенерации. Исходя из того, что противодавление выпуску ОГ после проведения термической регенерации всегда выше, чем у нового каталитического блока, можно сделать вывод о невозможности полного выжигания продуктов сгорания. Определена зависимость каталитической активности от числа проведённых циклов термической регенерации. Установлено, что активность катализатора может быть восстановлена более чем на 50%, допустимо проведение 7 циклов регенерации.
В результате испытания ССТ ОГ с постоянной периодичностью проведения термической регенерации установлено, что дозированное помещение в поток ОГ катализатора, циклическая работа каталитических блоков и применение термической регенерации обеспечивают: при нормальных условиях эксплуатации работу ССТ в течение 350000 км пробега автомобиля; при крайне неблагоприятных условиях эксплуатации (повышенная дым-ность ОГ) — 250000 км пробега автомобиля; при наиболее благоприятных условиях эксплуатации (проведение дополнительной регулировки ТА и использование дизельного' топлива с пониженным содержанием серы) до 400000 км пробега автомобиля. Дымность ОГ на режиме свободного ускорения коленчатого вала составляла, соответственно, 38..40%; 50..54%; 30..32%. Получены зависимости роста противодавления гР, Па /км и относительного снижения каталитической активности г К, %/км от пробега /,км и уровня дымности ОГ Д %, которые были в последующем использованы при математическом моделировании работы ССТ с автоматическим проведением термической регенерации. Эти показатели существенно растут с пробегом автомобиля (рис. 9).
гР, Па/км 0,014
гК. %/км 0,0006
I, *10 км
40 50
Д %
б)
Рис.9 Влияние пробега автомобиля Ь, км и уровня дымности ОГ дизеля Д %: (а) на относительный рост противодавления хР, Па/км; (б) на относительное снижение каталитической активности гК, %/км.
Таким образом, были получены все необходимые данные и зависимости для составления математической модели. Для создания и проведения испытаний ССТ с автоматическим проведением термической регенерации необходимо определить значения регулировочного параметра (критического давления Р„ при котором осуществляется поворот распределителя потока ОГ, Па). С этой целью на следующем этапе исследований была составлена математическая модель работы ССТ с автоматическим проведением термической регенерации.
Глава 4. Математическое моделирование работы системы снижения токсичности отработавших газов
Для изучения процессов, происходящих в нейтрализаторе и разработки эффективной системы нейтрализации ОГ разработана математическая модель работы нейтрализатора, учитывающая следующие основные процессы:
1. При работе дизеля на каталитическом слое нейтрализатора оседает содержащаяся в ОГ сажа и другие вещества.
2. По мере увеличения слоя осевшей сажи уменьшается сечение проходных каналов нейтрализатора и растет его гидравлическое сопротивление.
3. Вместе с процессом оседания сажи присутствует процесс ее выгорания при наличии в ОГ кислорода.
4. При высокой скорости выгорания сажи наблюдается перегрев каталитического слоя и, как следствие, разрушение нейтрализатора.
В зависимости от того, какой процесс протекает быстрее, 1 или 3, количество сажи на поверхности катализатора увеличивается или снижается. Управление процессами позволяет повысить эффективность работы нейтрализатора и его ресурс.
Процесс оседания сажи в канале каталитического блока был рассмотрен с использованием математической модели, разработанной совместно специалистами Сибирской аэрокосмической академии и СГТУ (г. Красноярск). Гидравлическое сопротивление, создаваемое каталитическим блоком, рассчитывалось с учётом законов газовой динамики. Количество сажи, осаждаемое в канале, рассчитывалось на основании гидравлического сопротивления канала. Расчёт теплового эффекта в результате выгорания сажи проводился на основании законов химической термодинамики; рассчитаны требуемый объем ОГ для доставки кислорода в каталитический блок и необходимое время для сжигания сажи. Показана необходимость ограничения количества кислорода, поступающего с ОГ дизеля в каталитический блок при его термической регенерации во избежание перегрева и преждевременного выхода из строя каталитического блока.
Ресурс работы КН определяется, прежде всего, составом и температурой ОГ, которые зависят от технического состояния двигателя и преобладающих режимов движения транспортного средства. Необходимо учитывать условия работы нейтрализатора для своевременного выполнения работ по ТО.
• Обобщая результаты исследования, для гР, Па/км, получено уравнение регрессии:
гР = 0,01597 +0,03708■ в впр+0,05402- р с+0,04202- р/о- (3) 28,4261-10~9-Ь-0,0584- О тр -р с-0,0387- в впр р/о -0,0602- р с ■ рр +0,05023- в „„р-р с-Р/о + 67,865-КГ9- в тр Ь+ 98,8624-1СГ9- р с -Ь+ 76,8947-Ш9- р/о ■ 1^10,6967-10в тр р с ■1,-70,83441(Г9■ в ,пр • р/о ■ 1-11,023-10р с'Р/о ■£+ 91,9241(Г9- в ,прр ср /а-Д
для гК, %/км, получено уравнение регрессии:
гК=-0,00104435+ 0,002207344-9 ^ + 0,00321555-р с + 0,002501046-рр+2,76-1СГ10-Ь-0,0034791565-в .„р-рс- ^
0,002303925- О ,„р - р То -0,0035853■ р с- рГо + 0,002989875- в ьпр • р с ■ р/о +5,19375-10"'°- в ,пр -1+7,566-КГ'0- р с ■Ь+5,88481(Г'0- р/о -Ь-8,18625-КГ10- в тр рс -Ь-5,421-1 а'"- в вкр ■ рр -Ь-8,436-Шт- рс р/о -Ь+7,035-Ш'°- в епр'Р с'р /о -Ь.
в___=-
впр
(5)
вПр- вепр.тУ-
где:
в
впр ■
ции, п.к.в.]
угол опережения впрыскивания топлива в условиях эксплуата-
е,
' впр.т.у. - угол опережения впрыскивания топлива, руководству по эксплуатации,0 п. к.в.
согласно
Л. =
= с
Рю-
(6)
где: рс — давление конца сжатия в условиях эксплуатации, МПа; рс.т.у. — давление конца сжатия, соответствующее новой ЦПГ, МПа.
... Р> '- , (7)
р/0т.у.
где: р/0 - давление начала подъёма иглы форсунки в условиях эксплуатации, МПа; рр.т.у. - давление начала подъёма иглы форсунки, согласно руководству по эксплуатации, МПа; Ь — пробег автомобиля, км.
В качестве косвенного признака каталитической активности К, % предлагается оценивать его гидравлическое сопротивление Р, Па (рис. 10).
При проектировании ССТ наиболее сложным является определение регулировочных параметров системы. ССТ настраивается на величину противодавления выпуску ОГ Рс, Па, при котором обеспечивается поворот распределителя потока газов, причём перерегулировка должна осуществляться с периодичностью не менее 50000 км пробега автомобиля, а поворот распределителя для проведения термической регенерации — с периодичностью не менее 3000 км пробега автомобиля.
Первоначально противодавление выпуску ОГ в полости перед распределителем на режиме номинальной мощности составляет Ра Па. Этому техническому состоянию соответствует каталитическая активность К0,%.
При ухудшении состояния катализатора давление ОГ в полости перед распределителем возрастает, а каталитическая активность снижается, причём относительный рост противодавления гРа Па/км, и относительное снижение каталитической активности гКо, %/км, определены в ходе экспериментальных исследований, и по достижении критического значения Рс ,Па, распределитель повернется на угол сектора холостого хода.
К % 100 90 80 70 60 50
•
» ~ *
а
6400
5400 5600 - 5800 6000 6200
Рис.10 Взаимосвязь каталитиче'ской активности ОГ с противодавлением выпуску ОГ
Выход из зоны регенерации каталитических реакторов приводит к падению противодавления выпуску ОГ в полости перед распределителем на величину ¿P, Па, и, соответственно, к росту каталитической активности на величину SK, %, значения которых также были определены в ходе экспериментальных исследований.
Таким образом, работа ССТ характеризуется 2 показателями:
Г) противодавлением выпуску ОГ Р, Па;
2) каталитической активностью К, %.
Так как показатели работы ССТ имеют сложные функциональные зависимости, то математическое моделирование проводилось как в локальных масштабах пробега до перерегулировки ССТ I (км), так и в масштабах пробега автомобиля, соответствующего сроку службы ССТ L (км).
Представим величину противодавления выпуску ОГ в виде:
P(L)=f( zP(L), SP(i)), (8)
где: i- номер точки поворота распределителя ОГ; гР- относительный рост противодавления, Па/км.
Для ССТ, в которой предусмотрена автоматическая регенерация катализатора, величину каталитической активности можно представить в виде:
K(L)=g(P(L), zK(L), дК(»). (9)
где: zK - относительное снижение каталитической активности, %/км.
Введём 6 — функцию:
oJ°'X<°> (10)
|1,jcS:0.
Противодавление выпуску ОГ представим последовательностью P¡(1) на каждом шаге работы ССТ.
Противодавление выпуску ОГ, Па, которое создаётся до первого поворота распределителя, определяется выражением:
Pe(/) = P0+zPe-(/-/«о). (П)
где: 1с0 — начало отсчёта пробега автомобиля, км.
Каталитическая активность, %, которой обладает КН до первого поворота распределителя потока ОГ, вычисляется по формуле:
Ka(O = K0-zK (1-1 ). (12)
0 с0
Определим пробег автомобиля до первого поворота распределителя:
i . (13)
el zP со
Величина противодавления выпуску ОГ на участке после первого и до второго поворота распределителя вычисляется по формуле:
Р1(1У=Рс-ЗР0+гРх.(1-1с1У (14)
Пусть ¡=1,.„Ж Тогда до /-го поворота распределителя выполняются следующие рекуррентные соотношения:
для пробега автомобиля:
,.=/ 05)
а ф -1) 2р.
1-1
для противодавления выпуску ОГ:
Р.(/) = Р. _ 1 (/) + в{Р. _хц)-Рс).[Рс-5Р._х+ 2Р. ■ {1 - 1с.) -Р._ 1 (/)], (16)
для каталитической активности:
К.(/) = К.(/) + 9(1- 1с.)•[Кг2К. • (/- 1с.)-К._1(!)]. (17)
Величина каталитической активности в результате /-го поворота распределителя, %, вычисляется по формуле:
К.=К. ,-гК. .-(1.-1,. 1Ч) + Ж", ,, (18)
I 1 — 1 1-1 у а с(1-1) /— 1
где: 2К,.}- относительное снижение каталитической активности на 1-1 - ом шаге, % / км; ёК/ ^ — увеличение каталитической активности после поворота распределителя на 1-1 — ом шаге, %.
Тогда результирующие функции Рц(1) и Кы(1) отображают изменение показателей работы ССТ в результате всех поворотов распределителя на протяжении пробега автомобиля /, км (рис. 11).
В результате математического моделирования получены расчётные значения показателей работы ССТ в нормальных, неблагоприятных, благоприятных условиях эксплуатации, определены значения регулировочных параметров ССТ для различных условий эксплуатации (рис.12). По результатам математического моделирования прогнозируется срок службы ССТ: для нормальных условий эксплуатации в течение 350000 км пробега автомобиля; для неблагоприятных условий эксплуатации - 250000 км пробега автомобиля; для благоприятных условий эксплуатации - 400000 км пробега автомобиля.
Таким образом, становится возможным определить показатели работы ССТ в зависимости как от уровня дымности ОГ, определяемого конструктивными параметрами двигателя, так и прогнозировать влияние, оказываемое на показатели работы ССТ повышенной дымности ОГ под воздействием эксплуатационных факторов (нарушения регулировок, износы в сопряжениях и т.д.). Полученные значения регулировочных параметров ССТ для различных условий эксплуатации позволили провести испытания разработанной ССТ (рис.13), в ходе которых выявлено, что математическая модель работы ССТ описывает реальные процессы адекватно с доверительной вероятностью 0,9, а срок службы ССТ в различных условиях эксплуатации
соответствует расчётным значениям. Оснащение дизеля КамАЗ-740 разработанной ССТ позволяет достичь следующих значений экологических показателей (измерения по ОСТ37.001.234-81):
-удельный выброс окиси углерода 3,25 г/кВт-ч (снижение на 64%); -удельный выброс углеводородов 0,43 г/кВтч (снижение на 73%); -удельный выброс, окислов азота 7,67 г/кВтч (снижение на 25%), т.е. ССТ является двухкомпонентной. На основании полученных результатов можно сделать вывод о целесообразности использования разработанной ССТ для очистки ОГ от окиси углерода и углеводородов в составе комбинированной многоступенчатой ССТ.
Рис.11 Результаты математического моделирования работы ССТ для пробега автомобиля от начала эксплуатации до значения 100000 км: (а) противодавление выпуску ОГ, Па; (б) каталитическая активность, %.
I, км а) 1,км б)
Рис. 12 Результаты математического моделирования работы ССТ в различных условиях эксплуатации: (а) противодавление выпуску ОГ, Па; (б) каталитическая активность, %•, 1 - неблагоприятные; 2 - нормальные; 3 - наиболее благоприятные условия эксплуатации.
Глава 5. Научно-технические и экономические обоснования результатов исследований
Проведённые теоретические и экспериментальные исследования позволили разработать методику проведения дополнительной регулировки ТА и прибор (табл.1) для установления необходимости проведения регулировок и определения значений регулировочных параметров ТА (Пат. 2167401 РФ). Прибор состоит из высокоточного малогабаритного датчика давления, устанавливаемого на место манометра дизельного компрессометра, и приборного блока (рис.14).
Таблица 1 - Технические характеристики прибора
№ п/п Технические характеристики прибора Значение
1 Диапазон измерения давления конца сжатия, МПа 0-4,0
2 Погрешность измерения, % ¡<0
3 Номинальная цена деления единицы шкалы, МПа 0,1
4 Напряжение источника питания: переменное, В / постоянное бортовой сети, В 220/24
5 Потребляемая мощность от источника питания, В А, не более 1,0
6 Масса основных составных частей, кг, не более: приборный блок / блок датчика 3/0,5
7 Габаритные размеры, мм, не более: - приборный блок - блок датчика 40Ш1Ш80 200x50
Рис. 13. Система снижения токсичности 1-корпус; 2-регулировочное устройство; 3-впускной патрубок; 4-полость перед распределителем потока газов; 5— распределитель потока газов; 6-выпускной патрубок; 7-каталитический реактор.
Рис.14. Прибор для установления необходимости проведения регулировок и определения значений регулировочных параметров ТА
Питание прибора осуществляется как от сети переменного тока 220В, так и от бортовой сети автомобиля (трактора) 24В. Прибор полностью выполнен на отечественной элементной базе и позволяет определять значения дополнительной регулировки топливной аппаратуры дизелей КамАЗ-740, ЯМЗ-238, Д-243 и Д-120. Разработка прибора для нескольких моделей дизелей обусловлена разномарочностью парка отечественной автотракторной техники, в итоге срок окупаемости прибора сокращается. Проведение дополнительной регулировки требуется 2-3 раза за весь период эксплуатации и совмещается с проведением работ по техническому обслуживанию дизеля.
Инструкцией по эксплуатации предписано снимать с двигателя форсунки ежегодно при сезонном обслуживании, а топливный насос высокого давления — 1 раз в 2 года для проверки и регулировки на стенде. Для снижения трудоёмкости проведения дополнительной регулировки целесообразно совмещать её с проведением данных операций. В этом случае ко всем операциям, предусмотренным инструкцией по эксплуатации, добавляется только измерение давления конца сжатия в цилиндрах дизеля.
Технико-экономическая оценка полученных результатов показывает, что время движения шасси при использовании на колесном шасси дизеля ТА с проведенными дополнительными регулировками на 4..8%~ меньше, чем при использовании стандартных регулировок ТА. Использование предлагаемых мероприятий в определенной степени позволит за счет увеличения средних скоростей движения сократить время выполнения задач, связанных с транспортными операциями.
Срок окупаемости прибора за счёт снижения эксплуатационного расхода топлива составляет 1 год. Разработанные рекомендации позволят наиболее эффективно его использовать. Эффект от уменьшения загрязнения окружающей среды окупит затраты на оснащение дизелей ССТ в течение 5 лет. Сравнительный анализ позволяет сделать вывод о том, что затраты на оснащение дизеля традиционным КН со сроком службы, не превышающим 160000 км пробега автомобиля, в 1,8 раза выше, чем затраты на оснащение дизеля разработанной ССТ.
Выводы и основные результаты работы
1. С учётом анализа недостатков современных конструкций каталитических нейтрализаторов отработавших газов, применяемых в мировом автомобилестроении, факторов, оказывающих влияние на каталитическую активность катализатора, в ходе исследования разработана новая концепция построения систем снижения токсичности на основе каталитических нейтрализаторов отработавших газов с автоматическим распределением потока газов. Каждый реактор с катализатором предложено использовать циклически, каталитическая активность косвенно оценивается по гидравлическому сопротивлению, введена обратная связь между состоянием катализатора и моментами изменения порядка работы реакторов. Концепция реализована в конструкции системы снижения токсичности (Пат. 2248455 РФ).
2. Установленные в ходе экспериментальных исследований зависимости: 1) эффективности снижения концентраций нормируемых токсичных компонентов и дымности отработавших газов от объёма катализатора для различных режимов работы дизеля; 2) каталитической активности и противодавления выпуску отработавших газов, создаваемого каталитическим нейтрализатором, от продолжительности проведения термической регенерации катализатора; 3) каталитической активности от числа проведённых циклов регенерации каталитического блока позволили от разработки концепции перейти к составлению математической модели работы системы снижения токсичности. ■ '
3. В результате теоретических исследований составлена математическая модель работы системы снижения токсичности на основе каталитического нейтрализатора отработавших газов с автоматическим распределительным устройством потока газов. Это позволило получить значения регулировочных параметров системы и прогнозировать качественную очистку отработавших газов, что значительно сократило объём экспериментальных исследований.
4. Анализ полученных результатов математического моделирования сажеобразования с учётом утечек рабочего тела из цилиндров дизеля вследствие износа цилиндропоршневой группы позволил установить следующее: сажесодержание в отработавших газах дизеля КамАЗ-740, имеющего износ цилиндропоршневой группы менее предельного, определённого нормативно-технической документацией, и который возникает после наработки автомобиля 60-80 тыс. км, значительно, на 15% превосходит сажесодержание, которое ограничено требованиями ГОСТ 17.2.2.01 — 84. Это потребовало разработки специальных мероприятий по обеспечению допустимого уровня дымности отработавших газов.
5. В результате экспериментальных исследований разработан способ повышения эффективности работы дизеля (Пат. 2167329 РФ). Проведение предлагаемой эксплуатационной регулировки топливной аппаратуры (давления начала подъёма иглы форсунки, угла опережения впрыскивания топлива, номинальной цикловой подачи топлива) приводит к некоторой компенсации значений показателей работы дизеля, имеющего износ цилиндропоршневой группы (увеличению эффективной мощности и уменьшению удельного расхода топлива в среднем на 2,5-3%), снижению дымности отработавших газов на 38-40% на различных режимах работы дизеля.
На основании проведённых исследований определены значения регулировочных параметров топливной аппаратуры для автотракторных дизелей, составляющих основу силовых установок машинно-тракторного парка: КамАЗ-740, ЯМЗ-238, Д-243 иД-120. Проведение дополнительной эксплуатационной регулировки обеспечивает ограничение дымности отработавших газов на уровне, регламентированном требованиями государственных стандартов при снижении негативного влияния износа цилиндропоршневой группы на эффективную мощность дизеля. Для установления необходимости проведения регулировок и определения значений регулировочных пара-
метров топливной аппаратуры разработан электронный прибор1 {Пат. 2167401 РФ). Разработка прибора для нескольких моделей дизелей обусловлена разномарочностью парка отечественной автотракторной техники, в итоге срок окупаемости прибора сокращается.
6. Анализ результатов экспериментальных исследования показал, что срок службы системы снижения токсичности отработавших газов при реализации предложенного метода снижения токсичности, заключающегося в комплексном воздействии на состав отработавших газов путём проведения дополнительной эксплуатационной регулировки топливной аппаратуры и их каталитической очистки составляет 400000 км пробега автомобиля. Без проведения дополнительной эксплуатационной регулировки срок службы системы снижения токсичности составляет 350000 км пробега автомобиля, в неблагоприятных условиях эксплуатации (повышенная дымность отработавших газов) — 250000 км пробега автомобиля. Оснащение дизеля КамАЗ-740 разработанной системой снижения токсичности позволяет снизить: на 64% удельный выброс окиси углерода, на 73% удельный выброс углеводородов, на 25% удельный выброс окислов азота, т.е. система снижения токсичности является двухкомпонентной. На основании полученных результатов можно сделать вывод о целесообразности использования разработанной системы для очистки отработавших газов от окиси углерода и углеводородов в составе комбинированной многоступенчатой системы снижения токсичности.
Основные положения диссертации опубликованы в 69 работах: Монографии
1. Медведев Ю.С. Износ цилиндропоршневой группы и дымность отработавших газов дизелей. Монография. — Краснодар: КВАИ, 2005. - 189 с. Издания, рекомендуемые ВАК РФ
2. Подчинок В.М., Усин В.В., Медведев Ю.С. Некоторые аспекты оценки экологической безопасности автомобильных дизелей // Экология и промышленность России: Ежемес. общественный науч.-техн. журнал — М., 1998.-№10.-С. 43-47.
3. Подчинок В.М. , Медведев Ю.С. Новый нейтрализатор отработавших газов // Автомобильная промышленность: Ежемес. производ.-техн. журн. - М.: Машиностроение, 2000. - №5. — С.20-21.
4. Медведев Ю.С., Подчинок В.М. Как снизить дымность отработавших газов дизелей // Экология и промышленность России: Ежемес. общественный науч.-техн. журнал - М., 2000. - №5. — С. 21-23.
5. Медведев Ю.С., Подчинок В.М. Каталитические нейтрализаторы отработавших газов// Экология и промышленность России: Ежемес. общественный науч.-техн. журнал — М., 2001. - №1. — С. 4-6.
6. Медведев Ю.С. Дизель и экология// Автомобильный транспорт -М.,2001.-№1.-С.37-38.
7. Медведев Ю.С., Подчинок В.М. Разработка современных конструкций каталитических нейтрализаторов отработавших газов// Двигателестрое-
ние: Межотраслевой науч.-техн. и произвол, журн. - Санкт-Петербург, 2001. -№2.-С.10-12.
8. Медведев Ю.С. «Экодизель-1»// Автомобильная промышленность: Ежемес. произвол.-техн. журн. — М.: Машиностроение, 2001. - №7,- С.23-24.
9. Подчинок В.М., Усин В.В., Медведев Ю.С. Улучшение экологических характеристик автомобильных дизелей// Автомобильная промышленность: Ежемес. производ.-техн. журн. — М.: Машиностроение, 2001. - №11.-С.38-39.
10. Медведев Ю.С. Каталитический нейтрализатор-автомат // Автомобильная промышленность: Ежемес. производ.-техн. журн. — М.: Машиностроение, 2002. - №4,-С. 19-20.
11. Медведев Ю.С. Каталитический нейтрализатор для автотракторного дизеля // Экология и промышленность России: Ежемес. общественный науч.-техн. журнал - М., 2002. - №7. - С. 15-16.
12. Медведев Ю.С. Новая методика снижения дымности отработавших газов автотракторных дизелей // Двигателестроение: Межотраслевой науч.-техн. и произвол, журн. — Санкт-Петербург, 2002. - №3.-С.35-36; №4. - С. 33-35. .. .
13. Медведев Ю.С. Новая концепция каталитического нейтрализатора отработавших газов// Автомобильная промышленность: Ежемес. производ.-техн. журн. - М.: Машиностроение, 2003. - №2,-С. 12-14.
14. Медведев Ю.С. Как продлить срок службы каталитических нейтрализаторов отработавших газов// Грузовое и пассажирское автохозяйство: Ежемес. производ.-техн. журн. — М.: Просвещение, 2003. - №2,- С.35-36.
15. Медведев Ю.С. Ограничение уровня дымности отработавших газов при эксплуатации// Достижения науки и техники АПК: Ежемес. теор. и на-уч.-практ. журн. - М., 2003. - №2. - С. 30 - 31.
16. Медведев Ю.С. Принципы работы каталитического нейтрализатора отработавших газов// Экология и промышленность России: Ежемес. общественный науч.-техн. журнал -М., 2003. - №4. - С. 11-12.
17. Медведев Ю.С. Улучшение работы каталитических нейтрализаторов отработавших газов// Транспорт. Наука, техника, управление: Сб. обзор, инф. - М.: ВИНИТИ, 2003. - №5. - С. 51-52. •
18. Медведев Ю.С. Оперативное снижение дымности дизеля // Тракторы и сельскохозяйственные машины: Ежемес. теор. и науч.-практ. журн. -М.: Машиностроение, 2003. - №7. - С. 8 - 9.
19. Медведев Ю.С. Математическое моделирование работы системы снижения токсичности// Экология и промышленность России: Ежемес. общественный науч.-техн. журнал - М., 2004. - №2. - С. 2-3.
20. Медведев Ю.С. Стабилизация дымности отработавших газов дизеля в условиях эксплуатации // Транспорт. Наука, техника, управление: Сб. обзор, инф. - М.: ВИНИТИ, 2004. - №1. - С. 26-29.
21.- Медведев Ю.С. Новый каталитический нейтрализатор отработавших газов // Тракторы и сельскохозяйственные машины: Ежемес. теор. и науч.-практ. журн. - М.: Машиностроение, 2004. - №1. — С. 15.
22. Медведев Ю.С. Проектирование современных каталитических нейтрализаторов отработавших газов // Достижения науки и техники АПК: Ежемес. теор. и науч.-практ. журн. - М., 2004. - №2. - С.24-26.
23. Медведев Ю.С. Новый взгляд на проектирование каталитических нейтрализаторов // Двигателестроение: Межотраслевой науч.-техн. и произвол. журн. - Санкт-Петербург, 2004. - №2.-С.23-24.
24. Медведев Ю.С. Применение методов математического моделирования при проектировании систем снижения токсичности И Транспорт. Наука, техника, управление: Сб. обзор, инф. - М.: ВИНИТИ, 2005. - №1. - С. 50-51.
25. Медведев Ю.С. Применение методов математического моделирования при проектировании систем снижения токсичности // Двигателестроение: Межотраслевой науч.-техн. и произвол, журн. - Санкт-Петербург, 2005. —-№ 1. — С. 31 — 32.
26. Копытов Г.Ф., Медведев Ю.С. Научно обоснованные технические разработки, обеспечивающие минимизацию антропогенного воздействия на живую природу отработавших газов автотракторных дизелей // Труды второй международной научно-технической конференции «Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов» / Известия Самарского научного центра РАН, 2005. - С. 134 -135.
27. Медведев Ю.С. Функционирование катализаторов в отработавших газах дизелей // Экология и промышленность России: Ежемес. общественный науч.-техн. журнал - М., 2005. - №12. - С. 32-33.
28. Копытов Г.Ф., Медведев Ю.С. Экологическая безопасность автотракторных двигателей // Экологический вестник научных центров ЧЭС. — Краснодар, 2006. - №1. - С. 12-19.
29. Медведев Ю.С. Исследование процесса термической регенерации катализатора утилизацией тепла отработавших газов // Транспорт. Наука, техника, управление: Сб. обзор, инф. - М.: ВИНИТИ, 2006. - №1. - С. 47-48.
30. Медведев Ю.С. Особенности функционирования катализаторов в потоке отработавших газов дизелей // Тракторы и сельскохозяйственные машины: Ежемес. теор. и науч.-практ. журн. - М.: Машиностроение, 2006. -№2. - С. 24-25.
Патенты РФ на изобретения
31. Каталитический нейтрализатор отработавших газов карбюраторного двигателя: Пат. 2138653 РФ, МКИ3 FOI N 3/28 / Медведев Ю.С., Подчинок В.М., Усин В.В.; Воен. автомоб. ин-т , г.Рязань. - 3аявл.-13.05.98; Опубл. 27.09.99. Бюл.№27.
32. Каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания: Пат. 2141041 РФ, МКИ FOI N 3/28 / Медведев Ю.С. Подчинок В.М., Усин В.В.; Воен. автомоб. ин-т, г.Рязань. — 3аявл.-13.05.98; Опубл. 10.11.99. Бюл.№31.
33. Каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания: Пат. 2166105 РФ, МКИ3 FOI N 3/28 / Медведев Ю.С., Подчинок В.М., Савченко В.А., Пузевич Н.Л., Заварзин А.Т.; Воен. автомоб. ин-т, г.Рязань. - Заявл.- 12.07.99; Опубл. 27.04.2001. Бюл.№12.
r i 34. Каталитический нейтралюатор отработавших газов двигателя внуг-реннего сгорания: ГТат.2166106 РФ, МКИ3 FOI N 3/28./Подчинок В.М., Савченко В. А., Нехаев Н. А., Подчинок Е. В.; Воен. автомоб. ин-т, г.Рязань. — Заявл.- 12.07.99; Опубл. 27.04.2001. Бюл.№>12.
35. Способ диагностики сопряжённых деталей: Пат. 2166743 РФ, МКИ3 G 01 L 23/22. / А.И.Горностаев, Живов С.Б., Пшеничкин Н.И., Медведев Ю.С.; Воен. автомоб. ин-т, г.Рязань. - Заявл.- 05.01.2000; Опубл. 10.05.2001. Бюл.№13.
36. Способ улучшения эффективности работы дизельного двигателя: Пат. 2167329 РФ, МКИ3 F 02 M 45/00, 65/00J Медведев Ю.С., Подчинок В.М., Савченко В. А., Нехаев Н. А., Подчинок Е. В., Живов С.Б.; Воен. автомоб. ин-т, ^Рязань. -Заявл.-01.06.99; Опубл. 10.04.2001. Бюл.№10.
37. Устройство для измерения давления и оценки регулировочных параметров: Пат. 2167401 РФ, МКИ3 G 01 L 23/24, 23/30./Медведев Ю.С., Цы-бизов Е.И., Подчинок В.М., Савченко В. А„ Подчинок Е. В., Невдах A.M.; Воен. автомоб. ин-т, г.Рязань. - Заявл.-12.07.99; Опубл. 20.05.2001. Бюл.Л'а14.
38. Каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания: Пат. 2171899 РФ, МКИ3 7F01 N 3/28./ Медведев Ю.С., Подчинок В.М., Савченко В.А., Усин В.В., Подчинок Е.В., Залюбовский
A.Ф.; Воен. автомоб. ин-т , г.Рязань. - 3аявл.-29.03.99; Опубл. 10.08.2001. Бюл.№22.
39. Нейтрализатор отработавших газов: Пат. 2175391 РФ, МКИ3 FOI N 3/28./ Медведев Ю.С., Гордивский В.Н., Шестаков C.B., Залюбовский А.Ф.; Воен. автомоб. ин-т, г.Рязань. - Заявл.-05.01.2000; Опубл. 27.10.2001. Бюл.№30.
40. Устройство для отвода отработавших газов двигателя внутреннего сгорания: Пат. 2175393 РФ, МКИ* 7F01 N 3/30. Медведев Ю.С., Подчинок
B.М., Савченко В.А., Залюбовский А.Ф.; Воен. автомоб. ин-т, г.Рязань. -Заявл.-05.01.2000; Опубл. 27.01.2001. Бюл.№30.
41. Нейтрализатор отработавших газов: Пат. 2175073 РФ, МКИ3 7F01 N 3/02 J Гордивский В.Н., Заварзин А.Т., Шибаев A.M., Медведев Ю.С.; Воен. автомоб. ин-т, г.Рязань. — Заявл.-15.11.99; Опубл. 20.10.2001. Бюл,№27.
42. Система снижения токсичности отработавших газов двигателя внутреннего сгорания: Пат. 2187662 РФ, МКИ3 7F0I N 3/08./ Медведев Ю.С., Новиков Д.А., Колчаев М.И.; Воен. автомоб. ин-т, г.Рязань. — Заявл. -15.08.2000; Опубл. 20.08.2002. Бюл.№27.
43. Каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания: Пат.2187001 РФ, МКИ3 FOI N 3/28./Медведев Ю.С., Подчинок В.М., Шестаков C.B., Гордивский В.Н.; Воен. автомоб. ин-т, г.Рязань. — Заявл.-17,08.2000; Опубл. 10.08.2002. Бюл.№22.
44. Каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания: Пат. 2190769 РФ, МКИ3 7F01 N 3/28. Медведев Ю.С., Шестаков C.B., Курганов М.В.; Воен. автомоб. ин-т , г.Рязань. - Заявл.-10.10.2001; Опубл. 10.10.2002. Бюл.№28.
45. Выпускная система двигателя внутреннего сгорания: Пат, 2205968 РФ, МКИ3 7Р01N 7/08. Медведев Ю.С., Грызов М.А., Заварзин А.Т., Абелян М.Х.; Воен. автомоб. ин-т, г.Рязань. - Заявл.- 25.04.2001; Опубл. 10.06.2003. Бюл.№16.
46. Каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания: Пат. 2248455 РФ, МКИ3 7Р01 N 3/28. Медведев Ю.С -Заявл.- 30.09.2003; Опубл. 20.03.2005. Бюл.№8.
Статьи
47. Подчинок В.М., Усин В.В., Медведев Ю.С. Улучшение экологических параметров дизеля при эксплуатации // Сб. науч. тр./ Моск. агроинж. ун-т им. В.П. Горячкина. - 1999. - С. 99-102.
48. Подчинок В.М., Усин В.В., Медведев Ю.С. Автомобиль и экология // Сб. науч. тр./ Моск. агроинж. ун-т им. В.П. Горячкина. - 1999. — С. 96-99.
49. Подчинок В.М., Усин В.В., Медведев Ю.С. Топливо и вредные выбросы двигателей // Сб. науч. тр./ Моск. агроинж. ун-т им. В.П. Горячкина. -1999.-С. 102-104. ■ •
50. Медведев Ю.С. Пути повышения экологической безопасности автомобильных дизелей // Межвуз. сб. науч. тр./ Моск. гос. техн. ун-т «МАМИ»,-1999,-Вып. XVI. - С. 65-67.
51. Медведев Ю.С. Контроль токсичности и дымности отработавших газов автомобильных дизелей // Межвуз. сб. науч. тр./ Моск. гос. техн. ун-т «МАМИ».- 1999.-Вып. XVI. - С. 171-174.
52. Подчинок В.М., Усин В.В., Медведев Ю.С. Показатели оценки токсичности отработавших газов двигателей внутреннего сгорания // Науч. техн. сб. Воен. автомоб. ин-та /ВАИ- Рязань, 1999. - №9 -С. 21-24.
53. Подчинок В.М., Усин В.В., Медведев Ю.С. Каталитическая нейтрализация отработавших газов // Науч. техн. сб. Воен. автомоб. ин-та / ВАИ- Рязань, 1999.-№9 — С. 29-37.
54. Медведев Ю.С. Снижение дымности отработавших газов автомобильных дизелей при износе цилиндропоршневой группы проведением дополнительной регулировки топливной аппаратуры // Воен. автомоб. ин-т.-Рязань, 2000. - 12 с. - Деп. ЦСИФ МО РФ 09.03.2000 № В 4234.
55. Медведев Ю.С., Подчинок В.М. Каталитический нейтрализатор отработавших газов нового поколения // Грузовик: Ежемес. произвол.-техн. журн. - М.: Машиностроение, 2000. - №4. - С.28-29.
56. Медведев Ю.С. Математическое моделирование процесса "каталитической нейтрализации отработавших газов // Науч. техн. сб. Воен. автомоб. ин-та / ВАИ-Рязань, 2000. - №10. - С. 51-54.
57. Медведев Ю.С. Математическое моделирование процесса сажеобра-зования в отработавших газах дизеля с учётом утечек воздушного заряда // Науч. техн. сб. Воен. автомоб. ин-та/ВАИ—Рязань, 2000. -№10 . — С. 15-17.
58. Медведев Ю.С. О новых способах проведения регенерации каталитических нейтрализаторов // Грузовик: Ежемес. производ.-техн. журн. - М.: Машиностроение, 2001. - №4.-С.32-33.
59. Медведев Ю.С. Резервы продления срока службы каталитических нейтрализаторов отработавших газов автомобильных дизелей // Науч. техн. сб. Воен. автомоб. ин-та / ВАИ- Рязань,2001.-№11 .-С. 11-14.
60. Медведев Ю.С. Снижение дымности отработавших газов автотракторных дизелей // Грузовик: Ежемес. производ.-техн. журн. - М.: Машиностроение, 2002. -№9.-С. 30 -32.
61. Медведев Ю.С. Новая конструкция каталитического нейтрализатора отработавших газов // Грузовик: Ежемес. производ.-техн. журн. - М.: Машиностроение, 2003. - №1.-С. 39 - 40.
62. Медведев Ю.С. Совершенствование каталитических нейтрализаторов отработавших газов // Изобретатели - машиностроению: Ежекварт. инф.-техн.журн. - М., 2003. - №2. - С. 19 - 20.
Доклады на конференциях
63. Подчинок В.М., Усин В.В., Медведев Ю.С. Влияние эксплуатационных факторов на токсичность отработавших газов автомобильной техники // Тез. докл. XXIII науч.-метод. конф. Воен. автомоб. ин-та/ ВАИ- Рязань, 1998-С. 185-187.
64. Подчинок В.М., Усин В.В., Медведев Ю.С. Перспективные методы повышения экологической безопасности автомобильных дизелей // Тез. докл. XXIX науч.-метод. конф. Воен. автомоб. ин-та/ ВАИ- Рязань, 1999. -С. 18-20.
65. Медведев Ю.С., Подчинок В.М., Бессонов C.B. Снижение токсичности отработавших газов автомобильного дизеля // Тез. докл. XXX науч.-метод. конф. Воен. автомоб. ин-та/ ВАИ- Рязань, 2000. - С. 151-152.
66. Медведев Ю.С. Разработка новых систем снижения токсичности отработавших газов для дизелей ВАТ // Тез. докл. XXXI науч.-метод. конф. Воен. автомоб. ин-та/ ВАИ- Рязань, 2001. - С. 32-33.
67. Медведев Ю.С. Математическое моделирование работы системы снижения токсичности // Труды конф. «Проблемы математического и компьютерного моделирования в научных исследованиях и образовательном процессе»/КВАИ,- Краснодар, 2003. - С.51-60.
68. Медведев Ю.С. Исследование характеристик систем снижения токсичности методами математического моделирования // Энерго- и ресурсосберегающие технологии и установки. Материалы четвёртой южнороссийской научной конференции. Сб. матер. - Краснодар: КВАИ, 2005. — С.141 — 146.
69. Копытов Г.Ф., Медведев Ю.С. Минимизация антропогенного воздействия на живую природу отработавших газов автомобильных дизелей // Труды II Всероссийской научной конференции молодых учёных и студентов «Современное состояние и приоритеты развития фундаментальных наук в регионах» (г. Анапа) / Краснодар: изд-во КубГУ, 2005. - С. 170 - 171.
Подписано в печать 06.09.06. Формат 60x84/16. Гарнитура Тайме.
Бумага офсетная. Печать трафаретная. Печ. л. 2,0. Тираж 100 экз. Заказ № 54.
Отпечатано в издательском центре ФГОУ ВПО МГАУ. Тел. 976-0264
Адрес: 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 58.
Оглавление автор диссертации — доктора технических наук Медведев, Юрий Станиславович
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ.
ВВЕДЕНИЕ.
Глава 1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА.
1.1 Вредное воздействие тракторов, автомобилей и сельскохозяйственных машин на окружающую среду.
1.2 Сравнительный анализ эффективности мероприятий по снижению токсичности отработавших газов автотракторных дизелей.
1.3 Особенности каталитической нейтрализации отработавших газов автотракторных дизелей.
1.4 Анализ влияния эксплуатационных факторов на срок службы катализатора.
1.5 Анализ основных причин повышенной дымности отработавших газов автотракторных дизелей.
1.6 Анализ существующих способов снижения дымности отработавших газов автотракторных дизелей в условиях эксплуатации.
1.7 Выводы по главе.
Глава 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО УЛУЧШЕНИЮ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДИЗЕЛЯ.
2.1 Физико-химические основы образования сажи в цилиндрах дизеля.
2.2 11араметры процесса сжатия с учётом износа цилиндропоршневой группы.
2.3 Моделирование утечек рабочего тела в процессе сжатия.
2.4 Математическая модель процесса сажеобразования с учётом утечек рабочего тела из цилиндров дизеля.
2.5 Обоснование возможности снижения сажесодержания в отработавших газах дизеля путём изменения регулировочных параметров топливной аппаратуры.
2.6 Выводы по главе.
Глава 3 МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
3.1 Методика экспериментальных исследований.
3.1.1 Цель и задачи экспериментальных исследований.
3.1.2 Экспериментальная установка и контрольно-измерительная аппаратура.
3.1.3 Методика экспериментальных исследований по стабилизации уровня дымности отработавших газов.
3.1.3.1 Методика исследования однофакторных зависимостей показателей работы и дымности отработавших газов дизеля от эксплуатационных факторов.
3.1.3.2 Методика исследования комплексного влияния эксплуатационных факторов на показатели работы и дымность отработавших газов дизеля при использовании полного факторного эксперимента 23.
3.1.3.3 Методика определения значений регулировочных параметров дополнительной эксплуатационной регулировки топливной аппаратуры.
3.1.4 Методика экспериментальных исследований по совершенствованию конструктивно-технологической схемы каталитического нейтрализатора отработавших газов.
3.1.4.1 Разработка конструкции каталитического нейтрализатора отработавших газов.
3.1.4.2 Методика экспериментальных исследований по определению влияния количества катализатора в потоке отработавших газов на качество их очистки.
3.1.4.3 Методика экспериментальных исследований по определению возможности проведения термической регенерации катализатора.
3.1.4.4 Методика экспериментальных исследований системы снижения токсичности с постоянной периодичностью проведения термической регенерации.
3.1.4.5 Методика экспериментальных исследований системы снижения токсичности с автоматическим проведением термической регенерации
3.1.5 Методика оценки погрешностей измерений.
3,2 Результаты экспериментальных исследований по стабилизации уровня дымности отработавших газов дизеля.
3.2.1 Результаты исследования влияния эксплуатационных факторов на показатели работы и дымность отработавших газов дизеля КамАЗ
3.2.1.1 Анализ результатов исследования однофакторных зависимостей показателей работы и дымности отработавших газов дизеля КамАЗ-740 от эксплуатационных факторов.
3.2.1.2 Анализ результатов исследования комплексного влияния эксплуатационных факторов на показатели работы и дымность отработавших газов дизеля КамАЗ-740.
3.2.2 Результаты определения значений регулировочных параметров дополнительной эксплуатационной регулировки топливной аппаратуры автотракторных дизелей.
3.2.2.1 Результаты определения значений регулировочных параметров дополнительной эксплуатационной регулировки топливной аппаратуры дизеля КамАЗ-740.
3.2.2.2 Результаты определения значений регулировочных параметров дополнительной эксплуатационной регулировки топливной ап паратуры дизеля ЯМЗ - 238.
3.2.2.3 Результаты определения значений регулировочных параметров дополнительной эксплуатационной регулировки топливной аппаратуры дизеля Д-243.
3.2.2.4 Результаты определения значений регулировочных параметров дополнительной эксплуатационной регулировки топливной аппаратуры дизеля Д-120.
3.3 Результаты экспериментальных исследований характеристик системы снижения токсичности отработавших газов.
3.3.1 Влияние количества катализатора в потоке отработавших газов на качество их очистки.
3.3.2 Исследование возможности проведения термической регенерации катализатора.
3.3.2.1 Влияние продолжительности термической регенерации на её эффективность.
3.3.2.2 Определение количества циклов регенерации катализатора.
3.3.3 Исследование возможности термической регенерации катализатора с постоянной периодичностью.
3.4 Выводы по главе.
Глава 4 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ СИСТЕМЫ СНИЖЕНИЯ ТОКСИЧНОСТИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ
4.1 Постановка задач.
4.2 Математическая модель работы системы снижения токсичности отработавших газов.
4.2.1 Физико-химические процессы, протекающие в системе снижения токсичности на основе каталитического нейтрализатора отработавших газов с автоматическим распределительным устройством потока газов
4.2.2 Определение исходных данных для расчёта величины противодавления выпуску отработавших газов.
4.2.3 Определение исходных данных для расчёта величины каталитической активности.
4.2.4 Математическая модель работы системы снижения токсичности
4.3 Математическое моделирование работы системы снижения токсичности при нормальных условиях эксплуатации.
4.4 Математическое моделирование работы системы снижения токсичности с учётом воздействия различных факторов.
4.4.1 Выбор факторов и определение их меры воздействия на показатели работы системы снижения токсичности.
4.4.2 Математическое моделирование работы системы снижения токсичности при неблагоприятных условиях эксплуатации.
4.4.3 Математическое моделирование работы системы снижения токсичности при благоприятных условиях эксплуатации.
4.5 Проверка адекватности результатов математического моделирования работы системы снижения токсичности.
4.5.1 Сравнительные стендовые испытания дизеля, оснащённого каталитическим нейтрализатором и системой снижения токсичности отработавших газов разработанной конструкции.
4.5.2 Определение показателей работы системы в результате эксплуатационных испытаний.
4.6 Выводы по главе.
Глава 5 НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ И ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ОБОСНОВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.
5.1 Мероприятия по снижению дымности отработавших газов дизеля
5.1.1 Разработка прибора для определения значений регулировочных параметров топливной аппаратуры.
5.1.2 Методика проведения дополнительной эксплуатационной регулировки топливной аппаратуры.
5.1.3 Предложения и рекомендации по использованию разработанной методики и прибора.
5.1.4 Технико-экономическая оценка разработанной методики с использованием прибора.
5.2 Мероприятия по снижению токсичности отработавших газов дизеля
5.2.1 Предложения и рекомендации по использованию разработанной системы снижения токсичности отработавших газов.
5.2.2 Технико-экономическая оценка разработанной системы снижения токсичности отработавших газов.
5.3 Выводы по главе.
Введение 2006 год, диссертация по процессам и машинам агроинженерных систем, Медведев, Юрий Станиславович
Актуальной задачей, стоящей перед исследователями, является разработка инженерных методов и технических средств обеспечения экологической безопасности в сельскохозяйственном производстве. Решению социально-экологических проблем автотракторной техники посвящены работы О.И. Жегалина, В.А. Звонова, В.А. Лиханова, A.M. Сайкина, Ю.В. Трофименко, К). Якубовского. Аспекты проблемы снижения токсичности автотракторных двигателей исследовали В.А. Вагнер, JIM. Жмудяк, A.B. Николаенко, АЛ. Новоселов, Е.Г. Пономарёв, Ю.Х. Шаулов. На обеспечение экологической безопасности автотракторной техники были в различное время направлены исследования Х.Г. Вольфграда, А.Г. Гейдона, С.Н. Девянина, Я.Б. Зельдовича, И.Я. Райкова, П.Я. Садовникова, Ю.Б. Свиридова, H.H. Семёнова, В.Н. Фанлейба, Д.А. Франк-Каменецкого. Влияние технического состояния дизеля на состав отработавших газов изучалось учёными П.М. Беловым, А.Д. Бор-пем, В.М. Буновым, В.Р. Бурячко, Ю.М. Доколиным, Н.С. Ждановским, В.Ф. Кутеневым, М.О. Лернером, Б.С. Стефановским, В.П. Сорокиным, А.П.Ухановым.
Постановлением Правительства РФ от 12.10.2005 №609 утверждён специальный технический регламент «О требованиях к выбросам автомобильной техникой, выпускаемой в обращение на территории РФ, вредных (загрязняющих) веществ» /149/. Он вводит в действие технические нормативы выбросов на период с 2006 по 2014 г.г. в целях поэтапного приведения российского транспорта к требованиям ЕЭК ООН. В соответствии с данным Постановлением, начиная с 2006 года, с конвейера должны сходить автомобили, отвечающие европейским стандартам. Очевидно, что для приведения российских дизелей к требованиям мировых экологических стандартов на сегодняшний день необходима полная замена станочного парка и технологических линий отечественных предприятий, а это невозможно без колоссальных долгосрочных капиталовложений. Поэтому для успешного решения экологической проблемы необходимы разработка, развитие и активное использование каталитических нейтрализаторов отработавших газов автотракторных дизелей. Каталитические нейтрализаторы отработавших газов являются наиболее простым и эффективным средством снижения токсичности. /21, 36, 37, 48, 53, 71/. В странах ЕС и США оснащение каталитическими нейтрализаторами автомобилей, моторных лодок и даже газонокосилок является важной государственной задачей. Так, в ФРГ установка владельцами автомобилей, находящихся в эксплуатации, каталитических нейтрализаторов стимулируется государством: 50% стоимости нейтрализатора компенсируется наличными, 50% - в виде освобождения от уплаты налогов /150/.
Однако препятствиями на пути их широкого внедрения на отечественных дизелях являются незначительный срок службы и непродолжительность качественной очистки газов /109, 154, 162, 166, 174/. Одной из наиболее сложных задач, которую необходимо решить при разработке систем снижения токсичности, включающих каталитические нейтрализаторы, является поддержание каталитической активности в течение всего срока службы системы. Существующие каталитические нейтрализаторы не обеспечивают выполнение требований по продолжительности срока службы, качеству очистки отработавших газов/109, 154, 162, 166, 174/.
Значительное влияние на срок службы каталитического нейтрализатора оказывает уровень дымности отработавших газов дизеля. Причиной его увеличения, как правило, являются нарушения регулировок систем и механизмов двигателя, увеличение износов в сопряжениях, возникающие при эксплуатации дизеля. Возможность компенсировать износ предусмотрена далеко не во всех сопряжениях. Износ цилиндропоршневой группы имеет необратимый характер и служит препятствием на пути использования каталитических нейтрализаторов в системах снижения токсичности отработавших газов дизелей,
Таким образом, проблема исследования обусловлена противоречиями между:
- жёсткими требованиями по ограничению содержания токсичных компонентов в составе отработавших газов и отсутствием реальных и действенных методов по ограничению уровней вредных выбросов с отработавшими газами автотракторных дизелей, находящихся в эксплуатации;
- объективной необходимостью оснащения каталитическими нейтрализаторами отработавших газов отечественных дизелей для выполнения требований современных экологических стандартов и незначительным сроком службы дорогостоящих каталитических нейтрализаторов (несоизмеримым со сроком службы дизелей), обусловленным, прежде всего, недостатками конструкции используемых каталитических нейтрализаторов;
- необходимостью ограничения уровня дымности отработавших газов дизелей в течение всего срока их службы и отсутствием механизма компенсации износа цилиндропоршневой группы в процессе эксплуатации.
В свете вышеизложенного проблема исследования формулируется следующим образом: как построить систему снижения токсичности на основе каталитического нейтрализатора отработавших газов с высокими характеристиками на протяжении всего срока службы дизеля.
Предметом исследования является система снижения токсичности 01 работавших газов дизеля на основе каталитического нейтрализатора.
Объект исследования - процесс изменения показателей работы системы снижения токсичности на основе каталитического нейтрализатора (противодавления выпуску отработавших газов и каталитической активности) в условиях эксплуатации дизелей.
Цель исследований - улучшение экологических показателей дизелей путём повышения эффективности их работы, разработки средств и методов снижения токсичности отработавших газов, обеспечивающих уменьшение экологической нагрузки на окружающую среду.
Гипотеза исследования. Если разработать мероприятия по ограничению уровня дымности отработавших газов в условиях эксплуатации и устранить основные недостатки существующих конструкций каталитических нейтрализаторов, то это позволит обеспечить использование каталитических нейтрализаторов в системах снижения токсичности отечественных дизелей.
Для этого в работе разработана и применена новая концепция построения систем снижения токсичности на основе каталитических нейтрализаторов отработавших газов, предложен комплекс мероприятий, позволяющих обеспечить высокие характеристики каталитического нейтрализатора на протяжении всего срока службы дизеля.
Для реализации цели исследования и проверки гипотезы поставлены следующие задачи:
1. Выявить состояние проблемы использования каталитических нейтрализаторов в системах снижения токсичности отечественных дизелей.
2. Выявить закономерности изменения сажеобразования в зависимости от величины утечек воздушного заряда из цилиндров дизеля вследствие износа цилиндропоршпевой группы.
3. Провести экспериментальные исследования по определению значений регулировочных параметров топливной аппаратуры в зависимости от величины давления конца сжатия в цилиндрах дизеля; разработать методику проведения дополнительной эксплуатационной регулировки топливной аппаратуры и прибор для установления необходимости проведения регулировок и определения значений регулировочных параметров.
4. Экспериментально исследовать зависимости: 1) эффективности снижения концентраций нормируемых токсичных компонентов и дымности отработавших газов от объёма катализатора для различных режимов работы дизеля; 2) каталитической активности и противодавления выпуску отработавших газов, создаваемого каталитическим нейтрализатором, от продолжительности проведения термической регенерации катализатора; 3) каталитической активности от числа проведённых циклов регенерации каталитического блока.
5. Разработать концепцию построения систем снижения токсичности на основе каталитических нейтрализаторов отработавших газов; составить математическую модель работы системы снижения токсичности и определить значения её регулировочных параметров.
6. Провести испытания разработанной системы снижения токсичности с автоматическим проведением термической регенерации катализатора в комплексе с проведением дополнительной эксплуатационной регулировки топливной аппаратуры дизеля; разработать рекомендации по применению и оценить эффективность разработанных мероприятий.
Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования.
Теоретические методы. В работе применялись методы математического моделирования, корреляционного и регрессионного анализа, планирования многофакторного эксперимента и анализа размерностей с обработкой полученных данных на ЭВМ.
Обоснованность и достоверность результатов исследования обеспечены выбором методов исследования, адекватных цели и задачам исследования, опорой на основные положения общепризнанных теорий, сочетанием теоретического анализа проблемы и результатов стендовых и пробеговых испытаний, длительностью эксперимента, экспериментальной базой, достаточной для применения статистической обработки результатов исследований в практику.
Экспериментальные методы. Исследования проводились в лабораторных и производственных условиях по разработанным методикам, в основу которых положены нормативно-технические документы. Достоверность результатов обеспечивалась также поверенными измерительно-регистрирующей аппаратурой и приборами.
Научную новизну диссертационной работы составляют:
- новая концепция построения систем снижения токсичности на основе каталитических нейтрализаторов отработавших газов с автоматическим распределением потока газов, обеспечивающим циклическую работу каталитических реакторов с дозированным внесением катализатора в поток газов и проведением его термической регенерации;
- установленные зависимости: 1) эффективности снижения концентраций нормируемых токсичных компонентов и дымности отработавших газов от объёма катализатора для различных режимов работы дизеля; 2) каталитической активности и противодавления выпуску отработавших газов, создаваемою каталитическим нейтрализатором, от продолжительности проведения термической регенерации катализатора; 3) каталитической активности от числа проведённых циклов регенерации каталитического блока; 4) относительного роста противодавления и относительного снижения каталитической активности в зависимости от уровня дымности отработавших газов и пробега автомобиля;
- математическая модель работы системы снижения токсичности на основе каталитического нейтрализатора отработавших газов с автоматическим распределительным устройством потока газов;
- математическая модель сажеобразования с учётом утечек рабочего тела из цилиндров дизеля вследствие износа цилиндропоршневой группы;
- новый метод снижения токсичности, заключающийся в комплексном воздействии на состав отработавших газов путём проведения дополнительной эксплуатационной регулировки топливной аппаратуры и их каталитической очистки.
Практическая значимость работы:
- предложена конструкция системы снижения токсичности на основе каталитического нейтрализатора отработавших газов с автоматическим распределительным устройством потока газов, защищенная патентами РФ и обеспечивающая качественную очистку отработавших газов в течение всего срока службы дизеля;
- разработана методика определения значений регулировочных параметров системы снижения токсичности отработавших газов;
- разработан способ повышения эффективности работы дизеля, методика проведения дополнительной эксплуатационной регулировки топливной аппаратуры и прибор для установления необходимости проведения регулировок и определения значений регулировочных параметров, защищён-ные патентами РФ и обеспечивающие ограничение уровня дымности отработавших газов в течение всего срока службы дизеля;
- расширены возможности использования каталитических нейтрализаторов в системах снижения токсичности отечественных дизелей;
- разработан метод снижения токсичности, заключающийся в комплексном воздействии на состав отработавших газов путём проведения дополнительной эксплуатационной регулировки топливной аппаратуры и их каталитической очистки.
Реализация результатов исследований. Результаты исследования реализованы в учебном процессе Военных автомобильных институтов (г. г. Рязань, Челябинск), Военного автомобильного факультета (г. Уссурийск) при Военном автомобильном институте (г. Рязань), Краснодарского военного института, КубГАУ, МГТУ «МАМИ», Майкопского ГТУ; в деятельности Автомобильных служб Управлений Вооружения МВО, ПриВО, СКВО по обеспечению экологической безопасности при эксплуатации вооружения и военной техники; в процессе технического обслуживания ряда автопредприятий Краснодарского края; в производственном процессе 40 авторемонтного завода МО РФ и ряда авторемонтных предприятий Краснодарского края; в опытно-конструкторской и научно-исследовательской работе ЗАО «Оборонпром» (в рамках ГНТП "Высокоскоростной экологически чистый транспорт"), ОАО «БАЗ», ОАО «Галичский автокрановый завод» и НИИ прикладной экологии (г. Краснодар), деятельности Кубанского Экологического Союза при разработке рекомендаций автотранспортным предприятиям Краснодарского края.
Апробация работы. Проект «Исследование закономерностей функционирования каталитических нейтрализаторов с автоматическим распределением потока отработавших газов» поддержан грантом Президента РФ МК-3863.2005.8 по итогам конкурса молодых учёных 2005 года. Проект «Каталитический нейтрализатор отработавших газов дизеля» награждён за вклад в укрепление экологической безопасности и устойчивое развитие России дипломом конкурса «Национальная экологическая премия» за 2004 год, проводимого Комитетом по экологи Государственной Думы РФ, и Премией конкурса в области защиты окружающей среды и культурно-исторических ценностей 2004 года, проводимого Ford Motor Company в России и СНГ. Основные положения работы докладывались на XXIII - XXX научно-методических конференциях 1998 - 2000 г.г. Военного автомобильного института (г. Рязань), на конференции «Проблемы математического и компьютерного моделирования в научных исследованиях и образовательном процессе» Краснодарского военного авиационного института в 2003 г., на четвёртой южнороссийской научной конференции «Энерго- и ресурсосберегающие технологии и установки» (г. Краснодар) в 2005 г., на второй международной научно-технической конференции «Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов» (г. Тольятти / Известия Самарского научного центра РАН) в 2005 г., на II Всероссийской научной конференции молодых учёных и студентов «Современное состояние и приоритеты развития фундаментальных наук в регионах» (г.Анапа), на заседаниях научно-технического комитета Главного Автобронетанкового Управления МО РФ (войсковая часть 93603 - Н, г. Москва) - 2000 г., кафедры эксплуатации автомобильной техники Военного автомобильного института, г. Рязань в 1998 - 2000 г.г., кафедры «Транспорт в сельскохозяйственном производстве» Московского агроинженерного университета им. В.П. Горячкина в 1999 г., кафедры автотракторных двигателей Московского государственного технического университета «МАМИ» в 1999 г., отдела двигателей 21 Научно-исследовательский испытательный институт (автомобильной техники) г. Бронницы в 2000 г.
Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 69 работ, в том числе 1 монография, 29 публикаций в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ, 16 статей в научных журналах и сборниках научных трудов ведущих вузов (в том числе 1 рукопись депонирована), 7 докладов в материалах конференций, получено 16 патентов РФ на изобретения. Без соавторов опубликовано 35 работ объёмом 20 п.л.
На защиту выносятся следующие научные положения и результаты исследований:
1. новая концепция построения систем снижения токсичности на основе каталитических нейтрализаторов отработавших газов с автоматическим распределением потока газов, обеспечивающим циклическую работу каталитических реакторов с дозированным внесением катализатора в поток газов и проведением его термической регенерации;
2. математическая модель работы системы снижения токсичности на основе каталитического нейтрализатора отработавших газов с автоматическим распределительным устройством потока газов;
3. математическая модель сажеобразования с учётом утечек рабочего тела из цилиндров дизеля вследствие износа цилиндропоршневой группы;
4. новый способ повышения эффективности работы дизеля, имеющего износ цилиндропоршневой группы;
5. метод снижения токсичности, заключающийся в комплексном воздействии на состав отработавших газов путём проведения дополнительной эксплуатационной регулировки топливной аппаратуры и их каталитической очистки.
Заключение диссертация на тему "Обоснование эффективных методов снижения токсичности отработавших газов автотракторных дизелей"
5.3 Выводы по главе
1. Проведённые теоретические и экспериментальные исследования позволили разработать методику проведения дополнительной регулировки топливной аппаратуры и прибор для определения значений регулировочных параметров топливной аппаратуры.
2. Технико-экономическая оценка полученных результатов показывает, что время движения шасси при использовании на колесном шасси дизеля ТА с проведенными дополнительными регулировками на 4.8% меньше, чем при использовании штатной ТАВД. Использование предлагаемых мероприятий в определенной степени позволит за счет увеличения средних скоростей движения сократить время выполнения задач связанных с транспортными операциями.
3. Срок окупаемости прибора за счёт снижения эксплуатационного расхода топлива составляет 1 год. Разработанные рекомендации позволят наиболее эффективно его использовать.
4. Эффект от уменьшения загрязнения окружающей среды окупит затраты на оснащение дизелей ССТ в течение 5 лет.
Библиография Медведев, Юрий Станиславович, диссертация по теме Технологии и средства механизации сельского хозяйства
1. Авдонькин Ф.Н. Повышение срока службы автомобильных двигателей. -Саратов, 1969.-270 с.
2. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976.-278 с.
3. Аптышев Н.М., Бычков Н.И. Справочник по эксплуатации тракторов. М.: Россельхозиздат, 1985.-336 с.
4. Асатурян В.М. Теория планирования эксперимента. М., 1983.-247 с.
5. Астахов И.В., Голубков Л.И. и др. Топливные системы и экономичность дизелей. М.: Машиностроение, 1990.-228 с.
6. Бахтиаров Н.И. и др. Топливная аппаратура тракторных и комбайновых двигателей. М.: Колос, 1980. 159 с.
7. Бессонов В.М., Новодворский В.Ю. Фирменный ремонт двигателей КамАЗ-740 Автомобильная промышленность: Ежемес. производ.-техн. журн. М.: Машиностроение, 1989.- JVo3.- 25.
8. Белов П.М., Бурячко В.Р., Акатов Е.Н. Двигатели армейских машин. М.: Воениздат, 1971.-510 с.
9. Бельских В.Н. Справочник по техническому обслуживанию и диагностированию тракторов. М.: Россельхозиздат, 1986. 399 с, Ю.Болотов А.К., Гуревич A.M., Фортуна В.И. Эксплуатация сельскохозяйственных тракторов: Справочник. М Колос, 1994. -495 с.
10. Борц А.Д., Нванов Ю.В. Диагностика технического состояния автомобиля. -М.: Транспорт, 1979. 160 с.
11. Бунов В.М. Повышение эффективности процесса сгорания в тракторных дизелях совершенствованием элементов систем впуска и управления топливоподачей. Дис....докт. техн. наук: Челябинск, 1999. 308 с.
12. Бунова Е.В. Снижение сажесодержания в отработавших газах тракторного дизеля за счёт улучшения условий смесеобразования и сгорания. Дне....канд. техн. наук: Челябинск, 1996.-161 с.
13. Бурячко В.Р., Зубенко В.И. Математическое моделирование рабочих процессов силовых установок военной автомобильной техники. -Л.: ВАТТ,1988.-160с.
14. Вагнер В.А. Основы теории и практики использования альтернативных юплив в дизелях. Дис....докт. техн. наук: М., 1995. 403 с. 16.Вар1па1ккий И.Л., Малов Р.В. Как обезвредить отработавшие газы автомобиля. М.: Транспорт, 1968. 123 с.
15. Взоров Б.А. Тракторные дизели: Справочник.- М.: Машиностроение, 1981.-535с.
16. Вопросы обеспечения экологической безопасности двигателей в XXI веке Экологические проблемы на транспорте Сб. обзор, инф. М.: ВИННТИ, 1994.-№3.
17. Вознесенский В.А. Статистические методы планирования эксперимента в технико-экономических исследованиях. М.: Статистика, 1974. 191 с.
18. Гельман Б.М. Москвин М.В, Сельскохозяйственные тракторы и автомобили. Ч. I. Двигатели. М.: Агропромиздат, 1987.- 287 с.
19. Гетманец Г.В., Лиханов В.А. Социально-экологические проблемы автомобильного транспорта.- М.: Наука, 1993.-330 с.
20. Глаголев Н.М. Рабочие процессы двигателей внутреннего сгорания. М.: Машгиз, 1950.-410 с.
21. Говорущенко Н.Я. Экономия топлива и снижение токсичности на автомобильном транспорте. М.: Транспорт, 1990.-134 с.
22. Говорущенко Н.Я. Техническая эксплуатация автомобилей. Киев: Вищя школа, 1983. 312 с. 25.1 олубев И.Р., Новиков Ю.В. Окружающая среда и транспорт. М.: Транспорт, 1987. 206 с.
23. Горбаневский В.Е., Горбач Р.Н. Оборудование для испытания топливной аппаратуры дизелей. М.: Машиностроение, 1969. 1996 с. 27.[ОСТ 17.2.2.05-97 Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы определения выбросов вредных веществ с отработавшими газами дизелей, тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин М.: Изд-во стандартов, 1997.-10 с. 28.ГОСТ 17.2.2.02-
24. Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы измерения выбросов вредных вешеств с отработавшими газами тракторных и комбайновых дизелей. М.: Изд-во стандартов, 1986.-7 с. 29.[ОСТ 18509-
25. Дизели тракторные и комбайновые. Методы стендовых испытаний. М.: Изд-во стандартов, 1988.-70 с. 30.ГОСТ 21393-
26. Автомобили с дизелями. Дымность отработавших га10В. Нормы и методы измерений. Требования безопасности. М.: Издво стандартов, [985.-5 с. 31.ГОСТ 25478-
27. Автотранспортные средства. Требования к техническому состоянию по условиям безопасности движения. Методы проверки.- М.: Изд-во стандартов, 1995.-13 с. 32.ГОСТ 17.2.2.01
28. Охрана природы. Атмосфера. Дизели автомобиль[1ые. Дымность отработавших газов. Нормы и методы измерений. М.: Изд-во стандартов, 1984. [2 с. 33.ГОСТ 14846-
29. Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний. М.: Изд-во стандартов, 198[. 53 с. 34.ГОСТ 16263
30. Метрология. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, [978. 5 с. 35,Грановский В.А. и др. Методы обработки экспериментальных данных при измерениях. Л.: Энергоатомиздат, 1980. 288 с. Зб.Гутаревич Ю.Ф., Долганов К.Е. Нути снижения вредных выбросов автомобилями в атмосферу. Киев: Знание, 1980. 24 с.
31. Гусаров А.П., Вайсблюм М.Е. Концепция управления экологической безопасностью АТС Автомобильная промышленность: Ежемес. производ.-техн. журн. М.: Машиностроение, 1999.-№3.-С.12-14.
32. Двигатель ЯМЗ-740, 7401,
33. Инструкция по эксплуатации. Ярославль, 1974. -85 с.
34. Двигатели Д-243, Д-240Л и их модификации. Технические требования на капитальный ремонт. Ч.1.- М.: ГОСНИТИ, 1973. 7 5 с. 4О.Девянин Н. Улучшение эксплуатационно-технических показателей быстроходного дизеля совершенствованием процессов впрыскивания и распыливания топлива. Дис....докт. техн. наук: Москва, 2005. 372 с.
35. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. Методы обработки данных. М.: Мир, 1980. 436 с.
36. Дизели тракторные, комбайновые и автомобильные. Методы контроля мощности и топливной экономичности в условиях эксплуатации: МУ 10.16.0001.001 -80. М.: ГОСНИТИ, 1989. 24 с.
37. Дизельные двигатели Д-243, Д-240Л и их модификации. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Мн.: Ураджай, 1975. 64 с.
38. Донченко В., Ю. Кунин Ю. К вопросу об экологическом контроле автотранспортных средств в эксплуатации Автомобильный транспорт: Ежемес. произв. журнал М.,1999.-№2.-С.39-41.
39. Дробышевский Ч.Б., Боровиков В.Ф. и др. Оценка термодинамических параметров заряда дизеля на пусковых режимах и возможности нуска Двигателестроение: Межотраслевой науч.-техн. и производ. журн. СПб, 1989.-№11.-С.9-10. 4б.Ждановский Н.С. Бестормозные испытания тракторных двигателей. М.: Машиностроение, 1966. -\11 с.
40. Ждановский Н.С, Николаенко А.В. Надёжность и долговечность автотракторных двигателей. -Л.: Колос, 1981. -296 с.
41. Жегалин О.И., Китросский Н.А., Панчишный В.И. и др. Каталитические нейтрализаторы транспортных двигателей/ М.: Машиностроение, 1979.-80 с.
42. Жмудяк Л.М. Общий подход к оптимизации дизеля на его математической модели Двигателестроение: Межотраслевой науч.-техн. и производ. журн. СПб, 1981.- №3. 8-10.
43. Захаров А. КамАЗ- проблемы и перспективы Автомобильный транспорт: Нжемес. произв. журнал-М., 1999.-JVb2.-C.32-36.
44. Звонов В.А., Дядин А.П., Волков А.И. Новый сажевый фильтр Автомобильная промышленность: Ежемес. производ.-техн. журн. М.: Машиностроение, 1991.-№2.-С.22-23.
45. Звонов В.А., Дядин А.П. Дымомер для оперативного контроля дымности дизелей Автомобильная промышленность: Ежемес. производ.техн. журн. М.: Машиностроение, 1998. -JV211.-С.44-46.
46. Звонов В.А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1981.- 157 с.
47. Корнилов Г.С, Панчишный В.И. Физико-химические методы обезвреживания отработавших газов дизелей Автомобильная промышленность: Ежемес. производ.-техн. журн. М.: Машиностроение, 1998.№11.-С. 14-16.
48. Костенко СИ., Бобков Ю.К. и др. Техническая диагностика двигателей внутреннего сгорания по параметрам рабочих процессов. М.: Машиностроение, 1975. 110 с.
49. Копыгов Г.Ф., Медведев Ю.С. Минимизация ангропогенного воздействия на живую природу отработавших газов автомобильных дизелей Труды II Всероссийской научной конференции молодых учёных и студентов «Современное состояние и приоритеты развития фундаментальных наук в регионах» (г. Анапа) Краснодар: изд-во КубГУ, 2005. 170-171.
50. Крутов В.И. Автоматическое регулирование и управление двигателей внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1989. 416 с. бЗ.Крутов В.И. и др. Техническая диагностика топливной аппаратуры дизеля.-М.: НИИИНФОРМТЯЖМАШ, 1975. 1 8 2 3 с.
51. Кутенев В.Ф., Звонов В.А. Научно-технические проблемы улучшения экологических показателей автотранспорта Автомобильная промышленность: Ежемес. производ.-техн. журн. М.: Машиностроение, 1998.№11.-С.7-11.
52. Кутовой В.А. Впрыск топлива в дизелях. М.: Машиностроение, 1981. 119с. бб.Лиханов В.А., Сайкин A.M. Снижение токсичности автотракторных дизелей. М.: Агропромиздат, 1991. -208 с.
53. Лиханов В.А. Улучшение эксплуатационных показателей тракторных дизелей путём применения альтернативных топлив. Дис....докт,техн.наук:-Киров, 1999. 589 с.
54. Луканин В.Н., Трофименко Ю.В. Экологическое воздействие автомобильных двигателей на окружающую среду Автомобильный транспорт: Ежемес. произв. журнал M.,1999.-JV24.-C.31-37.
55. Лышевский А.С. Системы питания дизелей. М.: Машиностроение, 1981.-216с.
56. Медведев Ю.С. Функционирование катализаторов в отработавших газах дизелей Экология и промышленность России: Ежемес. общественный науч.-техн. журнал М 2005. -№12. С 32-33.
57. Медведев Ю.С. Особенности функционирования катализаторов в потоке отработавших газов дизелей Тракторы и сельскохозяйственные машины: Ежемес. теор. и науч.-практ. журн. М.: Машиностроение, 2006.-№1.-С. 18.
58. Медведев Ю.С. Исследование процесса термической регенерации катализатора утилизацией тепла отработавших газов Транспорт. Наука, техника, управление: Сб. обзор, инф. М.: ВИНИТИ, 2006. №1. 20-22.
59. Медведев Ю.С. «Экодизель-1»// Автомобильная промышленность: Ежемес. производ.-техн. журн. М.: Машиностроение, 2001. №7.С.23-24.
60. Медведев Ю.С. Дизель и экология// Автомобильный транспорт М., 2001.-№1.-С.37-38.
61. Медведев Ю.С. Износ цилиндропоршневой группы и дымность отработавших газов дизелей. Монография. Краснодар: КВАИ, 2005. 189 с.
62. Медведев Ю.С. Исследование характеристик систем снижения токсичности методами математического моделирования Энерго- и ресурсосберегающие технологии и установки. Материалы четвёртой южнороссийской научной конференции. Сб. матер. Краснодар: КВАИ, 2005. 141 -146.
63. Медведев Ю.С. Как продлить срок службы каталитических нейтрализаторов отработавших газов// Грузовое и пассажирское автохозяйство: Ежемес. проичвод.-техн. журн. М.: Просвещение, 2003. №2.- 35-36.
64. Медведев Ю.С. Каталитический нейтрализатор для автотракторного дизеля// Экология и промыщленность России: Ежемес. общественный науч.-техн. журнал М., 2002. N1. 15-16.
65. Медведев Ю.С. Каталитический нейтрализатор-автомат//Автомобильная промышленность: Ежемес. производ.-техн. журн. М.: Машиностроение, 2002. №4.- 19-20.
66. Медведев Ю.С. Контроль токсичности и дымности отработавших газов автомобильных дизелей Межвуз. сб. науч. тр./ Моск. гос. техн. ун-т «МАМИ».- 1999.-ВЫП. XVI.-C. 171-174.
67. Медведев Ю.С. Математическое моделирование процесса каталитической нейтрализации отработавших газов Науч. техн. сб. Воен. автомоб. ин-та ВАИ- Рязань, 2000. №10. С 51-54.
68. Медведев Ю.С. Математическое моделирование процесса сажеобразования в отработавших газах дизеля с учётом утечек воздушного заряда Науч. техн. сб. Воен. автомоб. ин-та/ ВАИ- Рязань, 2000. №10 15-17.
69. Медведев Ю.С. Математическое моделирование работы системы снижения токсичности Труды конф. «Проблемы математического и компьютерного моделирования в научных исследованиях и образовательном процессе»/КВАИ,- Краснодар, 2003. 51-60.
70. Медведев Ю.С. Математическое моделирование работы системы снижения токсичности// Экология и промышленность России: Ежемес. общественный науч.-техн. журнал М., 2004. №2. 2-3.
71. Медведев Ю.С. Новая конструкция каталитического нейтрализатора отработавших газов Грузовик: Ежемес. производ.-техн. журн. М.: Машиностроение, 2003. №1 .-С. 39 40.
72. Медведев Ю.С. Новая концепция каталитического нейтрализатора отработавших газов// Автомобильная промышленность: Ежемес. производ.-техн. журн. М.: Машиностроение, 2003. №2.- 12-14.
73. Медведев Ю.С. Новая методика снижения дымности отработавших газов автотракторных дизелей// Двигателестроение: Межотраслевой науч.-техн. и производ. журн. Санкт-Нетербург, 2002. №3.-С.35-36; 4 С 33-35.
74. Медведев Ю.С. Новый взгляд на проектирование каталитических нейтрализаторов Двигателестроение: Межотраслевой науч.-техн. и производ. журн. Санкт-Нетербург, 2004. №2.-С.23-24.
75. Медведев Ю.С. Новый каталитический нейтрализатор отработавших I азов Тракторы и сельскохозяйственные машины: Ежемес. теор. и науч.-практ. журн. М.: Машиностроение, 2004. 1 С 15.
76. Медведев Ю.С. О новых способах проведения регенерации каталитических нейтрализаторов Грузовик: Ежемес. производ.-техн. журн. М.: Машиностроение, 2001. №4.-С.32-33.
77. Медведев Ю.С. Ограничение уровня дымности отработавших газов при эксплуатации// Достижения науки и техники АПК: Ежемес. теор. и науч.-практ. журн. М., 2003. №2. 30 31.
78. Медведев Ю.С. Оперативное снижение дымности дизеля// Тракторы и сельскохозяйственные машины: Ежемес. теор. и науч.-практ. журн. М.: Машиностроение, 2003. №7. С, 8 9,
79. Медведев Ю.С. Нрименение методов математического моделирования при проектировании систем снижения токсичности Транспорт. Наука, техника, управление: Сб. обзор, инф. М.: ВИНИТИ, 2005. ХЬ 50-5 I.
80. Медведев Ю.С. Принципы работы каталитического нейтрализатора отработавших газов// Экология и промышленность России: Ежемес. обшественный науч.-техн. журнал М., 2003. №4. 11-12.
81. Медведев Ю.С. Проектирование современных каталитических нейтрализаторов отработавших газов Достижения науки и техники АПК: Ежемес. теор. и науч.-практ. журн. М., 2004. №2, 24-26.
82. Медведев Ю.С. Пути повышения экологической безопасности автомобильных дизелей Межвуз. сб. науч. тр./ Моск. гос. техн. ун-т «МАМИ».- 1999.-ВЫП. XVI. 65-67.
83. Медведев Ю.С. Разработка новых систем снижения токсичности отработави]их газов для дизелей ВАТ Тез. докл. XXXI науч.-метод. конф. Воен. автомоб. ин-та/ ВАМ- Рязань, 2001.-С. 32-33.
84. Медведев Ю.С. Резервы продления срока службы каталитических нейтрализаторов отработавших газов автомобильных дизелей Науч. техн. сб. Воен. автомоб. ин-таУ ВАИ- Рязань, 2001.-№11 С 11-14.
85. Медведев Ю.С. Снижение дымности отработавших газов автомобильных дизелей при износе цилиндропоршневой группы проведением дополнительной регулировки топливной аппаратуры Воен. автомоб. инт.- Рязань, 2000. 12 с. Деп. ЦСИФ МО РФ 09.03.2000 В 4234.
86. Медведев Ю.С. Снижение дымности отработавших газов автотракторных дизелей Грузовик: Ежемес. производ.-техн. журн. М.: Машиностроение, 2002. №9.-С. 30 -32.
87. Медведев Ю.С. Совершенствование каталитических нейтрализаторов отработавших газов Изобретатели машиностроению: Ежекварт. инф.-техн.журн. М., 2003. №2. 19 20.
88. Медведев Ю.С. Стабилизация дымности отработавших газов дизеля в условиях эксплуатации Транспорт. Наука, техника, управление: Сб. обзор, инф. М.: ВИНИТИ, 2004. №1. 26-29.
89. Медведев Ю.С. Улучшение работы каталитических нейтрализаторов отработавших газов// Транспорт. Наука, техника, управление: Сб. обзор, инф. М.: ВИНИТИ, 2003. №5. 51-52.
90. Медведев Ю.С, Подчинок В.М. Как снизить дымность отработавших газов дизелей Экология и промышленность России: Ежемес. общественный науч.-техн. журнал М., 2000. №5. 21-23.
91. Медведев Ю.С, Подчинок В.М. Каталитические нейтрализаторы отработавших газов// Экология и промышленность России: Ежемес. общественный науч.-техн. журнал М 2001. JVbl. С 4-6.
92. Медведев Ю.С, Подчинок В.М. Каталитический нейтрализатор отработавших газов нового поколения Грузовик: Ежемес. производ.техн. журн. М.: Машиностроение, 2000. N24. 28-29.
93. Медведев Ю.С, Подчинок В.М. Разработка современных конструкций каталитических нейтрализаторов отработавших газов// Двигателестроение: Межотраслевой науч.-техн. и производ. журн. СанктПетербург, 2001. №2.-С. 10-12.
94. Медведев Ю.С, Подчинок В.М., Бессонов С В Снижение токсичности отработавших газов автомобильного дизеля Тез. докл. XXX науч.-метод, конф. Воен. автомоб. ин-та/ ВАИ- Рязань, 2000. 151152.
95. Медин Г.А. Диагностирование дизелей военной автомобильной техники по комплексу компонентов отработавших газов. Дис.... канд. техн. наук: -Л., ВАТТ, 1994.-269 с.
96. Мельберт Е.В. Разработка инженерных методов и технических средств снижения вредных выбросов дизелями, эксплуатируемыми в сельскохозяйственном производстве. Дис....канд.техн.наук:Барнаул, 1994.-200 с.
97. Мирошников Л.В., Володина А.П., Пал В.И. Диагностирование технического состояния автомобилей на автотракторных предприятиях. М.: Транспорт, 1977. 263 с.
98. Митков А.Л., Кардановский С В Статистические методы в сельхозмашиностроении. -М.: Машиностроение, 1978. 360 с.
99. Мухин И.В., Столяров И.И. Приработка и испытание автомобильных двигателей. М.: Транспорт, 1981. 6 0 с. I
100. Налимов В.В. Теория эксперимента. -М.: Паука, 1971. -200 с. I
101. Никитин Е.А., Станиславский Л.В. и др. Диагностирование дизелей. М.: Машиностроение, 1987. 224 с.
102. Никитин Е.А., Станиславский Л.В. и др. Оценка технического состояния топливной аппаратуры дизелей по параметрам рабочего процесса Двигателестроение: Межотраслевой науч.-техн. и производ. журн. СПб, 1982.- 10. 60-61.
103. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. -Л.: Энергоатомиздат, 1985. 248 с.
104. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. -Л.: Энергоатомиздат, 1991. -304 с.
105. Озимов П.Л., Ванин В.К. Развитие конструкции дизелей с учётом требований экологии Автомобильная промышленность: Ежемес. производ.-техн. журн. М.: Машиностроение, 1998.-JVb 11.-СЗ1-32. 120. ОСТ 37.001.234-
106. Дизели автомобильные. Выбросы вредных BeniecTB с отработавшими газами. Нормы и методы измерений. М.: Изд-во стандартов, 1986. 11 с. 121. Пат. 1838768, МКИ G 01 L 23/
107. Способ улучшения эффективности работы дизельного двигателя П. Коваленко, С Сметана. 5009530/10; Заявлено 08.07.91; Опубл. 30.08.93; ВА-3736; УДК 679.056 Открытия. Изобретения. 1993. №35. С25. 122. Пат. 2138653 РФ, МКИ F01 N 3/
108. Каталитический нейтрализатор отработавших газов карбюраторного двигателя Медведев Ю.С, Нодчинок В.М., Усин В.В.; Воен. автомоб. ин-т г.Рязань. Заявл.13.05.98; Опубл. 27.09.99 Бюл.№27.
109. Каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания Медведев Ю.С. Иодчинок В.М., Усин В.В.; Воен. автомоб. ин-т, г.Рязань. Заявл.-13.05.98; Опубл. 10.11.99 Бюл.№31. 124. Пат. 2166105 РФ, МКИ F01 N 3/
110. Каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания Медведев Ю.С, Подчинок В.М., Савченко В.А., Пузевич Н.Л., Заварзин А.Т.; Воен. автомоб. ин-т, г.Рязань. Заявл.- 12.07.99; Опубл. 27.04.2001 125. Пат. 2166743 РФ, МКИ G 01 L 23/
111. Способ диагностики сопряжённых деталей А.И.Горностаев, Живов СБ., Пшеничкин Н.И., Медведев Ю.С; Воен. автомоб. ин-т г.Рязань. Заявл.- 05.01.2000; Опубл. 10.05.2001 Бюл.№13. 126. Пат. 2167329 РФ, МКИ F 02 М 45/00, 65/
112. Способ улучшения эффективности работы дизельного двигателя Медведев Ю.С, Подчипок В.М., Савченко В. А., Нехаев Н. А., Подчинок Е. В., Живов СБ.; Воен. автомоб. ин-т, г.Рязань. Заявл.-01.06.99; Опубл. 10.04.2001 Вюл.№10. 127. Пат. 2167401 РФ, МКИ G 01 L 23/24, 23/
113. Устройство для измерения давления и оценки регулировочных параметров Медведев Ю.С, Цыбизов Е.И., Подчинок В.М., Савченко В. А., Подчинок Б. В., Невдах A.M.; Воен. автомоб. ин-т, г.Рязань. Заявл.-12.07.99; Опубл. 20.05.2001 Бюл.№14. 128. Пат. 2171899 РФ, МКИ 7F01 N 3/
114. Каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания Медведев Ю.С, Подчинок В.М., Савченко В.А., Усин В.В., Подчинок Е.В., Залюбовский А.Ф.; Воен. автомоб. ин-т г.Рязань. Заявл.-29.03.99; Опубл. 10.08.2001 Бюл.№22. 129. Пат. 2175073 РФ, МКИ" 7F01 N 3/
115. Нейтрализатор отработав1иих iau)B [Ърдивский В.Н., Заварзин А.Т., Шибаев A.M., Медведев Ю.С; Воен. автомоб. ин-т, г.Рязань. Заявл.-15.11.99; Опубл. 20.10.2001 Бюл.№27. 130. Пат. 2175391 РФ, МКИ" F01 N 3/
116. Нейтрализатор отработавших газов Медведев Ю.С, Гордивский В.Н., Шестаков СВ., Залюбовский А.Ф.; Воен. автомоб. ин-т, г.Рязань. Заявл.-05.01.2000; Опубл. 27.10.2001 БЮЛ.ХУЗО. 131. Пат. 2175393 РФ, МКИ 7F01 N 3/
117. Устройство для отвода отработавших газов двигателя внутреннего сгорания Медведев Ю.С, Подчинок В.М., Савченко В.А., Залюбовский А.Ф.; Воен. автомоб. ин-т, г.Рязань. -Заявл.-05.01.2000; Опубл. 27.01.2001 Бюл.№30. 132. Пат. 2187662 РФ, МКИ 7F01 N 3/
118. Система снижения токсичности отработавших газов двигателя внутреннего сгорания Медведев Ю.С, Новиков Д.А., Колчаев М.И.; Воен. автомоб. ин-т, г.Рязань. Заявл.- 15.08.2000; Опубл. 20.08.2002 Бюл.№27.
119. Каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания Медведев Ю.С, Шестаков СВ., Курганов М.В.; Воен. автомоб. ин-т г.Рязань. Заявл.- 10.10.2001; Опубл. 10.10.2002 Бюл.№28. 134. Пат. 2205968 РФ, МКИ 7F01 N 7/
120. Выпускная система двигателя внутреннего сгорания Медведев Ю.С, Грызов М.А., Заварзин А.Т., Абелян М.Х.; Воен. автомоб. ин-т, г.Рязань. Заявл.- 25.04.2001; Опубл. 10.06.2003 БЮЛ.№16. 135. Пат. 2248455 РФ, МКИ 7F01 N 3/
121. Каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Медведев Ю.С Заявл.- 30.09.2003; Опубл. 20.03.2005 Бюл.№8. 136. Пат.2166106 РФ, МКИ F01 N 3/
122. Каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания Подчинок В.М., Савченко В. А., Нехаев Н. А., Подчинок Е, В.; Воен. автомоб. инт, г.Рязань. Заявл.- 12.07.99; Опубл. 27.04.2001 Бюл.№12. 137. Пат.2187001 РФ, МКИ"* F01 N 3/
123. Каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания Медведев Ю.С, Подчинок В.М., Шестаков СВ., Гордивский В.Н.; Воен. автомоб. ин-т, г.Рязань. Заявл.-17.08.2000; Опубл. 10.08.2002 Бюл.№22.
124. Петриченко P.M. Рабочие процессы поршневых двигателей. Л.: Машиностроение, 1972. 245 с.
125. Подчинок В.М. Медведев Ю.С Новый нейтрализатор отработавших газов Автомобильная промышленность: Ежемес. производ.техн. журн. М.: Машиностроение, 2000. №i5. С 2 0 2 1
126. Подчинок В.М., Усин В.В., Медведев Ю.С Автомобиль и эколоI ия Сб. науч. тр./ Моск. агроинж. ун-т им. В.П. Горячкина. 1999. С 96-99.
127. Подчинок В.М., Усин В.В., Медведев Ю.С Влияние эксплуатационных факторов на токсичность отработавших газов автомобильной техники Тез. докл. XXIII науч.-метод, конф. Воен. автомоб. ин-та/ ВАМ- Рязань, 1998-С. 185-187.
128. Подчинок В.М., Усин В.В., Медведев Ю.С Каталитическая нейтрализация отработавших газов Науч. техн. сб. Воен. автомоб. ин-та ВАИ- Рязань, 1999.-№9-С29-37.
129. Подчинок В.М., Усин В.В., Медведев Ю.С Некоторые аспекты оценки экологической безопасности автомобильных дизелей Экология и промышленность России: Ежемес. обш,ественный науч.-техн. журнал-М., 1998.-№10.-С 43-47.
130. Подчинок В.М., Усин В.В., Медведев Ю.С Перспективные методы пoвьшJeния экологической безопасности автомобильных дизелей Тез. докл. XXIX науч.-метод, конф. Воен. автомоб. ин-та/ ВАИ- Рязань, 1999.-С 18-20.
131. Подчинок В.М., Усин В.В., Медведев Ю.С Показатели оценки токсичности отработавших газов двигателей внутреннего сгорания
132. Подчинок В.М., Усин В.В., Медведев Ю.С. Топливо и вредные выбросы двигателей Сб. науч. тр./ Моск. агроинж. ун-т им. В.П. Горячкина. 1999.-С. 102-104.
133. Подчинок В.М., Усин В.В., Медведев Ю.С. Улучшение экологических параметров дизеля при эксплуатации Сб. науч. тр./ Моск. агроинж. ун-т им. В.П. Горячкина. 1999. 99-102.
134. Подчинок В.М., Усин В.В., Медведев Ю.С. Улучшение экологических характеристик автомобильных дизелей// Автомобильная промышленность: Ежемес. производ.-техн. журн. М.: Машиностроение, 2001.-№11.-С.38-39.
135. Постановление Правительства РФ от 12.10.2005 №609 Об утверждении специального технического регламента «О требованиях к выбросам автомобильной техникой, выпускаемой в обращение на территории РФ, вредных (загрязняющих) веществ» Российская газета, .N1)237-21.10.2005.
136. Применение каталитических нейтрализаторов отработавших газов в ФРГ Экологические проблемы на транспорте Сб. обзор, инф. М.: ВИПИТИ, 1991.-№1.-С. 1-7.
137. Родичев В.А., Родичева Г.И. Тракторы и автомобили. Двигатель, шасси, оборудование, электрооборудование. М.: Колос, 1996. 336 с.
138. Регенерация фильтра для задержания частиц Экологические проблемы на транспорте Сб. обзор, инф. М.: ВИНИТИ, 1992. №16. -С.3-17 153. РТМ 10.16.0001.008-
139. Предельные и допустимые параметры дизелей, их деталей и сопряжений. М.: ГОСНИТИ, 1989. 100 с.
140. Салова Т.Ю. Улучшение эксплуатационных показателей дизельных энергоустановок путём совершенствования смесеобразования и нейтрализации отработавших газов. Дис....докт, техн. наук: СНб., 1999.-397 с.
141. Свиридов Ю.Б. Смесеобразование и сгорание в дизелях. Л.: Машиностроение, 1972.-224 с.
142. Сергеев А.Г. Точность и достоверность диагностики автомобиля. -М.: Транспорт, 1980.- 191 с.
143. Славуцкий В.М. Эксплуатационные методы улучшения показателей тракторных дизелей //Науч. Тр. Ленингр.с-х. ин-т, 1981. -С.3-115.
144. Станиславский Л.В., Улановский З.А. и др. Влияние технического состояния цилиндропоршневой группы на показатели дизеля Двигателестроение.- 1983.- 11. 37-38.
145. Станиславский Л.В., Игнатов О.Р. Влияние утечек газов через неплотности цилиндропоршневой группы на технико-экономические показатели дизеля. Волгоград, 1980. Деп. в ЦНИИТЭИТЯЖМАШ 24.12.80, №678.
146. Сувак Е.В., Воинов Н.А., Житкова Н.Ю. Очистка газовых выбросов от высокодисперсных частиц в дисперсно-кольцевом потоке Химия растительного сырья. М., 2000.-JV24.-C.85-101.
147. Техническое диагностирование дизелей автомобильной техники. М.: Воениздат, 1983. 119 с.
148. Унгефук А.В. Снижение вредных выбросов дизелей за счёт восстановления их технического состояния. Дне...канд. техн. наук: Барнаул, 1994.-184 с.
149. Усеня М.Ф. Исследование комплексного влияния технического состояния дизеля типа ЯМЗ на его основные диагностические параметры. Дис....канд. техн. наук: -Л., ВАТТ, 1975. 159 с.
150. Уханов А.П. Улучшение эксплуатационных показателей автотракторных двигателей оптимизацией параметров технического состояния и температурного режима топливной и смазочной систем. Дис....докт. техн. наук: СПб., 1997. 464 с.
151. Фанлейб В.Н. Топливная аппаратура автотракторных дизелей. Справочник 2-е изд., перераб. и доп. -Л.: Машиностроение, 1990. 352 с.
152. Филин И.Н. Улучшение экологических показателей автомобилей семейства КамАЗ путём применения рациональных регулировок топливной системы и нейтрализации отработавших газов. Дис....канд.техн.наук:- Санкт-Петербург, 1995. 140 с.
153. Хитрюк В.А., Баранов Л.Ф. Ремонт автотракторных двигателей. Мн.: Ураждай, 1987. 95 с.
154. Чернышев Г.Д. и др. Рабочий процесс и теплонапряжённость автомобильных дизелей. -М.: Машиностроение, 1986. 216 с.
155. Чернышев Г.Д. и др. Двигателя ЯМЗ-236, ЯМЗ-238. М.: Машиностроение, 1968.-231 с.
156. Шалимов В.Э. Стабилизация показателей работы дизелей в эксплуатационных условиях корректированием подачи топлива. Дне....канд. техн. наук:-СПб., ВАТТ, 1993.-135 с.
157. Шаров Г.И. Улучшение экономических и экологических показателей автотракторного дизеля путём адаптивно-взаимосвязанного управления режимами его работы. Автореф. дис....докт. техн. наук: М., 1999.-38 с.
158. Шестухин В. Особенности устройства и регулирования топливной а1Н1аратуры двигателей КамАЗ Автомобильный транспорт: Ежемес. произв. журнал М., 1979.- 9. 40-42.
159. Широбот И. Регулировка топливных насосов дизелей ЯМЗ Автомобильный транспорт: Ежемес. произв. журнал М., 1979.- J e 11. V 43-44.
160. Якубовский Ю. Автомобильный транспорт и заш,ита окружающей среды. -М.: Транспорт, 1979. 195 с.
161. Benson R.S. A comprehensive digital computer program to simulate a compression ignition engine including intake and exhaust systems SAE PAPER.- 1971.-№710 173.
162. Brady R.N. Diesel Fuel System Reston Publishing Incorporated.1981.-P564.
163. Gardner T.P., Henein N.A. Diesel starting a mathematical model SAE technical paper cerise-1990.
164. Kuman K., Gaur R.R., Carg R.D. A Fuel Difference Scheme for the simulation of Fuel injection system SAE Techn.Pap.Sen.-1983.-№ 83137.P.235-238.
165. Noglin Y., Meiling Z., Zongjee Z. A Model for Fuel Injection System of Diesel Engine II]. Huazhong (cent.China), University, Scientific and Technology.- 1988.-V16, №5.
166. Watson N. Transient performance simulation and analysis of turbocharged diesel engines SAE PAPER.-1981.- 810338.
167. Zimmerman K. New Robert Bosh Development for Diesel Fuel injection //SAE Techn.Pap.Ser.-1976.- №760127.- P.1-13.
168. Baulch D.L. et al. Evaluated Kinetic Data fir High Temperature Reactions /Homogeneous Gas Phase Reactions of the H2- 02 System. Butterworth, London. 1976. vol. 1.
169. Cherian MA., Rhodes P. Simpson R.L Dixon-Lewis. G. Phil. Trans. Roy. Soc. Lond. 1981. A 303, 181.
170. Dixon-Lewis G. Williams DJ. The oxidation of hydrogen and carbon monoxide /Comprehensive Chemical Kinetics, C.H. Bamford and C.F.H. Tipper, Eds., vol. 17. 1
172. Dixon-Lewis G., Goldsworthy FA. Greenberg J.B. Proc. Roy. Soc. Lond. 1975. A 346, 261.
173. Fenimore C.P. Formation of nitric oxide in premixed hydrocarbon flames /In 13th Sump. Int. on Combust //The Combust. Inst 1971, P. 373.
174. Hidaka Y., Eubank C.E. Gardiner W.C, Jr. 1982. J. Mol. Sci. 3, 135.
175. Troe J. Unimolecular Reactions Experiments fad Theories in Physical Chemistry/ An Advanced Ferities. 1975. vol. VI. B.W. Jost. Ed., Academic Press, New York.
176. Glasman 1., Brezinshy K., Gomer A., Fakahashi F. //Recent Adv. Aerosp. Sci., New York; London, 1985, p.345-370.
-
Похожие работы
- Снижение вредных выбросов тракторного дизеля 4Ч 11/12,5 путем рециркуляции отработавших газов
- Улучшение экологических показателей дизелей путем оптимизации параметров топливоподачи
- Улучшение экологической чистоты рабочих процессов дизельных энергоустановок путем нейтрализации оксидов азота отработавших газов
- Улучшение эксплуатационных показателей транспортного дизеля путем совершенствования системы автоматического регулирования частоты вращения
- Обоснование нормативов показателей токсичности отработавших газов и топливной экономичности дизелей при эксплуатации