автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Повышение эффективности работы каталитического нейтрализатора в период прогрева дизеля путем рециркуляции отработавших газов

На правах рукописи

Ои-э4" —

Шарипов Руслан Раисович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ КАТАЛИТИЧЕСКОГО НЕЙТРАЛИЗАТОРА В ПЕРИОД ПРОГРЕВА ДИЗЕЛЯ ПУТЕМ РЕЦИРКУЛЯЦИИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ

05.04.02 - «Тепловые двигатели»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Челябинск 2009

003482210

Диссертация выполнена на кафедре «Двигатели» Челябинского высшего военного автомобильного командно-инженерного училища (ЧВВАКИУ)

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент

Нефедов Дмитрий Владимирович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Шапран Владимир Николаевич доктор технических наук, профессор Морозова Вера Сергеевна

Ведущее предприятие - ФГУП «НАМИ», г. Москва

Защита состоится 25 ноября 2009 г., в 15 часов, на заседании диссертационного совета Д 212.298.09 при Южно-Уральском государственном университете по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76, зал диссертационного совета (10" этаж главного корпуса).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южно-Уральского государственного университета.

Отзывы на автореферат, заверенные печатью учреждения, просим направлять в двух экземплярах по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76 на имя ученого секретаря диссертационного совета. E-mail: D212.298.09@mail.ru

Автореферат разослан « 25 » октября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

Лазарев Е.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Силовые установки относятся к числу наиболее ответственных агрегатов, формирующих технико-эксплуатационные свойства и показатели многоцелевых колесных и гусеничных машин. Наибольшее примените в качестве силовых установок военной автомобильной техники (ВЛТ) нашли поршневые и комбинированные двигатели, в частности, дюели. Одной из существенных проблем, возникающей при эксплуатации дизелей, является повышенные выбросы вредных веществ отработавшими газами (ОГ), которые загрязняют окружающую среду и оказывают вредное воздействие на здоровье человека. Задача снижения выбросов вредных веществ двигателями внутреннего сгорания, в частности дизелями, приобретает все большее значение в государственном масштабе, особенно при эксплуатации в условиях ограниченного воздухообмена (карьерах, шахтах, закрытых помещениях, при скоплении большого количества автотракторной техники и т.п.). Решение этой задачи в ряде случаев обеспечивается даже в ущерб топливной экономичности дизелей.

Совершенствование способов и устройств для очистки и нейтрализации вредных веществ в ОГ дизелей является одним из ключевых факторов повышения экологических показателей автомобильной техники (АТ). Для снижения содержания окиси углерода (СО) и непредельных углеводородов (СН) в ОГ дизелей получили распространение каталитические нейтрализаторы (КН). Эти системы используются в дизелях, эксплуатирующихся в условиях ограниченного воздухообмена, несмотря на относительно низкий индекс содержания в ОГ окиси углерода и непредельных углеводородов по сравнению с оксидами азота. Конструктивные и технологические особенности выпускных систем с каталитическими нейтрализаторами в значительной мере определяют экологические показатели дизелей в специфических условиях эксплуатации. Они не требуют серьезных конструктивных изменений и незначительно снижают тактико-технические характеристики при установке их на существующие образцы ВАТ. Однако наличие КН в системе выпуска увеличивает противодавление на выходе, что приводит к некоторому ухудшению мощностных и экономических показателей работы дизелей.

Таким образом, несомненно, актуальна научная задача, состоящая в разрешении противоречия между необходимостью повышения мощностных и экономических показателей и требованиями по снижению выбросов вредных веществ, в частности СО и СН, отработавшими газами дизелей, связанного с использованием КН. Указанное в полной мере относится к периоду прогрева дизеля после пуска, целесообразность снижения которого в этой связи очевидна.

Гипотеза исследования: организация в период прогрева дизеля рециркуляции ОГ позволит снизить токсичность отработавших газов и время его тепловой подготовки к принятию нагрузки.

Цель работы: обеспечение требуемого уровня экологической безопасности по выбросам ОГ и ускоренной тепловой подготовки дизеля к принятию нагрузки (ГОСТ Р 41.49-2003 (Правила ЕЭК ООН № 49)).

з

Объектом исследования является процесс ускоренного прогрева дизеля Ка-мАЗ-740.10 и КН в системе выпуска ОГ с перепускным (рециркуляционным) ресивером.

Предметом исследования являются процессы теплообмена в системе выпуска ОГ дизеля КамАЗ-740.10, оборудованной КН с перепускным ресивером, и содержание токсичных компонентов в ОГ.

Научная задача состоит в установлении закономерностей влияния перепускного ресивера в системе выпуска с КН на тепловое состояние дизеля, каталитического нейтрализатора и выбросы вредных веществ ОГ.

Для достижения указанной цели и подтверждения выдвинутой гипотезы поставлены и решены следующие задачи:

- разработана система, обеспечивающая снижение токсичности ОГ и времени тепловой подготовки дизеля к принятию нагрузки за счет установки в систему выпуска КН и перепускного ресивера с учетом применения ее на образцах АТ;

- теоретически обоснована целесообразность применения в системе выпуска ОГ дизеля перепускного ресивера для повышения эффективности работы КН и сни-же1шя времени тепловой подготовки дизеля к принятию нагрузки;

- разработана математическая модель ускоренного прогрева дюеля с учетом рециркуляции ОГ и процессов теплообмена в системе выпуска с КН и перепускным ресивером;

- экспериментально оценена эффективность применения предлагаемой системы снижения токсичности и адекватность математической модели;

- выполнена техническая и экономическая оценка, а также разработаны рекомендации по использованию предлагаемой системы снижения токсичности ОГ на образцах АТ.

Методологической основой исследования служат основные положения классической термодинамики, термодинамического анализа и приближенный метод математического анализа.

Методы исследования. Для реализации задач и достижения поставленной цели в работе используются: теоретический анализ и обобщение научной и специальной литературы; комплексы стендовых методов исследования системы выпуска ОГ дизеля КамАЗ-740.10 с КН и перепускным ресивером и испытаний автомобиля по ГОСТ Р 41.49-2003 (Правила ЕЭК ООН № 49); методы логического анализа, графической и статистической обработки экспериментальных данных.

Научная новизна заключается:

- в обосновании использования энергии рециркулируемых ОГ для повышения эффективности работы каталитического нейтрализатора и снижения времени тепловой подготовки дизеля к принятию нагрузки;

- в разработке математической модели прогрева дизеля с учетом рециркуляции ОГ, процессов теплообмена в системе выпуска с каталитическим нейтрализатором.

На защиту выносятся:

- техническая система, обеспечивающая снижение токсичности ОГ и время тепловой подготовки дизеля к принятию нагрузки;

- математическая модель ускоренного прогрева дизеля с учетом рециркуляции ОГ, процессов теплообмена в системе выпуска с КН;

- результаты экспериментальных исследований оценки эффективности применения предложенной технической системы;

- результаты технического и экономического эффекта, а также рекомендации по использованию предлагаемой технической системы на образцах АТ.

Практическая ценность работы состоит в сокращении продолжительности периода прогрева каталитического нейтрализатора более чем в четыре раза и снижении токсичности ОГ дизеля в этот период на 64 %.

Обоснованность и достоверность результатов исследования подтверждается достаточным объемом экспериментов, применением комплекса современных информативных и объективных методов исследования, подбором современной измерительной аппаратуры, систематической ей поверкой и контролем погрешностей, выполнением рекомендаций соответствующих стандартов на испытания и корректной статистической обработкой экспериментальных данных с использованием ЭВМ. Научные положения, выводы и практические рекомендации обоснованы результатами, полученными в ходе экспериментов.

Апробация работы и внедрение результатов исследования: основные положения диссертации доложены и обсуждены на научно-технических конференциях Рязанского военного автомобильного института (2007-2008 гг.) и Челябинского высшего военного автомобильного командно-инженерного училища (2007-2009 гг.); научно-технических семинарах кафедры двигатели внутреннего сгорания ЮжноУральского государственного университета (2007-2009 гг.); межвузовской научно-технической конференции Челябинского агрошгженерного университета (2009 г.).

Результаты выполненной работы внедрены при оценке перспектив совершенствования систем нейтрализации ОГ в ЗАО «Ремдизель» (г. Набережные Челны), ОАО «НИИ автотракторной техники» (г.Челябинск), при выполнении курсовых и дипломных работ, а также при чтении отдельных разделов курсов лекций по дисциплинам «Двигатели военной автомобильной техники» и «Теплотехника» в Челябинском высшем военном автомобильном командно-инженерном училище и Рязанском военном автомобильном институте.

Публикации. По теме диссертации опубликовало 10 работ, из них 4 патента на полезную модель. Отдельные вопросы исследования более подробно освещены в отчетах по научно-исследовательским работам, выполненным на кафедре «Двигатели» Челябинского высшего военного автомобильного командно-инженерного училища при участии автора.

Структура и объем работы. Диссертация содержит 146 страниц, в там числе 20 рисунков, 15 таблиц и состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников, включающего 105 наименований, 5 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, формулируются цель и задачи исследования, приводятся основные положения работы, выносимые на защиту.

В первой главе проведен анализ состояния автомобильного парка ВС РФ и достигнутого уровня экологической безопасности, находящихся в эксплуатации

объектов АТ, который свидетельствует о неполном соответствии показателей их силовых установок, в частности дизелей, ГОСТ Р 41.49-2003 (Правила ЕЭК ООН № 49).

Проанализированы резервы повышения экономических и экологических показателей дизелей. Приводятся укрупненные составляющие их теплового баланса, свидетельствующие о значительном резерве теплоиспользования за счет утилизации тепловых потерь. Показано, что до 42 % теплоты, сжигаемого в дизелях топлива, выбрасывается в окружающую среду с ОГ.

Проанализированы системы снижения вредных веществ с отработавшими газами поршневых двигателей, в частности дизелей, в целом и системы каталитической нейтрализации ОГ в частности. В качестве серьезного недостатка отмечена необходимость обеспечения высокой температуры (523...573 К) для эффективной работы каталитического нейтрализатора. Это снижает эффективность его работы на ряде режимов и последующем прогреве после пуска холодного дизеля.

С целью снижения продолжительности тепловой подготовки дизеля КамАЗ 740.10 к принятию нагрузки и обеспечения требуемого температурного режима для эффективной работы каталитического нейтрализатора в период прогрева предложено использовать рециркуляцию ОГ. Это мероприятие позволит повысить эффективность использования энергии сжигаемого в дизелях топлива и снизить токсичность ОГ при послепусковом прогреве. В качестве технического средства реализации этого мероприятия рассматривается установка в систему выпуска дизеля с каталитическим нейтрализатором перепускного ресивера с устройствами перепуска ОГ.

Во второй главе • теоретически обоснована целесообразность использования энергии ОГ поршневого двигателя внутреннего сгорания (ПДВС), в частности дизеля, с целью повышения эффективности работы каталитического нейтрализатора посредством рециркуляции ОГ с использованием перепускного ресивера. В соответствии с рисунком 1 использование системы дифференциальных уравнений энергетического баланса позволило проанализировать изменение структуры энергии потока ОГ и механизма ее передачи от дизеля к каталитическому нейтрализатору, от каталитического нейтрализатора к ресиверу и от ресивера к дизелю.

Описана термодинамическая природа и сущность процесса рециркуляции ОГ с использованием ресивера, установленного в систему выпуска дизеля. Определены основные допущения и выполнено математическое моделирование процесса прогрева дизеля с учетом рециркуляции ОГ. Методом многофакторного численного эксперимента выполнен синтез рабочего цикла дизеля на режиме прогрева, дополненный учетом особенностей процессов теплообмена в системе выпуска ОГ.

Математическое моделирование в дифференциальном представлении осуществлено:

- процесса прогрева дизеля с учетом рециркуляции отработавших газов использованием системы уравнений теплового баланса (1) и (2)

с! г йг с!г (1 г Ат с1г

с гп' + с т"

V V

О)

<1(3

рец

Аг

|3т'

"17

(1т.

(¡. -и.)--

аг

(2)

ат в

где:--приращение температуры рабочего тела; —!-— теплота, выделившаяся

(1 г Ат

при сгорания топлива;

с1г

— теплота, отведенная от рабочего тела в стенки

цилиндра; ¿О.

<К2

п,1

рец

Аг

- теплота, подведенная к рабочем телу рециркуляционными

газами; —— - теплота, отведишая от рабочего тела с ОГ; — - работа, совершаемая &т Ат

рабочим телом; т' - масса воздуха в цилиндре; т" - масса «чистых» продуктов сгорания в цилиндре; с^ - удельная теплоемкость воздуха; су - удельная теплоем-

ат'

кость «чистых» продуктов сгорания, - - количество газов, поступающих в ци-

аг

линдр через впускной клапан; удельная энтальпия смеси газов во впускном

с'т1-

коллекторе; и. - удельная внутренняя энергия рабочего тела в цилиндре; —-- - эле-■ dr

ментарное количество газов, забрасываемых из цилиндра через впускной клапан во

впускной коллектор; ь- удельная эшгальпия рабочего тела в цилиндре,

- процесса теплообмена в выпускном тракте дизеля использованием системы уравнений (3) и (4)

ат . . ат

ё

Ат Ат

-т • ,1 =

&1 в,1-1;

д. ,д. 1-1 1

Д.

-Т .Д. &1

1+-

д.

1-1

т . ,+Т • -

2а , ч

-§Е_ Т .-Т . , + Т .-Т . .

с а I е.'-1 Р'1 Р-'-и

р с _ 8 Рё «1

(3)

ат . , ат р,1-1+ р

аг Ат

_Дг1т . -

Д. &« 1

1+-

д.

¡-1

1

т . .+т . -

е.«—1

2а й , ч

+-/Р т ,ГТ ,-т . 1+т .-т . ,)-

рс (о -О2)18'1 6,1-1 Р-' Р'1_и

гр ои1 1Г1)

2a D , ро OlJt

рс fD2,-D2l p vg^ out in J

fr . +T . , -2T V

4toD

out

P С P vg

fD2f-Dn

^ out in J

_y5

p,i P,i-1

b\j .-T . .)

— T

(4)

где: Dm, Dout - диаметры впускного и выпускного коллекторов; с- коэффициент излучения.

- процесса теплообмена в нейтрализаторе использованием системы уравнений (5), (6), (7) и (8)

ет зт , v

5р с —§- = -p Uc _i- + asjT -Т I; (5)

g Pg 8т НЕ »gfti l,s gj v y

acgi ccg.

dr ~U dx "gi

5^ = u^-anS|C.-C . I; (6)

ет зт

PC —A = x —!r + s ps sT s ^2

с

r2

где: , Сд - концентрация 1-го и _|-го компонентов газа; <Уь- тепловой эффект реакции; а - коэффициент теплопроводности рабочего тела; Ср - удельная массовая теплоемкость; и - скорость газа; Тг - температура ОГ; Т8 - температура каталитического нейтрализатора.

При составлении математической модели автором дополшггельно учтены: теплота, поступающая с рециркуляционными газами, процесс теплообмена в выпускном тракте рассчитывался с учетом точки росы, процесс теплообмена в нейтрализаторе рассматривался дифференцированно: описывались и анализировались «горячая» и «холодная» фазы.

Для моделирования рабочего процесса и процессов теплообмена в системе выпуска отработавших газов использована программа визуального проектирования 81Ми1ЛЬГК пакета МАТЬАВ по составленному автором алгоритму математического моделирования процессов прогрева и теплообмена в выпускном тракте дизеля.

пдвс

Бшног

Кггапито есхий нейшизатор

Ешог

Б-яс-Е.

Еог

Ехииог

Оог

Ехцмкн

Ресиаф

Окн

С/огрец

\ \

Еог ~ Оог + Ехш, + Е„

Е^ - энергия отработавших газов; <2„ - теплота ОГ; Ехш - химическая энергия;

Ем - кинетическая энергия; <2ог реч - теплота рециркуляционных газов;

$огр*Ц! О? ргрец~

дополнительный запас теплоты, поступающий с ре-циркулируемыми газами;

Qyг - теплота газов, уходящих в атмосферу; Ерес - энергия газов в ресивере.

Т >

1 КН^

В АТМОСФЕРУ

Еог @ог Ехим + Еын^ $ а

Рисунок 1 - Структура энергии потока ОГ в выпускной системе дизеля с каталитическим нейтрализатором и ресивером

В третьей главе приведены программа экспериментальных исследований, состоящая из пяти этапов, описание экспериментальной установки и измерительной аппаратуры.

Первый этап программы предполагал разработку методики испытаний системы снижения вредных веществ с отработавшими газами дизеля с каталитическим нейтрализатором и ресивером. Затем на втором этапе производилось уточнение диапазона изменения показателей, определяемых в ходе экспериментального исследования, для выбора соответствующей измерительной аппаратуры и приборов.

■ Третий этап включал исследование влияния процесса прогрева системы выпуска ОГ на работу нейтрализатора, эффективность которого определяется снижением содержания СО и СН в отработавших газах. Испытания нейтрализатора НД59-14Г (НАМИ) проводились на режимах 13-ступенчатого цикла в соответствии с ГОСТ Р 41.49-2003 (Правила ЕЭК ООН № 49) для получения зависимостей, характеризующих влияние температуры ОГ на эффективность работы каталитического нейтрализатора.

Четвертый этап программы посвящен исследованию влияния процесса рециркуляции отработавших газов на тепловое состояние дизеля на режимах холодного пуска и прогрева. Испытания дизеля проводились на специально созданном лабораторном стенде, схема которого представлено на рисунке 2.

Рисунок 2 - Принципиальная схема экспериментального стенда для испытания дтеля с каталитическим нейтрализатором, ресивером и устройствами перепуска ОГ

1 - топливный бак; 2 - термопара; 3 - балансирная машина; 4 - весовое устройство балансирной машины; 5 - пульт управления; 6 - испытательный стенд 08-1036; 7 -перепускной воздуховод; 8 - ресивер; 9 - пьезометр; 10 - заслонки; 11 - каталитический нейтрализатор; 12 - термопара; 13 - дизель КамАЗ-740.10; 14 - расходомер топлива

* дополнительно установка оборудована охладителем ОГ (на схеме не показан)

Используемое оборудование и измерительные приборы подвергались метрологическому контролю, что позволило при испытаниях выполнять требования ГОСТ 14846-1981. Испытания дизеля проводились по программе полнофакгорного эксперимента размерности 23.

На пятом этапе производилась оценка адекватности предложенной математической модели ускоренного прогрева дизеля с учетом рециркуляции ОГ полученным экспериментальным да1шым. Выполнена оценка погрешностей измерений, проведенных в ходе испытаний дизеля с рассматриваемой системой выпуска.

Четвёртая глава содержит результаты и анализ экспериментов. Получены зависимости, отражающие изменение режимных параметров (давление Рог, температура Тог ОГ и температура Тр рециркулируемых газов) в соответствии с рисунком 3. Эти параметры являются составляющими уравнений теплового баланса, изменение которых оказывает существенное влияние на показатели структуры теплового потока ОГ. Целесообразно проанализировать полученные результаты при изменении каждого из приведенных параметров.

В соответствии с рисунком 3,а приведены зависимости давления ОГ от времени заполнения ресивера при переменной температуре отработавших газов. Можно заметить, что за период времени в 5 с наблюдается одинаково интенсивный рост Рог при регулировании температуры ОГ с помощью охладителя (кривые 2 и 3). При отсутствии регулирования температуры ОГ характерен более плавный рост давления Рог (кривая 1). В течение последующих 10 с наблюдается стабилизация давления, а затем продолжается его повышение практически во всех исследуемых случаях изменения температуры ОГ. По истечении 40 с давление газов стабилизируется при значении Рог - 2,4 Па. Повышение давления ОГ при заполнении ресивера объясняется ростом сопротивления его наполнению.

а б

1,5

Р.,

П. ,

Г

г \ 2 \ 3

✓ " к

( / /

г

V-

✓ ✓ и

т

1 \

Рисунок 3 - Изменение давления ОГ и температуры рециркулируемых газов в зависимости от времени при заряде ресивера при переменных температурах ОГ --без регулирования Тог;___- при ТОГ=250 °С ;____- при Тсг=100 °С

В соответствии с рисунком 3,6 через 5-10 с при заряде ресивера без регулирования температуры ОГ имеет место снижение температуры рециркулируемых газов Тр (кривая 1). При регулировании температуры ОГ за это же время наблюдается незна-

чительный рост Тр (кривые 3) в условиях большей температуры ОГ. По истечении 10 с происходит практически равномерное повышение Тр во всем временном диапазоне для всех исследуемых значений температуры ОГ. Такой характер изменения температуры рециркулируемых газов можно объяснить замедленным прогревом перепускного ресивера.

Зависимости температуры ОГ от времени в соответствии с рисунком 4,а при переменной температуре рециркулируемых газов свидетельствуют, что увеличение температуры рециркулируемых газов, а, следовательно, и температуры заряда на впуске, приводит к ускоренному повышению Тог.

Характер изменения давления ОГ в зависимости от времени в соответствии с рисунком 4,6 практически одинаков при переменной температуре рециркулируемых газов.

19

т. в * в

--

у

1.9

-7 Р.

V >

- - _ *

ОЛ

/ •

г" *

г Г 1 \ 1

«аз. /

/

/

л а

Рисунок 4 - Изменение температуры и давления ОГ в зависимости от времени при переменной температуре рециркулируемых газов в условиях разряда ресивера (~Трец) --без рециркуляции;___- при Трец= 45 °С;_____- при Трец= 30 °С

Степень рециркуляции отработавших газов на всех режимах работы дизеля поддерживалась около 10%. При работе дизеля на режиме рециркуляции ОГ из-за замены части воздушного заряда отработавшими газами происходит обогащение смеси, что снижает эффективность процесса сгорания. В результате этого наблюдаются увеличение удельного расхода топлива примерно на 8% и некоторое повышение дымности ОГ.

Моторные испытания дизеля выявили достаточно высокую степень повышения эффективности работы каталитического нейтрализатора под влиянием процесса рециркуляции потока ОГ, что подтверждает результаты теоретических расчетов. Применение рециркуляционного ресивера в период послепускового прогрева холодного дизеля позволило снизить время выхода каталитического нейтрализатора на номинальный тепловой режим работы со 180 с до 40 с (рисунок 5). При этом появилась возможность исключить в этот период выпуск неочищенных газов в атмосферу. Это

позволяет получить снижение содержания СО и СН в отработавших газах более 50 % на 40ой с работы (рисунок 6).

Тсмлераура начала эффективной работы К]I

100 120 140 160 180 t,c

Рисунок 5 - Зависимость температуры

ОГ на входе в каталитический нейтрализатор от времени работы при различной комплектации

% 50

Av. Ксмплек-

/ тацн«КН- Комлпек. тздшас КН

/ рееяв ер

О 20 40 60

100 120 140 160 180 Ц с

Рисунок б - Эффективность (% очистки СО и СН) каталитического нейтрализатора с различной комплектацией дизеля в зависимости от времени

Проведенная экономическая оценка снижения годового ущерба от выброса токсичных веществ ОГ АТ условного хозяйства, укомплектоватюго автомобилями, приведенными в таблице 1, составляет 1547 тыс. рублей.

Таблица 1 - Годовой ущерб от выброса вредных веществ ОГ АТ

Марка машины Количество Экологический ущерб с КН, тыс. руб. Экологический ущерб с КН-ресивер, тыс. руб.

УАЗ 3151 32 171,76 121,18

Газ 3307 74 359,6 221,18

Урал 5557 45 191,67 135,3

КамАЗ 5320 172 805,84 568,82

Краз 255 38 175,83 60,06

МАЗ 6 3,43 2,42

Всего 367 2192,44 1547,54

Эксперименты показали, что система с каталитическим нейтрализатором и перепускным ресивером снижает время тепловой подготовки дизеля к принятию нагрузки в 2,1 раза. Повышение эффективности использоваши энергии сжигаемого в дизеле топлива приводит к снижению уровня токсичных выбросов с отработавшими газами. Расчеты показали, что окупаемость системы каталитического нейтрализатора с ресивером составляет 10 месяцев.

При использовании рециркуляционного ресивера следует отметить: _ -

- простоту и технологичность конструкции системы снижения токсичности ОГ в целом, а также минимальные затраты на ее производство;

- ре циркуля ционный ресивер в системе выпуска дизеля должен располагаться на расстоянии не более 0,33-0,36 диаметра выпускного трубопровода от каталитического нейтрализатора;

- давление ОГ на выпуске не должно превышать 0,19-0,20 МПа;

- емкость ресивера должна быть не менее 60 дм3.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработана система снижения токсичности выбросов с ОГ дизеля, включающая в себя систему выпуска ОГ с КН и перепускным ресивером, обеспечивающая снижение токсичности ОГ и ускоренную тепловую подготовку дизеля к принятию нагрузки (ГОСТ Р 41.49-2003 (Правила ЕЭК ООН № 49)).

2. Разработана математическая модель процесса прогрева дизеля, учитывающая особенности его работы с рециркуляцией ОГ и теплообмена в нейтрализаторе. Она основана на уравнениях массо-энергетического и теплового баланса и позволяет определять температуру и давление ОГ на входе и выходе из нейтрализатора с учетом теплообмена в выпускном коллекторе, температуру рециркулируемых газов и заряда во впускном коллекторе.

3. Теоретически установлена целесообразность использования энергии рециркуляции ОГ для повышения эффективности работы каталитического нейтрализатора и ускоренной тепловой подготовки дизеля за счет дополнительного запаса тепловой энергии, поступающей с рециркулируемыми газами С^ц.

4. В результате расчетно-аналитического исследования определен температурный диапазон в интервале 573...723 К, позволяющий наиболее полно реализовать потенциал очистки ОГ от вредных веществ в каталитическом нейтрализаторе с платиновым покрытием блочного типа.

5. Для оценки адекватности математической модели и эффективности системы снижения содержания СО и СН в ОГ дизеля создана экспериментальная установка, оборудованная устройствами и аппаратурой обеспечивающая проведение необходимых исследований. Степень адекватности результатов, полученных с помощью математической модели, и экспериментальных данных составляет 95%.

6. В результате экспериментального исследования установлено, что минимальная температура начала эффективной работы каталитического нейтрализатора составляет 250 °С. Применение рециркуляционного ресивера в период послепускового прогрева холодного дизеля позволило снизить время выхода каталитического нейтрализатора на начало эффективной работы с 180 с до 40 с. В этот период исключается выпуск неочи£ценных отработавших газов в атмосферу, что позволяет получить снижение содержания СО и СН в ОГ более 50 % уже на 40ой с работы дизеля.

7. Проведенные техническая и экономическая оценки показывают соответствие системы снижения токсичности ГОСТ Р 41.49-2003 (Правша ЕЭК ООН № 49). Предполагаемое снижение годового ущерба от выброса вредных веществ ОГ автомобильной техникой хозяйства составляет до 1547 тыс. рублей. Применение системы позволит окупить затраты, связанные с ее внедрением и разработкой, за 10 месяцев.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

а) в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК:

1. Шарипов, P.P. Повышение эффективности работы каталитического нейтрализатора в период прогрева двигателя [Текст] / P.P. Шарипов // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока: научный журнал. - Вып. 1. - Новосибирск: ФГОУ ВПО НГАВТ, 2009. - С. 189 - 191.

б) в других изданиях:

2. Шарипов, P.P. Рециркуляция как способ повышения эффективности работы каталитических нейтрализаторов дизелей [Текст] / P.P. Шарипов // Доклады Омского отделения Международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности. - Вып. 2(13). - Омск: МАНЭБ, 2009. - С. 38-40.

3. Шарипов, P.P. Снижение токсичности отработавших газов дизелей в период холодного пуска и прогрева [Текст] / P.P. Шарипов И Автомобильная техника: научный вестник. - Вып. 20,-Челябинск: ЧВВАКИУ, 2009. - С. 152-155.

4. Шарипов, P.P. Оценка влияния рециркуляции отработавших газов на рабочий процесс дизеля [Текст] / P.P. Шарипов, Д.В. Нефедов // Повышение эффективности силовых установок колесных и гусеничных машин: материалы научно технической конференции, посвященной 40-летию кафедры двигателей. - Челябинск: ЧВВАКИУ, 2008. - С. 103-105.

5. Шарипов, P.P. Рециркуляция как способ повышения эффективности работы каталитического нейтрализатора [Текст] / P.P. Шарипов И Информационные технологии в эксплуатации МТП АПК: известия Международной академии аграрного образования. - Вып. 7. - Санкт-Петербург, 2008. - С. 190 -193.

6. Шарипов, P.P. Повышение эффективности работы каталитических нейтрализаторов дизелей и возможности их решения [Текст] / P.P. Шарипов // Сб. науч. трудов. - Вып. 19. - Рязань: Военный автомобильный Ш1стигут, 2008. - С. 102-106.

7. Шарипов, P.P. Патент РФ на полезную модель № 67646. МКИ F01N 3/28. Каталитический нейтрализатор для ДВС [Текст] / P.P. Шарипов, Д.В. Нефедов, Ю.Л. Попов. Опубл. 27.10.2007. Бюл. № 30.

8. Шарипов, P.P. Патент РФ на полезную модель № 71700. МКИ F01N 3/28. Каталитический нейтрализатор для ДВС [Текст] / P.P. Шарипов, Д.В. Нефедов, Ю.Л. Попов. Опубл. 20.03.2008. Бюл. № 8.

9. Шарипов, P.P. Патент РФ на полезную модель № 71701. МКИ F01N 3/28. Каталитический нейтрализатор для ДВС [Текст] / P.P. Шарипов, Д.В. Нефедов, Ю.Л. Попов. Опубл. 20.03.2008. Бюл. № 8.

10. Шарипов, P.P. Патент РФ на полезную модель № 72412. МКИ F01N 3/28. Каталитический нейтрализатор для ДВС [Текст] / P.P. Шарипов, Д.В. Нефедов, Ю.Л. Попов. Опубл. 19.01.2009. Бюл. № 3.

Личный вклад в статьях и патентах, опубликованных в соавторстве, составляет не менее 50 %.

Шарипов Руслан Раисович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ КАТАЛИТИЧЕСКОГО НЕЙТРАЛИЗАТОРА В ПЕРИОД ПРОГРЕВА ДИЗЕЛЯ ПУТЕМ РЕЦИРКУЛЯЦИИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ

Специальность 05.04.02 - «Тепловые двигатели»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 22.10.2009 г. Формат 60x90/16. Объем 1,0 уч.-изд.л. Тираж 100 экз. Заказ №350

Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе в типографии ГОУ ВПО ЧГПУ. 454080, г.Челябинск, пр. Ленина, 69

Обозначения и сокращения.

Введение.

1. Анализ состояния вопроса.

1.1. Военно-техническое обоснование необходимости улучшения экологических характеристик двигателей военной автомобильной техники.

1.2. Состав отработавших газов двигателей и их энергетические составляющие.

1.2.1. Состав отработавших газов двигателей внутреннего сгорания.

1.2.2. Энергетические составляющие отработавших газов.

1.3. Пути снижения содержания вредных веществ в отработавших газах двигателей.

1.3.1 Рециркуляция отработавших газов в двигателях с внешним смесеобразованием и искровым зажиганием.!.

1.3.2 Рециркуляция отработавших газов в дизелях.

1.4. Методы снижения выбросов СО и СН при,пуске и прогреве двигателя.

1.4.1. Особенности режимов холодного пуска и прогрева двигателя.

1.4.2. Методы снижения выбросов СО и СН при пуске и прогреве двигателя.

1.5. Математическое моделирование рабочего цикла дизеля с рециркуляцией ОГ с учетом процессов теплообмена в выпускной системе с КН.

1.6. Выводы по разделу. Постановка задач исследования.'.

2. Теоретическое обоснование целесообразности применения в системе выпуска ОГ дизеля перепускного ресивера для повышения эффективности работы КН и ускоренного прогрева дизеля.

2.1. Основные ограничения и допущения, принятые в работе.

2.2. Обоснование возможности использования энергии рециркуляции ОГ для повышения эффективности работы КН.

2.3. Физическое моделирование процесса ускоренного прогрева КН.

2.4. Математическое моделирование процесса ускоренного прогрева дизеля, процессов теплообмена в системе выпуска ОГ с КН.

2.4.1. Математическая модель процесса ускоренного прогрева дизеля с учетом рециркуляции ОГ.

2.4.2. Расчетная методика.

2.5. Выводы по разделу.

3. Экспериментальная оценка эффективности работы системы снижения токсичности ОГ

3.1. Программа исследования.

3.2. Методика нормирования выбросов частиц дизельными двигателями для грузовых автомобилей массой более 3,5 т (Правила 49 ЕЭК ООН).

3.3. Экспериментальная установка.

3.3.1. Силовая установка.

3.3.2. Оборудование экспериментальной установки.

3.4. Методика экспериментальных исследований системы снижения токсичности с КН и ресивером.

3.5. Оценка погрешности измерений и адекватности математической модели.

3.6. Выводы по разделу.

4. Анализ результатов экспериментальных исследований.

4.1. Анализ результатов экспериментального исследования теплового состояния систем выпуска ОГ.

4.2. Влияние рециркуляции на показатели процесса прогрева дизеля.

4.3. Результаты испытаний нейтрализатора.

4.3.1. Ускоренный прогрев каталитического нейтрализатора.

4.4. Рекомендации по использованию результатов работы.

4.5. Техническая и экономическая оценки системы снижения токсичности отработавших газов поршневых двигателей.

4.5.1. Техническая оценка.

4.5.2. Расчет экономического эффекта от повышения экологических показателей силовой установки и экономии топлива.

4.6. Выводы по разделу.

Актуальность темы исследования. Силовые установки относятся к числу наиболее ответственных агрегатов, формирующих технико-эксплуатационные свойства и показатели многоцелевых колесных и гусеничных машин. Наибольшее применение в качестве силовых установок военной автомобильной техники (ВАТ) нашли поршневые и комбинированные двигатели, в частности, дизели. Одной из существенных проблем, возникающей при эксплуатации дизелей, является повышенные выбросы вредных веществ отработавшими газами (ОГ), которые загрязняют окружающую среду и оказывают вредное воздействие на здоровье человека. Задача снижения выбросов вредных веществ двигателями внутреннего сгорания, в частности дизелями, приобретает все большее значение в государственном масштабе, особенно при эксплуатации в условиях ограниченного воздухообмена (карьерах, шахтах, закрытых помещениях, при скоплении большого количества автотракторной техники и т.п.). Решение этой задачи в ряде случаев обеспечивается даже в ущерб топливной экономичности дизелей.

Совершенствование способов и устройств для очистки и нейтрализации вредных веществ в ОГ дизелей является одним из ключевых факторов повышения экологических показателей автомобильной техники (АТ). Для снижения содержания окиси углерода (СО) и непредельных углеводородов (СН) в ОГ дизелей получили распространение каталитические нейтрализаторы (КН). Эти системы используются в дизелях, эксплуатирующихся в условиях ограниченного воздухообмена, несмотря на относительно низкий индекс содержания в ОГ окиси углерода и непредельных углеводородов по сравнению с оксидами азота. Конструктивные и технологические особенности выпускных систем с каталитическими нейтрализаторами в значительной мере определяют экологические показатели дизелей в специфических условиях эксплуатации. Они не требуют серьезных конструктивных изменений и незначительно снижают тактико-технические характеристики при установке их на существующие образцы ВАТ. Однако наличие КН в системе выпуска увеличивает противодавление на выходе, что приводит к некоторому ухудшению мощностных и экономических показателей работы дизелей [27].

Таким образом, несомненно, актуальна научная задача, состоящая в разрешении противоречия между необходимостью повышения мощностных и экономических показателей и требованиями по снижению выбросов вредных веществ, в частности СО и СН, отработавшими газами дизелей, связанного с использованием КН. Указанное в полной мере относится к периоду прогрева дизеля после пуска, целесообразность снижения которого в этой связи очевидна.

Гипотеза исследования: организация в период прогрева дизеля рециркуляции ОГ позволит снизить токсичность отработавших газов и время его тепловой подготовки к принятию нагрузки.

Цель работы: обеспечение требуемого уровня экологической безопасности по выбросам ОГ и ускоренной тепловой подготовки дизеля к принятию нагрузки (ГОСТ Р 41.49-2003 (Правила ЕЭК ООН № 49)).

Объектом исследования является процесс ускоренного прогрева дизеля Ка-мАЗ-740.10 и КН в системе выпуска ОГ с перепускным (рециркуляционным) ресивером.

Предметом исследования являются процессы теплообмена в системе выпуска ОГ дизеля КамАЗ-740.10, оборудованной КН с перепускным ресивером, и содержание токсичных компонентов в ОГ.

Научная задача состоит в установлении закономерностей влияния перепускного ресивера в системе выпуска с КН на тепловое состояние дизеля, каталитического нейтрализатора и выбросы вредных веществ ОГ.

Для достижения указанной цели и подтверждения выдвинутой гипотезы поставлены и решены следующие задачи:

- разработана система, обеспечивающая снижение токсичности ОГ и времени тепловой подготовки дизеля к принятию нагрузки за счет установки в систему выпуска КН и перепускного ресивера с учетом применения ее на образцах АТ;

- теоретически обоснована целесообразность применения в системе выпуска ОГ дизеля перепускного ресивера для повышения эффективности работы КН и снижения времени тепловой подготовки дизеля к принятию нагрузки;

- разработана математическая модель ускоренного прогрева дизеля с учетом рециркуляции ОГ и процессов теплообмена в системе выпуска с КН и перепускным ресивером;

- экспериментально оценена эффективность применения предлагаемой системы снижения токсичности и адекватность математической модели;

- выполнена техническая и экономическая оценка, а также разработаны рекомендации по использованию предлагаемой системы снижения токсичности ОГ на образцах АТ.

Методологической основой исследования служат основные положения классической термодинамики, термодинамического анализа и приближенный метод математического анализа.

Методы исследования. Для реализации задач и достижения поставленной цели в работе используются: теоретический анализ и обобщение научной и специальной литературы; комплексы стендовых методов исследования системы выпуска ОГ дизеля КамАЗ-740.10 с КН и перепускным ресивером и испытаний автомобиля по ГОСТ Р 41.49-2003 (Правила ЕЭК ООН № 49); методы логического анализа, графической и статистической обработки экспериментальных данных.

Научная новизна заключается:

- в обосновании использования энергии рециркулируемых ОГ для повышения эффективности работы каталитического нейтрализатора и снижения времени тепловой подготовки дизеля к принятию нагрузки;

- в разработке математической модели прогрева дизеля с учетом рециркуляции ОГ, процессов теплообмена в системе выпуска с каталитическим нейтрализатором.

На защиту выносятся:

- техническая система, обеспечивающая снижение токсичности ОГ и время тепловой подготовки дизеля к принятию нагрузки;

- математическая модель ускоренного прогрева дизеля с учетом рециркуляции ОГ, процессов теплообмена в системе выпуска с КН;

- результаты экспериментальных исследований оценки эффективности применения предложенной технической системы;

- результаты технического и экономического эффекта, а также рекомендации по использованию предлагаемой технической системы на образцах АТ.

Практическая ценность работы состоит в сокращении продолжительности периода прогрева каталитического нейтрализатора более чем в четыре раза и снижении токсичности ОГ дизеля в этот период на 64 %.

Обоснованность и достоверность результатов исследования подтверждается достаточным объемом экспериментов, применением комплекса современных информативных и объективных методов исследования, подбором современной измерительной аппаратуры, систематической её поверкой и контролем погрешностей, выполнением рекомендаций соответствующих стандартов на испытания и корректной статистической обработкой экспериментальных данных с использованием ЭВМ. Научные положения, выводы и практические рекомендации обоснованы результатами, полученными в ходе экспериментов.

Апробация работы и внедрение результатов исследования: основные положения диссертации доложены и обсуждены на научно-технических конференциях Рязанского военного автомобильного института (2007—2008 гг.) и Челябинского высшего военного автомобильного командно-инженерного училища (2007-2009 гг.); научно-технических семинарах кафедры двигатели внутреннего сгорания ЮжноУральского государственного университета (2007-2009 гг.); межвузовской научно-технической конференции Челябинского агроинженерного университета (2009 г.).

Результаты выполненной работы внедрены при оценке перспектив совершенствования систем нейтрализации ОГ в ЗАО «Ремдизель» (г. Набережные Челны), ОАО «НИИ автотракторной техники» (г.Челябинск), при выполнении курсовых и дипломных работ, а также при чтении отдельных разделов курсов лекций по дисциплинам «Двигатели военной автомобильной техники» и «Теплотехника» в Челябинском высшем военном автомобильном командно—инженерном училище и Рязанском военном автомобильном институте.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, из них 4 патента на полезную модель. Отдельные вопросы исследования более подробно освещены в отчетах по научно-исследовательским работам, выполненным на кафедре «Двигатели» Челябинского высшего военного автомобильного командно-инженерного училища при участии автора.

Структура и объем работы. Диссертация содержит 146 страниц, в том числе 20 рисунков, 15 таблиц и состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников, включающего 105 наименований, 5 приложений.

4.6. Выводы по разделу

1) Моторные испытания дизеля выявили достаточно высокую степень повышения эффективности работы каталитического нейтрализатора под влиянием процесса рециркуляции потока ОГ, что подтверждает результаты теоретических расчетов. Применение рециркуляционного ресивера в период послепускового прогрева холодного дизеля позволило снизить время выхода каталитического нейтрализатора на номинальный тепловой режим работы со 180 с до 40 с. При этом появилась возможность исключить в этот период выпуск неочищенных газов в атмосферу. Это позволяет получить снижение содержания СО и СН в отработавших газах более 50 % на 40ой с работы.

2) Простота и надежность системы позволяют ей быть эффективной при решении задач АТ. Проведенные техническая и экономическая оценка снижения годового ущерба от выброса токсичных веществ ОГ АТ условного хозяйства сотавляет 1547 тыс. рублей, применение системы позволит окупить затраты, связанные с ее внедрением и разработкой за 10 месяцев. Кроме того, разработаны научно-обоснованные рекомендации по использованию предлагаемой системы снижения токсичности ОГ на образцах АТ.

Заключение

Широкое распространение и непрерывное развитие военной автомобильной техники требует дальнейшего совершенствования СУ с целью повышения их технико-экономических и экологических показателей, а также их соответствие требованиям, предъявляемым к образцам ВАТ в целом.

Кроме того, потребление энергетических ресурсов постоянно возрастает, обуславливая развитие и совершенствование энергосберегающих технологий. Разработка новых экономичных и технически более совершенных силовых установок в условиях возрастающего дефицита природных ископаемых энергоресурсов является необходимой реальностью развития АТ. Пути дальнейшего развития и повышения эффективности использования автомобильного транспорта неразрывно связаны с решением проблемы загрязнения ОС. В связи с этим к двигателям АТ предъявляется ряд жестких требований по токсичности ОГ.

Эти проблемы могут быть решены для уже находящихся в эксплуатации или только проектируемых двигателей посредством применения системы снижения токсичности ОГ, состоящей из выпускной системы ДВС с каталитическим нейтрализатором и рециркуляционного ресивера. Задачей рециркуляционного ресивера является, дросселирование ОГ на выпуске и перепуск части ОГ во впускной коллектор ДВС с целью снижения времени тепловой подготовки дизеля к принятию нагрузки и повышения эффективности работы КН.

В диссертации поставлены и решены задачи, представляющие собой вклад в новое перспективное направление - создание систем снижения токсичности, позволяющей не только исключить выпуск неочищенных газов в атмосферу в период холодного пуска и прогрева, но и снизить время тепловой подготовки дизеля к принятию нагрузки, что повышает эффективность использования . энергии сжигаемого топлива.

В результате выполненного исследования получены следующие новые научные и практические результаты: пб

1. Разработана система снижения токсичности выбросов с ОГ дизеля, включающая в себя систему выпуска ОГ с КН и перепускным ресивером, обеспечивающая снижение токсичности ОГ и ускоренную тепловую подготовку дизеля к принятию нагрузки (ГОСТ Р 41.49-2003 (Правила ЕЭК ООН № 49)).

2. Разработана математическая модель процесса прогрева дизеля, учитывающая особенности его работы с рециркуляцией ОГ и теплообмена в нейтрализаторе. Она основана на уравнениях массо-энергетического и теплового баланса и позволяет определять температуру и давление ОГ на входе и выходе из нейтрализатора с учетом теплообмена в выпускном коллекторе, температуру рециркулируемых газов и заряда во впускном коллекторе.

3. Теоретически установлена целесообразность использования энергии рециркуляции ОГ для повышения эффективности работы каталитического нейтрализатора и ускоренной тепловой подготовки дизеля за счет дополнительного запаса тепловой энергии, поступающей с рециркулируемыми газами Qpeil.

4. В результате аналитического исследования определен температурный диапазон в интервале 573.723 К, позволяющий наиболее полно реализовать потенциал очистки ОГ от вредных веществ в каталитическом нейтрализаторе с платиновым покрытием блочного типа.

5. Для оценки адекватности математической модели и эффективности системы снижения содержания СО и СН в ОГ дизеля создана экспериментальная установка, оборудованная устройствами и аппаратурой, обеспечивающая проведение необходимых исследований. Степень адекватности результатов, полученных с помощью математической модели, и экспериментальных данных составляет 95%.

6. В результате экспериментального исследования установлено, что минимальная температура начала эффективной работы каталитического нейтрализатора составляет 250 °С. Применение рециркуляционного ресивера в период послепускового прогрева холодного дизеля позволило снизить время выхода каталитического нейтрализатора на начало эффективной работы с 180 с до 40 с. В этот период исключается выпуск неочищенных отработавших газов в атмосферу, что позволяет получить снижение содержания СО и СН в ОГ более 50 % уже на 40ой с работы дизеля.

7. Проведенные техническая и экономическая оценки показывают соответствие системы снижения токсичности ГОСТ Р 41.49-2003 (Правила ЕЭК ООН № 49). Предполагаемое снижение годового ущерба от выброса вредных веществ ОГ автомобильной техникой хозяйства составляет до 1547 тыс. рублей. Применение системы позволит окупить затраты, связанные с ее внедрением и разработкой, за 10 месяцев.

При использовании рециркуляционного ресивера следует отметить:

- простоту и технологичность конструкции системы снижения токсичности ОГ в целом, а также минимальные затраты на ее производство;

- рециркуляционный ресивер в системе выпуска дизеля должен располагаться на расстоянии не более 0,33-0,36 диаметра выпускного трубопровода от каталитического нейтрализатора;

- давление ОГ на выпуске не должно превышать 0,19-0,20 МПа;

- емкость ресивера должна быть не менее 60 дм .

1. Автомобильные двигатели / Под ред. М.С. Ховаха. — М.: Машиностроение, 1977.-591 с.

2. Автотехническое обеспечение. М.: Воениздат, 1985. — 328 с.

3. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1971. - 284 с.

4. Амосов А. А., Дубинский Ю. А., Копченова Н. В. Вычислительные методы для инженеров. М.: Высшая школа, 1994. - С. 47-54.

5. Андреев Е. И. Расчет тепло- и массобмена в контактных аппаратах. JL: Энергоатомиздат, - 1985. - 192 с.

6. Ашмарин И.П., Васильев H.H., Амбросимов В.А. Быстрые методы статистической обработки и планирование экспериментов. JI.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1975. — 77 с.

7. Багиров Д.Д. Влияние системы нейтрализации отработавших газов на мощно-стные и топливно-экономические показатели двигателя // Автомобильная промышленность. 1976. - № 11. - С. 5-7.

8. Белов П.М. Двигатели армейских машин. Ч. II. Конструкция и расчет. М.: Воениздат, 1972. - 568 с.

9. Богданов А.И. Расширение возможностей утилизации энергии отработавших газов дизеля в случае использования нейтрализаторов // Сб. науч. тр. / Челяб. высш. воен. автомоб. инж. училище. 1996. - Вып. 6. - С. 117-119.

10. Богданов А.И. Утилизация теплоты отработавших газов поршневых ДВС автомобильной техники как средство повышения их мощносных, экономических и экологических показателей: Дис. . канд. техн. наук. Челябинск, 1999. — 118 с.

11. Боевой устав сухопутных войск. Ч. 1. М.: Воениздат, 1989. - С. 29 - 35.

12. Выбросы серийных автомобилей // Автомобильная промышленность. 1998. -№ 5. - С. 14.

13. Гальговский В.Р., Долецкий В.А., Малков Б.М. Развитие нормативов ЕЭК ООН по экологии и формирование высокоэффективного транспортного дизеля. Ч. 1. -Ярославль: ЯГТУ, 1996. 172 с.

14. Гигиеническая оценка влияния промышленных выбросов бенз(а)пирена от основных цехов ЧЭМК на состояние качества воздушной среды в районе его размещения: Отчет о НИР / Уральская мед. акад. Екатеринбург-Челябинск, 1995. - 85 с.

15. ГОСТ 14846-81 Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний. -М.: Изд-во стандартов, 1981.-21 с.

16. ГОСТ 12.1.005-88. ССБТ. Общие санитарно гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. - М.: Изд-во стандартов, 1987. 35 с.

17. ГОСТ 24026-80 Исследовательские испытания. Планирование эксперимента. Термины и определения. -М.: Изд-во стандартов, 1980. -43 с.

18. ГОСТ 37.001.054-86 Автомобили и двигатели. Выбросы вредных веществ. Нормы и методы определения. М.: Изд-во стандартов, 1986. — 58 с.

19. Груданов В.Я., Цап В.Н., Ткачев Л.Т. Глушитель с утилизацией теплоты отработавших газов // Автомобильная промышленность. — 1987. № 5. - С. 11-12.

20. Гулин С.Д. Тепловой аккумулятор для автомобиля // Автомобильная промышленность. 1994. - № 3. - С. 18-20.

21. Гулин С.Д. Шульгин В.В. Холодный пуск с тепловым аккумулятором // Автомобильная промышленность. 1998. - № 1. - С. 21-23.

22. Жмудяк JI.M. Перспективные схемы утилизации тепла отработавших газов поршневых ДВС / Токсичность двигателей внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1981. - 160 с.

23. Звонов В.А., Корнилов Г.С., Козлов A.B., Симонова Е.А. Оценка и контроль выбросов дисперсных частиц с отработавшими газами дизелей.-М.:НАМИ, 2005. — 259 с.

24. Звонов В.А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1981. - 160 с.

25. Звонов В.А., Фурса В.В. Применение метода математического планирования эксперимента для оценки токсичности двигателя // Сб. «Двигатели внутреннего сгорания». /Харьк. гос. ун-т. 1973. - Вып. 17. - С. 99-105.

26. Иссерлис Ю.Э., Мирошников В.В. Системное проектирование двигателей внутреннего сгорания / Ю.Э. Иссерлис, В.В. Мирошников. JI. Машиностроение, 1981.-255 с.

27. Калиновский В.Н. Вторичное использование теплоты как резерв повышения топливной экономичности дизеля 10Д100 // Двигатели внутреннего сгорания: Республик. межвед. тем. науч.-техн. сб. Харьков: Вища школа - 1983. - Вып. 20. - С. 34-39.

28. Кассандрова О.Н., Лебедев В.В. Обработка результатов измерения. М.: Наука, 1970.- 192 с.

29. Кейс В. М., Лондон А. Л. Компактные теплообменники / Пер. с англ. М.: Энергия, 1967.-224 с.

30. Козьминых В.А. Исследование элементов системы утилизации теплоты на базе двигателя Стирлинга для автомобильной техники: Дис. . .канд. техн. наук. Чеiлябинск, 1994.-122 с.

31. Комбе Б., Бабен Л., Клос Д. Изменение состояния гидрантров солей в эмульсиях. Аккумулирование тепловой энергии низких температур. Отдача накопленной энергии, отсроченная во времени / Пер. с фр. "REVUE. GENERAL", 1983. T. 22, С. 209-213.

32. Коротков П. А., Лондон Г. Е. Динамические контактные измерения тепловых величин. Л: Машиностроение, 1974. - 224 с.

33. Котенко Э.В. Разработка математической модели и методики расчета аккумуляторов теплоты на фазовом переходе: Дис. . канд. техн. наук. Воронеж, 1996. -125 с.

34. Кукис В. С., Богданов А. И., Нефедов Д. В. Выпускная система с каталитическим нейтрализатором для ДВС: Свидетельство на полезную модель № 16380, выдано 27.12.2000.

35. Кукис В. С., Нефедов Д. В., Шарипов P.P. Каталитический нейтрализатор для дизеля: Свидетельство на полезную модель № 62840, выдано 10.02.2008.

36. Кукис В. С., Нефедов Д. В. Повышение экологичности военной автомобильной техники // Науч.- метод, сб. / Омск. танк. ин-т. 2001. - Вып. 50. - С. 46-48.

37. Кукис В. С., Нефедов Д. В. Стабилизация теплового режима работы каталитического нейтрализатора// Повышение эффективности силовых установок колесных и гусеничных машин / Науч. вестник. Челяб. воен. автомоб. ин-т. 2001. - Вып. 12.-С. 68-74.

38. Кукис В. С., Нефедов Д. В., Богданов А. И. Проблемы функционирования систем каталитической нейтрализации и возможности их решения / Тр. международ, форума по проблемам науки, техники и образования — М.: Акад. науч. знан. 2003. Т 2-С. 112-113.

39. Кукис В. С., Сучугов Б. Н, Нефедов Д. В. Система снижения токсичности на базе теплового аккумулятора // Сб. науч тр. / Воен. автомоб. ин-т. 2003. - Вып. 13. -С. 57-58.

40. Кукис B.C., Алябьев В.А., Богданов А.И. Снижение вредных выбросов дизелей автомобильного транспорта // Тез. докл. науч.-практ. конф. — Екатеринбург гос. техн. ун-т., 1998.-С. 8-9.

41. Кукис B.C., Богданов А.И. Влияние установки каталитического нейтрализатора в выпускную систему дизеля на энергетические показатели его отработавших газов // Тр. Таврической гос. агротехн. акад. Мелитополь, 1998. - Т. 7, вып. 3. - С. 1720.

42. Кукис B.C., Богданов А.И. Результаты снижения токсичности отработавших газов дизеля КамАЗ-740 с помощью каталитического нейтрализатора // Тр. Таврической гос. агротехн. акад. Мелитополь, 1998. - Т. 6, вып. 2. — С. 15-17.

43. Кукис B.C., Богданов А.И. Структура энергии потока отработавших газов поршневого ДВС с нейтрализатором // Сб. науч. тр. — Челяб. высш. воен. автомоб. инж. училище. 1998. - Вып. 7. - С. 31-34.

44. Куколев М.И. Проектный анализ тепловых аккумуляторов: Дис. . канд. техн. наук. Киев, 1996. - 113 с.

45. Кульчицкий А. Р. Токсичность автомобильных и тракторных двигателей: Учеб. пособие. Владимир: Владим. гос. ун-т, 2000. - 256 с.

46. Кутатадзе С. С. Основы теории теплообмена. Новосибирск.: Тяж. маш., 1970.-658 с.

47. Лиханов В.А., Сайкин A.M. Снижение токсичности автотракторных дизелей. -М.: Колос, 1994.-224 е.

48. Луканин В. Н., Трофименков Ю. В. Промышленно-транспортная экология: Учеб. для вузов. — М.: Высшая школа, 2001. 273 с.

49. Лыков А. В. Теория теплопроводности. — М.: Высшая школа, 1967. — 600 с.

50. Лыков А. В., Михайлов Ю. А. Теория тепло- и массопереноса. Л.: Наука, 1963.-535 с.

51. Медведев Ю.С. Обеспечение допустимого уровня токсичности и дымности отработавших газов дизелей ВАТ: Дис. . канд. техн. наук. —Рязань, 2000. — 134 с.

52. Мельберт A.A. Конструкции нейтрализаторов отработавших газов дизелей // Совершенствование быстроходных дизелей: Межвуз. сб. науч. тр. Алт. гос. техн. ун-т., 1991.-С. 129-132.

53. Мельберт A.A., Павлюк A.C. Оценка эффективности нейтрализации отработавших газов дизелей // Сб. науч. тр./ Алт. гос. техн. ун-т. 1997. - С. 5-8.

54. Михеев М. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1977. -344 с.

55. Моделирование образования вредных веществ в цилиндре дизеля // Математическое моделирование и исследование процессов в ДВС: Учеб. пособие / Под ред. В.А. Вагнера, H.A. Иващенко, В.Ю. Русакова. Барнаул: Алт. гос. техн. ун-т., 1997. - С. 84-99.

56. Нефедов Д. В. Использование термического потенциала потока отработавших газов для снижения токсичности выбросов поршневого двигателя / Воен. авто-моб. ин-т.- Рязань, 2001.-11 е.: ил.- Библиогр.: 3 назв. Деп. в РГАСНТИ 07.06.01, № А26952.

57. Нефедов Д. В. Методика расчета двухфазных тепловых аккумуляторов для системы выпуска поршневого двигателя / Воен. автомоб. ин-т.- Рязань, 2001.-15 е.: ил.- Библиогр.: 6 назв. Деп. в РГАСНТИ 25.06.01, № В4721.

58. Нефедов Д. В. Основы военно-технической оценки системы, обеспечивающей снижение токсичности отработавших газов двигателя / Воен. автомоб. ин-т,-Рязань, 2003.-15 е.: ил.- Библиогр.: 8 назв. Деп. в РГАСНТИ 22.01.03, № А27443.

59. Нефедов Д. В. Повышение мощности силовой установки шасси МАЗ 543А // Повышение эффективности силовых установок колесных и гусиничных машин /

60. Науч. вестник. Челябинск: Высш. воен. автомоб. инж. училище. 1998. - Вып. 3. — С. 34-36.

61. Нефедов Д. В., Шарипов P.P. Повышение эффективности работы каталитических нейтрализаторов. // Сб. науч тр. / Воен. автомоб. ин-т. 2008. - Вып. 19. - С. 102-106.

62. Нефедов Д. В., Шарипов P.P. Система снижения токсичности выбросов ПДВС // Автомобильная техника / Науч. вестник. Челяб. высшее воен. автомоб. командно-инженерное училище. 2009. - Вып. 20. — С. 152-155.

63. Нефедов Д. В. Тенденции развития накопителей тепла на базе тепловых аккумуляторов // Автомобильная техника / Науч. вестник. Челяб. воен. автомоб. ин-т. -2001.-Вып. 14.-С. 67-72.

64. Нефедов Д. В., Кукис В. С., Сучугов Б. Н. Развитие энергосберегающих технологий на базе тепловых аккумуляторов // Сб. науч тр. Рязань: Воен. автомоб. инт. - 2002. - Вып. 12. - С. 73-75.

65. Новая организационно-штатная структура объединений, соединений и частей сухопутных войск. М.: Воениздат., 1992. - С. 28 — 29.

66. Новоселов A.JL, Мельберт A.A., Беседин C.JI. Основы инженерной экологии в двигателестроении: Учеб. пособие. -М.: Энергия, 1978. 182 с.

67. Новоселов А.Л., Павлюк A.C., Мельберт A.A. Выбор конструкции нейтрализатора для дизеля сельскохозяйственного назначения // Сб. науч. тр./ Алт. гос. техн. ун-т, 1997.-С. 121-126.

68. Новоселов C.B., Мельберт A.JL, Унгефук A.B. Снижение токсичности автотракторных дизелей: Учеб. пособие по целевой подготовке специалистов ДВС. — Барнаул: Алт. гос. техн. ун-т, 1996. 122 с.

69. Орехов В.А. Разработка и исследование аккумуляторов теплоты фазовых переходов для речных судов: Дис. . канд. техн. наук. Владимир, 1994. - 123 с.

70. OTT 1.1.10 (4.2) 1999. Система общетехнических требований к образцам ВВТ. Экологическая безопасность. - М. Воениздат. 1999. — 56 с.

71. OTT 9.1.8 -2002. Система общетехнических требований к образцам ВВТ. Военная автомобильная техника. Силовые установки. М. Воениздат. 2002. 34 с.

72. Панталоне И.Н. Аккумулирование энергии за счет теплоты плавления солей: изучение контактного теплообменника с кристаллизацией соли при течении / Пер. с итал. "Rev. phys. api". -1979. С. 113-124.

73. Пат. 1-33504 Япония, МКИ С 09 D 3/82. Теплообменник/ К.К. Мацусита денки санте № 1439014; заяв. 01.13.87.; Опубл. 02.04.89.

74. Пат. 1-34549 Япония, МКИ С 09 К 5/00. Теплоаккумулирующий состав// К.К. Мацусита денки санте № 1427617; заяв. 24.10.87., Опубл. 02.03.91.

75. Пат. 2102609 RU, МКИ F01N 9/00. Способ управления разогревом каталитического нейтрализатора / Ф. Маус, Р. Брюкк. № 95116360/06; Заяв. 02.11.96; Опубл. 20.01.98, Бюл. № 17.

76. Пат. 2190768 RU, МКИ F01N 3/28. Каталитический нейтрализатор для ДВС / Д. В. Нефедов, Ю. А. Заяц, Б. Н. Сучугов. № 2001103379/06; Заяв. 07.02.2001; Опубл. 10.10.2002, Бюл. № 28

77. Пат. 4219075 США, МКИ С 09 К 5/00 Теплоаккумулирующее устройство // Т. 997, № 4; 0публ.26.08 80; НКИ 70-134. 3 с. .

78. Петриченко P.M. Элементы системы автоматизированного проектирования ДВС / P.M. Петриченко, С.А. Батурин, Ю.Н. Исаков и др. JI. Машиностроение, 1990.-328 с.

79. Приказ МО РФ от 1994 года № 035.

80. Приказ МО РФ от 2001 года № 10. Об утверждении наставления по правовой работе при проведении мероприятий по обеспечению экологической безопасности.

81. Приказ МО СССР от 1991 года№ 005

82. Приходько М.С., Староверов В.В., Дрижеев О.В. Температура выхлопных газов адиабатизированного двигателя / Волгоградский политех, ин-т,-Волгоград, 1986.-8 с. — Деп. в ЦНИИТЭИтяжмаш 18. 09. 86, № 1742

83. Романков П. Г., Фролов В. Ф. Теплообменные процессы химической технологии. JL: Химия, 1982. - 288 с.

84. Румшинский JI. 3. Математическая обработка результатов измерений. М.: Наука, 1971.- 193 с.

85. Семина Н.В. Экологически чистый автомобиль — мечта или реальность? // Транспорт. 1990. - № 5. - 44 с.

86. Силовые установки и системы электрооборудования армейской автомобильной техники. Л.: ВОЛАТТ, 1980. - 440 с.

87. Смайлис В. И. Малотоксичные дизели. Л.: Машиностроение, 1972. -127 с.

88. Спиридонов А. А. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов. М.: Машиностроение, 1981. — 184 с.

89. Теплотехника и теплоэнергетика. Кн. 2. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент: Справочник / Под общей ред. В. А. Григорьева. М.: Энергоатомиздат, 1988. -250 с.

90. Уроки и выводы применения военной автомобильной техники в объединенной группировке войск при проведении контр террористической операции на Северном Кавказе. Отчет НТК ГАБТУ. М.: НТК ГАБТУ, 2000. - 45 с.

91. Шарипов P.P. Повышение эффективности работы каталитического нейтрализатора в период прогрева двигателя // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока // Научный журнал. Выпуск 1 - Новосибирск: ФГОУ ВПО «НГАВТ», 2009.-С. 189-191.

92. Шокотов Н.К. Основы термодинамической оптимизации транспортных дизелей. Харьков: Вища школа, 1980. - 119 с.

93. Asselman G.A.: Energy Convers. -1974. -v.16, P.35.

94. Birchenall C.E.: NASA CR 165355. -1981. v.22, p.451/

95. Coswami D.Y., Jotshi C.K., Olszewski M. Analysis of thermal energy storage in cylindrical PCM capsules embedded in a metal matrix// Proc. 25, Energy Convers. Eng., Conf., Reno, Nev., Aug. 12-17-New York (N.Y.), 1990. -P.257-261.

96. Douglas A. The past, present and future of eutectic salt storage systems// ASHRAE Journal. -1989., N5. -P.26-28.

97. Kamimoto A. Development of latent heat storage unit using form-stable high density polyethylene for solar total energy system// Int. Sok. Energy Convers. Eng. Conf., 18. New York, Orlando.-1983.-v. 4, P. 113-119.

98. Scyulitz B. Rankine-Prozesse zun Abw a rmenutzung bei erbrennungsmotoren

99. Forschungsber. Dtsch. Kalte-und Klimatechn. Ver., 1986. № 18 - S. 213-219.

100. Tomlinson Joth J., Heberie Pavid D. Analysis of wallboard containing a phase change material// Proc. 25, Energy Convers. Eng. Conf., Reno, Nev., Ang. 12-17, 1990: IECEC -90. Vol.4. New York (N.Y.), 1990. P.230-235.