автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Повышение эффективности снижения вредных выбросов поршневых ДВС с каталитическим нейтрализатором за счет стабилизации температуры отработавших газов

На правах рукописи

Султанов Тимур Фаритович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СНИЖЕНИЯ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ ПОРШНЕВЫХ ДВС С КАТАЛИТИЧЕСКИМ НЕЙТРАЛИЗАТОРОМ ЗА СЧЕТ СТАБИЛИЗАЦИИ ТЕМПЕРАТУРЫ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ

(Специальность 05.04.02 - «Тепловые двигатели»)

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

□03065937

Барнаул-2007

003065937

Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии «15 Центральный автомобильный ремонтный завод» Министерства обороны РФ

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Кукис Владимир Самойлович

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Юр Геннадий Сергеевич

кандидат технических наук, доцент Кузьмин Алексей Геннадьевич

Ведущая организация -

ОАО НИИ Автотракторной техники

Защита состоится 10 октября 2007 г в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 212 004 03 при Алтайском государственном техническом университете им ИИ Ползунова по адресу 656038 г Барнаул, пр им В И Ленина, 46 (тел/факс (3852) 26 05 16, E-mail D21200403@mail ru)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного технического университета

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

Автореферат разослан « S » 09 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета канд техн наук, доцент

А Е Свистула

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования обусловливается противоречием между безальтернативной сегодня потребностью человечества продолжать широкое использование поршневых ДВС (ПДВС) для своих нужд, с одной стороны, и необходимостью уменьшения вредного воздействия этих двигателей на человека и окружающую среду - с другой Без, хотя бы частичного, разрешения этого противоречия существование человечества в сравнительно близком будущем станет проблематичным

Учитывая, что практически все конструктивные решения, направленные на уменьшение вредных выбросов, приводят к тем или иным негативным последствиям (Варшавский И Л, Жегалин О Н, Новоселов А Л, Смайлис В И и др), наиболее перспективным и целесообразным на современным этапе можно считать внедрение в практику специальных устройств для нейтрализации (в частности, каталитических нейтрализаторов - КН) и фильтрации ОГ, устанавливаемых в выпускной коллектор или за ним, в сочетании с малотоксичными регулировками

При этом следует иметь в виду, что эффективность работы КН существенно зависит от температуры ОГ Причем, вредны как малые, так и чрезмерно высокие ее значения Между тем большую часть времени силовые установки мобильной техники работают на переменных скоростных и нагрузочных режимах В результате этого температура ОГ колеблется в широких пределах (от 120 до 750 °С и выше), что создает научную проблему обеспечения оптимального температурного режима работы КН

Можно предположить, что решение указанной научной проблемы возможно путем использования стабилизатора температуры ОГ, установленного в выпускной системе ПДВС и обеспечивающего практическую неизменность температуры процессов в КН при работе двигателя на различных режимах Однако примеры использования стабилизатора температуры ОГ ПДВС, работающего по принципу теплового аккумулятора, в литературе практически отсутствуют, что и предопределило цель диссертационной работы

Цель настоящего исследования — повысить эффективность снижения вредных выбросов поршневых ДВС с каталитическим нейтрализатором за счет стабилизации температуры отработавших газов при работе двигателей на переменных режимах

Объектом исследования служили энергетические процессы, происходящие в стабилизаторе температуры отработавших газов, содержащем тепло-аккумулирующее вещество, находящееся в состоянии фазового перехода

Предметом исследования являлись закономерности изменения температуры ОГ при прохождении их через стабилизатор температуры и влияние этих изменений на эффективность снижения концентрации вредных веществ в каталитическом нейтрализаторе

Методы исследования. Для решения перечисленных выше задач и достижения поставленной цели в работе использовались основные положения классической термодинамики и теории теплообмена теоретический анализ, обобщение научной и специальной литературы, теоретические и экспериментальные методы исследования, методы математического моделирования, математической и статистической обработки экспериментальных результатов Работа носит теоретико-экспериментальный характер В опытах использовалась современная измерительная и вычислительная аппаратура

Обоснованность и достоверность результатов подтверждаются применением комплекса современных информативных и объективных методов исследования, подбором современной измерительной аппаратуры, ее систематической поверкой и тарировкой, соблюдением требований соответствующих стандартов и руководящих документов на проведение испытаний и корректной статистической обработкой экспериментальных данных с использованием ПК Научные положения и выводы подтверждены результатами, полученными в ходе натурных экспериментов

Научная новизна результатов работы заключается в следующих положениях, выносимых автором на защиту

1 Разработана физическая и математическая модели энергетических процессов, происходящих в стабилизаторе температуры ОГ нового типа, установленном в выпускном тракте ПДВС перед КН

2 Впервые введено понятие «интегральный коэффициент эффективности нейтрализации», суммарно учитывающий результаты изменения степеней превращения вредных веществ в ОГ ПДВС после их прохождения через КН

3 Разработан способ определения температуры ОГ, при которой обеспечивается максимальное значение интегрального коэффициента эффективности нейтрализации вредных веществ в ОГ ПДВС

4 Предложено решение задачи сохранения температуры ОГ на уровне, обеспечивающем получение максимального значения интегрального коэффициента эффективности нейтрализации вредных веществ в ОГ ПДВС

Практическая ценность работы. Предложенные способ и методика определения целесообразной температуры ОГ, позволяют устанавливать ее значение для любого конкретного двигателя

Система уравнений, описывающая энергетические процессы в стабилизаторе температуры ОГ, позволяет определять его конструктивные параметры, при которых обеспечивается получение требуемой температуры ОГ во время работы двигателя на различных режимах

Экспериментально подтверждена возможность решения задачи стабилизации температуры ОГ на уровне, обеспечивающем получение максимального значения интегрального коэффициента эффективности нейтрализации вредных веществ в ОГ ПДВС при работе на различных режимах

Реализация результатов работы. Получен патент на полезную модель КН с системой стабилизации температуры происходящих в нем процессов. Материалы диссертации используются на 88 Центральном автомобильном ремонтном заводе Министерства обороны РФ (г Чита), при выполнении курсовых и дипломных работ, а также при чтении отдельных разделов лекций по дисциплинам «Двигатели военной автомобильной техники» и «Теплотехника» в Челябинском высшем военном автомобильном командно-инженерном училище

Апробация работы. Материалы диссертации были доложены и обсуждены на научно-методических семинарах с участием сотрудников кафедр двигателей и эксплуатации военной автомобильной техники Челябинского высшего военного автомобильного командно-инженерного училища (20042007 гг), техническом совете ФГУП «15 Центральный автомобильный ремонтный завод» Министерства обороны РФ (Г Новосибирск, 2004-2007 гг), IV Международной научно-практической конференции «Новые топлива с присадками» (г Санкт-Петербург, 2006); Первой Международной научно-технической конференции «Эксплуатация и методы исследования систем и средств автомобильного транспорта» (г Тула, 2006), ^Международном технологическом конгрессе «Военная техника, вооружение и современные технологии при создании военного и гражданского назначения» (г Омск, 2007)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ (в отм числе две в изданиях, входящих в перечень, установленный ВАК) и получен патент на полезную модель

Структура и объем работы. Диссертация содержит 170 страниц машинописного текста, включающего 50 рисунков, 33 таблицы и состоит из введения, пять глав, заключения, списка основной использованной литературы (176 наименований) и приложения

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследования, его научная новизна и практическая ценность, конкретизированы объект и предмет исследования, приведены научная новизна и основные положения работы, выносимые автором на защиту, дана общая характеристика диссертационного исследования

В первой главе рассмотрены особенности ПДВС как источника экологической опасности, нормирование вредных выбросов с их отработавшими газами, пути снижения количества токсичных компонентов в ОГ ПДВС Показано, что практически все конструктивные решения, направленные на уменьшение вредных выбросов, приводят к тем или иным негативным последствиям (Варшавский И Л., Жегалин О Н, Новоселов А Л, Смайлис В И и др), наиболее перспективным и целесообразным на современным этапе можно считать

внедрение в практику специальных устройств для нейтрализации (в частности, КН) и фильтрации ОГ, устанавливаемых в выпускной коллектор или за ним, в сочетании с малотоксичными регулировками Особое внимание уделено влиянию режима работы двигателей и температуры их ОГ на эффективность процессов каталитической нейтрализации Показано, что с этой точки зрения вредны как малые, так и чрезмерно высокие ее значения На основании сказанного сделан вывод о необходимости стабилизации температуры отработавших газов на входе в КН. При этом уровень стабилизированной температуры должен обеспечивать высокую эффективность процессов нейтрализации при работе ПДВС на различных режимах На основании материалов главы сформулированы цель и задачи исследования

Во второй главе, прежде, всего были рассмотрены вопросы обеспечения уровня температуры отработавших газов, соответствующего эффективной работе КН при эксплуатации дизеля на переменных режимах Уточнено понятие «Тепловой аккумулятор», рассмотрены принцип действия и устройство тепловых аккумуляторов (ТА) Выбран тип ТА для обеспечения стабилизации температуры ОГ (высокотемпературный, краткосрочный накопитель энергии с пассивным теплообменом, аккумулирующий энергию с использованием фазового перехода)

Во втором разделе главы дано подробное описание термодинамической картины процессов энергообмена в стабилизаторе температуры ОГ, а также математической модели, описывающей происходящее (с указанием принятых допущений, граничных и начальных условий) Полученная замкнутая система включает уравнения энергетического баланса, коэффициентов теплопередачи между ОГ и теплоаккумулирующим веществом (TAB), находящимся в твердом, двухфазном и жидком состояниях, критериальные зависимости для определения коэффициентов теплоотдачи при передаче теплоты от ОГ к поверхности стенки стабилизатора температуры, разделяющей ОГ и TAB, и обратно, зависимости для расчета теплоты, расходуемой на фазовый переход TAB из твердого состояния в жидкое или наоборот

Разработанная математическая модель дает возможность определять величины тепловых потоков и расходные характеристики в четырех случаях Первый соответствует ситуации, при которой TAB находится только в твердой фазе, второй - когда в TAB одновременно имеются две фазы - жидкая и твердая, в третьем случае TAB находится только в жидкой фазе при температуре фазового перехода и в четвертом TAB находится только в жидкой фазе, при температуре, превышающей температуру фазового перехода Исходными данными для расчетов являлись теплофизические характеристики (плотность, теплоемкость, теплопроводность), температура и расход ОГ, поступающих в стабилизатор температуры, теплофизические характеристики TAB (плотность, теплоемкость и теплопроводность твердой и жидкой фаз, температура плавления) и материала стенок, разделяющих теплоносители (плот-

ность, теплоемкость, теплопроводность), а также массогабаритные и конструктивные характеристики элементов стабилизатора температуры (внутренний и наружные диаметры стенки, разделяющей теплоносители, длина и масса этой стенки, наружный диаметр стабилизатора, межтрубное расстояние, масса TAB). Расчеты осуществлялись по двум возможным режимам работы стабилизатора - «заряд» и «разряд», в каждом из которых вычисления производились для случаев, когда TAB находится только в твердом, твердом и жидком состояниях одновременно и только в жидком состоянии Искомыми величинами являлись температура ОГ на выходе из стабилизатора температуры ОГ, суммарная длина трубок и связанная с этим показателем масса TAB Программа расчета реализована в интегрированном пакете MathCad. В третьей главе изложены программа и методика экспериментального исследования Программа включила шесть этапов Первый был посвящен определению и обеспечению целесообразного уровня температуры ОГ на входе в КН с точки зрения обеспечения высокой эффективности процессов нейтрализации при работе дизеля на различных режимах Целью второго этапа являлось проверка адекватности математической модели процессов в стабилизаторе температуры ОГ На третьем этапе исследования проводилась оценка эффективности применения стабилизатором температуры ОГ при работе дизеля КамАЗ-740 на режимах скоростных и нагрузочной характеристик Цель четвертого этапа состояла в сравнении концентрации вредных выбросов дизеля КамАЗ-740 с различной комплектацией выпускной системы при его работе по Правилу ЕЭК ООН №49 02 (по тринадцати режимному циклу) с требованиями EURO-2 и EURO-3 На пятом этапе оценивалась эффективность стабилизации температуры ОГ перед их входом в КН при работе дизеля КамАЗ-740 на режимах ездового испытательного цикла ЕСЕ R15/05. Цель шестого этапа состояла в определении эффективности применения стабилизатора температуры ОГ на характерных эксплуатационных режимах дизелей грузовых автомобилей и в оценке экономического эффекта от снижения вредных выбросов за счет стабилизации температуры ОГ в этих условиях

Методика определения целесообразного уровня стабилизации температуры ОГ перед их попаданием в КН заключалась в следующем Для каждого вредного компонента с использованием математической модели каталитической нейтрализации ОГ, разработанной учеными Алтайского государственного технического университета, рассчитывали степени превращения вредных компонентов при различных режимах работы дизеля

_ С,-С® С?

ДС =-!-L = 1--!- = 1-ДСш

Н1 с ™

где С, и С® - концентрации 1-го вредного компонента в ОГ двигателя перед и после КН

Затем складывали степени превращения вредных компонентов на каждом режиме работы дизеля и строили график ЛСШ = f (Тог) По характеру кривой делали вывод о значении температуры ОГ, позволяющей обеспечить наиболее эффективную работу КН на рассматриваемом режиме работы двигателя. Совместный анализ указанных кривых на всех исследованных режимах позволил сделать вывод о целесообразном значении температуры ОГ на входе в КН Выбор TAB, позволяющего стабилизировать температуру ОГ на установленном уровне перед их попаданием в КН при работе дизеля на различных режимах производился из следующих соображений. Эти вещества прежде всего, должны иметь температуру фазового перехода близкую, к требуемой температуре ОГ на входе в КН, и возможно большее значение теплоты фазового перехода Они не должны разлагаться при плавлении и не растворяющиеся в избыточной воде Теплоаккумулирующие материалы должны кристаллизоваться отдельными кристаллами, иметь возможно меньшую разницу плотности твердой и жидкой фаз, иметь низкую степень токсичности и агрессивности по отношению к материалу емкости, в которой они находятся

В главе приведены режимы испытаний, по которым проводились все последующие этапы экспериментального исследования Большинство из них соответствует тем или иным стандартом и не требует пояснений Заслуживает отдельного внимания лишь характеристика режимов, по которым проводили шестой этап (рис 1)

Рис 1 Вероятностное распределение полигонов эксплуатационных режимов дизелей грузовых автомобилей при движении по городскому и междугороднему циклам

В четвертой главе дано описание экспериментальных установок В их число вошли

а) Специальный стенд для изучения процессов теплообмена в стабилизаторе температуры ОГ, подтверждения возможности стабилизации температуры ОГ на входе в КН и оценки адекватности математической модели происходящих в нем процессов Испытаниям подвергался стабилизатор температуры кожухотрубного типа с фазовым переходом TAB Газодинамическое сопротивление при продувке воздухом с температурой 25±10 °С и расходе 570±10 м3/ч составляло не более 2,4 кПа, площадь поверхности теплообмена 1,48 м2, количество трубок - 235, TAB - LiOH, масса стабилизатора -10 кг, в том числе TAB - 4,5 кг

б) Экспериментальная установка для стендовых исследований содержания вредных веществ в ОГ дизеля КамАЗ-740

в) Экспериментальный автомобиль для натурных ездовых испытаний

Проведена оценка погрешностей измерений и расчетов, подтвердившая, что измерительная аппаратура обеспечивает требуемую достоверность полученных результатов

Пятая глава содержит результаты экспериментальных исследований Определение целесообразного уровня температуры ОГ на входе в КН (первый этап) производилось для режимов, соответствующих работе дизеля КамАЗ-740 по внешней скоростной характеристике

Рис 2 и 3 иллюстрируют изменение степеней превращения вредных компонентов ОГ при их прохождении через КН на трех скоростных режимах

а б

Рис 2 Изменение степеней превращения вредных компонентов в зависимости

от температуры ОГ а - (п=1000 мин"1, расход ОГ -11,6 кг/с, часовой расход топлива -13,0 кг/ч), б - (п=1800 мин-1, расход ОГ - 20,8 кг/с, часовой расход топлива - 22,1 кг/ч)

ДО ."/,

ш «>

50 «»

№ 3« 10 о

N0 ,„ ---- . 1 . !

\

у 4

со тч 1Н

г

1ЛС

2«) но

1<М 50 (I

Рис 3 Изменение степеней превращения вредных компонентов в зависимости от температуры ОГ (п=2600 мин'1, расход ОГ - 30,0 кг/с, часовой расход топлива -31,1 кг/ч)

Г| ¡2 \ 1л., • •

- . •

- •

V тГГ 5 1 1 • •

• 1 1

! —1— • •

Рис 4. Суммарное изменение степеней превращения вредных компонентов в зависимости от температуры ОГ 1 - п=1000 мин-1, 2 - п=1400 мин"1, 3 - п=1800 мин4 - п=2200 мин"1, 5 - п=2600 мин"1

Представленные графики свидетельствуют о некоторых общих закономерностях изменения степеней превращения каждого отдельного компонента при любых режимах Так, эффективность нейтрализации Ж)х интенсивно нарастает с увеличением температуры до 500-550 К, после чего плавно снижается Имеет максимум при температурах 600-700 К и кривая степени превращения СН Эффективность нейтрализации СО непрерывно повышается с ростом температуры с зоне реакции доокисления, хотя при более высоких значениях температуры интенсивность этого роста замедляется Степень превращения твердых частиц, наоборот, имеет четкую тенденцию к росту с повышением температуры

Для определения целесообразного уровня температуры ОГ на входе в КН были просуммированы степени превращения рассмотренных вредных компонентов при одинаковых температурах ОГ на каждом их рассмотренных скоростных режимах Результаты изменения суммы степеней превращения, представленные на рис 4, позволяют сделать следующие выводы До температуры в зоне реакций нейтрализации, равной 500 К, имеет место весьма интенсивное повышение интегральной эффективности процессов. В диапазоне температур 500-700 К эта тенденция Затем повышение интегральной эффективности нейтрализации практически прекращается Отмеченное свидетельствует о том, что целесообразным уровнем температуры ОГ дизеля КамАЗ-740 на входе в КН является диапазон 700-800 (меньшие температуры будут снижать эффективность процессов нейтрализации, а более высокие могут вести к перегреву реактора и корпуса КН)

Анализ свойств существующих материалов, которые могут быть использованы для аккумулирования энергии, показал, что наиболее приемле-

мым для обеспечения целесообразного уровня температуры ОГ на входе в КН является гидроксид лития Он имеет практически оптимальную температуру фазового перехода (744 К), характеризуется весьма значительной теплотой фазового перехода (1080 кДж/кг), достаточно близкими величинами плотности в твердом и жидком состояниях (1460 и 1490 кг/м3 соответственно) Последнее свойство облегчает разработку конструкции СТОГ, так как не требует создания объемных дополнительных расширительных полостей Достаточно высокая теплопроводность и теплоемкость являются дополнительными доводами в пользу выбора гидрата лития.

Исследования, проведенные в ходе второго этапа экспериментов на стенде для изучения процессов в стабилизаторе температуры ОГ подтвердили предположение о возможности стабилизации их температуры практически на уровне температуры плавления теплоаккумулирующего вещества. Результаты экспериментального и расчетного определения температуры ОГ на выходе из стабилизатора статистически существенно не отличались друг от друга (допустимое различие не превышает 5 %)

Результаты исследования эффективности снижения вредных выбросов в случае установки перед КН стабилизатора температуры ОГ при работе дизеля по внешней и частичным скоростным, по нагрузочной и универсальным характеристикам {третий этап экспериментов) приведены в табл 1 и 2

Таблица 1

Увеличение средних значений степеней превращения вредных компонентов за счет использования стабилизатора температуры отработавших газов при работе дизеля КамАЗ-740 на различных скоростных режимах

Скоростной режим, мин"1 АС >% со АС >% сн АС >°/о дах АС .% тч

1000 27,4 -7,8 71,7 15,4

1400 20,0 7,4 83,3 68,8

1800 21,0 86,5 40,0 25,0

2200 40,0 41,2 52,4 9,1

2600 58,8 42,9 60,0 10,0

Таблица 2

Увеличение средних значений степеней превращения вредных компонентов за счет использования стабилизатора температуры отработавших газов при работе дизеля КамАЗ-740 на различных нагрузках

ре, МПа АС >% со АС сн АС ,% N0* АС .% тч

0,2 41,2 -10,2 24,1 21,4

0,3 89,5 6,9 8,1 21,4

0,4 129,0 17,2 -1,5 18,2

0,5 190,4 31,5 9,4 8,3

0,6 317,6 31,6 9,3 -7,1

0,7 327,3 12,5 6,3 -1,7

Как видно из таблиц, за редким исключением (объяснения которым даны в диссертации) применение стабилизатора температуры ОГ увеличивает средние значения степеней превращения вредных компонентов. Это позволяем утверждать, что стабилизация температуры ОГ при работе дизеля КамАЗ-740 на различных режимах заметно повысила -эффективность снижения концентрации вредных веществ.

Определение выбросов вредных веществ с ОГ пры работе дизеля КамАЗ-740 по 13-режимному испытательному циклу (четвертый этап экспериментального исследования) проводилось на стенде в соответствии с Правилом ЕЭК ООН №49.02. На рис, 5 показаны полученные при этом удельные выбросы вредных веществ (цифра 1 соответствует работе дизеля в штатной комплектации выпускной системы, 2 - с применением КН, 3 - с использованием стабилизатора температуры ОГ и КН).

СО,

_г_

(кВт-ч) 22 г.о

и 1.6

1,4 1,2 1.0

2,450 СИ,

(1.(144

|кВгч» 0.6 0,5 0.4 0,3

свю-з

ЬВРО 1

- / .5 "

|-:ЙГО-4 - 0О36 ЕВКМ

1 ш (М$9

1,257 0.2 0 1

-- у

<1 ■

1 2 а ,1 1 2 б 3

-12.К06 -

Г"*--'

6,274-

4 И,**» "

. 5,765

-КВРО-3-1 -ЕНРСМ-

ТЧ , 1

(кВг-ч) 0.20 0.15

и, 10

0,05 (1

0.233

— ВВРО-3

V- — 0,072

Рис. 5. Удельные выбросы вредных веществ с ОГ дизеля КамАЗ-740 при работе по 13-режимному циклу: а - оксида лтлеоола: в - УТПевоповопы: в - оксиды азота: г - твесшые частипы

Обобщенные результаты испытаний дизеля КамАЗ-740 при работе по 13-режимному циклу представлены в табл. 3

Таблица 3

Результаты испытаний дизеля КамАЗ-740 при работе по 13-режимному циклу

Оценочный показатель 5Г3> % Отклонение от требований ЕВРО-3 и ЕВРО-4 {г/(кВт ч)}

КН Стабилизатор ОГ+КН

ЕВРО-3 ЕВРО-4 ЕВРО-3 ЕВРО-4

8шх 7,8 - 1,274 -3,774 - 0,765 - 2,265

& 12,1 +0,652 +0,152 +0,743 +0,243

10,6 -0,364 +0,064 +0,411 +0,111

„13 8тч 11,3 +0,11 - 0,009 - 0,028 +0,008

g|13- удельные выбросы 1-го вредного компонента при работе по13-режимному цикл, 5||13 - относительное улучшение степени превращения 1-го вредного компонента за счет стабилизации температуры ОГ

Материалы рис 5 и табл 3 свидетельствуют о том, что оборудование КН стабилизатором температуры ОГ позволило несколько снизить содержание вредных веществ в ОГ дизеля КамАЗ-740 при работе по 13-режимному циклу При этом положительное влияние стабилизации температуры ОГ чуть более заметно проявилось в ходе окислительных процессов и составили в среднем 11,3 % Заметим, что относительно слабое влияние стабилизации температуры ОГ на выбросы вредных веществ при работе дизеля по 13-режимному циклу связано с тем, что режимы этого испытательного цикла не характерны для работы транспортного двигателя - повышение температуры ОГ (а значит, и интенсивности каталитических процессов) за счет СТОГ имело место только на пяти режимах

В ходе пятого этапа экспериментального исследования проводилась оценка эффективности стабилизации температуры ОГ перед их входом в КН при испытаниях автомобиля УРАЛ-4320 с дизелем КамАЗ-740 по 11-ти километровому испытательному ездовому циклу, соответствующему условиям ЕСЕ ¿15/05 Обработка усредненных результатов, полученных за пять повторных 11-ти километровых циклов, показала, что размах колебаний температуры ОГ на входе в стабилизатор температуры ОГ составил 490 К, на выходе из него -12 К, коэффициент вариации на входе в стабилизатор равнялся 41 %, на выходе - 1,1 % Коэффициент стабилизации температуры колебался в пределах 0,53-1,08 %

На шестом этапе экспериментального исследования поводились стендовые натурные испытания дизеля КамАЗ-740 (в штатной комплектации выпускной системы, при оборудовании выпускной системы дизеля КН и при установке перед КН стабилизатора температуры ОГ) на эксплуатационных режимах, характерных для грузовых автомобилей

На рис. 6 показаны характеристики выбросов вредных веществ с ОГ дизеля КамАЗ-740 при работе на режимах, соответствующих движению грузового автомобиля по городу и шоссе

Рис. 6. Характеристики выбросон вредных веществ с ОГ дизеля КамАЗ-740 при работе на режимах, соответствующих движению грузового автомобиля

но городу и шоссе:

а - абсолютные величины эксплуатационных выбросов; в - эксплуатационные степени превращения вредных веществ в КН; 1 ряд - при работе с КН и стабилизатором температуры ОГ; 1 ряд - при работе с КН без стабилизатора температуры ОГ; 3 ряд - при работе в штатной комплектации.

Рис. 7 иллюстрирует относительное улучшение степеней превращения вредных компонентов в ОГ дизеля КамАЗ-740 за счет Стабилизации их температуры ири эксплуатации на рассматриваемых режимах.

Рие. 7. Относительнее улучшение степеней превращения вредных веществ в ОГ дизеля КамАЗ-740 за счет стабилизации их температуры при работе на режимах, соответствуюших движении! грузового автомобиля по г ороду и шоссе

Представленный на рис 6 и 7 материал неоспоримо свидетельствуют о целесообразности применения стабилизатора температуры ОГ в комплексе с КН

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 Создана система стабилизации температуры отработавших газов на уровне обеспечивающем, высокую эффективность снижения концентрации вредных веществ в каталитическом нейтрализаторе при работе поршневых ДВС на различных режимах

2 Разработана физическая и термодинамическая модели процессов энергообмена в стабилизаторе температуры отработавших газов Это позволило создать математическую модель, описывающую рассматриваемые процессы, использование которой дает возможность

- исследовать температурное поле системы стабилизации температуры отработавших газов и энергетические потоки в ней,

- определять конструктивные характеристики стабилизатора температуры отработавших газов,

Адекватность математической модели проверена и подтверждена (с достоверностью не менее 95 %.

3 Предложен и реализован способ определения значения температуры отработавших газов на уровне, обеспечивающем высокую эффективность снижения концентрации вредных веществ в каталитическом нейтрализаторе при работе поршневых ДВС на различных режимах

4 Экспериментально определено, что целесообразным уровнем температуры отработавших газов дизеля КамАЗ-740 на входе в каталитический нейтрализатор является диапазон температур 700-800 К Подобрано теплоак-кумулирующее вещество для стабилизатора температуры отработавших газов - гидроксид лития (с температурой фазового перехода 744 К

5 Исследовано влияние установки стабилизатора температуры отработавших газов перед каталитическим нейтрализатором на снижение вредных выбросов дизеля КамАЗ-740

- При работе по внешней и частичным скоростным, а также по нагрузочной характеристикам Установлено, что за счет использования стабилизатора температуры отработавших газов при работе дизеля КамАЗ-740 на различных скоростных режимах наиболее существенно происходит увеличение средних значений степеней превращения оксидов азота (40,0-83,3 %), менее заметно - оксида углерода (21,0-58,8 %), твердых частиц (9,1-68,8 %) Увеличения среднего значения степеней превращения углеводородов при частоте вращения коленчатого вала 1000 мин-1 не происходит (оно уменьшается на 7,8 %), но на больших оборотах положительный эффект несомненен, причем и при п = 1800 мин-1 достигает 86,5 % Увеличение средних значений степеней превращения вредных компонентов за счет использования стабилизатора

температуры отработавших газов при работе дизеля КамАЗ-740 на различных нагрузках очень значительно в отношении углеводородов (41,2-327,3 %) Для остальных компонентов этот показатель составляет максимально примерно 30%

- При работе дизеля КамАЗ-740 по 13-режимному испытательному циклу в случае установки перед каталитическим нейтрализатором стабилизатора температуры отработавших газов относительное улучшение степени превращения оксида углерода составило 12,1 %, углеводородов 10,6 %, оксидов азота-7,8%итвердыхчастиц-11,3 %

- При работе дизеля КамАЗ-740 на режимах 11-ти километрового испытательного ездового цикла ЕСЕ R15/05 Результаты исследования показали, что в результате стабилизации температуры отработавших газов на входе в каталитический нейтрализатор размах ее колебаний составил 12 К, коэффициент вариации - 1,1 % Коэффициент стабилизации температуры колебался в пределах 0,53-1,08 %.

- При работе на режимах, соответствующих движению грузового автомобиля по городу и шоссе относительное улучшение степеней превращения вредных компонентов в отработавших газах дизеля КамАЗ-740 за счет стабилизации их температуры составило по оксиду углеводорода - 17,9 %, по оксидам азота - 19,8 %, по углеводородам - 20,2 %, по твердым частицам -22,6 %

6 Оборудование каталитического нейтрализатора стабилизатором температуры отработавших газов снижает приведенную массу годового выброса дизелем КамАЗ-740 вредных веществ на 65,17 т Массы годового выброса оксида углерода уменьшаются на 1,50 т, углеводородов - на 0,17 т, оксидов углерода - на 1,42 т, твердых частиц - на 2,551

7 Материалы диссертации используются на 88 Центральном автомобильном ремонтном заводе Министерства обороны РФ (г Чита), НПК «Агро-дизель» (г Москва), при выполнении курсовых и дипломных работ, а также при чтении отдельных разделов лекций по дисциплинам «Двигатели военной автомобильной техники» и «Теплотехника» в Челябинском высшем военном автомобильном командно-инженерном училище

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1 Султанов Т Ф Повышение эффективности каталитического нейтрализатора за счет оборудования его тепловым аккумулятором / Т Ф Султанов, ДВ Нефедов//Научный вестник - Вып 17 - Челябинск ЧВВАКИУ, 2004 -С 130-132

2 Султанов Т Ф Математическое моделирование процессов теплопередачи в тепловом аккумуляторе с фазовым переходом / ТФ Султанов, В А Романов//Научный вестник -Вып. 17 -Челябинск ЧВВАКИУ, 2004 -С 127-130

3 Султанов ТФ Оптимизация тепловою режима работы каталитического нейтрализатора / Т Ф Султанов // Совершенствование систем автомобилей, тракторов и агрегатов Сб статей Барнаул PAT,АлтГТУ,2006 -С 86-89

4 Султанов ТФ Потоки энергии в выпускной системе ДВС, оборудованной каталитическим нейтрализатором со стабилизатором температуры отработавших газов / Т Ф Султанов // Совершенствование систем автомобилей, тракторов и агрегатов Сб статей Барнаул PAT, АлтГТУ, 2006 - С 89-94.

5 Кукис В С Снижение вредных выбросов транспортными средствами путем повышения эффективности работы каталитического нейтрализатора / В С Кукис, Ф.Т Султанов // Новые топлива с присадками Материалы IV Международной науч -практ. конференции - С-Пб Академия прикладных исследований, 2006 - С 86-92

6 Кукис В С Уменьшение выброса твердых частиц с отработавшими газами ДВС за счет повышения эффективности работы каталитического нейтрализатора /ВС Кукис, Ф Т Султанов // Известия Тульского государственного университета -Вып 10-Тула, 2006 - С. 126-131

7 Султанов ТФ Каталитический нейтрализатор с повышенной надежностью и эффективностью снижения вредных выбросов / Т Ф Султанов // Научный вестник - Вып 18 -Челябинск ЧВВАКИУ,2006 - С 124-126

8 Султанов ТФ Методика определения целесообразного уровня стабилизации температуры отработавших газов для обеспечения эффективной работы каталитического нейтрализатора / Т Ф Султанов В.А , Романов // Научный вестник -Вып 19 -Челябинск ЧВВАКИУ,2007 - С 123-125

9 Султанов ТФ Результаты исследования вредных выбросов дизеля КамАЗ-740 при работе по 13-режимному испытательному циклу / ТФ Султанов, В А Романов // Научный вестник - Вып 19 - Челябинск ЧВВАКИУ, 2007 - С 118-123

10 Кукис В С Термодинамика процессов теплообмена в выпускной системе поршневого ДВС, оборудованной стабилизатором температуры отработавших газов /ВС Кукис, Т Ф Султанов, В А Романов // Транспорт Урала -Вып 3,2007 -С 31-36.

11 Султанов Т Ф Определение оптимального уровня температуры отработавших газов при снижении их токсичности в каталитическом нейтрализаторе / Т Ф Султанов // Материалы IV Международного технологического конгресса «Военная техника, вооружения и технологии двойного применения» -Омск, 2007 - С 91-95

12 Патент на полезную модель RU № 56480 Ui F01N 3/28 Каталитический нейтрализатор / Кукис В С , Султанов Т Ф - 32006111998/22, Заявл 11 04 06, Опубл 10 09 06 Бюл №25

Подписано в печать 20 07 07 Объем 1,1 п л ЗакЗО Тир 100 г Новосибирск, ул Русская, 39 ОАО «НИИсистем», тел 333-37-39

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ВРЕДНЫЕ ВЫБРОСЫ ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И ПУТИ ИХ СНИЖЕНИЯ (состояние проблемы).

1.1. Поршневые двигатели внутреннего сгорания как источник экологической опасности.

1.2. Нормирование вредных выбросов с отработавшими газами поршневых двигателей внутреннего сгорания.

1.3. Пути снижения количества токсичных компонентов в отработавших газах поршневых ДВС.

• 1.4. Влияние режима работы поршневых ДВС на эффективность каталитической нейтрализации их отработавших газов.

1.5. Выводы. Цель и задачи исследования.

2. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ И МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛИ ПРОЦЕССОВ В ВЫПУСКНОЙ СИСТЕМЕ ДВС, ОБОРУДОВАННОЙ СТАБИЛИЗАТОРОМ ТЕМПЕРАТУРЫ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ.

2.1. Обеспечение уровня температуры отработавших газов, соответствующего эффективной работе каталитических нейтрализаторов при эксплуатации дизеля на переменных режимах.

2.2. Термодинамическая и математическая модели процессов в выпускном тракте дизеля, оборудованном стабилизатором температуры отработавших газов.

2.3. Выводы.

3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.1. Программа экспериментального исследования.

3.2. Методика экспериментального исследования.

3.3. Методика расчета экономического эффекта от снижения вредных выбросов с отработавшими газами.

3.4. Выводы.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ.

4.1. Стенд для изучения процессов в стабилизаторе температуры отработавших газов и оценки адекватности математической модели происходящих в нем процессов.

4.2. Экспериментальная установка для стендовых исследований содержания вредных веществ в отработавших газах дизеля КамАЗ-740 и экспериментальный автомобиль для натурных ездовых испытаний.

4.3. Оценка погрешностей измерений и расчетов.

4.4. Выводы.

5. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ.

5.1. Определение и обеспечение целесообразного уровня температуры отработавших газов на входе в каталитический нейтрализатор.

5.2. Оценка адекватности математической модели модели процессов в выпускной системе ДВС, оборудованной стабилизатором температуры отработавших газов.

5.3. Результаты исследования эффективности снижения вредных выбросов дизеля КамАЗ-740 в случае установки перед каталитическим нейтрализатором стабилизатора температуры отработавших газов при работе по внешней и частичным скоростным, а также по нагрузочной характеристикам.

5.4. Результаты исследования эффективности снижения вредных выбросов дизеля КамАЗ-740 при работе по 13-режимному испытательному циклу в случае установки перед каталитическим нейтрализатором стабилизатора температуры отработавших газов.

5.5. Результаты исследования стабилизации температуры отработавших газов на входе в каталитический нейтрализатор при работе дизеля КамАЗ-740 на режимах ездового цикла ЕСЕ R15/05.

5.6. Результаты исследования снижения вредных выбросов при работе дизеля КамАЗ-740 на эксплуатационных режимах в случае установки перед каталитическим нейтрализатором стабилизатора температуры отработавших газов.

5.7. Расчет экономического эффекта от снижения выброса вредных выбросов в случае установки перед каталитическим нейтрализатором стабилизатора температуры отработавших газов.

5.8. Выводы.

Актуальность темы исследования. «В течение тысячелетий человек смотрел на природу, как на неисчерпаемый склад, из которого можно брать все, что ему нужно, и как на огромную свалку, на которую можно выбрасывать все, что ему не нужно» [12]. Времена эти безвозвратно прошли. Воздействие техники на окружающую среду (антропогенное воздействие) стало в наше время сопоставимо по своим масштабам с происходящими на земле природными процессами [77].

Существенный вклад в антропогенное воздействие вносят поршневые двигатели внутреннего сгорания (ПДВС). Согласно статистическим оценкам суммарная доля энергии, вырабатанной этими двигателями в конце XX века со-ставяла около 25 %, а к середине XXI века, по прогнозам экспертов, может возрасти до 40-60 % [157]. При этом в ближайшем будущем характер этого увеличения останется, как и сейчас, экспотенциальным [116, 129]. В процессе работы ПДВС непрерывно взаимодействуют с окружающей средой, забирая из нее топливо и воздух и выбрасывая в нее продукты своей деятельности. Эта ситуация рождает значительное количество экологических проблем.

Начинаются эти проблемы со сжигания в ПДВС огромного количества природного топлива. Разведанные же запасы топлива не безграничны. По прогнозам специалистов, при сохранении современных тенденций добычи, потребления и использования новых месторождений запасы нефти и газа истощаться через 70-140 лет [61].

Процесс превращения (трансформации) термохимической энергии топлива в механическую работу в ПДВС включает в себя как обязательный элемент окисление этого топлива с использованием кислорода атмосферного воздуха. Широкая распространенность обсуждаемых двигателей обусловливает интенсивное его расходование. Достаточно сказать, что один автомобиль среднего класса за один месяц работы сжигает столько кислорода, сколько воспроизводит его 1 га девственного леса за целый год. По подсчетам специалистов, на сгорание разнообразных видов топлив сейчас требуется до 25 % кислорода, производимого зелеными растениями. Полагают, что в ближайшие 150-180 лет количество кислорода в атмосфере сократится на треть по сравнению с современным его содержанием [61].

Серьезнейшие проблемы в окружающей среде порождает и то, что выбрасывается в нее из ПДВС.

В первую очередь, здесь следует сказать о токсичных веществах, входящих в состав отработавших газов. Их более 280. Это и оксид углерода, и углеводороды, и оксиды азота, твердые частицы и многое, многое другое, что наносит непоправимый вред здоровью человека, возведенным им зданиям и сооружениям, окружающей природе.

Таким образом, можно утверждать, что существует противоречие между безальтернативной сегодня потребностью человечества продолжать широкое использование поршневые ДВС для своих нужд, с одной стороны, и необходимостью уменьшения вредного воздействия этих двигателей на человека и окружающую среду - с другой. Без, хотя бы частичного, разрешения этого противоречия существование человечества в сравнительно близком будущем станет проблематичным.

Учитывая, что практически все конструктивные решения, направленные на уменьшение вредных выбросов, приводят к тем или иным негативным последствиям, наиболее перспективным и целесообразным на современным этапе можно считать внедрение в практику специальных устройств для нейтрализации (в частности, каталитических нейтрализаторов) и фильтрации отработавших газов, устанавливаемых в выпускной коллектор или за ним, в сочетании с малотоксичными регулировками. При этом следует иметь в виду, что эффективность работы каталитических нейтрализаторов существенно зависит от температуры отработавших газов. Причем, вредны как малые, так и чрезмерно высокие ее значения.

Между тем большую часть времени силовые установки мобильной техники работают на переменных скоростных и нагрузочных режимах. В результате этого температура отработавших газов колеблется в широких пределах (от 120 до 750 °С и выше), что создает научную проблему обеспечения оптимального температурного режима работы каталитического нейтрализатора.

Можно предположить, что решение указанной научной проблемы возможно путем использования стабилизатора температуры отработавших газов, установленного в выпускной системе поршневых ДВС и обеспечивающего практическую неизменность температуры процессов в каталитическом нейтрализаторе при работе двигателя на различных режимах. Однако примеры использования стабилизатора температуры отработавших газов поршневых ДВС, работающего по принципу теплового аккумулятора в литературе практически отсутствуют, что и предопределило цель и задачи настоящей диссертационной работы.

Цель настоящего исследования - повысить эффективность снижения вредных выбросов поршневых ДВС с каталитическим нейтрализатором за счет стабилизации температуры отработавших газов при работе двигателей ДВС на переменных режимах.

Для достижения этой цели было необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать термодинамическую модель и провести исследование процессов теплообмена в стабилизаторе температуры отработавших газов поршневых ДВС.

2. Разработать математическую модель процессов в стабилизаторе температуры отработавших газов, установленном в выпускной системе поршневого ДВС.

3. Разработать и изготовить опытный образец стабилизатора температуры отработавших газов поршневых ДВС.

4. Провести экспериментальные исследования с целью проверки адекватности предлагаемой физико-математической модели процессов в стабилизаторе температуры отработавших газов.

5. Оценить эффект от стабилизации температуры потока отработавших газов поршневого ДВС на примере работы каталитического нейтрализатора в системе выпуска дизеля КамАЗ-740.

Объектом исследования служили энергетические процессы, происходящие в стабилизаторе температуры отработавших газов, содержащем теплоак-кумулирующее вещество, находящееся в состоянии фазового перехода.

Предметом исследования являлись закономерности изменения температуры отработавших газов при прохождении их через стабилизатор температуры и влияние этих изменений на эффективность снижения концентрации вредных веществ в каталитическом нейтрализаторе.

Методы исследования. Для решения перечисленных выше задач и достижения поставленной цели в работе использовались: основные положения классической термодинамики и теории теплообмена; теоретический анализ; обобщение научной и специальной литературы; теоретические и экспериментальные методы исследования, методы математического моделирования, математической и статистической обработки экспериментальных результатов.

Работа носит теоретико-экспериментальный характер, В опытах использовалась современная измерительная и вычислительная аппаратура.

Обоснованность и достоверность результатов подтверждаются применением комплекса современных информативных и объективных методов исследования, подбором современной измерительной аппаратуры, ее систематической поверкой и тарировкой, соблюдением требований соответствующих стандартов и руководящих документов на проведение испытаний и корректной статистической обработкой экспериментальных данных с использованием ПК. Научные положения и выводы подтверждены результатами, полученными в ходе натурных экспериментов.

Научная новизна результатов работы заключается в следующих положениях, выносимых автором на защиту:

1. Разработана физическая и математическая модели энергетических процессов, происходящих в стабилизаторе температуры отработавших газов нового типа, установленном в выпускном тракте поршневого ДВС перед каталитическим нейтрализатором.

2. Впервые введено понятие «интегральный коэффициент эффективности нейтрализации», суммарно учитывающий результаты изменения степеней превращения вредных веществ в отработавших газах поршневых ДВС после их прохождения через каталитический нейтрализатор.

3. Разработан способ определения температуры отработавших газов, при которой обеспечивается максимальное значение интегрального коэффициента эффективности нейтрализации вредных веществ в отработавших газах поршневых ДВС.

4. Предложено решение задачи сохранения температуры отработавших газов на уровне, обеспечивающем получение максимального значения интегрального коэффициента эффективности нейтрализации вредных веществ в отработавших газах поршневых ДВС.

Практическая ценность работы. Предложенные способ и методика определения целесообразной температуры отработавших газов, позволяют устанавливать ее значение для любого конкретного двигателя.

Система уравнений, описывающая энергетические процессы в стабилизаторе температуры отработавших газов, позволяет определять его конструктивные параметры, при которых обеспечивается получение требуемой температуры отработавших газов во время работы двигателя на различных режимах.

Экспериментально подтверждена возможность решения задачи стабилизации температуры отработавших газов на уровне, обеспечивающем получение максимального значения интегрального коэффициента эффективности нейтрализации вредных веществ в отработавших газах поршневых ДВС при работе на различных режимах.

Представленные в диссертации материалы целесообразно использовать в научно-исследовательских, проектно-конструкторских организациях и на предприятиях, занимающихся разработкой комбинированных поршневых ДВС.

Реализация результатов работы. Получен патент на полезную модель каталитического нейтрализатора со встроенной системой стабилизации температуры происходящих в нем процессов. Материалы диссертации (концепция стабилизации температуры отработавших газов с помощью теплового аккумулятора, методика определения целесообразного уровня температуры отработавших газов, принципы разработки конструкции стабилизатора температуры отработавших газов) используются на 88 . В учебном процессе при выполнении курсовых и дипломных проектов и чтении отдельных разделов лекций по дисциплинам «Двигатели военной автомобильной техники» и «Теплотехника» в Челябинском высшем военном автомобильном командно-инженерном училище используются: конструктивные схемы систем нетрализации вредных веществ со стабилизатором температуры отработавших газов; термодинамическая и математическая модели процессов в стабилизаторе температуры отработавших газов; методика определения уровня целесообразной температуры отработавших газов.

Апробация работы. Материалы диссертации были доложены и обсуждены: на научно-методических семинарах с участием сотрудников кафедр двигателей и эксплуатации военной автомобильной техники Челябинского высшего военного автомобильного командно-инженерного училища (2004-2007 гг.); техническом совете ФГУП «15 Центральный автомобильный ремонтный завод» Министерства обороны РФ (Г. Новосибирск, 2004-2007 гг.); IV Международной научно-практической конференции «Новые топлива с присадками» (г. Санкт-Петербург, 2006); Первой Международной научно-технической конференции «Эксплуатация и методы исследования систем и средств автомобильного транспорта» (г. Тула, 2006); 1УМеждународном технологическом конгрессе «Военная техника, вооружение и современные технологии при создании военного и гражданского назначения» (г. Омск, 2007).

Личный вклад автора. Автору принадлежат: - постановка задач;

- разработка физической и математической моделей энергетических процессов, происходящих в стабилизаторе температуры отработавших газов нового типа, установленном в выпускном тракте поршневого ДВС перед каталитическим нейтрализатором.

- разработка способа определения температуры отработавших газов, при которой обеспечивается максимальное значение интегрального коэффициента эффективности нейтрализации вредных веществ в отработавших газах поршневых ДВС.

- разработка конструкции стабилизатора температуры отработавших газов;

- результаты математического моделирования и обработки экспериментальной части исследования.

Изготовление опытного образца стабилизатора температуры отработавших газов и экспериментальные исследования выполнялись при непосредственном участии автора.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ и получен патент на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертация содержит 170 страниц машинописного текста, включающего 50 рисунков, 33 таблицы и состоит из введения, пять глав, заключения, списка основной использованной литературы (176 наименований) и приложения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В результате выполненного диссертационного исследования

1. Создана система стабилизации температуры отработавших газов на уровне обеспечивающем, высокую эффективность снижения концентрации вредных веществ в каталитическом нейтрализаторе при работе поршневых ДВС на различных режимах.

2. Разработана физическая и термодинамическая модели процессов энергообмена в стабилизаторе температуры отработавших газов. Это позволило создать математическую модель, описывающую рассматриваемые процессы, использование которой дает возможность:

- исследовать температурное поле системы стабилизации температуры отработавших газов и энергетические потоки в ней;

- определять конструктивные характеристики стабилизатора температуры отработавших газов;

Адекватность математической модели проверена и подтверждена (с достоверностью не менее 95 %.

3. Предложен и реализован способ определения значения температуры отработавших газов на уровне, обеспечивающем высокую эффективность снижения концентрации вредных веществ в каталитическом нейтрализаторе при работе поршневых ДВС на различных режимах.

4. Экспериментально определено, что целесообразным уровнем температуры отработавших газов дизеля КамАЗ-740 на входе в каталитический нейтрализатор является диапазон температур 700-800 К. Подобрано теплоак-кумулирующее вещество для стабилизатора температуры отработавших газов - гидроксид лития (с температурой фазового перехода 744 К

5. Исследовано влияние установки стабилизатора температуры отработавших газов перед каталитическим нейтрализатором на снижение вредных выбросов дизеля КамАЗ-740:

- При работе по внешней и частичным скоростным, а также по нагрузочной характеристикам. Установлено, что за счет использования стабилизатора температуры отработавших газов при работе дизеля КамАЗ-740 на различных скоростных режимах наиболее существенно происходит увеличение средних значений степеней превращения оксидов азота (40,0-83,3 %); менее заметно - оксида углерода (21,0-58,8 %); твердых частиц (9,1-68,8 %). Увеличения среднего значения степеней превращения углеводородов при частоте вращения коленчатого вала 1000 мин-1 не происходит (оно уменьшается на 7,8 %), но на больших оборотах положительный эффект несомненен, причем и при п = 1800 мин-1 достигает 86,5 %. Увеличение средних значений степеней превращения вредных компонентов за счет использования стабилизатора температуры отработавших газов при работе дизеля КамАЗ-740 на различных нагрузках очень значительно в отношении углеводородов (41,2-327,3 %). Для остальных компонентов этот показатель составляет максимально примерно 30 %.

- При работе дизеля КамАЗ-740 по 13-режимному испытательному циклу в случае установки перед каталитическим нейтрализатором стабилизатора температуры отработавших газов относительное улучшение степени превращения оксида углерода составило 12,1 %; углеводородов 10,6 %; оксидов азота-7,8%итвердыхчастиц-11,3 %.

- При работе дизеля КамАЗ-740 на режимах 11-ти километрового испытательного ездового цикла ЕСЕ R15/05. Результаты исследования показали, что в результате стабилизации температуры отработавших газов на входе в каталитический нейтрализатор размах ее колебаний составил 12 К, коэффициент вариации - 1,1 %. Коэффициент стабилизации температуры колебался в пределах 0,53-1,08 %.

- При работе на режимах, соответствующих движению грузового автомобиля по городу и шоссе относительное улучшение степеней превращения вредных компонентов в отработавших газах дизеля КамАЗ-740 за счет стабилизации их температуры составило: по оксиду углеводорода - 17,9 %, по оксидам азота - 19,8 %, по углеводородам - 20,2 %, по твердым частицам -22,6 %.

6. Установлено, что оборудование каталитического нейтрализатора стабилизатором температуры отработавших газов снижает приведенную массу годового выброса дизелем КамАЗ-740 вредных веществ на 65,17 т. Массы годового выброса оксида углерода уменьшаются на 1,50 т, углеводородов -на 0,17 т, оксидов j азота - на 1,42 т, твердых частиц - на 2,55 т.

7. Материалы диссертации используются на 88 Центральном автомобильном ремонтном заводе Министерства обороны РФ (г. Чита); НПК «Аг-родизель» (г. Москва); при выполнении курсовых и дипломных работ, а также при чтении отдельных разделов лекций по дисциплинам «Двигатели военной автомобильной техники» и «Теплотехника» в Челябинском высшем военном автомобильном командно-инженерном училище.

152

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Приведенные выше результаты и выводы позволяют утверждать, что научная проблема, связанная с зависимостью качества нейтрализации вредных компонентов в отработавших газах поршневых ДВС от их температуры и не позволяющая эффективно снижать токсичности этих двигателей при работе на переменных режимах принципиально решена. В работе предложено и реализовано решение указанной научной проблемы путем использования стабилизатора температуры отработавших газов, установленного в выпускной системе поршневого ДВС и обеспечивающего практическую неизменность температуры процессов в каталитическом нейтрализаторе на любых режимах работы двигателя. Эффективность решения подтверждена значительным количеством экспериментов, проведенных на специальном испытательном стенде со стабилизатором температуры, на моторном стенде с двигателем КамАЗ-740 и при ездовых испытаниях автомобиля Урал-4320. Полученные результаты позволяют рекомендовать применение стабилизаторов температуры отработавших газов для эффективного снижения их токсичности в случае использования каталитических нейтрализаторов.

Сказанное свидетельствует о том, что выдвинутая авторим гипотеза подтвердилась, все поставленные задачи исследования решены, и цель диссертационного исследования достигнута.

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

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

3. Автотранспортные потоки и окружающая среда. / Под ред. В.Н. Jly-канина. М.: ИНФРА - М, 1998. - 408 с.

4. Азарова Ю. В. Новое об относительной агрессивности углеводородов / Ю.В. Азарова, Н.Я. Кузнецова // «Автомобильная промышленность». -1999.-№3.-С. 14-16.

5. Аксенов И. Я. Транспорт и охрана окружающей среды / И.Я. Аксенов, В.И. Аксенов. М.: Транспорт, 1986. - 176 с.

6. Альтман М.Б. Плавка и литье сплавов цветных металлов / М. Б. Альтман, А.А. Лебедев, М.В. Чухров. М.: Изд-во литературы по черной и цветной металлургии, 1963. - 523 с.

7. Альтма!н Л.В. Снижение дымности и токсичности отработавших газов тракторного дизеля Д-240 / Л.В. Альтман, А.И. Кругов, A.M. Сайкин // Тракторы и сельхозмашины,- 1979. №4. - С. 16-19.

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

9. Ахметов JI.A. Экологические аспекты автотранспорта / JI.A.Ахметов,

10. B.И.Ерохов, А.И. Багдасаров. Ташкент: Мехнат, 1988. - 170 с.

11. Белов С.В. Снижение токсичности выбросов транспортно-энергетических установок: Учебное пособие / С.В. Белов, J1.JI. Морозова. -М.: 1984.-36с.

12. Березин Е.Ю. Системы нейтрализации отработавших газов для внутрицехового транспорта / Е.Ю. Березин, С.П. Моисеев, Н.И. Павлов // Тракторы и двигатели. Вып. 16. -М.:ЦНИИТЭИ тракторсельхозмаш, 1982.1. C. 20 24.

13. Бешелев С.Д. Математико-статистические методы экспертных оценок / С.Д. Бешелев, Ф.Г. Гурвич. М.: Статистика, 1974. - 159 с.

14. Бикбулатов И.Х., Программа мониторинга и оценки окружающей среды США / И.Х. Бикубулатов, В.М. Еришко, Д.В. Зейферт, П.П. Иванов. -Уфа, 1996.- 146 с.

15. Богданов А.И. Повышение мощностных. экономических и экологических показателей силовых установок за счет утилизации теплоты отработавших газов: Дисканд. техн. наук / А.И. Богданов. Челябинск, 1999. - 180 с.

16. Богданов А.И. Расширение возможностей утилизации энергии отработавших газов дизеля в случае использования нейтрализаторов / А.И. Богданов // Сб. науч. трудов. Челябинск: ЧВВАИУ, 1996. - Вып. 6. - С. 117-119.

17. Большев JI.H. Теория вероятностей и математическая статистика / Л.Н. Большов. М.: Наука, 1987. - 284 е.,

18. Большев JI.H. Таблицы математической статистики / JI.H. Большов, Н.В. Смирнов. М.: Наука, 1965. - 474 с.

19. Бродянский В.М. Эксергетический метод и его приложения / В.М. Бродянский, B.C. Фратшер, К.М. Михалек М.: Энергоатомиздат, 1988. -288 с.

20. Бунова Е.В. Снижение сажесодержания в отработавших газах тракторного дизеля за счет улучшения условий смесеобразования и сгорания: Дис. канд. техн. наук/ Е.В. Бунова. Челябинск ЧГТУ, 1996. - 119 с.

21. Буянов Р.А. Закоксовывание и регенерация катализаторов дегидрирования при получении мономеров СК / Р.А. Буянов. Новосибирск: Наука, 1968.-64 с.

22. Вагнер В.А. Снижение дымности дизелей / В.А.Вагнер,

23. A.Л.Новоселов, А.С.Лоскутов / Под ред. А.Л. Новоселова. Барнаул: Союз НИО, 1991.- 140 с.

24. Варшавский И.Л. Некоторые теоретические вопросы обеспечения малотоксичной работы автомобильных двигателей / И.Л. Варшавский // Тр. Республиканской науч.-техн. конф. по проблемам развития автомобильного транспорта. Ереван, 1966. - С. 166-192.

25. Гальговский В. Р. Проблемы выполнения и влияние нормативов «Евро-2» на формирование новой конструкции транспортного двигателя /

26. B.Р. Гальговский, Н.И. Бессонов, И.К. Срипник, В.П. Величко // Автомобильная промышленность. 1998. - № 4. - С. 7-11.

27. Гетманец Г. В. Социально-экологические проблемы автомобильного транспорта / Г.В. Гетманец, В. В. Лиханов. М. Наука, 1993. - 330 с.

28. Головчук А.Ф. Снижение дымности дизелей / А.Ф. Головчук // Автомобильный транспорт. 1984. -№11.- С.35-36.

29. Голосов Н.Ф. Методика оценки уровня качества промышленной продукции / Н.Ф. Голосов. М.: Машиностроение, 1990. - 67 с.

30. Горбунов В.В. Токсичность двигателей внутреннего сгорания: Учебное пособие / В.В. Горбунов, Н.Н. Патрахальцев. М.: Изд-во РУДН, 1998.-214 с.

31. Горшков A.M. Процессы в открытых термодинамических системах /

32. A.M. Горшков, З.Н. Нестратова, А.Г. Подольский // Машиностроение. 1987. -№9.-С. 45-51.

33. ГОСТ 37.001.054-86. Автомобили и двигатели. Выбросы вредных веществ. Нормы и методы определения, М: Изд-во стандартов, 1986. - 56 с.

34. Григорович А.Д. Новые катализаторы для нейтрализации отработавших газов автотранспорта. / А.Д. Григорович. Киев: Б.И., 1982. - 60 с.

35. Григорович А.Д. Пути снижения токсичных выбросов транспортных средств: Обзор / А.Д. Григорович. Киев: УкрНИИНТИ, 1999. - Сер. 17.-35 с.

36. Грин X. Аэрозоли пыли, дымы, туманы / X. Грин, В. Лейн / Пер. с англ. / Под ред. Н.А. Фукса. - Изд. 2-е, стереотип. - Л.: Химия, ЛО, 1972. - 427 с.

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

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

39. Гулин С.Д. Холодный пуск с тепловым аккумулятором / С.Д. Гулин,

40. B.В. Шульгин // Автомобильная промышленность. 1998. - №1. - С. 21-23.

41. Гусаров А. П. Концепция управления экологической безопасностью АТС / А.П. Гусаров, М.Е. Вайсблюм, В.В. Донченко, Ю.И. Кунин // Автомобильная промышленность. 1999. - № 3. - С. 12-14.

42. Гусаров А. П. Оксиды азота основная забота разработчиков АТС /

43. A.П. Гусаров // Автомобильная промышленность. 1992. - № 8. - С. 13-15.

44. Данилов-Данильян В.И. Окружающая среда между прошлым и будущим: Мир и Россия: Опыт эколого-экономического анализа / В.И. Данилов-Данильян, В.Т. Горшков, Ю.М. Арский и др. М., 1994. - 133 с.

45. Демочка О.И. Пути снижения токсичности отработавших газов автотракторных двигателей: Обзор / О.Н. Демочка, В.Н. Ложкин. М.: ЦНИИТЭИТ тракторсельхозмаш. - 1984. - Сер.1. - Вып. 13. - 53 с.

46. Драгунов Г.Д. Оценка вредности выхлопных газов автомобилей в городских условиях / Г.Д. Драгунов, С.И. Лобунько // Охрана атмосферного воздуха. Проблемы и пути решения: Сб. науч. статей науч.-практич. конф. -Челябинск, 2001. С. 24-25.

47. Дубовкин Н.Ф. Справочник по углеводородным топливам и их продуктам сгорания / Н.Ф. Дубовкин. М.: Госэнергоиздат, 1962. - 288 с.

48. Ермолович И.В. Сажевые фильтры из пенометалла / И.В. Ермоло-вич, В.М. Фомин, М. Сахаладин // Тракторы и сельхозмашины. 1997. - №4. -С. 15-16.

49. Жегалин О.И. Разработка каталитических нейтрализаторов для очистки отработавших газов дизельных двигателей / О.И. Жегалин, Н.А. Китрос-ский, С.П. Моисеев // Снижение токсичности ДВС: Докл. уч. симпозиума. -М.: МТ и СХМ, 1981. С. 241-249.

50. Жегалин О.И. Снижение токсичности автомобильных двигателей / О.И. Жегалин, П.Д. Луначев. М.: Транспорт, 1985. - 120 с.

51. Жегалин, О.И. Каталитические нейтрализаторы транспортных двигателей / О.И. Жегалин, Н.А. Китросский и др. М.: Транспорт, 1979. - 80 с.

52. Звонов В.А. Образование загрязнений в процессах сгорания /

53. B.А. Звонов. 0 Луганск: Изд-во Восточно-Украинского гос. ун-та, 1998. 160 с.

54. Звонов В.А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания / В.А. Звонов. -М.: Машиностроение. 1981. 160 с.

55. Звонов В.А., Заиграев JI.C. Анализ европейских норм на выбросы вредных веществ с отработавшими газами автомобильных дизелей /

56. B.А. Звонов, JI.C. Заиграев // Автошляховик Укрйни. 1996. - № 2. - С. 2-5.

57. Земельман М.А. Метрологические основы технических измерений / М.А. Земельман. М.: Изд-во стандартов, 1991. - 228 с.

58. Исследование загрязнения атмосферного воздуха под влиянием выбросов автотранспорта на основных автомагистралях города Челябинска: Отчет по НИР. Челябинск: Челяб. обл. центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, 1996. - 36 с.

59. Истомин С.В. Термический нейтрализатор с сажевым фильтром /

60. C.В. Истомин // Технологии формирования качества деталей при восстановлении и упрочнении. Саратов, 1997. - С. 114-118.

61. Коваленко Ю. Ф. Повышение эффективности двигателей внутреннего сгорания за счет утилизации теплоты их отработавших газов: Дис. .канд. техн. наук. /Ю.Ф. Коваленко. Челябинск, 2003. - 174 с.

62. Константинов В.М. Охрана природы / В.М. Константинов. М: Изд. центр «Академия», 2000. - 240 с.

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

64. Котляров В.И., Экологическая безопасность и возможные стратегии развития / В.И. Котляров, К.С. Лосев, В.Ф. Гракович // Известия РАН. 1991.-№6.-С. 5-13.

65. Кукис B.C. Тепловой аккумулятор как средство повышения экологических, мощностных и экономических показателей ДВС / B.C. Кукис, Ю.Ф. Коваленко, А.В. Разношинская // Ползуновский вестник. № 1-2. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2003. - С. 82-85.

66. Куколев М.И. Проектный анализ тепловых аккумуляторов: Дисканд. техн. наук/М.И. Куколев. Киев, 1996. - 113 с.

67. Куликов В.Н. Сравнительная оценка систем воздушного охлаждения и охлаждения наддувочного воздуха тракторных и комбайновых двигателей / В.Н. Куликов // Тр. ЦНИТА. Л., 1988. - 67 с.

68. Лазарев Е.А. Снижение содержания токсичных веществ в отработавших газах дизеля / Е.А. Лазарев, В.Е. Лазарев // Охрана атмосферного воздуха. Проблемы и пути решения: Сб. науч. статей науч.-практич. конф. -Челябинск, 2001. С. 54-58.

69. Лазовой В.Д. Проблемы безопасности работ в горной промышленности на рубеже XXI века / В.Д. Лозовой // Безопасность труда в промышленности. 1999. - №11. - С.7-14.

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

71. Луканин В.Н. Промышленно-транспортная экология: Учебн. для вузов / В.Н. Луканин, Ю.В. Трофименко / Под ред. В.Н. Луканина. М.: Высш. шк., 2001. -273 с.

72. Лыков А. В. Теория теплопроводности / А.В. Лыков. М.: Высш. шк., 1967. - 600 с.

73. Марков В. А. Экологические показатели ДВС /В.А. Марков, С.А. Аникин, Е.А. Сиротин // Автомобильная промышленность. 2002. - № 2. - С. 13-15.

74. Марков В.А. Сравнительная эффективность методов снижения токсичности отработавших газов дизелей / В.А. Марков // Автомобильная промышленность. 2002. - №12. - С. 19-23.

75. Медведев Ю. С. Новый взгляд на проектирование каталитических нейтрализаторов / Ю.С. Медведев // Двигателестроение. 2004 - № 2. - С. 23-24.

76. Мельберт А.А. Каталитические нейтрализаторы для автомобиля-самосвала КамАЗ-55111/ А.А. Мельберт. АлтГТУ им. И.И. Ползунова. Барнаул; 2003. - 10 с. Деп. в ВИНИТИ.

77. Мельберт А.А. Каталитические нейтрализаторы с отключаемыми ступенями очистки / А.А. Мельберт. АлтГТУ им. И.И, Ползунова. Барнаул, 2003. - 8 с. Деп. в ВИНИТИ.

78. Мельберт А.А. Нейтрализация отработавших газов бензиновых двигателей в СВС-каталитических блоках/ А.А. Мельберт. АлтГТУ им. И.И. Ползунова. Барнаул, 2003. - 8 с. Деп. в ВИНИТИ.

79. Мельберт А.А. Оценка эффективности насыпных каталитических нейтрализаторов для дизелей / А.А. Мельберт. АлтГТУ им. И.И. Ползунова. -Барнаул, 2003. 11 с. Деп. в ВИНИТИ.

80. Мельберт А.А. Оценка эффективности нейтрализации отработавших газов дизелей /А.А. Мельберт, А.С. Павлюк // Исследование и совершенств, быстроходных дизелей: Меж- вуз. сб. научн. тр. АлтГТУ им. И.И. Ползунова. Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1997. С. 5 - 8.

81. Мельберт А.А. Повышение экологической безопасности поршневых двигателей / А.А. Мельберт. Новосибирск: Наука, 2003. - 170 с.

82. Мельберт А.А. Системы каталитической очистки отработавших газов поршневых двигателей/ А.А. Мельберт. АлтГТУ им. И.И. Ползунова. -Барнаул. 2003. - 24 с. Деп. в ВИНИТИ.

83. Митин С. Нормативное обеспечение концепции развития автомобильной промышленности в Российской Федерации / С. Минин, А. Ипатов // Стандарты и качество. 2004. - № 4 - С. 21-26.

84. Морозова B.C. Улучшение экологических характеристик дизеля конструктивными изменениями топливной системы / B.C. Морозова // Охрана атмосферного воздуха. Проблемы и пути решения: Сб. науч. статей науч.-практич. конф. Челябинск, 2001. - С. 58-60.

85. Некрасов В. Г. Городской автомобиль и экология / В.Г. Некрасов // Автомобильная промышленность. 1999. - № 3. - С. 10-12.

86. Некрасов В. Г. Экологически чистый и экономичный автомобильный двигатель / В.Г. Некрасов. Алматы, 2005. - 327 с.

87. Нефедов Д.В. Методика расчета двухфазных тепловых аккумуляторов для системы выпуска поршневого двигателя / Д.В Нефедов // Деп. в РГАСНТИ 25.06.01 / Воен. автомоб. ин-т. Рязань, 2001. - 15 с.

88. Нефедов Д.В. Способ повышения эффективности работы каталитического нейтрализатора двигателя: Дис. . канд. техн. наук / Д.В. Нефедов. -Рязань, 2003. 130 с.

89. Нефедов Д.В. Тенденции развития накопителей тепла на базе тепловых аккумуляторов / Д.В. Нефедов // Автомобильная техника: Науч. вестник ЧВАИ. Челябинск, 2001. - Вып. 14. - С. 67-72.

90. Новиков JI.A. Развитие работ ЦНИДИ в области снижения выбросов вредных веществ и дымности отработавших газов дизелей / JI.A. Новиков // Двигателестроение. 2004. - №3. - С.4-6.

91. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек: Учеб. по-соб. для вузов, средних школ и колледжей / Ю.В. Новиков. М.: ФАИР-ПРЕСС, 2000. - 320 с.

92. Новиков Ю.В., Голубев И.Р. Окружающая среда и транспорт / Ю.В. Новиков, И.Р. Голубев. М.: Транспорт, 1987. - 207 с.

93. Новоселов A.JI. Применение антидымных присадок в топливо дизелей / A.JI. Новоселов // Двигателестроение. 1983. - №1. - С. 4-6.

94. Новоселов A.JI. Совершенствование очистки отработавших газов дизелей на основе СВС-материалов / А.Л. Новоселов, В.И. Пролубников, Н.П. Тубалов. Новосибирск: Наука, 2002. - 96 с.

95. Новоселов А.Л. Современное состояние проблемы снижения токсичности и дымности ДВС / А.Л. Новоселов, А.А. Мельберт, Л.А. Ковалева: В кн.: Качество стратегия XXI века. - Томск: Изд-во НТЛ, 1996. - С. 136-138.

96. Новоселов А.Л. Улучшение экологических показателей дизелей за счет совершенствования рабочих процессов / А.Л. Новоселов, В.Ю. Русаков, А.А. Мельберт // Соверш. систем автомобилей, тракторов и агрегатов: Сб. статей. 4.2. - Барнаул, 1999. - С. 68 - 72.

97. Новоселов А.Л. Основы инженерной экологии в двигателестрое-нии: Учебное пособие / А.Л. Новоселов, А.А Мельберт, С.Л. Беседен / Под ред. А.Л. Новоселова. Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1993. - 98 с.

98. Новоселов А.Л. Снижение токсичности автотракторных дизелей: Учебное пособие / А.Л. Новоселов, С.В. Новоселов, А.А. Мельберт, А.В. Ун-гефук / Под ред. А.Л.Новоселов. Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1996. - 122 с.

99. Новоселов С.В. Нормирование выбросов твердых частиц автомобильными двигателями / А.Л. Новоселов, Н.А. Гулак, Е.И. Кибяков // Повышение экологической безопасности автотракторной техники. Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2000. - С. 43-48.

100. О требованиях к выбросам автомобильной техникой, выпускаемой в обращение на территории Российской Федерации, вредных (загрязняющих) веществ: Специальный технический регламент.

101. Обеспечение работы дизельного двигателя на холостом ходу методом выключения цилиндров / Е.С. Арсентьев и др. // Науч.-техн. сб. НИИИ МО №4. -Бронницы, 1980.-С. 22-29.

102. Озимов П. Л. Развитие конструкций дизелей с учетом требований экологии / П.Л. Озимов, В.К. Ванин // Автомобильная промышленность. -1998.-№ 11.-С. 31-32.

103. Основные направления развития конструкционных термопластичных материалов / Под ред. И.Л. Айзинсона и др. М.: Химия, 1988. - 48с.

104. Охрана окружающей среды: модели социально-экономического прогноза / Д.П. Ананиашвили, Л.А. Барский, К.Г. Гофман и др. М.: Экономика, 1982.-224 с.

105. Павлова Е.И. Экология транспорта: Учебник для вузов / Е.И. Павлова. М.: Транспорт, 2000. - 248 с.

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

107. Парсаданов И.В. Повышение качества и конкурентоспособности дизелей на основе комплексного топливно-экологического критерия. Харьков: НТУ «ХПИ», 2003. 244 с.

108. Патент на полезную модель RU 54101 U1 F02G 5/02. Комбинированный двигатель: / B.C. Кукис, Г.А. Берестнев, В.А. Козьминых. Опуб. 10.06.2006. Бюлл.№16.

109. Петриченко P.M., Экономический ущерб воздействия отработавших газов ДВС / P.M. Петриченко, С.Н. Уваров // Двигателестроение. 1986. -№ 10.-С.49-50.

110. Печуркин Н.С. Энергия и жизнь / Н.С. Печуркин. Новосибирск: Наука. Сиб. Отделение, 1988. - 190 с.

111. Поликер Б.Е. О повышении экономичности и снижении токсичности отработавших газов дизелей /Б.Е. Поликер, Л.Л. Михальский // Грузовик.- 1997.-№ 10.-С. 29-31.

112. Поповиченко Р.Н. Автомобильный транспорт и окружающая среда / Р.Н. Поповиченко. Караганда: КПИ, 1986. - 85 с.

113. Путилов К.А. Термодинамика / К.А. Путилов. М.: Наука, 1971.375 с.

114. Рабочие процессы дизелей: Учебное пособие / В.В.Арапов, В.А.Вагнер, Л.В.Грехов и др. / Под ред. В.А. Вагнера, Н.А. Иващенко, Д.Д. Матиевского. Барнаул, Изд-во АлтГТУ, 1995. - 183 с.

115. Райман Э.П. Экспертные методы в оценке качества товара / Э.П. Райман, Г.Г. Азгальдов. М.: Экономика, 1974. - 151 с.

116. Реймерс Н.Ф. Экология: теория, законы, правила, принципы и гипотезы / Н.Ф. Реймерс. М.: Россия молодая, 1994. 367 с.

117. Руднев В.В. Утилизации теплоты отработавших газов автомобильных двигателей / В.В. Руднев, М.Л. Хасанова, А.Б. Смолин // Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог: Сб. науч. тр. МАДИ (ГТУ). М., 2001. С. 168-173.

118. Самохов А.А. Об изменении активности катализаторов в процессе эксплуатации / А.А. Самохов А.А., Н.М. Зайдман, М.Д. Чижик, Р.А. Буянов. Новосибирск: Наука, 1976. 107 с.

119. Свидетельство на полезную модель RU 28382 U1 7F 02 G 5/02. Паровой двигатель с тепловым аккумулятором для утилизации теплоты отработавших газов ДВС / B.C. Кукис и др.: Опубл. 20.03.2003. Бюл. №8.

120. Свидетельство на полезную модель RU 26600 U1, 7 F 01, G 5/02. Свободнопоршневой паровой термоэлектрогенератор для утилизации теплоты отработавших газов ДВС / B.C. Кукис, М.Л. Хасанова, В.А. Дерябин и др. Опубл. 10.12.2002. Бюл. №34.

121. Скалкин Ф.В. Энергетика и окружающая среда / Ф.В. Скалкин,

122. A.А. Канаев, И.З. Копп. Д.: Энергоиздат, 1996. - 180 с.

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

124. Смайлис В.И. Малотоксичные дизели / В.И. Смайлис. Д.: Машиностроение, 1972. - 128 с.

125. Смайлис В.И. Современное состояние проблемы экологии двига-телестроения / В.И. Смайлис // Двигателестроение. -1991. №1. - С.3-6.

126. Смолин А.Б. Влияние эксплуатационных и регулировочных факторов на частоту вращения коленчатого вала утилизационного поршневого двигателя с внутренним объемным парообразованием / А.Б. Смолин,

127. B.C. Кукис // Материалы международной науч.-техн. конф. «Улучшение эксплуатационных показателей двигателей тракторов и автомобилей». Пушкин, 2003.- С. 38-43.

128. Смолин А.Б. Термодинамический цикл двигателя с комбинированным подводом теплоты и внутренним парообразованием / А.Б. Смолин,

129. B.В. Руднев, B.C. Кукис // Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог: Сб. науч. тр. / МАДИ (ГТУ). М., 2001.1. C. 127-130.

130. Смолин А.Б. Система утилизации теплоты автомобильных двигателей / А.Б. Смолин, В.В. Руднев, М.Л. Хасанова // Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог: Сб. науч. тр. / МАДИ (ГТУ). М., 2001.-С. 165-167.

131. Справочник по чугунному литью / Под ред. Н.Г. Гиршовича. -Л.: Машиностроение, 1978. 758 с.

132. Стрельников В.А. Комплексный критерий эффективности каталитического нейтрализатора отработавших газов дизеля / В.А. Стрельников // Двигателестроение. 2004. - №3. - С. 24-26.

133. Стрельников В.А. Снижение токсических выбросов автотракторных дизелей / В.А. Стрельников, С.В. Истомин, В.И. Цыпцин // Тракторы и с/х машины. №10. - 2003. - С. 6-9.

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

135. Технология металлов и материаловедение / Б.В. Кнорозов и др. -М.: Металлургия, 1987. 800 с.

136. Уровни вредных выбросов различных двигателей внутреннего сгорания / М.В. Бойчук, А.А. Новоселов, АЛ. Новоселов и др. // Качество -стратегия XXI века. Томск: Изд-во HTJI, 1998. - 199 с.

137. Филиппов А.З. Токсичность отработавших газов тепловых двигателей / А.З. Филиппов. Киев: Выща школа, 1980. - 159 с.

138. Фурса В.В., Звонов В.А., Гавриленко П.Н., Боженок Е.И. Структура и характер экономического ущерба, наносимого отработавшими газами ДВС // Двигателестроение. 1985. - № 11. - С. 42-44.

139. Хасанова M.JI. Повышение экологической безопасности двигателей внутреннего сгорания за счет утилизации теплоты их отработавших газов: Дис. .канд. техн. наук/M.J1. Хасанова. Челябинск, 2002. - 156 с.

140. Хортов В.П. Новый взгляд на токсичность автомобильных двигателей в условиях городского движения / В.П. Хортов // Грузовик. 2000. -№5.-С. 8-11.

141. Хортов В.П. Новый взгляд на экологическую опасность АТС / В.П. Хортов // Автомобильная промышленность. 2000. - № 6. - С. 22-24.

142. Хьюз Р. Дезактивизация катализаторовб перевод с англ. / Р Хьюз / Под ред. А.Г. Горелина и А.К. Аветисова. М.:Химия, 1989. - 280 с.

143. Цейхместрук Ю.А. Перспективные конструкции нейтрализаторов отработавших газов ДВС / Ю.А. Цейхместрук // Изв. вузов: Сев-Кавк. региона.-2003.-С. 142-147.

144. Шегалов И.Л. Возможность вероятного прогнозирования эколо-го-экономических ущербов от сгорания топлива в ДВС / И.Л. Шегалов // Двигателестроение. 1989. - № 10. - С.56-58.

145. Шеховцов А.Ф. Исследование нестационарных тепловых режимов поршней перспективных тракторных дизелей. Автореф. дис. д-ра. техн. наук, Харьков, 1978.-24 с.

146. Шечков Г.Т. Проблемы создания каталитических нейтрализаторов отработавших газов ДВС / Г.Т. Шечков, О.А. Лебедева, И.Н. Аржанов //

147. Соверш. быстроход. Дизелей: Тез. докл. Междунар. н.-т. конф. Барнаул, 1993.-С. 69-71.

148. Шилейко А.В., В океане энергии / А.В. Шилейко, Т.И. Шилейко. -М.: Знание, 1989.- 192 с.

149. Экологическая безопасность автомобильного транспорта: Учеб. пособ. для студентов автомобильных техникумов и колледжей / Ю.С. Козлов и др. М.: Агар: Рандеву - AM, 2000. - 175 с.

150. Якубовский Ю. Автомобильный транспорт и защита окружающей среды / Ю. Якубовский / Пер. с польского. М.: Транспорт, 1979 - 198 с.

151. Яхонтов В.В. Автомобиль- источник загрязнения атмосферы / В.В. Яхонтов, Ю.Р. Абдрахимов, Е.А. Наумкин / Промышленная экология. Проблемы и перспективы: Материалы науч.-практ. конф., Уфа, 21 ноября 2001. -Уфа: Изд-во ИНХП,2001. С. 78-79.

152. Auspuff-Filtereinsatz mit katalytischer Wirkung reduziert Abgas -Schadstoffgehalt urn 60 bis 90 % // Filtr. und Separ. 1999. - 13. - №6. - S. 285-289.

153. Carrier J. Engines and Emission / J. Carrier // Commer. 1989. № 3. -P. 139-144.

154. Caton J. The selective non-catalytic removal (SNCR) of nitric oxides from engine exhaust streams: comparison of three processes / J. Caton // Trans. ASME. J. Eng. Gas Turb. And Power. 2004. - №2. - P. 234-240.

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

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

157. For the proposed identification of diesel exhaust as toxic air contaminant / Part B: Health risk assessment for diesel exhaust. California EPA, Office of Environmental Health Hazard Assessment, Air Toxicology and Epidemiology Section.-May 1998.-453 p.

158. Kamimoto A. Development of latent heat storage unit using form-stable high density polyethylene for solar total energy system / A. Kamimoto // Int. Sok. Energy Convers. Eng. Conf., 18. New York, Orlando.-1983.-Vol. 4. P.l 13-119.

159. Kittelson D. Review of diesel particulate matter sampling methods /Final report/ D. Kittelson. University of Minnesota. 1999. - 6 p.

160. Kittelson D. Formation of nanoparticles during exhaust dilution / D. Kittelson, I. Abdul-Khalek // EFI Members conference «Fuels, Lubricants, Engines & Emissions» 1999. - January 18-20. -13 p.

161. Lies K. Characterization of exhaust emissions from diesel-powered passenger cars with particular reference to unregulated components / K. Lies, A. Postulka, H. Grig // SAE Tech. Pap. Ser. 1984. - № 4. - 27 p.

162. Nauss K. Diesel exhaust: a critical analysis of emission exposure and health effects / K. Nauss // Summary of HEI special report. 1997. 6 p.

163. Publow G. Performance of late model cars with gasoline-methanol fuel / G. Publow, L. Grinberg // SAE Techn. Pap. Ser. 1978. № 7. - 8 p.

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