автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Снижение содержания твердых частиц в отработавших газах дизеля

На правах рукописи

ЯКОВЛЕВ Вадим Вячеславович

СНИЖЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ В ОТРАБОТАВШИХ

ГАЗАХ ДИЗЕЛЯ

Специальность 05.04.02 - тепловые двигатели

АВТОРЕФЕРАТ

диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Барнаул 2004

Работа выполнена в Алтайском государственном техническом университете им. И.И. Ползунова, кафедра «Автомобили и Тракторы»

Научный руководитель: доктор технических, профессор

Новоселов Александр Леонидович

Официальные оппоненты: доктор технических, профессор

Лебедев Олег Николаевич

кандидат технических, доцент Новоселов Сергей Владимирович

Ведущее предприятие: ОАО НПО «Алтайский моторный завод»

Защита состоится «27» декабря 2004 г. в 12-00 на заседании диссертационного совета Д 212.004.03, действующего при Алтайском государственном техническом университете им. И.И. Ползунова, по адресу 656038, г. Барнаул, пр. Ленина, 46

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова.

Отзывы на автореферат, заверены печатью Вашего учреждения, просим направлять в двух экземплярах по указанному адресу на имя ученого секретаря диссертационного совета.

Автореферат разослан ноября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.004.03 д.т.н., профессор

В.А Синицын

ОБШДЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность данной темы.

К двигателям внутреннего сгорания (ДВС) предъявляется ряд требований, которые в конечном итоге направлены на обеспечение высоких их качеств и конкурентоспособности на мировом рынке. Причем, в последние десятилетия, ввиду ухудшения экологической обстановки, во всех развитых странах возросли требования к уровням вредных выбросов ДВС с отработавшими газами в окружающую среду.

В окружающую среду до 40% вредных веществ от выбрасываемых всеми источниками поступает с отработавшими газами ДВС, в том числе: до 34% от общих выбросов оксида углерода (СО), до 64% - оксидов азота (N0^ и до 34% - твердых частиц (ТЧ), включая сажу.

Выбросы твердых частиц в основном относятся к дизелям. Закономерности образования и выгорания сажи в цилиндрах дизелей изучались целым рядом зарубежных и отечественных исследователей, в том числе, В.З.Маховым, САБатуриным, В.Н.Ложкиным, АС.Лоскутовым, ВАБарановым, В.И.Смайлисом и другими. В то же время остался практически не рассмотренным вопрос об участии угара смазочных масел в образовании твердых частиц в цилиндрах дизелей, в то время как в состав отработавших газов входит более 30% твердых частиц масляного происхождения.

Проведенные теоретические исследования на созданных математических моделях постоянно давали несовпадения по уровням выбросов сажи и твердых частиц в целом, что, в том числе, можно объяснять неучетом угара масла в процессах образования и выгорания твердых частиц.

Поэтому настоящая работа, направленная на изучение участия угара масла в дизелях на образование и результирующее выделение твердых частиц с отработавшими газами, является актуальной восполняющей представления об образовании и выгорании твердых частиц в процессе угара масла. Её результатами можно пользоваться при разработке мероприятий по снижению уровней выбросов твердых частиц с отработавшими газами дизелей в окружающую среду.

Целью работы явилось изучение участия угара смазочного масла в дизеле на уровни выбросов твердых частиц с отработавшими газами и использование результатов для решения практических задач снижения выбросов твердых частиц с отработавшими газами.

Объект исследования - твердые частицы в составе отработавших газов четырехтактного двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия.

Предмет исследования - процессы образования и выгорания твердых частиц в процессе сгорания топлива и смазочного масла в цилиндре двигателя.

Няущняя новизна - установлены закоигш-рнпгти лабршвания и

выгорания твердых частиц масляного

ВЙММТСКА

|Ыт

т

организации рабочего процесса дизеля, режимов его эксплуатации, состава масла.

Работа выполнена как часть целевой комплексной программы СО РАН

Минобразования Российской Федерации, Перспективного плана развития НИР Алтайского государственного технического университета (АлтГТУ) им. И.И.Ползунова.

Задачами исследования явились следующие:

1. Усовершенствование математической модели текущего и результирующего выделения сажистых частиц с учетом угара масла в цилиндре дизеля;

2. Изучение на математической модели влияния различных параметров на особенности образования сажистых частиц в процессе выгорания топлива и масла в цилиндре дизеля;

3. Лабораторные исследования состава твердых частиц в отработавших газах дизеля при изменении параметров его рабочего процесса;

4. Экспериментальные исследования по выявлению влияния регулировочных, скоростных параметров, угара масла и присадок к топливу на состав твердых частиц в отработавших газах дизеля;

5. Создать конструкцию нейтрализаторов для очистки отработавших газов дизеля от твердых частиц, провести его испытания в стендовых условиях и определить эффективность.

Методы исследования. Решение поставленных задач реализовалось на основе теоретических методов, методов численного эксперимента на математической модели, лабораторном изучении состава твердых частиц и устройств для их улавливания в системе выпуска дизеля.

Практическая ценность работы заключается в том, что выявление участия смазочных масел в дизелях в процессах образования, выгорания и результирующего выделения твердых частиц позволяет направить внимание при решении задач снижения вредных выбросов дизелей на техническое состояние систем и регулировать тем самым состав твердых частиц. Экспериментально подтверждено участие масел в формировании уровней выбросов твердых частиц, что позволяет по величине угара масла и тепловой напряженности определять участие масел в общем выбросе твердых частиц.

Реализация результатов работы заключается в том, что при доводке дизелей появляется возможность учитывать долю выбросов твердых частиц масляного происхождения при оценке рабочего процесса по недогоранию. Рекомендации и программный комплекс переданы для использования результатов исследований дизелестроительным предприятиям.

Апробация работы. Материалы исследований, теоретических разработок и экспериментальных исследований по теме диссертационной работы доложены на научно-технических конференциях Алтайского государственного технического университета им. И.И.Ползунова в 2000-2003 годах, научно-технических семинарах автотракторного факультета АлтГТУ и

"Экология", блок "Атмосфера", научно-технической программы

Алтайского государственного аграрного университета.

Публикации. Все основные положения диссертации опубликованы в шести статьях в сборниках Академии Транспорта Российской Федерации (Российской академии транспорта), АлтГТУ им. И.И.Ползунова. Конструкция каталитического нейтрализатора отработавших газов двигателя внутреннего сгорания с регенерацией очистки защищена патентом № 2189464 Российской Федерации, конструкция многоступенчатого комбинированного каталитического нейтрализатора отработавших газов для дизеля защищена патентом № 2215880 Российской Федерации

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов и списка литературы, содержащего 127 источников отечественной и зарубежной литературы. Основная часть содержит 132 страниц машинописного текста, 23 таблиц, 40 рисунков.

В соответствии с содержанием диссертационной работы, автор на защиту выносит следующие положения:

1. Модернизированную математическую модель текущего и результирующего выделения твердых частиц с учетом угара масла в дизеле;

2. Результаты изучения на модели условий образования твердых частиц в процессе выгорания масла в цилиндре дизеля;

3. Результаты экспериментального исследования влияния режимов работы дизеля на состав твердых частиц с учетом угара масла;

4. Результаты оценки связей режимов работы дизеля и результирующих выбросов твердых частиц и их состав;

5. Результаты оценки эффективности работы сажевого фильтра при различном угаре масла в дизеле;

6. Выводы и рекомендации, направленные на снижение уровней выбросов твердых частиц с отработавшими газами.

Диссертационная работа выполнена при финансовой поддержке Администрации г. Барнаула, Алтайского края, Правительства Российской Федерации.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отмечена актуальность данной темы, которая заключается в необходимости учета угара масла при определении результирующего сажевыделения дизелями.

В первой главе проведен комплексный анализ состояния вопроса, и определены задачи исследования.

В работах ВААртемьева, МАГригорьева, В.Н.Ефремова, В.Ф.Большакова и Л.Г.Гинзбурга, АН.Бурдина и М.С.Яхина, Ю.Ф.Гутаревича рассмотрены вопросы образования и состава сажистых частиц в процессах сгорания топлив в поршневых двигателях внутренного сгорания.

Большой вклад в изучение внутрецилиндровых процессов, включая

оразование и выгорание сажи внесли отечественные и зарубежные ученые НАБаранова и В.И.Смайлиса, САБатурина, САБатурина, Н.Х.Дъяченко, В.Н. Ложкина, ВАВагнера, АЛ.Новоселова, А.СЛоскутова, АН.Воинова, Г.В.Гарбера, НАДворникова, ВАЗвонова, Т.Кадома, К.Никаниси, Х.Хироясу, Т.Р.Филипосянца, АП.Кратко и другие.

Вопросы испарения масла с пленки на поверхности цилиндровой втулки были рассмотрены В.Л.Алипа. В последующем им вместе с Б.ОЛебедевым рассмотрен процесс отложения сажи на стенки камеры сгорания, однако при этом не учитывался процесс образования сажи в процессе сгорания паров масла.

Не учтены процессы образования сажи масляного происхождения и в работах НАБаранова, Е.В.Королева, САБатурина и других.

Учитывая, что твердые частицы имеют сложный состав как по агрегатным состояниям входящих в них веществ, так и по происхождению, несмотря на то, что удельные расходы топлива и масел имеют различие в два порядка, после сопоставления данных по выбросам твердых частиц и угару масла, автор пришел к выводу о том, что может иметь место гипотеза о значительном количестве масла, сгорающего до твердых частиц и определяющей роли масла в их образовании.

Физико-химическая сторона процесса образования твердых частиц в цилиндрах дизелей до конца не выяснена. Основным предметом дискуссий является тезис о расщеплении молекул топлива перед воспламенением его в цилиндре дизельного топлива.

Есть мнения (Берледжа и Брозе) о существовании участков камеры сгорания с температурами свыше 800° С, приводящие к крекингу топлив, переобогащении смеси, другие (Мейрера) об отставании скоростей окисления молекул от скоростей крекирования и появлении углерода перед воспламенением, о существовании более высоких скоростей распада молекул (Швейцер), чем реакций окисления, о существовании горячего пламени (Соколик) с возбужденными радикалами СС, СН и ОН.

ВАСомов рассмотрел возможности снижения расхода масел на угар. Он же связал угар с толщиной масляной пленки на зеркале цилиндра, рассмотрел процессы старения масла в дизелях. Им отмечено, что процессам окисления масел препятствуют антиокислители, например соединения фенольного характера, входящие в состав присадок.

Расход масла в дизелях принято учитывать по его угару. Поскольку установлено, что угар масла связан с уровнем содержания твердых частиц (ТЧ) в отработавших газах, необходимо рассмотреть причины его возникновения при работе поршневого двигателя внутреннего сгорания.

Угар масла определяется разницей залитого и слитого масла. Он обусловлен сгоранием, испарением, утечками и выбросами масла через систему вентиляции картера. Угар масла связан функционально с испаряемостью, вязкостью масла, степенью износа уплотнений, конструктивными особенностями и режимами работы дизеля. В исправном дизеле до 90% угара масла происходит за счет попадания его в камеру сгорания.

Прежде всего, проследим пути расхода масла на угар. Для этого в общем случае рассмотрим для примера поршневой двигатель внутреннего сгорания (ДВС) с газотурбинным наддувом (ГТН).

Масла в камеру сгорания двигателя поступает несколькими путями, независимыми друг от друга:

- через кольцевое уплотнение между зеркалом цилиндра и поршнем, замки в кольцах, заколечные зазоры во время возвратно-поступательного движения поршня;

- через кольцевые зазоры во втулках впускных клапанов как за счет разрежения во впускном канале, силы тяжести, так и за счет возвратно-поступательного движения стержня клапана во втулке;

- через кольцевые зазоры в подшипниках скольжения турбокомпрессора;

- через систему вентиляции картера с подачей картерных газов на

впуск;

Масло непосредственно в систему выпуска поступает двумя путями:

- через кольцевые зазоры во втулках выпускных клапанов в основном за счет возвратно-поступательного движения их стержней во втулках;

через кольцевые зазоры в подшипниках скольжения турбокомпрессора со стороны турбины.

Б.О.Лебедевым и сотрудниками разработана модель заброса масла в камеру сгорания дизеля, которая использована при выполнении настоящей работы.

Угар масла зависит от его испаряемости, уровня температуры, вязкости масла, среднемассовой температуры в цилиндре. Продолжительность температурных условий для испарения масла может быть от минус 10° до плюс 80° поворота коленчатого вала.

На заброс масла в камеру сгорания дизеля влияют как конструктивные, так и эксплутационные факторы. Установлено, что значительное влияние на заброс масла в камеру сгорания оказывают:

- типы и профили применяемых поршневых компрессионных и маслосъемных колец;

- типы покрытий трущихся пар "кольцо-зеркало цилиндра";

- типы и профили сеток на поверхности зеркал гильз;

- частота вращения коленчатого вала;

- средняя скорость поршня;

- давление газов в цилиндре двигателя;

- температурное состояние цилиндро - поршневой группы.

Заброшенное движением колец масло находится в другом агрегатном состоянии и его можно рассматривать как крупные капли. Процесс их испарения должен быть рассмотрен отдельно при описании модели, так как выгорание масла в чистом виде происходит только через испаренную его часть.

Масло, поступающее через зазор во втулке впускного клапана, движется по стержню к тарели в виде тончайшей пленки и периодически, при открытии клапана, разбивается потоком воздуха, движущегося со средней скоростью до 60 м/с, в клапанной щели на мелкие капли. В камеру сгорания масло по этому пути поступает в мелко распыленном и парообразном состоянии и может участвовать в последующем в сгорании.

Показано разделение твердых частиц по происхождению, дано схематично представление о процессах в цилиндре дизеля по повороту коленчатого вала.

Масло, поступающее в систему впуска, а затем, в цилиндр из турбокомпрессора, представляет собой парообразную фазу и может участвовать в сгорании топлива.

Масло, поступающее из системы вентиляции картера на впуск, представляет собой смесь мелких капель и паров. Крупные капли задерживаются специальными набивками перед поступлением в систему впуска. Эта часть масла поступает в камеру сгорания при впуске, прогревается и испаряется в процессе сжатия и может участвовать в процессе сгорания.

Масло, поступающее через зазор во втулке выпускного клапана, в незначительном количестве сползает тонкой пленкой по стержню к тарели и срывается периодически потоком отработавших газов, при открытии выпускного клапана, в систему выпуска. Эта часть масла не участвует в сгорании в цилиндре, а лишь способствует коксообразованию в выпускных коллекторах, трактах, агрегатах наддува, а также пары масел увеличивают содержание твердых частиц в отработавших газах.

Масло, поступающее, в поток газов в турбине ТКР способствует образованию нагаров, увеличению концентрации ТЧ в отработавших газах.

Рассмотрены методики расход масла через пару «втулка-стержень клапана», Определение полного расхода масла дизелем, Снижения выбросов твердых частиц с отработавшими газами дизелей за счет сокращения угара масла.

Определены цель и задачи исследования.

Во второй главе описаны внесенные уточнения, по образованию и выгоранию сажи с учетом угара масла, в ранее разработанную на кафедре ДВС АлтГТУ математическую модель дизеля, путем введения выражений для образования и выгорания сажи с учетом угара масла. Были проведены расчеты образования и выгорания сажи в цилиндре дизеля по результатам индицирования, проведенного на дизеле 1413/14 Матиевским Д.Д. и Новоселовым А.Л. Результаты расчетов при 1700 мин-1, Ре=0,592 МПа, Вц=86 мг/цикл представлены на графиках.

В целях учета теплового состояния дизеля было предложено параметр тепловой напряженности ^ ввести в выражения для определения скоростей образования и выгорания сажи. Параметр тепловой напряженности без учета

расхода масла А.К. Костина:

( п V" , (2.22)

?я=4ДЗ*10-ЗхС;!Х «(р.х^хг./г.Г"'

Принято допущение, что расход масла не вносит заметных корректив в величину дп

Тогда выражения для определения скоростей сажеобразования в зонах горения:

-топлива

МсГ) - с„ ас (2-23)

- масла

ГФП г ст ¿х (2-24)

где 5Т - минимальное относительное количество топлива »0,21 8М «0,3 6, сгорающих в процессе сажеобразования; - параметр тепловой напряженности ; Оц, Оци - цикловые подачи топлива и масла; Ящ -

экспоненциальная функция, при =0,

Сц "

Разлейцевым Н.Ф. дня данного типа двигателей с объемно-пленочным смесеобразованием рекомендовано расчет вести по выражению:

Г^Н) -Вх^х±> где Вг=4*10"3. (2.25)

Л ' У Л

Скорость сажеобразования путем полимеризации ядер капель топлива и масла в период топливоподачи:

V Лх )п\ У Лт V 1тр йх

Л )тм У г\вт

где 81Х - доля массы капли топлива, превращенной в сажу за период

относительное изменение температуры в период подачи

топлива, условно принимаем — Т21ТС, - характеристика

распределения капель по Розену-Реммлеру,

=1-ехрЫк1ам)">; = 1-ехрЫш1аш)п> (2.28)

где йк, с1ш - средний диаметр капель топлива и масла, аи , аии характеристики распиливания топлива и масла, (1К и другие параметры описываются в алгоритме модели дизеля. ¿>21 = 0,18

Выражение не имеет коэффициентов, подбираемых эмпирически, более полно отражает состояние дизеля, условия протекания рабочего процесса.

Скорость сажеобразования путем полимеризации ядер капель топлива после окончания впрыска в цилиндр представлена в виде

Таким образом, описаны процессы образования и выгорания сажи вследствие сгорания топлива и масла в дизеле.

Адекватность модели проверялась по результатам стендовых испытаний одноцилиндрового отдела дизеля размерности 13/14 с отбором отработавших газов на выпуске из коллектора на расстоянии 0,60 м и последующим определении концентрации сажистых частиц в г/м3.

Методика измерения соответствовала требованиям, предъявляемым стандартом ГОСТ 17.2.2.02-86.

Обработка данных индицирования цилиндра и расчет характеристик тепловыделения, образования и выгорания сажи без учета и с учетом угара масла 0, 2% от расхода топлива показали, что результирующие сажевыделение в последнем случае составляло 0,42 г/м3, в то время как в первом случае - 0,28 г/м3. Сопоставление данных с результатами измерений, при которых получено сажевыделение 0,45 г/м3, ошибка в расчетах составила без учета угара масла - 38%, при учете угара масла - 7%. Необходимо учитывать, что определение концентрации сажи весовым способом составляла + 2 % .

Этим объясняется то обстоятельство, что ряд исследователей определявших расчетным путем текущее и результирующее сажевыделение пользовались относительными единицами и использовали в расчетах результаты измерений.

Таким образом, можно считать, что учет выгорающего масла в определении результирующего сажевыделения способствует уточнению

данных при моделировании процессов.

Рис. 1 Результаты моделирования процесса образования и выгорания сажи в цилиндре дизеля

В главе 3 описана экспериментальная установка и методика образования данных.

Основные этапы расчетно-экспериментального исследования приведены на рис. 2

Экспериментальная установка, оборудовалась с учетом требований ГОСТ 24028-80 «Дизели судовые, тепловозные и промышленные. Дымность отработавших газов» и ГОСТ 24585-81 «Дизели судовые, тепловозные, промышленные. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами».

В целях уменьшения погрешностей измерения содержания вредных веществ в составе отработавших газов дизелей приборы, используемые для определения содержания окислов азота - RS - 3251, углеводородов и окиси углерода - МЕХА 321E и дымности - дымомер BOSCH проходили тарировку до и после измерений. В случаях появления погрешностей, превышающих допустимые по паспортам приборов, показания аннулировались и замеры повторялись. Относительная погрешность измерения окислов азота

Дымность отработавших газов определялась с помощью дымомера EFAW 65A BOSCH В последующем фильтры обрабатывались путем растворения в бензоле и смыва сажистых частиц, раствор подвергался обработке на спектроанализаторе, сажистые частицы разделялись путем определения веществ по «свиделелям» - веществам присадок в масло.

Рис. 2 Основные этапы экспериментально-расчетного исследования

составляла ±2%, окиси углерода ±0,05%, углеводородов ±0,20%, и дымности отработавших газов ±2 %.

Описано устройство каталитического нейтрализатора для очистки отработавших газов дизеля по патенту Ки 2189464 С2. нейтрализатор представлен на рис. 3.

Рис. 3 Каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания с регенерацией очистки по патенту Яи 2189464 С2

1 - корпус; 2 - внешняя стальная стенка; 3 - внутренняя металлокерамическая стенка; 4 - зазор; 5,6 - выступы в торцевых крышках; 7, 8 - торцевые крышки; 9,10 - фланцы корпуса; 11,12- слой металлокерамики; 13,14,15-поперечные направляющие; 16 - сажевый фильтр; 17 - крестообразная навивка из углеродистых нитей и стальной проволоки; 18,19 - окислительный и восстановительный пористые металлокерамические каталитические блоки; 20,21,22 - крепежные фланцы; 23,24,25 - индивидуальные торцевые крышки; 26,27,28 - съемники; 29,31 -входной и выходной патрубки;

30,32 - фланцы входного и выходного патрубков; 33 - поперечная перегородка; 34 - внутреннюю полость сажевого фильтра; 35 -промежуточную полость; 36 - внутренняя полость окислительного блока 18; 37 - полость коллектора 38; 38 - коллектор перепуска газов; 40 - полость очищенных газов; 41 - форсунка; 42 - датчик температуры; 43 - датчик давления; 44 - кислородный датчик.

Глава 4 посвящена результатам экспериментального исследования состава твердых частиц в отработавших газах дизелей.

Изучение по нагрузочной характеристике показали, что при изменении нагрузки концентрация твердых частиц изменяется с 0,01 г/м3 при

Р е =0 до 0,1 г/м3 при р е = 80% и до 0,5 г/м3 при Р е = 100%.

Сравнительное экспериментальное исследование состава твердых частиц в отработавших газах проведено при испытании дизеля 4ЧН15/18 в стендовых условиях на установке, оборудованной по ГОСТ 21393-75, ГОСТ 14846-81, дооборудованной согласно ГОСТ 10448-80. Испытания проведены на топливе по ГОСТ 305-82 Л-02-40 с удельным весом 0,836 т/м3, использовалось масло МТ-16П с вязкостью при 100°С равной 160,5 мм2/с, температурой вспышки в закрытом тигле равной 198°С.

Испытания проведены по нагрузочным характеристикам при 1900 и 1200мин-1, температуре окружающей среды в боксе То = 301 К, атмосферном давлении Во = 756 мм ртутного столба, влажности "" = 60%. Перед испытаниями был установлен по доливу угар масла, который составил 0,66% от расхода топлива. Расход топлива дизеля отрегулированного под мощность 250 кВт и составлял 204 г/кВт-ч.

а б

Рис. 4 Результаты обработки опытных данных по составу твердых частиц в отработавших газах дизеля БМД-4 (4ЧН15/18)

а) по нагрузочной характеристике при 1900 мин-1

б) по внешней скоростной характеристике

где: частицы топливного происхождения: Т1 - Сульфаты воды; Т2 - Органически растворимые фракции; ТЗ - Сажа.

частицы масляного происхождения: М1 - Органически нерастворимые фракции; М2 -Сажа масляного происхождения; МЗ - Органически растворимые фракции.

Изучение состава твердых частиц (ТЧ) по нагрузочной характеристике показало, что при изменении нагрузки, концентрация ТЧ изменяется с

0,01 г/м3 при Ре =0 до ОД г/м3 при Рс = 80% и до 0,5 г/м3 при Ре = 100% (Рис. 4) Состав ТЧ приведен в таблице 1.

Таблица 1

Состав твердых частиц в отработавших шах дизеля 4ЧН15/18 при 1900 мин'1, Ре = 1,2 МПа и выбросах твердых частиц 0,5 г/м3 или = 2,176 г/(кВт-ч)

Твердые частицы в отработавших газах дизеля, в процентах по массе

Твердые частицы топливного Происхождения Твердые частицы масляного происхождения

Сульфаты воды Сажа топливного происхожден ия Органически растворимые фракции Всего Органически нерастворимые фракции Сажа масляного происхождения Органически растворимые фракции Всего

12 42 10 64 8 23 5 36

65%

15%

Изучение состава ТЧ по внешней скоростной характеристике (В.С.Х.) показало, что при работе по В.С.Х. концентрация твердых частиц изменяется с 0,82 г/м3 при 900 мин до 0,38 г/м3 при 1200 мин и до 0,44 г/м3 при 1900 мин -1. В таблице 2 приведены данные о составе твердых частиц при частотах вращения коленчатого вала равной 1200 и 1900 мин -1, мощности дизеля 250 кВт, часовом расходе топлива 49,5 и 55,5 кг/ч, средним часовом расходе масла 0,33 кг/ч часовом расходе отработавших газов УоГ равном 472 и1087м3/ч.

В составе твердых частиц при работе по внешней скоростной характеристике наблюдаются следующие изменения: - доля ТЧ топливного происхождения не изменяется: - доля ТЧ масляного происхождения изменяется с 36 до 34%.

Таблица 2

Состав твердых частиц в отработавших газах дизеля 6ЧН 15/18 при 1900 и 1200 мин-1 по внешней характеристике и выбросах твердых частиц 0,5 и 0,44 г/м3

Твердые частицы в отработавших газах дизеля, в % по массе

Частоты враще- Твердые частицы топливного происхождения Твердые частицы масляного происхождения

ния коленчатого вала, мин -1 Сульфаты воды Сажа топливного происхождения Органически растворимые фракции Всего Органически нерас-твори-мые фракции Сажа масляного проис-хожде -ния Органич ески раствор имые фракции Всего

1900 12 42 10 64 8 23 5 36

1200 6 42 18 66 6 24 4 34

Влияние угла опережения начала подачи топлива на изменение состава ТЧ показано в таблице 3

Таблица 3

Состав твердых частиц в отработавших газах дизеля 1ЧН15/18 при 1500 мин и регулировках угла опережения начала подачи топлива по ТНВД

Угол опережения начала подачи топлива по ТНВД, °п.к в. доВмт Твердые частицы а отработавших газах дизеля, в процентах по массе

Твердые частицы топливного происхождения Твердые частицы масляного происхождения

Сульфаты воды Сажа топливного происхождения Органически растворимые фракции Всего Органически нерастворимые фракции Сажа масляного проис-хождения Органически растворимые фракции Всего

17 8 47 15 70 14 11 5 30

23 10 45 13 68 15 12 5 32

29 12 40 11 63 15 16 6 37

32 13 39 10 62 15 18 5 38

В составе твердых частиц при сокращении угла 0 с 32° до 17° п.к.в. наблюдаются следующие изменения: - доля ТЧ топливного происхождения увеличивается с 62 до 70%; - доля ТЧ масляного происхождения сокращается с 38 до 30%. Возвращаясь к данным табл. 4.3, следует отметить, что на указанных режимах работы дизеля в составе твердых частиц отработавших газов сажи всего 57...58%, органически растворимых фракций - 20... 15%, сульфидов воды- 8... 13% и органически нерастворимой фракции- 14... 15%.

Для дизеля при данных испытаниях угар масла Ум Составил 1,232 г/(кВт-ч) или часовой вм = 0,077 кг/ч. Общий часовой расход топлива и масла при расходе топлива в? = 12,93 кг/ч составил всего 13,07 кг/ч. Выбросы ТЧ топливного и масляного происхождения составляют втч =0,34 кг/ч, в том числе топливного происхождения

Изучение состава ТЧ при изменении продолжительности впрыска топлива показало, что при увеличении продолжительности подачи топлива доля сажи топливного происхождения в отработавших газах возрастает с 21 до 47%, что свидетельствует об ухудшении рабочего процесса в дизеле. При этом доля сажи масляного происхождения практически не изменяется. Количество органически растворимых фракций топливного происхождения в составе твердых частиц увеличивается с 21 до 47%. Увеличение доли твердых частиц топливного происхождения при увеличении продолжительности подачи топлива свидетельствует об ухудшении сгорания топлива.

При изменении температуры заряда в следствии охлаждения наддувочного воздуха содержание ТЧ в отработавших газах при изменении ТК с 423 до 303 К снижается пропорционально с 0,59 до 0,18 г/м3, а выбросы изменяются с 0,454 до 0,138 г/ч. Состав ТЧ изменяется как показано в таблице 4

Таблица 4

Состав твердых частиц в отработавших газах дизеля 4ЧН15/18 при изменении температуры наддувочного воздуха

Твердые частицы а отработавших газах дизеля, в процентах по массе

Темпер Твердые частицы топливного происхождения Твердые частицы масляного происхождения

атура воздуха после ОНВ,К Сульфаты воды Сажа Органически растворимые фракции Всего Органи -чески нерастворим ые фракци и Сажа Органически растворимые фракции Всего

423 4 32 23 59 9 30 2 41

383 6 27 15 48 15 26 11 52

343 13 21 8 42 18 25 15 60

303 18 15 2 35 24 22 2 65

При изменении разряжения на впуске со 100 до 500 мм. вод. ст. количество сажи топливного происхождения увеличивается, а масляного происхождения уменьшается.

При изменении противодавления на выпуске с 350 до 2100 мм.вод.ст. содержание сажи топливного происхождения увеличивается с 31 до 48 % по массе, а масляного сокращается с 11 до 6 % по массе

Обнаружено, что при снижении температуры масла с 85 °С до 75 °С происходит снижение угара масла с 0,36% до 0,24%.

В качестве одного из направлений снижения выбросов твердых частиц с отработавшими газами предложено использование каталитического нейтрализатора по патенту РФ №2189464. Результаты оценки воздействия нейтрализатора на состав отработавших газов дизеля 5Д6-192 приведены в таблице 5.

Таблица 5

Результаты оценки воздействия каталитической очистки отработавших газов дизеля 5Д6-192 в нейтрализаторе по патенту № 2189464 РФ Угар масла 0,36%

Оценочные показатели уровней вредных выбросов Величины оценочных показателей, г/(кВт • ч) Превышение уровней выбросов

Допустимые выбросы Уровни выбросов

По ЕВРО-3 По ОСТ 37.000.234 -81 Для России 2000 г. Без нейтрализатора отработавших газов Стремя ступенями очистки Для России 2000 г. По ЕВРО-3

Ч-шЛО* 5,00 18.36 5,00 11,04 5,38 1,076 1,076

ЯоцСО 2,00 9,50 4,90 12,20 8,41 4,205 0,885

Яоц.СхНу 0,60 3,40 1,20 0,370 0,19 0,158 0,316

ЧвдТЧ.. 0,10 - 0,10 0,320 0,113 1,13 1,130

Основные выводы:

1. У совершенствована математическая модель текущего и результирующего сажевыделения с учетом угара масла в дизеле, позволившая изучить явление и закономерности протекания процессов образования и выгорания сажи в цилиндре в зависимости от отдельных факторов и повысить точность их прогнозирования;

2. Изучение на математической модели влияния различных параметров на образование и выгорание сажи позволило выявить, что значительному росту выбросов сажистых частиц и других твердых частиц с отработавшими газами способствуют: увеличение продолжительности подачи топлива, температуры охлаждающей жидкости, разрежения воздуха на впуске, противодавления на выпуске, снижение избытка воздуха, давления наддувочного воздуха, градиента охлаждения наддувочного воздуха, увеличение угара масла;

3.Обнаружено, что в составе твердых частиц, выбрасываемых дизелями с отработавшими газами в зависимости от параметров рабочего процесса, характеристик топлива содержатся частицы топливного и масляного происхождения: топливного - сульфаты воды; сажа топливного происхождения, органически растворимые . фракции; масляного - органически нерастворимые фракции, сажа масляного происхождения, органически растворимые фракции; определен процентный состав их содержания;

4. Экспериментальные исследования позволили выявить влияние отдельных факторов и определить, что доля твердых частиц масляного происхождения в отработавших газах изменяется в процентах от общих выбросов:

• при увеличении частоты вращения по внешней скоростной характеристике с пм пн с 34 до 36%;

• при увеличении угла опережения начала подачи топлива с 17 до 32° п.к.в. до В.М.Т. по топливному насосу с 30 до 38%;

при изменении продолжительности подачи топлива с 20 до 33° п.к.в. с 55 до 33%;

при изменении температуры наддувочного воздуха с 423 до 303 К содержание возрастает с 41 до 65%;

при увеличении коэффициента избытка воздуха с 1,75 до 2,37 с 45 до 60%;

при увеличении противодавления на выпуске с 200 до 350 мм. вод. ст. с 32 до 50%;

при увеличении температуры охлаждающей жидкости с 60 до 95°С с 27 до 36 %;

при повышении ЦЧ топлива с 40 до 52 единиц с 38 до 50%; при увеличении затяжки пружины форсунки с 12 до 18,5 МПа с 40 до 62%;

• при увеличении давления наддува с 0,16 до 0,28 МПа с 45 до 56%;

• при увеличении угара масла с 0,15 до 0,6% от расхода топлива с 32 до 52%.

5. Рекомендовать для снижения выбросов дизелями твердых частиц с отработавшими газами при повышенном угаре масла (свыше 0,2% от расхода топлива), снижение температуры смазочного масла.

6. Созданы и испытаны каталитические нейтрализаторы, обеспечивающие очистку отработавших газов от твердых частиц до норм, предусмотренных требованиями стандарта ЕВРО-3 ЕЭК ООН. При этом при увеличении угара масла эффективность очистки возрастает.

Основные результаты опубликованы в следующих работах:

1. Дороганов Е.В., , Новоселов А.В., Яковлев В.В. Снижение вредных выбросов автотракторных дизелей за счет восстановления их технического состояния // Научное творчество студентов и сотрудников: 58-я научно-техническая конференция студентов, аспирантов и профессорско-преподавательского состава технического университета/ Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова.- Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2000.-С.32-34

2. Новоселов А.Л., Нечунаев А.Ф., Егоров СА., Яковлев В.В, Артеменко Е.М. Каталитические нейтрализаторы на основе пористых проницаемых СВС-структур для рудодоставочных машин. // Повышение экологической безопасности автотракторной техники: Сб. ст./ Под ред. А.Л. Новоселова; Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова.- Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2000.- С. 72-76

3. Яковлев В.В. Новоселов А.Л. Особенности смесеобразования в вихрекамерных двигателях. // Научное творчество студентов и сотрудников: 58-я научно-техническая конференция студентов, аспирантов и профессорско-преподавательского состава технического университета/ Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова.- Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2000.- С. 43-44

4. Григорьева Т.Ю., Яковлев В.В., Раед Альхассанат, и др. Исследование уровней вредных выбросов дизеля при использовании антидымных присадок в топливо // Вестник АлтГТУ им. И.И.Ползунова.-2001.-№3.- С. 102-105

5. Новоселов А.Л., Нечунаев А.Ф., Егоров С.А., Яковлев В.В, Артеменко Е.М. Нейтрализаторы на основе пористых проницаемых СВС-структур для рудодоставочных машин/ самораспростроняющийся высокотемпературный синтез. Материалы и технологии. // Новосибирск: Наука,2001.-С.276-279

6. Новоселов А.Л., Яковлев В.В., Унгефук А.В., и др. Результаты

оценки качества очистки отработавших газов дизелей в нейтрализаторах с пористыми проницаемыми СВС - каталитическими блоками. // Повышение экологической безопасности автотракторной техники: Сб. ст./ Под ред. А.Л. Новоселова; Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова.-Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2001.- С. 64-69

7. Унгефук А.В., Коробов А.В., Яковлев В.В., и др. Пути снижения выбросов вредных веществ с отработавшими газами дизелей // Вестник АлтГТУ им. И.И.Ползунова.- 2001.- №3.- С. 73-78

8. Каталитический нейтрализатор отработавших газов дизеля./ Патент РФ № 2189464, опубл. 20.09.2002, бюл. №26 (Соавторы - Новоселов А.Л.)

9. Многоступенчатый комбинированный каталитический нейтрализатор отработавших газов дизеля./ Патент РФ № 2215880, опубл. 10.11.2003, бюл. №31 (Соавторы - Новоселов А.Л., Унгефук А.В., Шулакова О.В., ГураА.А..)

»26403

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ВЫБРОСОВ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ ОТ УГАРА МАСЛА В ДИЗЕЛЯХ. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Состав отработавших газов дизелей и содержание в них твердых частиц.

1.2 Угар масла в дизеле и состав твердых частиц в отработавших газах дизеля.

1.3. Особенности угара масла в дизеле.

1.4 Расход масла через пару «втулка-стержень клапана».

1.5 Определение полного расхода масла дизелем.

1.6. Снижение выбросов твердых частиц с отработавшими газами дизелей за счет сокращения угара масла.

1.7. выводы по главе 1. цели и задачи исследования.

ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОБРАЗОВАНИЯ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ ЗА СЧЕТ УГАРА МАСЛСЛА В ДИЗЕЛЕ.

2.1. Участие выгорающего в дизеле масла в формировании состава продуктов сгорания.

2.2 Уточненная математическая модель образования и выгорания сажи в цилиндре дизеля с учетом угара масла.

2.3 Адекватность модели.

2.4. Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА. МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ.

3.1. Методика проведения экспериментальных исследований.

3.2. Экспериментальная установка с дизелем 4415/18.

3.3. Методики оценки уровней вредных выбросов с отработавшими газами дизелей.

ЗАОбработка экспериментальных данных.

3.5. Оценка погрешностей измерений и расчетов.

3.6. Методика расчета выбросов твердых частиц при их определении различными приборами.

3.7 Методика оценки недогорания топлива и масла в цилиндре дизеля.

3.8 Методика определения состава твердых частиц в отработавших газах по их происхождению.

3.9. Каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания с регенерацией очистки.

3.10. Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ СОСТАВА ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ В ОТРАБОТАВШИХ ГАЗАХ ДИЗЕЛЕЙ.

4.1 Использование возможностей анализа твердых частиц в составе отработавших газов дизеля.

4.2 Изменение состава твердых частиц в отработавших газах дизеля по нагрузочной характеристике.

4.3. Изменение состава твердых частиц в отработавших газах дизеля по внешней скоростной характеристике.

4.4. Изменение состава твердых частиц в отработавших газах дизеля при различных регулировках угла опережения начала подачи топлива.

4.5. Изменение состава твердых частиц в отработавших газах дизеля при изменении продолжительности впрыска топлива.

4.6 Изменение состава твердых частиц в отработавших газах дизеля при различных температурах после охладителя наддувочного воздуха.

4.7 Изменение состава твердых частиц в отработавших газах дизеля в зависимости от коэффициента избытка воздуха.

4.8 Оценка влияния разрежения на впуске на состав твердых частиц в отработавших газах дизеля.

4.9 Оценка влияния противодавления на выпуске на состав твердых частиц в отработавших газах дизеля.

4.10 Влияние температуры охлаждающей жидкости на состав твердых частиц в отработавших газах дизеля.

4.11 Влияние цетанового числа топлива на состав твердых частиц в отработавших газах дизелей.

4.12 Влияние затяжки пружины форсунки на состав твердых частиц в отработавших газах дизеля.

4.13 Влияние давления наддува на состав твердых частиц в отработавших газах дизелей.

4.14. Изменение состава твердых частиц в отработавших газах дизеля при различном угаре масла.

4.15 Влияние антидымной присадки в топливо на состав твердых частиц в отработавших газах дизеля.

4.16. Влияние каталитической очистки газов дизеля с различным угаром масла на состав твердых частиц в отработавших газах.

4.17 Выводы по главе 4.

К двигателям внутреннего сгорания (ДВС) предъявляется ряд требований, которые в конечном итоге направлены на обеспечение высоких их качеств и конкурентоспособности на мировом рынке. Причем, в последние десятилетия, ввиду ухудшения экологической обстановки, во всех развитых странах возросли требования к уровням вредных выбросов ДВС с отработавшими газами в окружающую среду.

В окружающую среду до 40% вредных веществ от выбрасываемых всеми источниками поступает с отработавшими газами ДВС, в том числе: до 34% от общих выбросов оксида углерода (СО), до 64% - оксидов азота (NOx) и до 34% - твердых частиц (ТЧ), включая сажу.

Выбросы твердых частиц в основном относятся к дизелям. Закономерности образования и выгорания сажи в цилиндрах дизелей изучались целым рядом зарубежных и отечественных исследователей, в том числе, В.З.Маховым, С.А.Батуриным, В.Н.Ложкиным, А.С.Лоскутовым, В.А.Барановым, В.И. Смайлисом и другими.

В то же время остался практически не рассмотренным вопрос об участии угара смазочных масел в образовании твердых частиц в цилиндрах дизелей, в то время как в состав отработавших газов их входит более 30% твердых частиц масляного происхождения.

Проведенные теоретические исследования на созданных математических моделях постоянно давали несовпадения по уровням выбросов сажи и твердых частиц в целом, что, в том числе, можно объяснять неучетом угара масла в процессах образования и выгорания твердых частиц.

Поэтому настоящая работа, направленная на изучение участия угара масла в дизелях на образование и результирующее выделение твердых частиц с отработавшими газами, является актуальной восполняющей представления об образовании и выгорании твердых частиц в процессе угара масла. Её результатами можно пользоваться при разработке мероприятий по снижению уровней выбросов твердых частиц с отработавшими газами дизелей в окружающую среду.

Целью работы явилось изучение участия угара смазочного масла в дизеле на уровни выбросов твердых частиц с отработавшими газами и использование результатов для решения практических задач снижения выбросов твердых частиц с отработавшими газами.

Объект исследования - твердые частицы в составе отработавших газов четырехтактного двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия.

Предмет исследования - процессы образования и выгорания твердых частиц в процессе сгорания топлива и смазочного масла в цилиндре двигателя.

Научная гипотеза - организация рабочего процесса в дизеле обеспечивает процессы образования и выгорания твердых частиц топливного и масляного происхождения, не в полной мере, что предполагает их наличие в отработавших газах.

Научная новизна - установлены закономерности образования и выгорания твердых частиц масляного происхождения в зависимости от организации рабочего процесса дизеля, режимов его эксплуатации, состава масла.

Работа выполнена как часть целевой комплексной программы СО РАН "Экология", блок "Атмосфера", научно-технической программы Минобразования Российской Федерации, Перспективного плана развития НИР Алтайского государственного технического университета (АлтГТУ) им. И.И.Ползунова.

Задачами исследования явились следующие:

1. Усовершенствование математической модели текущего и результирующего выделения сажистых частиц с учетом угара масла в цилиндре дизеля;

2. Изучение на математической модели влияния различных параметров на особенности образования сажистых частиц в процессе выгорания топлива и масла в цилиндре дизеля;

3. Лабораторные исследования состава твердых частиц в отработавших газах дизеля при изменении параметров его рабочего процесса;

4. Экспериментальные исследования по выявлению влияния регулировочных, скоростных параметров, угара масла и присадок к топливу на состав твердых частиц в отработавших газах дизеля;

5. Создать конструкцию нейтрализаторов для очистки отработавших газов дизеля от твердых частиц, провести его испытания в стендовых условиях и определить эффективность.

Методы исследования. Решение поставленных задач реализовалось на основе теоретических методов, методов численного эксперимента на математической модели, лабораторном изучении состава твердых частиц и устройств для их улавливания в системе выпуска дизеля.

Практическая ценность работы заключается в том, что выявление участия смазочных масел в дизелях в процессах образования, выгорания и результирующего выделения твердых частиц позволяет направить внимание при решении задач снижения вредных выбросов дизелей на техническое состояние систем и регулировать тем самым состав твердых частиц. Экспериментально подтверждено участие масел в формировании уровней выбросов твердых частиц, что позволяет по величине угара масла и тепловой напряженности определять участие масел в общем выбросе твердых частиц.

Реализация результатов работы заключается в том, что при доводке дизелей появляется возможность учитывать долю выбросов твердых частиц масляного происхождения при оценке рабочего процесса по недогоранию. Рекомендации и программный комплекс переданы для использования результатов исследований дизелестроительным предприятиям Алтая.

Апробация работы. Материалы исследований, теоретических разработок и экспериментальных исследований по теме диссертационной работы доложены на научно-технических конференциях Алтайского государственного технического университета им. И.И.Ползунова в 2000-2003 годах, научно-технических семинарах автотракторного факультета АлтГТУ и Алтайского государственного аграрного университета.

Публикации. Все основные положения диссертации опубликованы в шести статьях в сборниках Академии Транспорта Российской Федерации (Российской академии транспорта), АлтГТУ им. И.И.Ползунова. Конструкция каталитического нейтрализатора отработавших газов двигателя внутреннего сгорания с регенерацией очистки защищена патентом № 2189464 Российской Федерации, конструкция многоступенчатого комбинированного каталитического нейтрализатора отработавших газов для дизеля защищена патентом №2215880 Российской Федерации

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов и списка литературы, содержащего 127 источников отечественной и зарубежной литературы. Основная часть содержит 132 страниц машинописного текста, 23 таблицы, 40 рисунков.

Общие выводы

Представленная работа посвящена исследованию участия угара масла в формировании уровней выбросов твердых частиц с отработавшими газами дизеля. Наиболее существенные результаты и выводы по работе являются следующими:

1. Усовершенствована математическая модель текущего и результирующего сажевыделения с учетом угара масла в дизеле, позволившая изучить явление и закономерности протекания процессов образования и выгорания сажи в цилиндре в зависимости от отдельных факторов и повысить точность их прогнозирования;

2. Изучение на математической модели влияния различных параметров на образование и выгорание сажи позволило выявить, что значительному росту выбросов сажистых частиц и других твердых частиц с отработавшими газами способствуют: увеличение продолжительности подачи топлива, температуры охлаждающей жидкости, разрежения воздуха на впуске, противодавления на выпуске, снижение избытка воздуха, давления наддувочного воздуха, градиента охлаждения наддувочного воздуха, увеличение угара масла;

3. Обнаружено, что в составе твердых частиц, выбрасываемых дизелями с отработавшими газами в зависимости от параметров рабочего процесса, характеристик топлива содержатся частицы топливного и масляного происхождения: топливного - сульфаты воды; сажа топливного происхождения, органически растворимые фракции; масляного - органически нерастворимые фракции, сажа масляного происхождения, органически растворимые фракции; определен процентный состав их содержания;

4. Экспериментальные исследования позволили выявить влияние отдельных факторов и определить, что доля твердых частиц масляного происхождения в отработавших газах изменяется в процентах от общих выбросов:

• при увеличении частоты вращения по внешней скоростной характеристике с nM nN с 34 до 36% ;

• при увеличении угла опережения начала подачи топлива с 17 до 32° п.к.в. до В.М.Т. по топливному насосу с 30 до 38%;

• при изменении продолжительности подачи топлива с 20 до 33° п.к.в. с 55 до 33%;

• при изменении температуры наддувочного воздуха с 423 до 303 К содержание возрастает с 41 до 65%;

• при увеличении коэффициента избытка воздуха с 1,75 до 2,37 с 45 до 60%;

• при увеличении противодавления на выпуске с 200 до 350 мм. вод. ст. с 32 до 50%;

• при увеличении температуры охлаждающей жидкости с 60 до 95°С С 27 до 36 %;

• при повышении ЦЧ топлива с 40 до 52 единиц с 38 до 50%;

• при увеличении затяжки пружины форсунки с 12 до 18,5 МПа с 40 до 62%;

• при увеличении давления наддува с 0,16 до 0,28 МПа с 45 до 56%;

• при увеличении угара масла с 0,15 до 0,6% от расхода топлива с 32 до 52%.

5. Рекомендовать для снижения выбросов дизелями твердых частиц с отработавшими газами при повышенном угаре масла (свыше 0,2% от расхода топлива), снижение температуры смазочного масла.

6. Созданы и испытаны каталитические нейтрализаторы, обеспечивающие очистку отработавших газов от твердых частиц до норм, предусмотренных требованиями стандарта ЕВРО-3 ЕЭКООН. При этом при увеличении угара масла эффективность очистки возрастает.

1. Abgastrubung bald von untergeordneter Bedeutung / H.Linke // Automob. Ref. -1989.-84, № 10-11.-C.53-55.

2. Алипа B.JI. Численное исследование динамики изменения температуры масляной пленки, находящейся на стенке цилиндровой втулки дизеля //Проблемы интеграции науки и образования: опыт и перспективы. Новосибирск, 1997. -С.208-210.

3. Азарова Ю.В., Кузнецова Н.Я. Новое об относительной агрессивности углеводородов // Автомоб. Промышленность. 1999. - № 3. - С.14-16.

4. Аксенова И.Л., Аксенов В.И. Транспорт и окружающая среда. М.: Транспорт, 1986. - 176 с.

5. Алипа В.Л., Лебедев Б.О. Экспериментальное исследование процесса отложения сажи на стенки КС дизеля //Дизельные энергетические установки речных судов: Сб. научн. тр. /НГАВТ. Новосибирск, 1998. - С.46-48.

6. Артемьев В.А., Григорьев М.А., Ефремов В.Н. Влияние некоторых свойств моторных масел на расход масла и износ деталей автомобильного дизеля //Двигателестроение. 1980. - № 2. - С.52-54.

7. Автомобильный справочник: Пер. с англ. Первое русское издание. М.: Изд-во "За рулем", 2000. - 896 с.8. "Бездымный" дизельный ???? "Нэвистар Интернешнл" //Автомобильная промышленность США. 1989. - № 11. - 10 с.

8. Бессонов Н.И., Шприц Е.К. Оценка токсичности отработавших газов автомобильных дизелей по 13-ступенчатому циклу «Двигатели внутреннего сгорания». Ярославль, 1985. - С.39-48.

9. Ю.Баранов Н.А., Смайлис В.И. Исследование высокотемпературной сублимации и дисперсного состава дизельной сажи //Труды ЦНИДИ. Л., 1980. -С.82-89.

10. Бернштейн Е.В., Гладков О.А. Уменьшение вредных выбросов дизелей при их стендовых испытаниях: Обзор. М.: ЦНИИТЭИтяжмаш, 1989. - 28 с.

11. Баранов Н.А., Королев Е.В. Экспериментальное исследование механизма образования дизельной сажи //Труды ЦНИДИ. Л.: 1983. - С.43-145.

12. З.Батурин С.А. Физические основы и математическое моделирование процессов сажевыделения и теплового излучения: Дис. д-ра техн. Наук Л.: ЛПИ, 1982.-443 с.

13. Булыгин Ю.И., Девятшин Р.Ф., Яценко О.В. Математическая модель процесса горения в поршневом двигателе внутреннего сгорания //Известия вузов. Северокавк. Регион. Ест. Науки. 1995. - № 4, - С. 19-21.

14. Батурин С.А., Макаров В.В. Физико-химический механизм и методика расчета результирующего сажевыделения в дизелях //Труды ЦНИТА. 1988. -№ 3. - С.82-93.

15. Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. — Л.: Химия, ЛО, 1985. 528 с.

16. Берлянд М.Е. Основные принципы инвентаризации и определения предельно допустимых выбросов в атмосферу.

17. Борен К., Хофман Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами /Пер. с англ. З.И. Файзулина и др. М.: Мир, 1986. - 600 с.

18. Батурин С.А., Дьяченко Н.Х., Ложкин В.Н. Сажевыделение в цилиндрах двигателей и дымность отработавших газов //Рациональное использование природы, ресурсов и охраны окружающей среды. Л.: ЛПИ, 1977. -С.42-48.

19. Белинкий Л.М. Теплоизлучение в камерах сгорания быстроходного двигателя с воспламенением от сжатия //Труды НИЛД. М.: Машгиз, 1955. -№1- С.83-113.

20. Большаков В.Ф., Гинзбург Л.Г. Применение топлив и масел в судовых изделиях. М.: Транспорт, 1976. - 216 с.

21. Буянов Р.А. Закоксовывание катализаторов. Новосибирск: Наука, 1983. -207 с.

22. Бурдин А.Н., Яхин М.С. О замере расхода масел в ДВС на угар //Опыт создания турбин и дизелей. Свердловск, 1977. - вып. 4. - С.20-23.

23. Волчков Э.П., Семенов С.В. Основы теории пограничного слоя: Учебное пособие. Новосибирск: Институт теплофизики РАН, 1994. - 224 с.

24. Воздействие выбросов автотранспорта на природную среду. Рига: Зинат-не, 1989. - 140 с.

25. Варшавский И.Л., Малов Р.В. Как обезвредить отработавшие газы автомобиля. -М.: Транспорт, 1968. 128 с.

26. Воронин В.Г., Смирнов Г.А., Маховер М.С. Актуальность нормирования выбросов бен-а-пирена с отработавшими газами ДВС //Двигателестроение. -№ 3.-1989. -с. 47-50.

27. Вагнер В.А., Новоселов A.JL, Лоскутов А.С. Снижение дымности дизелей /под ред. д.т.н., проф. Новоселова А.Л. Барнаул: Союз НИО, 1991. - 140 с.

28. Воинов А.Н. Процессы сгорания в быстроходных поршневых двигателях. Основы теории горения. М.: Машиностроение, 1965. - 212 с.

29. Вибе И.И. Новое о рабочем цикле двигателей. М.: Машиностроение. -1962.-271 с.

30. Whitehouse N.D., Abdul-Hadi М.А. The Distribution of Soot in the cylinder of a Juiescent Combustion Chamber Diesel Engine //JME. 1982. - p.p. 281-290.

31. Восстановление отработанного моторного масла для повторного использования в ДВС / В.В. Остриков, Г.Д. Матыцын //Двигателестроение. 1999. -№ 3. - С.30-33.

32. Вагнер В.А. Применение альтернативных топлив в ДВС //Вестник АлтГТУ им. И.И. Ползунова. 2000. - № 2. - С.77-86.

33. Гончар Б.М. Уточненный способ расчета и построения индикаторной диаграммы двигателя //Труды ЦНИИДИ, Вып. 25. Л.: ЦНИДИ, 1954.

34. Grabawski M.S., Ross J.D., Мс. Cormick R.L. Effect of several oxygenates on regulated emission from heavy duty diesel engines //Environ. Sci. and Technol., Vol. 31. - № 4. - 1997. C.l 144-1150.

35. Галкин В., Окружное В. Масла ОАО «Лукойл» для дизельных двигателей тяжелых грузовиков и внедорожной техники. //Автомобильный транспорт (Москва). 1999. - № 10. - С.41-42.

36. Гутаревич Ю.Ф., Климпуш О.Д. Экономия топлива на автомобильном транспорте. Киев: Выща школа, 1988. - 143 с.

37. Гутаревич Ю.Ф. Снижение вредных выбросов автомобиля в эксплуатационных условиях. Киев: Выща школа, 1991. — 179 с.

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

39. Григорьева Т.Ю., Кондратьев В.В., Альхассанат Р., Яковлев В.В., Егоров С.А. Исследование уровней вредных выбросов дизеля при использовании антидымных присадок в топливо //Вестник АлтГТУ им. И.И. Ползунова. -2001. № 3. - С.102-105.

40. Гарбер Г.В. Обобщенный анализ процесса сажевыделения в дизелях //Автошляховик Украши. 1995. - № 3. - С.32-33.

41. Гейдок А.Г., Вольфгард Х.Г. Пламя, его структура, излучение и температура: Пер. с англ. Н.С. Чернецкого. М.: Металлургия, 1959. - 333 с.

42. Демочка О.Н., Ложкин В.Н. Пути снижения токсичности отработавших газов автотракторных двигателей: Обзор / ЦНИИТЭИтракторсельхозмаш, серия 1, вып. 13, М. 1984. - 54 с.

43. Дьяченко Н.Х., Костин А.К., Русаков В.В., и др. Теория двигателей внутреннего сгорания.- М.: Машиностроение, 1974.-552 с.

44. Дворников Н.А. Равновесное и кинетическое моделирование пиролиза и окисления углеводородов при высоких давлениях //Физика горения и взрыва. 1999. - т. 35. - № 3. - С.21-28.

45. Dalzell H.W., Sarofim A.F. Optikal constants of soot and their applications to head flux calculations //Trans. ASME Ser. C. Journ. of Heat Transfer. 1969. -vol. 91, № 1 -p.100-104.

46. Дьяченко H.X., Батурин С.А., Ложкин В.Н. Экспериментальное исследование температуры сажистого пламени четырехтактных дизелей

47. Исследование рабочего процесса и систем быстроход. дизелей: Межвузов-скийй сб., вып. 3 (58). Барнаул: АлтПИ, 1976. - С. 17-24.

48. Дугин Г.С. Вопросы снижения токсичности отработавших газов автотранспорта //Итоги науки и техники /ВИНИТИ. 1990. - № 15.

49. Dieselkraftstoff auf sauberen Wegen //Kommunalwirtschaft. 1997. - № 11. — С.622-623.

50. Дрегалин А.Ф., Зенуков И.А., Крюков В.Г. и др. Математическое моделирование высокотемпературных процессов в энергоустановках. Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1985.

51. Дизели судовые, тепловозные и промышленные. Дымность отработавших газов. Нормы и методы измерений (Взамен ГОСТ 24028-80) ГОСТ Р. М.: Изд. Стандартов, 1996. - 32 с.

52. Двигатели внутреннего сгорания: Системы поршневых и комбинированных двигателей С.И. Ефимов, Н.А. Иващенко, В.И. Ивин и др.: Под общ. ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова 3-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1985.-456 с.

53. Evaluation of a reprocessed fuel in a high speed diesel engine /Gurney M. Daniel, Simkins Russel E., Giannini Robert M. //SAE Techn. Pap. Ser. - 1987, -№ 871393, - 1 - 10.

54. Eine neue Method zur schnellen und exakter Olverbrauchsmessung Piiffel /Peter //MTZ: Motortechn. Z. 1999. - 60, № 12. - C.820-826.

55. Engine combustion and evaluation technology // Ohsuda M., Soma K., Kawabe R. And other // Hitachi. 1995. - № 3. - C.131-136.

56. Erben Schmiedeck Wand other. Untersuchung zup Ven-minderung des Diesel-partikelemission von Nutzfahrzengen mittels Schaumkeramik // MTZ. 1988. -№ 12.

57. Иванченко Н.Н., Семенов Б.Н., Соколов B.C. Рабочий процесс дизелей с камерой в поршне. Л.: Машиностроение, 1972. - 232 с.

58. Исследование процесса сгорания дизельных двигателей с целью снижения твердых частиц в отработавших газах //Констр. Автомобилей, ЭИ ЦНИИ-ТЭИАвтопром, 1990. № 3. - С.9-13.

59. Исследование роста частиц сажи //Автомоб. Промышл. США. 1984. - № 6. -Юс.

60. Камфер Г.М. Процессы тепломассообмена и испарения при смесеобразовании в дизелях. М.: Высшая школа, 1974. - 143 с.

61. Кадома Т., Никаниси К., Хироясу X. Образование сажи при сгорании капельного топлива // Нихон Кикай Гаккай ромбунсю. 1980. - В 46. - 402.

62. С.364-372. / Перевод с японского № кг-79944 ВЦП HTJI и Д. Киевская редакция. Киев. 1982.

63. Kontani К., Gotoh S. Measurement of soot in a diesel combustion chamber by light extinetion method and in cylinder observation by highspeed shadowgraphy / SAE Tehn. Pap. Ser. 1983. - № 831291. -p. 31-43.

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

65. Лыщик А.В. Снижение расхода смазочных масел на предприятиях железнодорожного транспорта: Автореф. Канд. дис. С.-Пб., 1995. - 24 с.

66. Лощаков П.А. Условия теплообмена в зазоре надкольцевая часть боковой поверхности поршня гильза цилиндра //Двигателестроение. - 1990. - № 6. -С.5-7.

67. Лебедев Б.О. Влияние некоторых параметров на угар масла со стенки цилиндровой втулки ДВС //Исслед. И методы повышения эффективности техн. Эксплуатации судовых энерг. Установок: Сб. научн. Тр. /НИИВТ. -Новосибирск, 1984. С.24-31.

68. Лебедев Б.О. Влияние характеристики тепловыделения на процесс испарения масляной пленки со стенки цилиндровой втулки //Тр. / НИИВТ. Новосибирск, 1982.-Вып. 161. — С.57-63.

69. Лебедев Б.О. Математическая модель процесса прогрева и испарения масляной пленки на стенке цилиндровой втулки дизеля //Тр. /НИИВТ. Новосибирск, 1979. - Вып. 146. - С.3-9.

70. Малов Р.В. Влияние угара масла на состав продуктов сгорания дизеля // Сб. трудовВЗПИ, 1977. -С.151-154.

71. Моторные, реактивные и ракетные топлива /Под ред. К.К. Папока и Е.Г. Семенидо / Изд. 4-е перераб. И доп. М.: Гостоптехиздат, 1962. - 741 с.

72. Махов В.З., Терентьев В.П. Оптический метод определения локального са-жесодержания в камере сгорания дизеля // Токсичность ДВС. М.: ВЗМИ, 1977. - С.66-67.

73. Математическое моделирование и исследование процессов в ДВС: Учебное пособие /Под. Ред. В.А. Вагнера, Н.А.Иващенко, В.Ю. Русакова. Барнаул,: Изд-во АлтГТУ, 1997. - 203 с.

74. Маслов Н.Н., Лыщик А.В., Федоров А.А. Снижение расхода смзочных масел на ремонтных предприятиях //Методические рекомендации КТЦ МО-26, №83, 1994.-С.З-17.

75. Марченко В.Н. Исследование процесса испарения капель моторного топлива в условиях камер сгорания судовых дизелей: Дис.канд. техн. наук. -Новосибирск, 1978. 172 с.

76. Марченко В.Н. К теории квазиравновесного испарения капли в газовой среде //Тр. / НИИВТ. Новосибирск, 1977. - Вып. 129. - С.91-101.

77. Марченко В.Н. О влиянии давления среды на скорость испарения жидкой капли //Тр. / НИИВТ. Новосибирск, 1979. - Вып. 146. - С. 54-60.

78. Марченко В.Н. О возможном подходе к исследованию испарения капли жидкости при высокой температуре и давлении газовой среды //Тр./ НИИВТ. Новосибирск, 1976. - Вып. 121. - С.13-31.

79. Мохнаткин Э.М., Беседина Л.Т. Методические основы расчета масла наугар //Двигателестроение. № 6. - 1983.

80. Мохнаткин Э.М., Беседина Л.Т. Методические основы расчета масла на угар //Двигателестроение. № 7. - 1983. - С. 11-13.

81. Новоселов А.Л. Оценка вредных выбросов автотракторных дизелей // Двигателестроение, 1986, № 11,- С. 10-11.

82. Новоселов А.Л., Мельберт А.А., Беседин С.Л. Основы инженерной экологии в двигателестроении: Учебное пособие / Алт. политехи. Ин-т им. И.И. Ползунова Барнаул: Б.И., 1993.-98 с.

83. Новоселов А.Л., Новоселов С.В., Мельберт А.А., Унгефук А.В. Снижение токсичности автотракторных дизелей: Учебное пособие /Алт. гос. техн. Унт им. И.И. Ползунова. Барнаул: Б.И., 1996. - 122 с.

84. Никифоров О.А., Петраков Г.В., Левкин Г.М., Савельев С.М. Снижение расхода масла в дизелях: Обзор /НИИНформтяжмаш. 1975. - 4, № 13. -47 с.93 .Никифоров О.А. Снижение расхода масла в дизелях. М.: НИИИнфортяж-маш, 1975. - 50 с.

85. Никифоров О.А., Левкин Г.М. Критерий оценки экономичности дизелей по расходу масла на угар // Двигателестроение. 1983. - № 8. - С.7-9.

86. Новоселов А.Л. Состояние проблемы снижения вредных выбросов дизелей //Труды АлтГТУ им. И.И. Ползунова, Вып. 1., 1993. С.83-96.

87. Новоселов А.Л., Унгефук А.В., Мельберт А.А. Решение проблемы совершенствования экологических показателей поршневых двигателей внутреннего сгорания // Вестник АлтГТУ им. И.И. Ползунова. 2000. - № 2. -С.13-19.

88. Новиков Л.А., Смайлис В.И. Уровень и перспективы снижения токсичности и дымности судовых, тепловозных и промышленных дизелей: Обзор. -М.: ЦНИИТЭИтяжмаш, 1990. 28 с.

89. Николаенко А.В., Белоусов А.Д., Протасов С.Н. Приведение дымности и токсичности отработавших газов тракторных дизелей к стандартным атмосферным условиям // Двигателестроение. № 9. - 1989. - С.З8-42,57.

90. Пути снижения дымности и токсичности отработавших газов дизелей: Обзор /В.М. Анфимов, В.А. Волокитин, О.И. Жегалин и др. М.: ЦНИИТЭ-Итракторсельхозмаш, 1992. - 60 с.

91. Павлов М.В. О целесообразной величине угара масла в ДВС //Тр./НИИВТ. -Новосибирск, 1971. Вып. 71. - С.23-28.

92. Юб.Папок К.К., Рагозин Н.А. Словарь по топливам, маслам, смазкам, присадкам и специальным жидкостям: Химмотологический словарь / Изд. 4-е, пер. и доп. М.: Химия, 1975. - 392 с.

93. Повышение эффективности использования топлив и масел // Наука и техн. на речн. трансп. 1999. - № 6. - С.29-34.

94. Разлейцев Н.Ф. Моделирование и оптимизация процесса сгорания в дизелях. Харьков: Выща школа, 1980. - 169 с.

95. Ю.Рид Р. и др. Свойства газов и жидкостей /Р.Рид, Д. Праусниц, Т. Шервуд.- Л.: Химия, 1982. 592 с.111 .Розенблит Г.Б. Теплопередача в дизелях. М.: Машиностроение, 1966. -136 с.

96. Скоржела Ф. Выделение вредных газов дизелями ЧКД //Чехослов. Тяж. Промышленность. 1989. - № 5. - С.26-28.

97. З.Сомов В.А. Повышение моторесурса и экономичности дизелей. Л.: Машиностроение, 1967. -193 с.

98. Н.Сомов В.А. Смазки судовых дизелей. JL: Судостроение, 1965. - 215 с.

99. Смайлис В.И. Теоретические и экспериментальные основы создания малотоксичных дизелей: Автореф. Докт. Дис. JT. ЛПИ, 1998. - 46 с.

100. Study of using oxygen-enriched combustion air for locomotive diesel engines /Assanis D.N., Poola R.B., Sekar R., Cataldi G.R. // Trans. ASME. J. Eng. Gas Titbines and Power. 2001. - 123, № 1. - c.

101. Топливо, смазочные материалы и охлаждающие жидкости: Учеб. для вузов / A.M. Обельницкий, Е.А.Егорушкин, Ю.Н. Чернявский / Под ред. A.M. Обельницкого. 2-е изд., испр. И доп. — М.: ИПО «Полигран», 1995. - 272 с.

102. Унгефук А.В., Коробов А.В., Артеменко Е.М., Мельберт А.А., Яковлев В.В. Пути снижения выбросов вредных веществ с отработавшими газами дизелей // Вестник АлтГТУ им. И.И. Ползунова. 2001. - № 3. - С.73-78.

103. Филипосянц Т.Р., Кратко А.П. Пути снижения дымности и токсичности отработавших газов дизельных двигателей. М.: НИИНАВТОПРОМ, 1973. -72 с.

104. Хачиян А.С., Гальговский В.Р., Никитин С.Е. Доводка рабочего процесса автомобильных дизелей. -М.: Машиностроение, 1976. 104 с.

105. Hamatake Toshizo, Wakuri Yutaro, Soejima Mitsuhizo, Kitahara Tatsumi, Studies on the mixed lubrication of piston rings // Bull. Mar. Eng. Soc. Jop. -2000. 28, № 2. - C.63-72.

106. Шегалов И. JI. Экологическая роль транспортных двигателей //Двигателестроение. 1986. - № 8. - С.56-60.

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

108. Экологическая перспектива трибохимического метода управления эксплуатационным ресурсом ДВС /Лексунов Г.В., Гниламедов М.Е./ проблемы инж. Экологии на ж.д.тр-те: Сб. научн. тр. ПГУПС.- С.-Пб., 1999. С. 103112.

109. Эмануэль Н.М., Кнорр Д.Г. Курс химической кинетики. М.: Высшая школа, 1972.-260 с.

110. Юр Г.С. Волновые процессы в судовых дизельных энергетических установках. -Новосибирск, 1999. 109 с.

111. Якунчиков В.В. Снижение вредных выбросов судового дизеля в переходных режимах: Автореф. канд. дис. М.: МГАВТ, 1997. - 30 с.