автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Снижение вредных выбросов при эксплуатации дизелей путем воздействия на рабочий процесс двигателя и совершенствования средств очистки отработавших газов

На правах рукописи

ИСТОМИН СЕРГЕЙ ВИКТОРОВИЧ

СНИЖЕНИЕ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДИЗЕЛЕЙ ПУТЕМ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС ДВИГАТЕЛЯ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СРЕДСТВ ОЧИСТКИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ

Специальности: 05.20.03 - Технологии и средства

технического обслуживания в сельском хозяйстве 05.20.01 - Технологии и средства

механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Саратов 2005

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова»

Научный консультант:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук,

профессор Цыпцын Валерий Иванович

доктор технических наук, профессор Дементьев Александр Иванович

доктор технических наук, профессор УхановАлександр Петрович

доктор технических наук Силагин Владимир Александрович

ФГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет»

Защита состоится 30 сентября 2005 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 220.061.03 при ФГОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова» по адресу: 410056, г. Саратов, ул. Советская 60, ауд. 325.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

Автореферат разослан «

2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Н.П.Волосевич

-том?- ZvfyZv

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время в мире насчитывается около 1,5 млрд единиц автотракторной техники и ее количество увеличивается на 50 млн единиц в год. Данная техника, работая в контакте с окружающей средой, подвергает ее техногенному воздействию, что в свою очередь ведет к значительным изменениям естественных экологических систем. Из множества факторов воздействия автотракторного парка на окружающую среду наибольший вред природе наносят газообразные выбросы в силу их большого количества и высокой токсичности. Значительная доля газообразных выбросов приходится на дизели автотракторной техники. По оценке специалистов, суммарная масса выбросов всех дизелей, находящихся в странах СНГ, составляет 14-18 млн тонн в год. Эти выбросы чрезвычайно опасно действуют на здоровье людей и животных, приводят к снижению урожайности, продуктивности животноводства, разрушению строительных материалов, повышенным концентрациям вредных веществ в кабинах мобильной техники и помещениях цехов.

Перечисленные негативные факторы и связанное с ними ужесточение норм на токсичность (введение в РФ норм «Еиго-2» и далее «Euro-З») обуславливают необходимость разработки, совершенствования и внедрения средств снижения токсичных веществ в отработавших газах (ОГ) дизелей, обладающих высокими показателями по очистке и ресурсу работы, а также минимальным воздействием на эксплуатационные показатели мобильной техники.

В настоящее время это является одной из важнейших проблем при эксплуатации автотракторной техники, как в Российской Федерации, так и за рубежом.

Исследования проведены в соответствии с Федеральной программой № 04.01.06 на 2001-2005 гг., выполняемой совместно с Всероссийским научно-исследовательским и проектно-технологическим институтом по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве (ГНУ ВИИТиН, г. Тамбов), научным направлением 1.2.9 «Комплексная региональная программа научно-технического прогресса в АПК Поволжского экономического региона на 20 лет до 2010 г.» (№ гос. регистрации 840005200), региональной научно-технической программой «Повышение уровня механизации АПК Саратовской области», «Концепцией развития АПК Саратовской области до 2005 г.», а также в соответствии с комплексной темой № 5 НИР Саратовского государственного аграрного университета им. Н.И. Вавилова «Повышение надежности и эффективности использования мобильной техники в сельском хозяйстве».

Цель работы. Улучшение экологических показателей автотракторных дизелей «пчпейг.тиием цд рабочий проиесс двигателя и

ЮС. НАЦИОНАЛЬНАЯ ' библиотека I

3 Ё^ИЁл

совершенствованием средств очистки отработавших газов, обеспечивающих эффективное снижение вредных выбросов при эксплуатации двигателей внутреннего сгорания.

Объект исследований. Дизель 44 11/12,5 и его модификации (Д-240, Д-242, Д-243), оборудованный средствами снижения токсичных веществ в отработавших газах.

Предмет исследований. Газодинамические, гидравлические, тепловые и химические процессы, протекающие в средствах снижения токсичных веществ (ССТВ) при работе дизеля на различных скоростных и нагрузочных режимах.

Методика исследований основана на применении современных методов и измерительных приборов. Теоретические исследования выполнялись на основе известных положений законов газовой динамики и тепломассообмена, теории многомерного статистического оценивания и математического моделирования. Индицирование дизеля проводилось измерительно-вычислительным комплексом с интерфейсом КАМАК. Для замера дымности использовали дымомер СМОГ-1, концентрации токсичных компонентов регистрировались газоанализатором ТЕ8ТО-350, уровень шума измерялся шумомером ВШВ-003-М2. Моделирование процессов в дизеле и ССТВ, их оптимизация, а также обработка экспериментальных данных проводились с помощью современного программного обеспечения (пакеты прикладных программ МАТЬАВ 6.5).

В работе теоретически обоснована и решена научная проблема повышения экологической безопасности автотракторных дизелей с разработкой на основе математического моделирования рабочих процессов в двигателе средств снижения токсичных веществ, пригодных для практического использования, при исследовании и обобщении показателей и характеристик ССТВ, решении задач параметрической оптимизации средств очистки отработавших газов, обеспечивающих их эффективность на различных эксплуатационных режимах.

Научная новизна заключается в комплексном подходе к решению проблемы снижения вредных выбросов дизелей, в результате которого:

- разработана и обоснована методика моделирования тепловыделения в цилиндре дизеля с различными средствами снижения токсичных веществ;

- разработаны математические модели гидравлических, тепловых и химических процессов, протекающих в средствах снижения токсичных веществ при работе дизеля;

- установлены и теоретически исследованы закономерности распределения локальных скоростей потока отработавших газов в элементах конструкций ССТВ, на основании которых разработаны математические модели газодинамического сопротивления потока ОГ, а также динамики движения и улавливания твердых частиц сажи внутри устройств;

- теоретически обоснованы конструкции эффективных средств снижения токсичных веществ в отработавших газах дизелей;

- предложены и обоснованы критерии эффективности и оптимальности для параметрической оптимизации средств снижения токсичных веществ в отработавших газах дизеля;

- разработана методика определения годовой суммарной токсичности дизеля, оборудованного средствами снижения токсичных веществ, с учетом различных скоростных и нагрузочных режимов его работы в условиях эксплуатации.

Практическая денность работы заключается в разработке эффективных средств снижения токсичных веществ в отработавших газах дизелей: разделенной системы топливоподачи, системы рециркуляции отработавших газов, антидымной присадки в топливо, термического нейтрализатора и сажевого фильтра, позволяющих снизить выбросы сажевых частиц - на 55...70%, N0* - на 60...70%, СО - на 40...45%, уровень шума - до 7%.

Конструкции разработанных средств снижения токсичных веществ защищены патентами РФ № 2119065, 2158845, 2183751, 2251016 и положительным решением о выдаче патента РФ № 2004107477/04(007788).

Результаты исследований могут быть использованы сельскохозяйственными и другими предприятиями АПК России, эксплуатирующими мобильную технику, научно-исследовательскими и конструкторскими организациями при разработке средств снижения токсичных веществ для любых типов дизелей, а также в учебном процессе вузов аграрного образования при изучении дисциплины «Тракторы и автомобили».

Реализация результатов исследований. Экспериментальные средства снижения токсичных веществ, установленные на тракторах МТЗ-80, МТЗ-82 и автомобилях ГАЭ-53А, ГАЭ-3307 (переоборудованные на дизель 44 11/12,5), прошли производственную проверку и приняты к внедрению в ряде хозяйств Саратовской области: ОАО «Аркадакский элеватор» Аркадакского района, ООО «Агро-МТС», ООО «Интеграл», ТОО «Ударник» Лысогорского района, АОКХ «Кольцовское» Калининского района, Учебно-фермерское хозяйство Поволжского межрегионального учебного центра (с. Долгий Буерак, Саратовского района).

Разработанные в диссертации средства снижения токсичных веществ рекомендованы Волгоградским тракторным заводом (ОАО «Тракторная компания «ВгТЗ») к внедрению на тракторных дизелях, а также Министерством транспорта и дорожного развития Саратовской области - на дизельном грузовом транспорте и автобусах в г. Саратове и районных центрах Саратовской области.

Опытный образец нейтрализатора отработавших газов дизеля отмечен дипломом Российской агропромышленной выставки «Золотая осень» (г. Москва, октябрь 2003 г., ВВЦ).

В работе определены и выносятся на защиту следующие научные положения:

1. Теоретические предпосылки решения проблемы повышения экологической безопасности автотракторных дизелей воздействием на рабочий процесс двигателя и применением эффективных средств очистки отработавших газов.

2. Методика моделирования тепловыделения в цилиндре дизеля с ССТВ и математические модели газодинамических, гидравлических, тепловых и химических процессов, протекающих в средствах снижения токсичных веществ при работе дизеля на различных скоростных и нагрузочных режимах.

3. Критерии эффективности и оптимальности для параметрической оптимизации средств снижения токсичных веществ в отработавших газах дизеля.

4. Методика определения годовой суммарной токсичности дизеля с ССТВ в условиях эксплуатации.

5. Результаты комплексных экспериментальных исследований дизелей, оборудованных средствами снижения токсичных веществ, и рекомендации по применению разработанных ССТВ в условиях эксплуатации.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены, обсуждены и одобрены на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Саратовского ГАУ им. Н.И. Вавилова (1996-2005 гг.), на межгосударственных научно-технических семинарах «Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания в АПК СНГ» (1996-2005 гг.), проводимых ИМЭСХ Саратовского ГАУ им. Н.И. Вавилова, на Международной научно-технической конференции «Поддержание и восстановление работоспособности транспортных средств» (г. Саратов, СГТУ, 1995 г.), на 3-й Международной конференции «Экология. Экологическое образование. Нелинейное мышление» (г. Воронеж, ВГУ, 1997 г.), на Российской научно-практической конференции, посвященной 200-летию Саратовской губернии «Экология, здоровье и природопользование» (г. Саратов, Саратовская государственная сельскохозяйственная академия, 1997 г.), на Всероссийской конференции «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии» (г. Саратов, СГУ, 1997 г.), на научно-технических конференциях СГТУ (г. Саратов, 1997-2002 гг.), на научной конференции, посвященной 275-летию Российской академии наук (г. Саратов, 1999 г.), на Международной научно-технической конференции «Сельскому хозяйству - техническое обеспечение XXI века» (г. Москва, ВИМ, 2000 г.), на Международной научно-практической

конференции, посвященной 70-летию МГАУ им. В.П. Горячкина «Развитие села и социальная политика в условиях рыночной экономики» (г. Москва, 2000 г.), на Международном конгрессе «Автомобили и двигатели -новейшие достижения» (Германия, г. Аахен, 2000 г., 2004 г.), на научно-технических конференциях «Улучшение эксплуатационных показателей двигателей, тракторов и автомобилей» (г. Санкт-Петербург, СПбГАУ, 20022003 гг.), на научно-техническом совете Всероссийского научно-исследовательского и проектно-технологического института по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве (г Тамбов, ВИИТиН, 2003 г.), на международной научно-практической конференции «Ульяновские чтения» (г. Саратов, СГАУ им. Н.И Вавилова, 2005 г.).

Публикации. Основные положения диссертации изложены в 55 работах, в том числе в монографии и 4 патентах. Из указанных работ 7 опубликованы в изданиях, поименованных в «Перечне...» ВАК Минобразования и науки РФ. Общий объем опубликованных работ составляет 24,5 печ. л., из них лично автору с учетом долевого участия в коллективных публикациях принадлежит 14,7 печ. л.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 354 страницах, состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка литературы и приложений, содержит 17 таблиц и 109 рисунков. Список литературы включает в себя 262 наименования, из них 18 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, изложены научная новизна и практическая ценность работы, основные положения и результаты, выносимые на защиту.

В первой главе «Постановка проблемы. Цель и задачи исследований» на основе анализа научных работ сформулированы проблемная ситуация, цель и задачи исследований.

Проблеме снижения токсичности и дымности отработавших газов дизелей посвящено множество отечественных и зарубежных научных > работ. Большой вклад в изучение вопросов, связанных с повышением

экологической безопасности дизелей, внесли ученые: B.JI. Аксенов, И.С. Бреховских, В.В. Горбунов, В.Д. Дудышев, Р.И. Жегалин, В.А. Звонов, В.Ф. Кайзер, М.Г. Ладыгичев, В А. Лиханов, В.Н. Ложкин, П.Д. Лупачёв, Р.В. Малов, М. Муссави, A.B. Николаенко, А.Л. Новоселов, В.И. Панчишный, H.H. Патрахальцев, С. Пишингер, A.M. Сайкин, ТЮ. Салова, В.И. Смайлис, В.А. Стрельников, В.И. Цыпцын, B.C. Швыдский, Г.Е. Эндрюс и другие. Результатами проведенных ими исследований являются обобщение данных по содержанию в отработавших газах токсичных компонентов и методики расчетов их концентраций в цилиндре дизеля, разработка методов и средств очистки ОГ,

математические модели процессов, протекающих в системах нейтрализации и данные по их эффективности.

В целом анализ проведенных исследований показал, что в настоящее время существует множество средств снижения токсичных веществ для дизелей автотракторной техники, которые дают различные качественные и количественные результаты. Их можно разделить на две основные группы: «Средства воздействия на рабочий процесс двигателя» и «Средства очистки отработавших газов в выпускной системе». Наиболее эффективными и экономически целесообразными средствами снижения токсичных веществ являются применение систем рециркуляции и разделенной топливоподачи, добавление антидымной присадки в топливо, установка в выпускной системе двигателя сажевого фильтра и нейтрализатора. Существующие средства, как правило, имеют недостатки (сложные конструкции, высокое газодинамическое сопротивление, снижение эффективности в процессе эксплуатации, высокая стоимость), что препятствует их широкому применению на дизелях автотракторной техники.

Решение проблемы разработки эффективных ССТВ для дизелей, не ухудшающих их мощностных и топливно-экономических показателей, возможно при глубоком анализе процессов, протекающих в дизеле и средствах очистки отработавших газов. На сегодняшний день для средств снижения токсичных веществ отсутствуют целостные математические модели, описывающие газодинамические, гидравлические, тепловые и химические процессы. Также не решены в полном объеме вопросы оптимизации параметров ССТВ для дизелей и разработки рациональных критериев их эффективности и оптимальности.

На основании проведенного анализа научных работ и в соответствии с поставленной целью определены следующие задачи исследований:

1. Провести системный анализ существующих средств очистки отработавших газов дизелей автотракторной техники в эксплуатации и обосновать пути совершенствования процесса снижения вредных выбросов.

2. Обосновать и разработать методику моделирования тепловыделения в цилиндре дизеля с ССТВ, а также математические модели газодинамических, гидравлических, тепловых и химических процессов, протекающих в средствах снижения токсичных веществ при работе дизеля.

3. На основе теоретических и экспериментальных исследований определить подходы к параметрической оптимизации Конструкций средств снижения токсичных веществ, разработать критерии их эффективности и оптимальности.

■ 4. Разработать методику определения годовой суммарной токсичности дизеля с ССТВ в условиях эксплуатации.

5. Теоретически обосновать и разработать эффективные средства снижения токсичных веществ в отработавших газах дизелей: разделенную систему топливоподачи, систему рециркуляции отработавших газов,

антидымную присадку в топливо, термический нейтрализатор и сажевый фильтр.

6. Провести комплексные экспериментальные исследования по изучению влияния режимов работы дизеля на параметры исследуемых ССТВ и оценить их эффективность по экологическим и технико-экономическим показателям.

Во второй главе «Общая методика исследований» изложены программа и методики проведения теоретических и экспериментальных исследований, рассмотрены экспериментальная установка, специальные измерительные приборы и оборудование.

Основу проводимых теоретических исследований составляют методы системного анализа и математического моделирования физических процессов в дизеле и средствах снижения токсичных веществ.

Динамические математические модели исследуемых процессов в цилиндре дизеля и в элементах его топливной аппаратуры формируются на основе фундаментальных уравнений гидродинамики, энергии, теплопередачи и теории систем. Посредством решения краевых задач исходные математические модели упрощаются в системы алгебраических уравнений с последующим разложением в ряды по многочленам.

Тепловое состояние исследуемой конструкции ССТВ описывается на основе теорий термодинамики и теплопередачи, при выявлении источников тепла, описании их интенсивностей, структуры и баланса потоков тепла. Математические модели газодинамического сопротивления средств очистки, а также модели динамики движения и улавливания твердых частиц строятся на основе теории газодинамического пограничного слоя, теории подобия и на основе методов регрессии по экспериментальным данным.

С целью изучения каталитических свойств разработанной антидымной присадки были проведены ее лабораторные термографические исследования на дериватографе в интервале температур от 20 до 1000 °С в потоке воздуха.

Гидравлические исследования разделенной системы топливоподачи проводились на стенде для испытания топливной аппаратуры КИ-22205-01.

Исследования дизеля 44 11/12,5 с разработанными средствами снижения токсичных веществ на стенде осуществлялись в лаборатории испытаний двигателей кафедры «Тракторы и автомобили» ИМЭСХ СГАУ им. Н.И. Вавилова в соответствии с ГОСТ 18509-88. Использовался обкаточно-тормозной стенд КИ-5543 ГОСНИТИ с электрической машиной АКБ-82-4УЗ мощностью 55 кВт. Индицирование рабочего процесса цилиндра дизеля проводилось измерительно-вычислительным комплексом (ИВК) с интерфейсом КАМАК (рис. 1).

Для измерения концентраций основных токсичных компонентов ОГ и дымности дизеля с ССТВ применялась специальная измерительная аппаратура, соответствующая ГОСТ 17.2.2.02-98 и ГОСТ 17.2.2.05-97. Для контроля дымности ОГ использовался дымомер СМОГ-1, измерение

значений концентраций N0* и СО осуществлялось газоанализатором ТЕБТО-ЗбО.

Рис. 1. Стенд КИ-5543 ГОСПИТИ с дизелем, оборудованным ССТВ, и ИВК с интерфейсом КАМА К

Для измерения уровня шума применялся измеритель шума и вибрации ВШВ-003-М2. Расход воздуха, поступающего в цилиндры дизеля, определялся с помощью дифманометра ДСС-712-М1 и диафрагмы ДКС 10-50-А/Б-П; часовой расход топлива определялся весовым способом с помощью прибора АИР-50.

Перед началом экспериментальных исследований были проведены контрольные проверки дизеля, всех измерительных приборов и оборудования в соответствии с инструкциями по их эксплуатации, осуществлены тарировки по каждому из измеряемых параметров и определены масштабные коэффициенты пересчета.

В третьей главе «Теоретические положения и моделирование рабочих процессов дизеля и средств снижения токсичных веществ» рассмотрены этапы моделирования рабочих процессов в цилиндре дизеля и средствах снижения токсичных веществ в отработавших газах.

Учесть влияние различных средств снижения токсичных веществ на рабочий процесс двигателя и его экологические характеристики можно путем разработки модели тепловыделения в цилиндре дизеля с ССТВ.

Параметры характеристик тепловыделения в цилиндре дизеля с одностадийным впрыском топлива определяются процессом сгорания, состоящим в основном из двух составляющих. Первая составляющая определяет протекание быстрого сгорания части топлива, находящейся в объёме воздушного заряда и подготовленной к сгоранию за период задержки воспламенения. Вторая составляющая зависит от особенностей сгорания топлива по мере его подготовки к сгоранию и перемешивания с воздухом.

Для аналитического описания рассмотренного процесса сгорания и выделения теплоты может быть использовано выражение скорости тепловыделения <ЗХ/<1ф вида

(ИХ^ср = а, • ц>к'х ■ г** + а2 ■ (рк^ ■ е'^1, (1)

где X - относительная величина тепловыделения; ф - угол поворота коленчатого вала, °п.к.в.; л\, а2, Ьь Ьг, Сь с2, кь кг - константы для заданного скоростного и нагрузочного режимов работы дизеля.

При двухстадийном впрыске, характерном для разделенной системы топливоподачи, уравнение вида (1) не может описать всю совокупность стадий процессов сгорания В этом случае, сгорание каждой из порций топлива протекает последовательно, поэтому целесообразно выделить уже четыре составляющих процесса сгорания всего топлива (по две для каждой из порций топлива), поданного в цилиндр дизеля.

Учитывая многостадийный характер впрыска топлива в дизеле с ССТВ, для аналитического описания рассмотренного процесса сгорания и выделения теплоты может быть использовано выражение скорости тепловыделения сШскр вида

(1Х!с1(р = ^аГ(Рк'А-е~1'"рС' , (2)

ы

где п - число независимых стадий впрыска топлива в цилиндр дизеля (число впрысков); а^ Ь„ с,, к, - константы. Таким образом, при исследовании дизеля с разделенной системой топливоподачи п = 4, при исследовании рабочего процесса дизеля с другими ССТВ п = 2.

Для каждого из средств снижения токсичных веществ действие его конструктивных параметров приводит к изменению рабочего процесса непосредственно или косвенно (для средств очистки ОГ, установленных на выпускном коллекторе), поэтому перечисленные константы в выражении для скорости тепловыделения изменяются, т.е. константы в выражении (2) зависят от конструктивных и физических параметров соответствующего ССТВ. Исследование особенностей таких зависимостей экспериментальными методами на основе индикаторной диаграммы рабочего процесса и применения соответствующих методов математической множественной регрессии позволяет получить их аналитическое выражение.

При использовании одного ,)-го ССТВ в составе дизеля зависимости констант выражения (2) от рд, параметров средств снижения токсичных веществ можно записать следующими функциями в неявном виде

ац = а,,, ф1,р2,рз,--рщ), Ьч = Ьи (рър2,рз, ■ Рщ), сч = (РьРьРь-Рт), (3) К, = К.,(РиРъРз,-Рщ)-

После подстановки зависимостей (3) в уравнение (2) получим следующее выражение

dX/d<p = YdaIJ(pl,...pm)-(pl

K,j(Pf р.}-* -ь,.,{р\. Pn,W

С/, J (Р\ ■ Рт)

•е

■ (4)

.=1

В случае использования всех э рассматриваемых ССТВ в составе одного дизеля

Выражение (5) упрощается, если неявные функции разложить в ряд Тейлора и пренебречь многочленами ряда, имеющими показатели степени выше первой. Тогда общий нелинейный вид зависимостей (2) преобразуется в выражение линейного вида

a,j = a,j(pi,p2,p3,-pj - a,]pi t- ah2p2 + + a,mpm = Еач рр bij = (pi,P2,P3,-Pm) = b,j Pi + b,i2p2+-+ bimpm - Eav pJt = c>j ФьРъРз,-Р^) = c,j pi ^ cap2 f ...+ c,mpm - £ atJ pp

К " k,/pi,p2,pi,-pj - Kipi + k,jp2+ ...+ khmpm=Za,j pJt (6)

где суммирование производится no j от 1 до т (те s - т).

Используя векторно-матричные обозначения для сумм в выражении (6), получим

la.j pj-a' р, £ЬУ pj = b' p, IctJ Pj = c' p, Ik4 p) - k' p, (7)

где a', b', с' к' - транспонированные вектора (строки), p - вектор-столбец числовых значений используемых параметров всех ССТВ.

При изменении числовых значений параметров, например, в процессе совершенствования средств снижения токсичных веществ, элементы вектора р становятся переменными Если у исследуемых ССТВ количество переменных (конструктивных параметров) не совпадает, т.е. меньше чем число элементов вектора р, то остальные элементы вектора р замещаются нулями.

Разработанная зависимость для скорости тепловыделения позволяет провести исследования по степени влияния каждого из конструктивных параметров средств снижения токсичных веществ на процесс очистки, как в отдельности, так и при совместной работе всех рассматриваемых ССТВ в составе дизеля.

jvu vfv ( \ 2Х(а. ЛИ Z(4,0v PmW"(* '"'Л

(5)

На основании патентного поиска, изучения последних достижений в области конструирования средств снижения токсичных веществ в ОГ дизелей, опубликованных в научных изданиях и в сети Интернет, разработаны конструкции систем разделенной топливоподачи и рециркуляции, термического нейтрализатора, сажевого фильтра, а также антидымная присадка, защищенные 4 патентами РФ и положительным решением о выдаче патента.

Разделенная система топливоподачи дизеля (патент РФ № 2158845) работает следующим образом (рис. 2).

В соответствии с порядком работы цилиндров двигателя (1-3-4-2) секции ТНВД подают по топливопроводу высокого давления 3 поток топлива, который после тройников 4 поступает к основным штатным форсункам (I ступень), и по топливопроводам высокого давления 8 к дополнительной форсунке 7, установленной на воздушном трубопроводе 6 (II ступень).

В линии топливопроводов высокого давления 8, подающих топливо к дополнительной форсунке 7, устанавливается блок обратных клапанов 9, топливный аккумулятор 10, блок управления 11.

Рис. 2. Разделенная система топливоподачи дизеля: 1 - двигатель; 2 - форсунки цилиндровые (№ 1 -4); 3, 8 - топливопроводы высокого давления; 4 - тройники; 5 - ТНВД; 6 - трубопровод воздушный; 7 - форсунка дополнительная; 9 - блок обратных клапанов; 10 аккумуля гор топливный; 11 - блок управления; 12 - бак топливный; 13 - вентиль; 14 - фильтр грубой очистки топлива; 15 - клапан обратный; 16 - фильтр тонкой очистки топлива; 17-1 еплообменник; 18, 19 - топливопроводы низкого давления; 20,21 - матстрали сливные

Предварительно поданная в трубопровод 6 дополнительной форсункой 7 первая часть цикловой дозы топлива на такте впуска

распиливается на мелкие капли, испаряется и интенсивно перемешивается с воздухом. В хорошо подготовленную топливовоздушную смесь впрыскивается с помощью цилиндровых штатных форсунок вторая часть цикловой дозы.

Математическая модель системы тонливоподачи дизеля должна включать в себя описание гидродинамики процесса потока в канале нагнетательного трубопровода и каналов форсунки, а также начальных и граничных условий.

Дифференциальное уравнение изменения давления в полости штуцера ТПВД можно записать в виде:

аш- Уш- ¿Ри/Ж = Мщ/щ-(2/р)0'1Ш-Р^(\Ри-Рш\)а5]+/^/Л-и0-/т (8)

где «и, Уш рш, /щ - соответственно средний коэффициент

сжимаемости топлива, м2/Н; объем, м3; давление, Н/м2; коэффициент расхода; сечение щели между разгружающим пояском и седлом клапана в полости штуцера, м2; р - плотность топлива, кг/м3; р„ - давление в полости насоса Н/м2; /,., - сечение клапана, м2; и0 - скорость юплива в трубопроводе, м/с;// сечение трубопровода, м2.

Нагнетательный клапан (обратный клапан при разделенной системе гопливоподачи) совершает движения под действием сил со стороны топлива и пружины:

От/ (с?у/^) ■=/„■ (р, - Рш) -СГ&О, + У), (9)

где тг - сумма массы клапана и одной трети массы пружины, кг; у, - перемещение г'-го клапана, м (/=/ - нагнетательный, /"-2 - обратный клапан); р, - давление перед г'-м клапаном, Н/м2; с- и у(п - жесткость, Н/м и предварительный натяг /-й пружины, м.

Уравнение движения топлива для входного участка нагнетательного трубопровода можно представить в следующем виде

= и<у+ (1/рУШМх)(рш^гРич) - (АНАх)(и0//2)/7+6 (10)

где - коэффициент сопротивления при входе в отверстие трубопровода; /1/ и Ах - шаги интегрирования по времени и длине участка трубопровода. В уравнении (10) первый индекс подстрочной переменной обозначает номер поперечного сечения рассматриваемого участка, второй индекс - текущий момент времени.

Для форсунки закрытого типа граничные условия у конца нагнетательного канала состоят в основном из уравнения сплошности в полости форсунки Уф, уравнения движения иглы и связанных с нею деталей.

Топливо, поступающее из нагнетательного трубопровода в полость форсунки со скоростью и„, расходуется на заполнение пространства,

освобождающегося при подъеме иглы сечением f„ со скоростью dz/dt, на истечение из форсунки через сопловые отверстия распылителя в цилиндр двигателя под действием разности давлений рф-рч; на заполнение пространства, освобождающегося вследствие сжатия топлива в объеме Уф

Следовательно, уравнение динамики изменения давления в полости форсунки будет иметь вид

афУф{с1рфМ) =f„uH-fu(dz/dt) - ц/„(2/р)05-[(рф1 - рчМрф, - pjf'j, (11)

где z, перемещение иглы /-й форсунки, м; ptc - коэффициент расхода для соплового отверстия распылителя;^ - площадь сопел, м2; рч,- давление в г-й полости впрыска, Н/м2 (iW - цилиндр, j=2 - впускной трубопровод).

Ускоренное движение иглы форсунки происходит под действием сил давления со стороны топлива и силы пружины:

mrtfz/dt2) = (рф-ро) ([и -fj + р/ки - c2z, (12)

где т2 - сумма массы игла, толкателя и 1/3 массы пружины, кг; р0 -давление начала подъема иглы, Н/м2; fm - площадь сечения конуса по уплотняющему пояску, м2; ри - давление под конусом иглы, Н/м2; с2 -жесткость пружины форсунки, Н/м.

Применение разделенной подачи топлива позволяет при относительно небольшой и несложной доработке топливной аппаратуры значительно улучшить процессы смесеобразования и сгорания в цилиндре дизеля.

Антидымная присадка на основе гидроксида железа (III) (положительное решение о выдаче патента на изобретение № 2004107477/04(007788)) наряду с достаточной эффективностью, по сравнению с известными присадками, обладает рядом преимуществ:

1. Ввиду отсутствия в химсоставе присадки органических радикалов, в продуктах сгорания дизеля не содержится токсичных веществ, вызванных введением присадки, а оксиды железа практически безвредны, широко распространены в природе и их попадание в атмосферу не может нанести экологического ущерба.

2. Гидроксид железа (III) представляет собой доступное, дешевое и легко получаемое вещество, которое содержится, например, в отходах гальванического производства (отработанные растворы травления печатных плат и стали).

Эффективность гидроксида железа можно объяснить следующими процессами, протекающими в камере сгорания дизеля:

1. В камере сгорания Fe(OH)3 частично диссоциирует с образованием катиона железа и гидроксильных групп:

Fe(OH)3 = 3Fe' + ОН. (13)

Катионы железа, повышая концентрацию ионов в пламени в целом, снижают количество углеводородных ионов, которые являются зародышами для образования сажевых частиц.

Гидроксильные группы, в свою очередь, участвуют в радикально-цепном механизме сжигания топлива и способствуют доокислению угарного газа до углекислого по схеме:

ОН' + СО = СО г + Я* (рост цепи). (14)

2. При термическом разложении гидроксида железа образуются оксид железа (Ш) и вода:

2 Ре (ОН) з = Ре203 + ЗН20. (15)

Положительное влияние воды на полноту сгорания топлива общеизвестно, а оксид железа может проявлять каталитическую активность в окислительно-восстановительных процессах типа:

С + 1/Ю2 = СО (16)

С0+1/202 = С02. (17)

3. Ре2Оз является окислителем, и поэтому нельзя исключить возможность восстановления его угарным газом или углеродом:

СО + Ре2Оз = С02 + 2РеО (18)

СО + РеО = С02 + Ре. (19)

Считая реакцию окисления сажи реакцией первого порядка по кислороду, скорость выгорания твердых частиц можно выразить как

(20)

С* 1

где - концентрация кислорода; к - константа скорости реакции

на поверхности сажистой частицы; Р - диффузионный член.

Каталитическая активация выгорания сажи в диффузионной области реагирования представляется маловероятной. Следовательно, процесс выгорания сажи в дизеле идет в кинетической области и диффузионным сопротивлением процессу можно пренебречь. Физически это объясняется очень малыми размерами частиц дизельной сажи, при которых массообмен не лимитирует процесс горения.

Таким образом, скорость выгорания частиц сажи с достаточной точностью можно описать уравнением

©о = С0к'- (21)

Размер частиц гидроксида железа в дизельном топливе соизмерим с размером частиц сажи, и скорости гетерогенных реакций выгорания сажи и окисления-восстановления соединений железа, протекающих в одинаковых условиях будут близки. Данная оценка скорости реакций позволяет сделать вывод о том, что явление переноса кислорода гидроксидом железа из начальных стадий горения в последние не вносит значительный вклад в общий эффект сажеподавления.

Таким образом, наиболее значимыми механизмами действия разработанной нами присадки следует считать:

- введение в пламя гидроксильных групп - инициаторов радикально-цепной реакции горения топлива;

- появление в камере сгорания катионов железа, которые подавляют образование ацетиленовых радикалов - зародышей сажевых частиц.

Схема устройства для рециркуляции ОГ (патент РФ № 2251016) показана на рис. 3. При запуске двигателя или его работе на холостых оборотах часть отработавших газов (до 2%) подается из выпускного трубопровода 3 через рециркуляционный канал 4, а именно через сквозное отверстие 32 во впускной трубопровод 2. При этом осуществляется закручивание потока перепускаемых отработавших газов с помощью завихрителя 10, установленного во впускном патрубке клапана. Под действием центробежных сил происходит осаживание частиц сажи в сажесборнике 6.

При средних нагрузках двигателя возрастает скорость потока во впускном 2 трубопроводе, при этом под действием разрежения, поступающего в наддиафрагменную полость через нпуцер 26, и патрубок 27, диафрагма 28, преодолевая действие пружины 18, перемещается вверх вместе со штоком 16 и клапаном рециркуляции 5. Клапан рециркуляции 5 открывается, сообщая полости впускного 2 и выпускного 3 трубопроводов (открывая канал 4 рециркуляции ОГ). Объем перепускаемого количества ОГ увеличивается до 15%.

При полных нагрузках (75 - 80% от номинальной) двигателя возрастает давление в выпускном 3 трубопроводе, при этом под действием разрежения открывается обратный клапан, сообщающий поддиафрагменную полость с выпускным 3 трубопроводом через штуцер 22 и патрубок 23. Под действием разности давлений диафрагма 28, перемещается вниз вместе со штоком 16 и клапаном рециркуляции 5, который закрывается, уменьшая перепускаемое количество ОГ до 5%.

Разработанная система рециркуляции позволяет снизить содержание оксидов азота в отработавших газах ДВС на всех режимах его работы, увеличить ресурс работы клапана рециркуляции, ЦПГ ДВС (за счет установки в устройстве для рециркуляции ОГ сажесборника).

Для математического моделирования движения закрученного потока ОГ в устройстве для рециркуляции использовались уравнения, рассмотренные далее при моделировании процессов в сажевом фильтре.

Рис. 3. Устройство для рециркуляции отработавших газов диче ля: 1- дизель; 2 -трубопровод впускной; 3 -трубопровод выпускной;

4 -канал рециркуляционный; 5 - клапан рециркуляции; 6 сажесборник; 7 - стакан; 8 -цилиндр перфорированный; 9 - прокладка; 10 - завихритель; 11 - корпус; 12 - седло;

13 -втулка направляющая; 14, 15 - полости; 16 - шток; 17 - втулка; 18 - пружина; 20 - проставка; 21,22 - штуцер; 23 - патрубок; 24 -чашка отража1ельная; 25 - крышка;

26 - штуцер; 27 - патрубок; 28 - диафрагма; 29 - тарелка диафрагмы; 30 - чашка, 31 - манжета; 32 - отверстие сквозное

Термический нейтрализатор (патент РФ № 2119065) работает следующим образом (рис. 4). Отработавшие газы при своем движении в термическом нейтрализаторе интенсивно перемешиваются, контактируют с внутренними стенками 8, со стенками циклона 10, получают тепловую энергию, излучаемую электронагревателем 1, и тем самым достигают рабочей температуры, необходимой для эффективного дожигания продуктов неполного сгорания.

Рис. 4. Термический нейтрализатор ОГ дизеля: 1 -нагреватель электрический; 2 - прокладка; 3 -болты стяжные; 4,5 - выходной и входной патрубки; 6 - датчик температуры ОГ; 7,8 - внешние и внутренние стенки; 9 -теплоизоляция; 10 - циклон; 11 - жаропрочная стенка; 12 - блок управления электронагревателем

При работе двигателя на режимах, соответствующих температуре ОГ, превышающей 300° С, электронагреватель 1 отключается, а дальнейшее протекание процесса осуществляется за счет нагрева газов от внутренних стенок 8 корпуса, циклона 10, тепло- и массообмена с ранее нагретыми ОГ.

Кроме того, поступающие в циклон 10 с ОГ твердые частицы под действием центробежных сил перемещаются к его внутренней поверхности и далее транспортируются потоком газа в нижнюю часть корпуса. В результате поворота газового потока часть несгоревшей сажи оседает на жаропрочной сетке 11 и на дне нейтрализатора.

Газодинамическое сопротивление термического нейтрализатора определяется наличием в нем циклона. На основании формулы Стэйрмэнда с учетом геометрических параметров циклона получим уравнение для расчета коэффициента газодинамического сопротивления нейтрализатора:

^ вых

где Ф - обобщенная зависимая переменная; Оц - рабочий диаметр

4 = —-—« 1 + 2Ф' Ъ Ле* |

циклона, м; вх, с/вш — диаметры входного и выходного патрубков, м; /вх -площадь входа, м2.

ф =

' вых

—7—^-ВШ.-с + 4С„ --

2С,

/нх

(23)

где Сц - коэффициент сопротивления трения на поверхности (Сц »0,005).

Согласно закону Стокса, скорость перемещения частиц сажи относительно потока можно описать уравнением

1 / <°

<°р = ~—\Рр ~ Рог Рр-,

18// г

(24)

где Ц ~ динамическая вязкость, м2/с; рР - плотность сажи, кг/м!;

с1Р - диаметр частицы сажи, м.

Рассчитать ступенчатую или фракционную эффективность циклона можно по следующей формуле:

т} = 1 - ехр

К

(25)

где к'- постоянная; т ] - время релаксации,

т , -

Р р<1гр 18 ц

Проведенные расчеты для среднего диаметра частиц сажи в ОГ 0,3 мкм) показали, что эффективность циклона находится в пределах 14,6... 17

Схема сажевого фильтра (патент РФ № 2183751) представлена на рис. 5. При работе дизеля поток ОГ поступает во входной патрубок 2 фильтра, затем, проходя через завихритель 4, поток приобретает вращательное движение. Под действием центробежных сил происходит сепарация крупных частиц сажи диаметром 0,5...1 мкм. Они транспортируются потоком газов в сажесборник 5, представляющий собой набор керамических волокон, где происходит осаждение частиц на шероховатую поверхность. Основной поток отработавших газов равномерно распределяется по всей ротационной камере 1 фильтра и проходит основную очистку в фильтрующем элементе 9. Далее несгоревшие частицы сажи осаждаются в некотором количестве на жаропрочной сетке 13, металлической путанке плоских слоев 12 и гофрированных слоях 11с каталитическим покрытием (оксид меди).

Рис. 5. Сажевый фильтр отработавших газов дизеля: 1 - камера рогационная, 2 - патрубок входной, 3 - патрубок выходной, 4 завихритель, 5 - сажесборшпс, 6 - стенка внешняя, 7 - цилиндр перфорированный, 8 - электронагреватель, 9 - элемент фильтрующий, 10 - ограничитель, 11 - слой гофрированный, 12 -слой плоский, 13,14 - сетка жаропрочная.

15 - диск с отверстиями

В результате смешивания потоков, происходит столкновение частиц, они слипаются в более крупные конгломераты и вследствие, уменьшения скорости потока налипают на поверхность путанки 12 и жаропрочной сетки 13. Благодаря предварительной очистке ОГ от сажевых частиц, этот процесс накопления сажи кратковременен. Далее происходит каталитическое окисление сажи, за счёт снижения температуры окисления сажи от 600 до 300-400 °С. На этом режиме предлагаемый фильтр работает как дожигатель сажи и нейтрализатор газовых токсичных компонентов (СО, СН и т.д.). В результате выгорания сажи проходные сечения в фильтрующем элементе 9 увеличиваются до своих исходных размеров, вследствие чего снижается газодинамическое сопротивление фильтра.

В конструкции сажевого фильтра также предусмотрена стационарная регенерация сажесборника от электрической сети 220 В.

Расчетная схема газодинамических процессов в сажевом фильтре представлена на рис. 6.

Для упрощения модели исследуемой конструкции с лопаточным закручивающим устройством, осевым подводом потока и конусным расширением на выходе представим фильтр в виде девяти последовательно соединенных зон.

В первой и девятой зонах при одинаковых диаметрах впускного и выпускного патрубков di = d9 и величине расхода ОГ Gor (м3/с) среднее значение скорости потока составляет

v, = щ = 4GJ(Ttd,2). (26)

В зоне закручивающего устройства

щ = 4GJ(Kd,2 - mdh2), (27)

где dh - диаметр внутренней втулки закручивающего устройства, м.

Среднее значение скорости в коническом диффузоре зависит от угла конуса диффузора ад и расстояния х до рассматриваемого сечения. Оно определяется по выражению

üj = 4GJ(n-(dt + 2-x-tg (а/2))2). (28)

Соответственно, в зоне конического конфузора с углом ак среднее значение скорости потока в сечении, расположенном на расстоянии х от зоны выпускного патрубка (зона 9), равно

о8 = 4GJn-(d, - 2x-tg (а/2))2. (29)

В начале рециркуляционной зоны (зона 4) поток ОГ с расходом G разделяется на два прямых потока с расходами Gl и G2. Поэтому, из условия баланса расходов ОГ имеем:

G = G,+ G2. (30)

Параметр закрутки струи (интенсивность закрутки) в зонах 3 и 4 сажевого фильтра:

Ф = Gt/(Gxd/2), (31)

где G, и (3> величины момента количества движения соответственно в тангенциальном и осевом направлениях.

Зависимость параметра закрутки струи от угла установки лопаток ф закручивающего аппарата:

Ф = 2/3 tg<p(l- Wdjf/O - (djdj f, (32)

где dh - диаметр втулки закручивающего устройства, м; - диаметр сопла закручивающего устройства, м.

Связь между шагом s и углом (р установки лопаток, и хордой с имеет

вид:

в=<р (0,002 (180 ~<р) + 0,21)4711, . (33)

где в - угол отклонения (отставания) движения сажевой частицы от угла установки лопаток закручивающего устройства, град.

Число Рейнольдса для потока ОГ в i-м сечении фильтра Re, с диаметром потока d, при средней скорости потока о0„ определяется по выражению:

Re, = iw -d/v, (34)

где V- кинематическая вязкость ОГ, м2/с.

Зависимость полного газодинамического коэффициента сопротивления д сажевого фильтра движению потока ОГ от числа Рейнольдса Re:

Ч (Gor,Г) ~ a/Re(Gor ,(Г-273))Ь, (35)

где Т-температура ОГ в исследуемой зоне конструкции, К; а = 1787,94 и b = 0,6856 - регрессионные коэффициенты,

или

1787,94/Re0'6856. (36)

Математические модели, описывающие поперечные профили осевой и, окружной w и радиальной v относительных скоростей с использованием параметров аппроксимирующих зависимостей С, D, F, Е и Gs имеют вид:

и/ит = expPCu-ksi2),

(37)

w/wm = Cksi + Dksi2 + Eksi3, v/v m = Fksi + Gsksi2,

(39)

(38)

где u„ , wm om - соответственно максимальные значения скоростей, м/с; Ы = г / (х + 2,3d) - безразмерная автомодельная переменная для поперечного направления; h - const.

Определение параметров закрученного газодинамического потока ОГ и математическое моделирование его движения в элементах фильтра производилось с целью описания изменения эпюр локальных скоростей по радиусу и оси потока. Они необходимы для оценки величины сил, действующих на частицы сажи в закрученной струе ОГ для моделирования траекторий и динамики их движения, и точной оценки величины газодинамического сопротивления трения движению потока ОГ в каналах сажевого фильтра.

Четвертая глава «Параметрическая оптимизация средств снижения токсичных веществ и определение суммарной годовой токсичности при их установке на двигатель» посвящена разработке критериев эффективности и оптимальности для различных средств снижения токсичных веществ в ОГ дизеля, а также математических моделей статистических оценок эффективности работы ССТВ на различных эксплуатационных режимах.

Важным показателем исследования разделенной системы тогшивоподачи является оптимизация ее гидравлических сопротивлений. Для гидравлической цепи с параллельным соединением двух гидравлических сопротивлений (элементов г/ и г2') общее сопротивление цепи го определяется по зависимости:

При этом критерием эффективности разделенной системы топливоподачи (РСТ) может быть дисперсия Dx гидравлических сопротивлений элементов общей гидравлической цепи, являющихся случайными переменными.

Дисперсия сопротивления гидравлической цепи РСТ составит:

(40)

А,(г'0Ч Щ ом')1.

d{r2 )

Следовательно критерий оптимальности К0 будет соответствовать экстремуму от целевой функции

extr A (r0) = min A (rj . (42)

Тогда необходимое условие оптимальности для функции дисперсии А полного гидравлического сопротивления цепи РСТ от двух параметров (давления начала впрыска Рв и частоты вращения кулачкового валика ТНВД nt) можно представить:

d(PMPB,nt))) = Q d(Dx(r0(Рв,nk))) _ ,

dnk ' dPB ' (43)

Для антидымной присадки наиболее важный показатель эффективности - дымность ОГ Dor- Значительное влияние на дымность ОГ D0r оказывают эффективная мощность дизеля Ne и концентрация присадки в дизельном топливе Ср. Критерий оптимальности для аитидымной присадки будет иметь вид

К0 = min(Dor<Ne, CPJ) . (44)

Условие оптимальности для функции дымности ОГ Dor от двух параметров эффективной мощности дизеля Ne и концентрации присадки в дизельном топливе Ср:

d{Dor{Ne,Cp)) = 0 d{Dor(Ne,CP)) = 0 '

dNe ' dCP ■ ^ >

При выборе критерия эффективности сажевого фильтра учитывались его технико-энергетические показатели: мощность газодинамических потерь при движении потока ОГ, мощность потока тепла от корпуса СФ в окружающую среду и сажеемкость фильтра.

С учетом этих показателей критерий эффективности можно записать в виде

Кэ = (NMex +Лд/50, (46)

где Nmx- мощность газодинамических потерь при движении потока ОГ, кВт, Nm - мощность потока тепла от корпуса СФ в окружающую среду, кВт; 8ф - сажеемкость сажевого фильтра, м .

Основным показателем параметрической оптимизации СФ является сажеемкость Бф, которая определяется свободным пространством в блочном фильтре с кольцевыми сечениями и определяет перепад давления в нем.

Критерий оптимальности Ка размеров СФ представляет собой минимум от критерия его эффективности и определяется отношением суммарных потерь и сажеемкости:

К0 = min ((Nuex + NJ/Бф). (47)

При оптимизации параметров термического нейтрализатора (ТН) критерием эффективности был выбран стоимостной критерий, определяющий суммарные затраты 5", руб. на производство и эксплуатацию ТН, а также экологические выплаты. С учетом различных скоростных и нагрузочных режимов работы дизеля сумма затрат равна:

+11*эко, (48) т=1 „т\ т-1 я=1 т.п т-1 п=1 «.л

где 5пр - производственные затраты, руб.; - эксплуатационные затраты, руб.; - экологические выплаты, руб.; т, п - индексы, определяющие соответственно нагрузочные и скоростные режимы двигателя, а к и 1 - их количество.

Тогда критерий оптимальности Ко можно выразить как экстремум от Б, который состоит в минимизации общих затрат:

К0 = ех1г@) = тт(8). (49)

С учетом минимизации перечисленных выше затрат можно определить наиболее важные для ТН оптимальные конструктивные параметры: диаметр и длину циклона нейтрализатора.

Сформированные оптимизационные задачи относятся к классу задач нелинейного программирования. Решение оптимизационных задач для ССТВ осуществлялось с применением численного метода вычислительной математики - градиентного метода наискорейшего спуска, с использованием ПЭВМ.

Для определения суммарной годовой токсичности необходимо разработать модели эксплуатационных режимов дизеля машинно-тракторного агрегата (МТА), оборудованного ССТВ, с изменяющимися случайными параметрами скоростного и нагрузочного режимов.

Наилучшим образом описывают наблюдаемое случайное изменение эффективной мощности Ые и скорости движения V МТА функции для нормального (Гаусса) закона распределения, с функцией /(х) плотности распределения

(*-*ср)2

Дх)= 1 (50)

где х - значения случайной переменной; о, х^ -соответственно, дисперсия и математическое ожидание случайной переменной (параметры распределения).

Изменение номеров передаточных чисел трансмиссии

удовлетворительно описывается случайной переменной, с функцией плотности Р-распределения

/(х) =0, длях<0их>0,

f(x) = Г(а,Ь)/(Г(а) -Г(Ь)) -х!а])-(1-xf^, дляО<х<1, (51)

где Г(а,Ь) - функция, при параметрах распределения а> 0 ub> 0; a, b- const, параметры распределения.

Частота вращения коленчатого вала дизеля па с достаточной точностью для целей проводимого исследования описывается у - (Гамма) распределением, с функцией плотности распределения fix) = О, для х<0,

f(x) = аь/Г(а) -х?-0 для х<0, (52)

при параметрах распределения а> О, Ь> 0.

Расчет нормированных значений плотности распределения времени работы tp МТА по гистограммам распределений времени работы на соответствующих скоростных (для пд) и нагрузочных режимах (для Ne) производился по формуле с векторным произведением

tp = tpNe' ■ tpJZ(mpn: ■ Фпб)), (53)

где tpNe' - вектор строка для нагрузочных режимов работы МТА (размером и); tp^ - вектор столбец для скоростных режимов работы (размером т).

Оценить эффективность средств снижения токсичных веществ в условиях эксплуатации можно по показателю годовой суммарной токсичности дизеля МТА , кг:

ФО

с*-II

/.i j-1

«1 •1С СО,., + «2 • CNOxlJ + аз • ---■ De, М0, ¡,-tp4t!0

Рс

/Ю6, (54)

где a¡_ а2, а3 _ коэффициенты значимости показателей токсичности, ai = 1, а2 = 11,8, а3 = 20; ССо., j, CNox ,, - концентрация СО, NOx на конкретных скоростных и нагрузочных режимах, ppm; De,, - концентрация

дымности в %; kx (Dc¡ ]) - коэффициент перевода показателя дымности в показатель концентрации сажи в ОГ; рс - плотность частицы сажи, кг/м3; Моп j - массовый расход ОГ на соответствующих нагрузочных и скоростных режимах, кг/ч; tp4 - плотность распределения времени работы дизеля на соответствующих скоростных и нагрузочных режимах, ч; hod ~ полное время работы в году, ч.

В пятой главе «Анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований процессов, протекающих в средствах снижения токсичных веществ» рассмотрены основные результаты, полученные при моделировании рабочих процессов в дизеле и устройствах очистки, а также при проведении комплексных испытаний дизеля с различными ССТВ.

Результаты математического моделирования процессов сгорания в цилиндре дизеля: тепловыделения, давления, температуры газов и скорости выделения тепла (рис. 7-9) показали хорошую адекватность разработанных моделей. Точность используемого математического моделирования

составляет 95...97% и обеспечивается моделями в форме векторно-матричных линейных дифференциальных уравнений с обыкновенными производными (2.. .4 порядка - для процессов сгорания и 4.. .8 порядка - для процессов в элементах топливной аппаратуры). Все диаграммы на рис. 7-9 приведены для номинального скоростного режима работы дизеля с ССТВ (при частоте вращения коленчатого вала п = 2200 мин"1, среднем эффективном • давлении Ре = 0,64 МПа - для штатного дизеля) при одинаковой цикловой подаче топлива, цикловая подача дополнительной форсунки разделенной системы топливоподачи - 10% от номинальной по цилиндру.

Из сравнения индикаторных диаграмм дизеля, полученных экспериментально и при математическом моделировании (рис. 7 и рис. 8), видно, что максимальное давление цикла Рц и температура Тц в цилиндре «

дизеля с разделенной системой топливоподачи (РСТ) меньше на 6%, а для антидымной присадки в топливо (ПРТ) - совпадают с диаграммой штатного дизеля. Использование ПРТ и РСТ на дизеле приводит к смещению точки Рц (рис. 7), соответственно, на 3 и 3,5 °п.к.в., к увеличению температуры газов в цилиндре в начале сгорания на 10... 11% (рис. 8). В сравнении со штатным дизелем у дизеля с разделенной системой топливоподачи это приводит к существенному снижению скорости химических реакций образования оксидов азота, уменьшению их концентраций к концу процесса сгорания.

Рц 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 -0.2 -0.4

-20 -10 0 10 20 30 40 Ф/пк.в.

Рис. 7. Индикаторные диаграммы дизеля 44 11/12,5: Рц - давление газов в цилиндре, нормированное; ф - угол поворота коленчатого вала;

--штатный дизель, результат измерения;......- штатный дизель, результаты

моделирования; — - дизель с РСТ, результаты моделирования;-----дизель с ПРТ,

результаты моделирования

i 1

j

1

/

/

Bl IT

Рис. 8. Изменение нормированной температуры Т„ и скорости тепловыделения (1Х/<1<р в цилиндре дизеля 44 11/12,5 по углу поворота коленчатого вала <р: —- штатный дизель, обработка индикаторной диаграммы; •••••• - дизель с РСТ, результаты моделирования; —

- дизель с ПРТ, результаты моделирования

-20 -10 0 10 20 30 Ф'ок.в

Рис. 9. Изменение нормированных характеристик тепловыделения X и скорости тепловыделения ¿Х/Лр в цилиндре дизеля 44 11/12,5 по углу поворота коленчатого вала

<р: — - штатный дизель, обработка индикаторной диаграммы;--штатный дизель,

результаты моделирования;---дизель с РСТ, результаты моделирования; ••*—дизель

с ПРТ, результаты моделирования

В цилиндре дизеля с РСТ в начале сгорания второй порции топлива температура газов увеличивается на 9%, что обусловлено большей скоростью подвода тепла и его притока от 1-й порции, составляющей 6% от всего количества подведенного тепла (рис. 9). Так, максимальная скорость тепловыделения у дизеля с РСТ на 12... 13% ниже, а у дизеля с ПРТ на 11... 12% выше, чем у штатного дизеля.

Даннйе экспериментального исследования и результаты моделирования дизеля с ПРТ показали на участке догорания индикаторной диаграммы увеличение в 1,5...2,2 раза (рис. 9) амплитуды колебательной составляющей кривой скорости тепловыделения, что приводит к появлению колебаний давления газов в цилиндре дизеля Рц (рис. 7). Это можно объяснить интенсификацией процессов испарения капель в топливном факеле и выгоранием сажевых частиц в цилиндре дизеля. В такте расширения, в интервале углов поворота коленчатого вала от в.м.т. 15.. .30°, количество тепла подводимого к рабочему телу в цилиндре дизеля с РСТ на 10... 12% меньше, чем у штатного дизеля и дизеля с ПРТ (рис. 9).

К,дБ

Рис. 10. Расчетные амплитудные и фазовые частотные характеристики процесса сгорания "в цилиндре дизеля 44 11/12,5: — - скорости тепловыделения в цилиндре от

цикловой подачи форсунки; ••—• - давления газов в цилиндре от скорости тепловыделения;----температуры газов в цилиндре от цикловой подачи форсунки

Разработанные математические модели динамики изменения переменных состояния в элементах топливной аппаратуры (давлений в плунжерной паре ТНВД, в форсунке, цикловой подачи) и процессов

сгорания в цилиндре дизеля (скорости тепловыделения, давления и температуры газов), также преобразованы в эквивалентную форму линейной системы дифференциальных уравнений. Проведено исследование передаточных функций этих моделей (в операторной форме преобразования Лапласа), построены их амплитудные и фазовые частотные характеристики (рис. 10) и исследованы переходные процессы в пределах цикла, на номинальном режиме работы дизеля.

Результаты экспериментального исследования и моделирования газодинамического сопротивления термического нейтрализатора (ТН), сажевого фильтра (СФ) и электротермокаталитического нейтрализатора (ЭТКН) в составе дизеля 44 11/12,5 представлены на рис. 11.

Исследование газодинамического сопротивления ССТВ показало, что величина его значения монотонно уменьшается от 3,8 до 2,3 для СФ и с 2,8 до 1,6 для ТН при изменении чисел Рейнольдса Ие от 7550 до 16000.

Рис. 11. Зависимость коэффициента газодинамического сопротивления потоку ОГ С, для термического нейтрализатора (ТН), сажевого фильтра (СФ) и электротермокаталитического нейтрализатора (ЭТКН) от числа Рейнольдса Ие

При сравнительном анализе зависимостей газодинамического сопротивления ТН, СФ и ЭТКН от приведенных к входному сечению чисел Рейнольдса для потока ОГ видно, что при Яе = 5000 газодинамическое сопротивление СФ в 1,63 раза меньше газодинамического сопротивления ЭТКН, но в 2,12 раза больше, чем у ТН. При числе Рейнольдса Яе = 15000 газодинамическое сопротивление СФ на 9% меньше газодинамического сопротивления ЭТКН, но в 1,37 раза больше сопротивления ТН. Меньшие значения С, сажевого фильтра в сравнении с ЭТКН обусловлены меньшим газодинамическим сопротивлением фильтрующих блоков СФ, обеспечивающих процессы механической очистки ОГ от сажевых частиц. Блок проволочных носителей катализатора СФ имеет меньшие значения

1

5000

10000 15000 йе

газодинамического сопротивления, чем блок с неупорядоченной засыпкой гранул носителя катализатора в ЭТКН. В сравнении с ТН, значения I азодинамического сопротивления СФ выше и обусловлены отсутствием в ТН фильтрующих блоков.

Исследование и анализ математических моделей газодинамики движения закрученного потока ОГ необходим для оценки их адекватности, выбора парамегров закручивающего устройства в элемешах ССТВ (сажевого фильтра и системы рециркуляции), сравнительного количественного анализа основных показателей потока ОГ внутри его элементов.

На рис. 12 представлен график расчетной зависимости параметра закрутки Ф потока ОГ системы рециркуляции (СРЦ) от угла установки лопаток ф и относительною размера (диаметра) внутренней втулки (1ь/с1. При изменении угла установки лопаток (р от 0 до 80°, параметр закрутки Ф возрастает от 0 до 2. Изменение угла установки лопаток на 1 град, в интервале от 0 до 40° обеспечивает почти линейный прирост Ф на 1,75%. С увеличением угла ср на величину более чем на 40°, закономерность изменения Ф нелинейная, а его рост существенно увеличивается в 2..3 раза.

С изменением угла установки лопаток закручивающего устройства в СФ и СРЦ изменяются кроме параметра Ф и отношения максимальных значений окружной и осевой скоростей потока в и параметр 8-^/(&/с), связывающий угол отставания 0, шаг в и хорду с лопаток. Графики зависимостей параметра закрутки Ф, относительных максимальных скоростей в в выходном сечении сопла закручивающего устройства и относительного угла отставания 6 потока ОГ за закручивающим устройством от угла установки лопаток ф приведены на рис. 13.

Рис.12. Изменение параметра закрутки Ф закручивающего устройства системы рециркуляции от угла <р установки лопаток и отношения его диаметров втулки с1и и сопла

а

л

0 0

3.5

з

2.5

2

1.5

1

0.5

О,

О

Рис. 13. Зависимость параметра закрутки Ф, отношения максимальных скоростей О в выходном сечении сопла ЗУ и угла отставания 9 потока ОГ за ЗУ от угла установки лопаток <р

По графикам на рис. 13, при заданном значении угла установки лопаток, можно определить значение s/c, которое отражает конструктивные размеры лопаточного ЗУ с осевым подводом потока газа.

Одной из важнейших причин нестабильной цикловой подачи топлива может быть нестабильность гидравлических сопротивлений в системах топливной аппаратуры. Особенность разработанной конструкции РСТ -использование параллельного соединения элементов (форсунок) в общей гидравлической цепи. Сопротивление каждого из элементов такой гидравлической цепи (г/д-г') является случайной величиной.

Известно, что сопротивления г/ и г2; зависят от давления начала впрыскивания топлива дополнительной форсунки Рв и частоты вращения кулачкового валика ТНВД - п*.

Зависимости цикловых подач форсунок РСТ дизеля 44 11/12,5 от частоты вращения кулачкового валика ТНВД и давления начала впрыскивания представлены на рис. 14 и 15.

Из рис. 14 и 15 видно, что с увеличением давления начала впрыскивания Рв, а так же с увеличением частоты вращения пк кулачкового валика ТНВД подача топлива дополнительной форсункой уменьшается.

roc НАционллкилы ммиогем

c-fl««m»

Рис. 14. Зависимости цикловых подач форсунок РСТ дизеля 44 11/12,5 от частоты вращения кулачковето валика 1НВД

—г-— ——!—•-

Шгатше;форсунки

;

.....л< •

Допил ■игепьная г форсуша ^1

6 8 10 12 14 Рв.МПа

Рис. 15. Зависимости цикловых подач форсупок РСТ дизеля 44 11/12,5 от давления начала впрыскивания топлива

С целью изучения влияния конструктивных особенностей исследуемых средств снижения токсичных веществ в ОГ дизеля на технико-экономические показатели двигателя 44 11/12,5 исследовались его нагрузочные характеристики. Результаты экспериментального исследования изменения основных показателей рабочего процесса дизеля с ССТВ, представлены на рис. 16 и рис. 17 графиками зависимостей изменения перепада давления по ССТВ, часового расхода топлива, коэффициента избытка воздуха и часового расхода ОГ дизеля от его эффективной мощности при частоте вращения 1800 мин '.

С рветом Щач^нищ эффективной мощности перепад давления ОГ по СФ, вызванный ещ.щюдинамическим сопротивлением, изменяется от 678 !

к 1—

мм.в.ст. до 866 мм.в.ст. На режиме со значением эффективной мощности дизеля 30 кВт перепад давления СФ в 1,06 раза выше чем перепад давления при работе дизеля с ТН, но в 1,48 раз меныпе, чем перепад давления при работе дизеля с ЭТКН.

Ар/100 мм в ст., вт кгЛ а

9 7, 5

4;

3

2 ------------ ---------- ------------

0 5 10 15 20 25 ЗОЫе кВт

Рис. 16 Зависимость перепала давления Ар по ССТВ, часового расхода топлива О) и коэффициента избытка воздуха а 01 эффективной мощности \е дизеля 44 11/12,5 при его работе на режиме нагрузочной характеристики (п = 1800 мин"1) Л - СФ; * - ТН; о - ЭТКН

Т/10, К, С/10, кг/ч 45

40

35

30

25

21

0 5 10 15 20 25 30 кВт

Рис. 17. Изменение часовою расхода воздуха вв, температуры на входе 11 и выходе 'Гг ССТВ от эффективной мощности № дизеля 44 11/12.5 при его работе по нагрузочной характеристике (п = 1800 мин"')- Л - СФ; * - ТН; о - ЭТКН

С ростом значений эффективной мощности дизеля с СФ его часовой расход топлива, при частоте вращения 1800 мин"1, изменяется от 3,27 кг/ч до 6,8 кг/ч. При сравнении изменений часового расхода топлива дизеля при его работе с СФ, ТН и ЭТКН видно, что значения отношений показателей

часовых расходов дизеля между собой, соответствует значениям отношений соответствующих перепадов газодинамического давления.

Приведенная зависимость температуры ОГ от загрузки дизеля (рис. 17) показывает, что температура на выходе из ТН и СФ превышает температуру ОГ на входе в устройства. Это объясняется экзотермическими реакциями внутри ССТВ, протекающими с выделением тепла. Повышение температуры ОГ составляет в среднем 10...20 °С, что практически не отражается на эксплуатационных характеристиках дизеля.

Исследование дымности ОГ дизеля, при соответствующем пересчете по шкале Хартриджа, позволяет определить величину концентрации сажевых частиц и массу сажи в ОГ. Исследование дымности на входе и выходе ССТВ необходимо для оценки эффективности очистки ОГ от сажи при работе дизеля 44 11/12,5 на различных скоростных и нагрузочных режимах. Результаты исследования дымности ОГ на входе и выходе СФ представлены на рис. 18.

Рис. 18. Изменение дымности ОГ на входе Deux и выходе Пс,Ых СФ от эффективной мощности Ne при работе дизеля 44 11/12,5 по нагрузочным характеристикам (п=1600, 1800 и 2000 мин"1): о, * - экспериментальные значения, соответственно, на входе и выходе СФ; - расчетные по ММ

Анализ графиков на рис. 18 показывает, что с ростом эффективной мощности Ne дизеля от 0 до 10... 12 кВт дымность D ОГ изменяется незначительно 13...15% (при п=1800, 2000 мин"1). Дымность ОГ резко возрастает с интенсивностью примерно 1...2 %/кВт при мощности Ne более 12 кВт, и изменяется от 13...15% до 50...53% (при n = 1800...2000 мин"1).

На рис. 19 показано изменение дымности дизеля от нагрузки при использовании штатной топливной аппаратуры и РСТ. Увеличение дымности наблюдается на режимах работы двигателя, близких к номинальному.

1 -i-> >—-Г-

0 5 10 15 20 25

30 Ne, кВт

Рис. 19. Зависимость показателя дымности ОГ дизеля 44 11/12,5 от эффективной мощности о - РСТ; * - штатная топливная аппаратура

Рис. 20. Изменение концентрации оксида углерода Ссо в ОГ на входе и выходе СФ от эффективной мощности дизеля Ne: о - результаты измерений на входе и * выходе СФ; -результаты расчета по ММ; 1,4-п= 1600 мин"1; 2,5 - п = 1800 мии"1; 3,6 - п =2000 мин"1

Из рис. 19 видно, что при работе дизеля с РСТ на режиме холостого хода и малых нагрузок (до 15%) происходит увеличение дымности при работе дизеля с РСТ в среднем на 3...5%. Однако, с ростом эффективной мощности двигателя наблюдается повышение эффективности РСТ по снижению дымности. Так, при работе двигателя на режимах, близких к номинальному, дымность работы дизеля с РСТ снижается на 10...30% по сравнению со штатной аппаратурой. Снижение дымности объясняется улучшением качества распыла во впускном трубопроводе, т.е. смесь

предварительно готовится в этом трубопроводе, где она получается достаточно гомогенной. Это сказывается на совместной работе дополнительной и штатной форсунок. Следовательно, РСТ в делом способствует снижению дымности при работе дизеля.

Результаты экспериментального исследования и моделирования зависимостей показателей концентрации оксида углерода ССо в ОГ на входе и выходе СФ дизеля 44 11/12,5 показаны на рис. 20.

Из анализа графиков на рис. 20 видно, что закономерность изменения концентрации оксида углерода в ОГ имеет вид параболической зависимости от эффективной мощности дизеля Ne.

Одним из наиболее эффективных средств снижения концентраций оксидов азота в ОГ дизеля является применение разделенной системы топливоподачи. Как видно из графиков на рис. 21 снижение концентрации NOx в ОГ дизеля происходит во всем диапазоне загрузки двигателя, а также на различной частоте вращения коленчатого вала. При загрузке дизеля, равной 30% и выше, концентрация NOx снижается в среднем на 60...70%. Это объясняется снижением максимальной температуры цикла в цилиндре дизеля, а, как известно оксиды азота имеют термическую природу образования. При частоте вращения коленчатого вала двигателя п — 1600 мин"1 и малых нагрузках до 7 кВт коэффициент очистки по NOx при использовании РСТ составляет более 80%. Минимальный коэффициент очистки по NOx наблюдается при нагрузках 30...35 кВт и составляет при п = 1800 мин'! 40%.

Рис 21. Зависимости концентраций оксидов азота CNox в ОГ дизеля 44 11/12,5 от эффективной мощности Nc: о - РСТ; * - штатная топливная аппаратура

Результаты оптимизаций антидымной присадки и разделенной системы топливоподачи представлены графиками на рис. 22 и 23.

При оптимизации показателей работы антидымной присадки на основе гидрокевда железа (III) использовалась математическая модель, которая удовлетворительно описывает изменение дымности Dor от

эффективной мощности дизеля Не и концентрации присадки СР в зоне с диапазонами по мощности 7.. .42 кВт и по концентрации 1... 15 ррт.

Как следует из графиков на рис. 22 минимальная дымность отработавших газов дизеля соответствует концентрации присадки в топливе Ср = 4,5 ррт.

а)

с, р ррт ■V '

12 10 / --- ч К'. \

8 х _ Ч ч\ - ^ -\ \\\

6 4 ' / / f / / / ' ' ; \ Л \ ( \\\v'v J J ' 1 1 . • Y\4 i '.ЦП1

2 г-.

10 15 20 25 Ne.KBT

б)

Рис 22. Зависимость дымности Dor от эффективной мощности дизеля Ne и концентрации присадки Ср: а) - трехмерная зависимость: б) - контурный график линий равного значения дымности Dor

Оптимальные соотношения между параметрами разделенной системы топливоподачи: давлением начала впрыскивания топлива Рв

дополнительной (5-й) форсункой и частотой вращения кулачкового валика п„ ТНВД, обеспечивающими значительное снижение неравномерности цикловой подачи РСТ (минимальные значения квадрата дисперсии относительных значений суммарных гидравлических сопротивлений цепи О(го)2/1ХГ1)2) представлены на рис. 23 (стрелками на нижнем графике). Так, например, минимальная неравномерность цикловой подачи РСТ при частоте вращения кулачкового валика ТНВД пк = 700 мин"1 будет соответствовать давлению начала впрыска топлива Рв = 10... 12 МПа.

Рис 23. Зависимость квадрата дисперсии относительных значений суммарных гидравлических сопротивлений цепи, при параллельном соединении форсунок РСТ от давления начала впрыскивания топлива Рв и частоты вращения кулачкового валика пк ГНВД: а) - трехмерная зависимость; б) - контурный график линий равного значения

дисперсии

В шестой главе «Технико-экономическая и экологическая оценка эффективности разработанных средств снижения токсичных веществ в ОГ дизеля» рассчитана суммарная годовая токсичность дизеля с ССТВ на различных скоростных и нагрузочных режимах и величина снижения экологического ущерба в результате применения средств очистки ОГ на дизеле.

На основании типовой методики рассчитаны годовые экономические эффекты от применения средств снижения токсичных веществ на дизелях мобильной техники, которые составили от 2458 до 4261 рубля на один трактор в год.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ технической и научной литературы позволил установить, что в окружающую среду с отработавшими газами при эксплуатации дизелей мобильной сельскохозяйственной техники ежегодно в Российской Федерации выбрасывается до 5 млн. тонн вредных веществ токсического действия, главными из которых являются сажа и оксиды азота. В настоящее время одними из наиболее перспективных и эффективных средств снижения токсичных веществ в ОГ дизелей являются системы рециркуляции и разделенной топливоподачи, антидымные присадки в топливо, сажевые фильтры и нейтрализаторы.

2. Разработаны математические модели основных рабочих процессов в дизеле и средствах снижения токсичных веществ. Предложена модель тепловыделения в цилиндре дизеля, учитывающая влияние различных средств снижения токсичных веществ на рабочий процесс двигателя и его токсические характеристики. Построены расчетяо-экспериментальные зависимости, позволяющие оценить конструктивные параметры закручивающего устройства сажевого фильтра и системы рециркуляции для любых значений углов установки его лопаток. Конструкции разработанных средств снижения токсичных веществ защищены патентами РФ № 2119065, 2158845, 2183751, 2251016 и положительным решением о выдаче патента РФ № 2004107477/04(007788).

3. В результате проведенных исследований разделенной системы топливоподачи получены основные статические показатели гидродинамического процесса топливоподачи для каждого эксплуатационного режима работы дизеля С РСТ, рассмотрено их взаимное влияние. Отмечено значительное снижение гидравлических сопротивлений РСТ в 1,5...3 раза в сравнении с гидравлическими сопротивлениями штатной топливной аппаратуры.

4. Анализ результатов экспериментальных исследований показал эффективность разработанных средств по сттиженито токсичности и дымности отработавших газов дизеля. Данные средства позволяют снизить

выбросы дизелем сажевых частиц - на 55...70%, N0^ - на 60...70%, СО -на 40. ..45%, уровень шума - до 7%.

5. В результате проведенной параметрической оптимизации получены оптимальная зависимость давления начала впрыска топлива дополнительной форсункой Рв и частоты вращения кулачкового валика ТНВД nk на различных эксплуатационных режимах дизеля с разделенной системой топливоподачи; оптимальные значения конструктивных параметров сажевого фильтра: длина фильтрующего пакета Ьф = 0,14 м и его диаметр d = 0,15 м; оптимальные размеры циклона термического нейтрализатора: диаметр Д, = 0,12 м, длина циклона L = 0,2 м; оптимальная концентрация присадки в топливе Ср = 4,5 ррш.

6. Получена расчетная зависимость для определения суммарной годовой токсичности дизеля с ССТВ в условиях реальной эксплуатации машинно-тракторного агрегата, позволяющая оценить эффективность средств очистки отработавших газов, разрабатываемых для мобильной сельскохозяйственной техники.

7. Расчетные годовые экономические эффекты от применения разработанных средств снижения токсичных веществ на дизелях мобильной техники составили от 2458 до 4261 рубля на один трактор в год.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Истомин C.B. К проблеме снижения токсичности отработавших газов тракторных дизелей / В.И. Цыпцын, В.А. Стрельников, В.А. Амельченко, C.B. Истомин // Механизация, организация и технология производства: Сб. науч. работ. Саратов: Сарат. гос. с.-х. акад., 1994. С. 8084 (0,3/0,1 пл.).

2. Истомин C.B. Снижение токсичности автотракторных дизелей путем применения каталитических нейтрализаторов / В.И. Цыпцын, В.А. Стрельников, В.А. Амельченко, C.B. Истомин // Механизация, организация и технология производства: Сб. науч. работ. Саратов: Сарат. гос. с.-х. акад., 1994. С. 85-88 (0,4/0,1 пл.).

3. Истомин C.B. Перспективы снижения токсичности отработавших газов автотракторной техники в сельском хозяйстве / В.И. Цыпцын, В.А. Стрельников, Г.М. Легошин, C.B. Истомин, A.A. Гусаков // Эффективность использования и повышения работоспособности тракторной техники в сельском хозяйстве: Сб. науч. работ. Саратов: Сарат. гос. с.-х. акад., 1995. С. 184-186(0,3/0,1 п.л.).

4. Истомин C.B. Проблема разработки оценочного комплексного показателя экономической опасности окружающей среды и антропогенных объектов / Г.М. Легошин, C.B. Истомин, В.И. Цыпцын, A.A. Гусаков // Эффективность использования и повышения работоспособности

тракторной техники в сельском хозяйстве: Сб. науч. работ. Саратов: Сарат. гос. с.-х. акад., 1995. С. 187-192 (0,4/0,1 п.л.).

5. Истомин C.B. Термическая и каталитическая очистка отработавших гаюв дизелей / В.А. Стрельников, В.И Цыпцын, СВ. Истомин // Технологическое формирование качеспи дсмалей при восстановлении и упрочнении: Межвуч науч. сб Саратов: Сарат гос. техн ун-т, 1996 С 67-70(0,4/0,1 пл.)

6. Истомин C.B. Сажевые фильтры для ли ¡елей / В.А. Стрельников, В.И. Цыпцын, СВ. Истомин // Технологическое формирование качества деталей при восстановлении и упрочнении Мсжвуз науч сб. Саратов. С арак юс. техн. ун-т, 1997. С. 110-111 (0,3/0,1 п.ч)

7 Истомин С В Термический нейтрали за юр с сажевым филы ром Д!я дизеля // Технологическое формирование качества деталей при восстановлении и упрочнении: Межвуз. науч. сб. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 1997,- С. 114-118 (0,3 п.л.).

8. Истомил C.B. Теоретическое обоснование конструкции термического нейтрализатора с сажевым фильтром для дизеля // Улучшение эксплуатации машинно-тракторного парка: Сб. науч. тр. Саратов: Сарат. гос. с.-х. акад., 1997. С. 175-180 (0,37 п.л.).

9. Истомин C.B. Каталитическая очистка отработавших газов автотракторных дизелей / В.И. Цыпцын, В.А. Стрельников, C.B. Истомин // Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания в АПК СНГ: Матер, межгос. науч.-техн. семинара. Вып. 9, Саратов: Сарат. гос. ун-т, 1997. С. 3-5 (0,2/0,1 пл.).

10. Истомин C.B. Основные направления снижения вредного воздействия мобильной техники на окружающую среду / В.И. Цыпцын, В.А. Стрельников, C.B. Истомин, М.В. Коробова // Совершенствование механических средств в растениеводстве : Сб. науч. тр. Саратов: Сарат. гос. агр. ун-т им. И.И. Вавилова, 1998. С. 242-246 (0,31/0,1 п.л.).

11. Истомин C.B. Расчетное обоснование тепловой изоляции корпуса термического нейтрализатора отработавших газов дизеля / В.И. Цыпиын, В.А. Стрельников, C.B. Истомин, М.В. Коробова // Совершенствование механических средств в растениеводстве: Сб. науч. тр. Саратов: Сарат. гос. атр. ун-т им. Н.И. Вавилова, 1998. С. 247-252 (0,38/0,1 п.л.).

12. Истомин C.B. Устройство для снижения токсичности отработавших газов дизеля / C.B. Истомин, В А. Стрельников, В.И. Цыпцын // Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания в АПК СНГ: Матер, межгос. науч.-техн. семинара. Вып. 10. Саратов: Сарат. гос. агр. ун-т им. Н.И. Вавилова, 1998. С. 88-91 (0,25/0,09 п.л.).

13. Истомин C.B. Совершенствование очистки отработавших газов дизелей сельскохозяйственной техники при эксплуатации // Автореферат дисс...канд. техн. наук. Саратов: Сарат. гос. агр. ун-т им. Н.И. Вавилова, 1998. 22 с. (1,0 пл.).

14. Истомин C.B. Сущность процессов, протекающих в термическом нейтрализаторе при работе дизеля / В.А. Стрельников, C.B. Истомин // Повышение эффективности использования и ресурса сельскохозяйственной техники: Сб. науч. работ. Часть 1. Саратов: Сарат. гос. агр. ун-т им. Н.И. Вавилова, 1999. С. 177-180 (0,25/0,12 пл.).

15. Истомин C.B. Применение термического нейтрализатора для снижения токсичности отработавших газов дизеля / C.B. Истомин, В.А. Стрельников, В.И. Цыццын // Повышение эффективности использования и ресурса сельскохозяйственной техники: Сб. науч. работ. Часть 2. Саратов: Сарат. гос. агр. ун-т им. Н.И.Вавилова, 1999. С. 84-89(0,38/0,18 пл.).

16. Истомин C.B. Повышение экологической безопасности мобильной сельскохозяйственной техники // Вопросы научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте и в агропромышленном комплексе: Межвуз. сб. науч. трудов. Самара: СамИИТ, 1999. С. 6-10 (0,22 пл.).

17. Истомин C.B. Некоторые аспекты оптимизации параметров устройств для снижения токсичности отработавших газов дизелей / C.B. Истомин, A.A. Гусаков // Вопросы научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте и в агропромышленном комплексе: Межвуз. сб. науч. трудов. Самара: СамИИТ, 1999. С. 26-27 (0,14/0,10 пл.).

18. Истомин C.B. Повышение экологической безопасности дизелей мобильной сельскохозяйственной техники / C.B. Истомин, В.А. Стрельников, В.И. Цыпцын И Мобильная энергетика, энергосбережение, использование сельскохозяйственной техники и технический сервис, автоматизация и информационные технологии: Науч. труды. Том 133. М.: ВИМ, 2000. С. 46-50 (0,31/0,11 пл.).

19. Истомин C.B. Альтернативные виды топлива для двигателей внутреннего сгорания / В.А. Стрельников, C.B. Истомин, В.И. Цыпцын // Развитие села и социальная политика в условиях рыночной экономики: Матер, международ, науч.-практ. конф. Часть 2. М.: МГАУ им. В.П. Горячкина, 2000. С. 78-80 (0,18/0,06 пл.).

20. Истомин C.B. Снижение выбросов сажи с ОГ дизелей / C.B. Истомин, С.А. Гиевой // Повышение эффективности процессов механизации и электрификации в АПК: Сб. науч. тр. Самара: СГСХА, 2000. < С. 198-201 (0,25/0,12 пл.).

21. Истомин C.B. Разработка перспективных средств очистки отработавших газов автотракторных дизелей / В.И. Цыпцын, В.А. " Стрельников, C.B. Истомин, A.A. Гусаков // Улучшение эксплуатационных показателей двигателей тракторов и автомобилей: Сб. науч. трудов постоянно действующего семинара стран СНГ. СПб.: СПбГАУ, 2000. С. 2225 (0,1/0,02 п.л.).

22. Истомин C.B. Образование сажевых частиц в дизеле / В.И. Цыпцын, В.А. Стрельников, C.B. Истомин, М.Д. Сухиташвили, А.П. Гришин // Совершенствование рабочих процессов и обоснование параметров машин для сельскохозяйственного производства: Сб. науч. тр.

Саратов: Сарат. гос. агр. ун-т им. Н.И. Вавилова, 2000. С. 147-148 (0,12/0,03 п.л.).

23. Истомин C.B. Комплексная система снижения токсичности отработавших газов дизеля / В.И. Цыпцын, В.А. Стрельников, C.B. Истомин, С.А. Гиевой // Совершенствование рабочих процессов и обоснование параметров машин для сельскохозяйственного производства: Сб. науч. тр. Саратов: Сарат. гос. агр. ун-т им. Н.И. Вавилова, 2000. С. 149151 (0,15/0,05 п.л.).

24. Истомин C.B. Способ очистки ОГ дизелей от сажевых частиц / C.B. Истомин, С.А. Гиевой // Повышение эффективности эксплуатации транспорта: Межвуз. науч. сб. Саратов: Сарат. гос. тех. ун-т., 2001. С. 118122 (0,29/0,14 п.л.).

25. Истомин C.B. Исследование дисперсного состава сажевых частиц ОГ и их сепарация в сажевом фильтре / В.И. Цыпцын, C.B. Истомин, С.А. Гиевой // Актуальные проблемы транспорта Поволжья и пути их решения: Межвуз. науч. сб. Саратов: Сарат. гос. тех. ун-т.. 2001. С. 178-182 (0,29/0,1 п.л.).

26. Истомин C.B. Повышение эффективности очистки ОГ дизелей от сажи / В.И. Цыпцын, C.B. Истомин, С.А. Гиевой // Актуальные агроинженерные проблемы АПК: Сб. науч. тр. Самара: СГСХА, 2001. С. 5052 (0,19/0,07 п.л.).

27. Истомин C.B. Оценка количества токсичных выбросов дизелей сельскохозяйственных тракторов при эксплуатации П Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания в АПК СНГ: Матер, межгосуд. науч.-техн. семинара. Вып. 12. Саратов: Сарат. гос. агр. ун-т им. Н.И. Вавилова, 2001. С. 35-36 (0,13 п.л.).

28. Истомин C.B. Особенности параметрической оптимизации нейтрализаторов отработавших газов ДВС / В.А. Стрельников, В.И. Цыпцын, C.B. Истомин // Совершенствование надежности сельскохозяйственной техники при эксплуатации и ремонте: Сб. науч. работ. Саратов: Сарат. гос. агр. ун-т им. Н.И. Вавилова, 2001. С. 112-115 (0,15/0,05 п.л.).

29. Истомин C.B. Современные тенденции снижения токсичности отработавших газов дизелей / В.А. Стрельников, C.B. Истомин, А.И. Чербаев // Повышение эффективности процессов механизации и электрификации в АПК: Сб. науч. работ. Саратов: Сарат. гос. агр. ун-т им. Н.И. Вавилова, 2001. С. 124-126 (0,25/0,1 п.л.).

30. Истомин C.B. Перспективы применения альтернативных топлив и присадок к ним для уменьшения токсичных выбросов ДВС / В.А. Стрельников, C.B. Истомин, А.И. Чербаев // Повышение эффективности эксплуатации транспорта: Межвуз. науч. сборник. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2001. С. 112-115 (0,25/0,1 п.л.).

31. Истомин C.B. Повышение эффективности очистки отработавших газов в дизелях / В.А. Стрельников, C.B. Истомин, В.И. Цыпцын //

Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2001. №12. С. 8-10 (0,3/0,1 пл.).

32. Истомин C.B. Снижение дымности отработавших газов дизелей путем введения присадок в топливо / В.Л. Стрельников, C.B. Истомин, А.И. Чербаев // Диагностика, надежность и ремонт машин: Сб. науч. трудов. М.: МГАУ им. В.П. Горячкина, 2001. С. 17-19 (0,1/0,05 пл.).

33. Истомин C.B. Применение гидроксида железа (Ш) в качестве антидымной присадки к дизельному топливу / А.И. Чербаев, C.B. Истомин,

B.А. Стрельников, И.А. Никифоров // Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания в АПК СНГ: Матер, межгос. науч.-техн. семинара. Вып. 14. Саратов: Сарат. гос. агр. ун-т им. Н.И. Вавилова, 2002. С. 75-77 (0,15/0,05 пл.).

34. Истомин C.B. Влияние эксплуатационных факторов на токсичность ОГ дизелей / В.И. Цыпцын, C.B. Истомин, С.А. Гиевой // Проблемы экономичности и эксплуатации ДВС в АПК СНГ: Матер, межгос. науч.-техн. семинара. Вып. 13. Саратов: Сарат. гос. агр. ун-т им. Н.И. Вавилова, 2002. С. 50-52 (0,19/0,07 пл.).

35. Истомин C.B. Исследование дисперсного состава сажевых частиц ОГ и их сепарация в сажевом фильтре / C.B. Истомин, С.А. Гиевой // Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания в АПК СНГ: Матер, межгос. науч.-техн. семинара. Вып. 14. Саратов: Сарат. гос. агр. ун-т им. Н.И. Вавилова, 2002. С. 54-56 (0,19/0,1 ¿гл.).

36. Истомин C.B. Повышение эффективности очистки отработавших газов дизеля от сажи / C.B. Истомин, С.А. Гиевой // Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания в АПК СНГ: Матер, межгос. науч.-техн. семинара. Вып. 14. Саратов: Сарат. гос. агр. ун-т им. Н.И. Вавилова, 2002. С. 56-60 (0,31/0,16 пл.).

37. Истомин C.B. Новые направления повышения экологической безопасности ДВС / В.А. Стрельников, C.B. Истомин // Улучшение эксплуатационных показателей двигателей, тракторов и автомобилей: Сб. науч. трудов межд. науч.-техн. конференции. СПб.: СПбГАУ, 2002. С. 191192 (0,1/0,05 пл.).

38. Истомин C.B. Влияние технического состояния ДВС на токсичность ОГ / В.И. Цыпцын, C.B. Истомин, С.А. Гиевой // Совершенствование машиноиспользования и технологических процессов в АПК: Сб. науч. тр. Самара: СГСХА, 2002. С. 72-73 (0,12/0,04 пл.).

, 39. Истомин C.B. Применение системного анализа в разработке модели рабочих процессов сажевого фильтра / В.И. Цыпцын, C.B. Истомин,

C.А. Гиевой // Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания: Матер, межгос. науч.-техн. семинара. Вып. 15. Саратов: Сарат. гос. агр. ун-т им. Н.И. Вавилова, 2003. С. 54-57 (0,25/0,09 пл.).

40. Истомин C.B. Экологическая безопасность дизелей / В.А. Стрельников, C.B. Истомин // Автомобильный транспорт. 2003. №9. С. 4244 (0,4/0,2 п.л.).

41. Истомин C.B. Снижение токсичных выбросов автотракторных ДВС / В.И. Цыпцын, В.А. Стрельников, C.B. Истомин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2003. №4. С. 22-23 (0,3/0,1 пл.).

42. Истомин C.B. Снижение токсичных выбросов автотракторных дизелей / В.А. Стрельников, C.B. Истомин, В.И. Цыпцын // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2003. №10. С. 6-8 (0,3/0,1 п.л.).

43. Истомин C.B. Оптимизация процесса выгорания сажи в цилиндрах дизеля путем введения присадки в топливо / C.B. Истомин, В.А. Стрельников, А.И. Чербаев // Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания в АПК СНГ: Матер. Межгос. науч.-техн. семинара. Вып.16. Саратов: Сарат. гос. агр. ун-т им. Н.И. Вавилова, 2004. С. 160-163 (0,2/0,05 п.л.).

44. Истомин C.B. Система рециркуляции отработавших газов дизеля / В.И. Цыпцын, C.B. Истомин, A.A. Петров // Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания в АПК СНГ: Матер, межгос. науч.-техн. семинара. Вып.16. Саратов: Сарат. гос. агр. ун-т им. Н.И. Вавилова, 2004. С. 104-107 (0,25/0,1 п.л.).

45. Истомин C.B. Каталитические нейтрализаторы и сажевые фильтры для дизелей / В.А. Стрельников, C.B. Истомин И Автомобильный транспорт. 2005. №1. С. 42-44 (0,33/0,17 пл.).

46. Истомин C.B. Совершенствование очистки отработавших газов в выпускной системе дизеля // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. 2005. №2. С.47-51 (0,4 пл.).

47. Истомин C.B. Совершенствование подходов к моделированию процессов, протекающих в средствах снижения токсичных веществ в отработавших газах дизелей // Ульяновские чтения - 2005: Матер, межд. науч.-практ. конференц. Саратов: Сарат. гос. агр. ун-т им. Н.И. Вавилова, 2005. С. 33-37 (0,3 пл.).

48. Истомин C.B. Средства для снижения дымности отработавших газов дизелей // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2005. №6. С. 11-13(0,3 пл.).

49. Совершенствование средств снижения токсичных веществ в отработавших газах дизелей / Истомин C.B., Цыпцын В.И. Саратов: Поволж. межрег. учебн. центр, 2005.188 с. (10,5/7,6 пл.).

50. Истомин C.B. Устройство для рециркуляции отработавших газов дизеля / В.И. Цыпцын, C.B. Истомин, A.A. Петров // Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания: Матер, межгос. науч.-техн. семинара. Вып. 17. Саратов: Сарат. гос. агр. ун-т им. Н.И. Вавилова, 2005. С. 147-152 (0,35/0,2 пл.)

51. Истомин C.B. Снижение оксидов азота в отработавших газов дизеля путем их рециркуляции / C.B. Истомин, A.A. Петров // Проблемы

экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания: Матер, межгос. науч.-техн. семинара. Вып. 17. Саратов: Сарат. гос. агр. ун-т им. Н.И. Вавилова, 2005. С.142-146 (0,3/0,15 пл.)

52. Патент РФ № 2119065. Термический нейтрализатор отработавших газов дизеля / В.И. Цыпцын, В.А. Стрельников, C.B. Истомин. Заявл. 03.12.96. Опубл. 20.09.98. Бюл. №26 (0,25/0,1 пл.).

53. Патент РФ № 2158845. Система разделенной топливоподачи дизеля / В.И. Цыпцын, Г.М. Легошин, A.A. Гусаков, C.B. Истомин. Заявл. 17.02.99. Опубл. 10.11.2000. Бюл. №31(0,38/0,1 пл.).

54. Патент РФ № 2183751. Фильтр для очистки отработавших газов дизеля / В.И. Цыпцын, C.B. Истомин, С.А. Гиевой. Заявл. 14.12.2000. Опубл. 20.06.01. Бюл. № 17 (0,35/0,15 пл.).

55. Патент РФ № 2251016. Устройство для рециркуляции отработавших газов / В.И. Цыпцын, C.B. Истомин, A.A. Петров. Заявл. 23.06.03. Опубл. 27.04.05. Бюл. № 12 (0,35/0,15 пл.).

* По работе опубликованы в рекламных целях информационные листки объемом - 0,9 пл., а также тезисы докладов объемом - 1,7 пл.

Подписано в печать 15.07.05. Формат 60x84 1/\6.

Печ. л. 2,00. Тираж 100 экз. Заказ № №

Издательство Поволжского межрегионального учебного центра 410033, Саратов, ул. Международная, 34

Типография Поволжского межрегионального учебного центра 410033, Саратов, ул. Международная, 34

! \

\

Í

4

№14 6 9 8

РНБ Русский фонд

2006-4 10257

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ, ПРИНЯТЫЕ В РАБОТЕ.

ВВЕДЕНИЕ. ф 1. ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Масштабы и факторы воздействия автотракторного парка на природную среду.

1.2. Состав и образование основных токсичных компонентов отработавших газов дизелей.

1.3. Токсичность основных компонентов отработавших газов дизелей.

1.4. Оценка и нормирование вредных выбросов дизелей. 1.4.1. Отечественные и международные природоохранные стандарты.

1.4.2. Методы и приборы для анализа отработавших газов.

1.5. Основные направления снижения вредных выбросов дизелей при эксплуатации.

1.5.1. Средства воздействия на рабочий процесс двигателя.

1.5.2. Средства очистки отработавших газов в выпускной системе двигателя.

1.6. Выводы. Цель и задачи исследования. 2. ОБЩАЯ МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Программа исследований.

2.2. Методика теоретических исследований.

2.3. Методика экспериментальных исследований.

2.3.1. Оборудование и приборы для экспериментальных исследований.

2.3.2. Особенности используемых методик экспериментальных исследований.

2.3.3. Тарировка приборов и оборудования, оценка точности и ошибок экспериментальных исследований.

2.4. Выводы.

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЕ

РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ ДИЗЕЛЯ И СРЕДСТВ СНИЖЕНИЯ ТОКСИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ.

3.1. Модели рабочих процессов в цилиндре дизеля.

3.1.1. Модели индикаторного процесса дизеля.

3.1.2. Модель тепловыделения в цилиндре дизеля с различными средствами снижения токсичных веществ.

3.2. Теоретическое обоснование и моделирование средств воздействия на рабочий процесс дизеля.

3.2.1. Устройство и принцип работы разделенной системы ф топливоподачи дизеля.

3.2.2. Моделирование разделенной системы топливоподачи дизеля.

3.2.3. Определение цикловой подачи топлива при использовании разделенной системы топливоподачи.

3.2.4. Устройство и принцип работы системы рециркуляции отработавших газов дизеля.

3.2.5. Модели молекулярных теплоемкостей.

3.2.6. Выбор химического соединения для антидымной присадки, способ ее получения.

3.2.7. Теоретическое обоснование механизма действия антидымной присадки на основе гидроксида железа (III).

3.3. Теоретическое обоснование и моделирование процессов в средствах очистки отработавших газов в выпускной системе дизеля.

3.3.1. Устройство и принцип работы термического нейтрализатора.

3.3.2. Функциональная схема моделирования процессов в термическом

Ф нейтрализаторе.

3.3.3. Анализ возможных химических реакций в термическом нейтрализаторе и их кинетика.

3.3.4. Тепловой баланс термического нейтрализатора, определение оптимальной толщины его теплоизоляции.

Ф 3.3.5. Сепарация сажи в циклоне термического нейтрализатора.

3.3.6. Параметры газодинамического сопротивления термического нейтрализатора.

3.3.7. Устройство и принцип работы сажевого фильтра.

3.3.8. Функциональная схема моделирования процессов в сажевом фильтре.

3.3.9. Математическая модель движения потока отработавших газов в сажевом фильтре.

• 3.3.10. Модель динамики движения и сепарации сажи в закрученном потоке сажевого фильтра.

--- - 3.3.11. Моделирование дисперсного состава сажи в отработавших газах дизеля.

3.4. Оценивание параметров, точности и адекватности разработанных математических моделей.

3.5. Выводы.

4. ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ СРЕДСТВ СНИЖЕНИЯ ТОКСИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУММАРНОЙ ГОДОВОЙ ТОКСИЧНОСТИ ПРИ ИХ УСТАНОВКЕ НА ДВИГАТЕЛЬ

4.1. Задачи параметрической оптимизации средств снижения токсичных веществ.

4.2. Формирование критериев эффективности и оптимальности средств снижения токсичных веществ.

4.3. Моделирование суммарной годовой токсичности дизеля, ф оборудованного средствами снижения токсичных веществ, в условиях эксплуатации.

4.4. Выводы.

5. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССОВ, ПРОТЕКАЮЩИХ В СРЕДСТВАХ СНИЖЕНИЯ ТОКСИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ.

5.1. Процессы сгорания в цилиндре дизеля с различными средствами снижения токсичных веществ.

5.2. Газодинамические процессы в средствах очистки отработавших газов.

5.2.1. Газодинамическое сопротивление.

5.2.2. Особенности распределения и неравномерности потока отработавших газов.

5.3. Гидравлические характеристики разделенной системы топливоподачи.

5.4. Исследование показателей эффективности дизеля с различными средствами снижения токсичных веществ.

5.4.1. Дымность отработавших газов.

5.4.2. Концентрации оксида углерода.

5.4.3. Концентрации оксидов азота.

5.4.4. Результаты измерений уровня шума дизеля с сажевым фильтром.

5.5. Результаты параметрической оптимизации средств снижения токсичных веществ.

5.6. Результаты эксплуатационных исследований.

5.7. Выводы.

6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА

ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗРАБОТАННЫХ СРЕДСТВ СНИЖЕНИЯ ТОКСИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ.

6.1. Суммарная годовая токсичность выбросов дизеля с различными ф средствами снижения токсичных веществ в условиях эксплуатации.

6.2. Оценка технико-экономических и экологических показателей средств снижения токсичных веществ.

Состояние атмосферного воздуха, от которого зависят климат и биосфера Земли, является определяющим фактором для жизни человека, существования животного и растительного мира, плодородия почвы. В современных условиях развития человеческого общества все большее внимание уделяется качественному улучшению ресурса атмосферного воздуха и его охране.

Значительное загрязнение атмосферы происходит при получении различных видов энергии. На сегодняшний день наиболее распространенными источниками механической энергии для транспортных средств являются двигатели внутреннего сгорания (ДВС). При эксплуатации ДВС в атмосферу с отработавшими газами (ОГ) выбрасывается ряд токсичных соединений, что ведет к значительным изменениям в биосфере. В большей степени этому подвержены места концентрации автотракторной техники из-за локального загрязнения атмосферы. Сейчас в мире насчитывается около 1,5 млрд единиц автотракторной техники и ее количество увеличивается на 50 млн единиц в год [1].

Токсичные вещества, содержащиеся в ОГ автотракторных двигателей, могут сохраняться в атмосфере в течение длительного времени и переноситься на значительные расстояния. Атмосферный воздух можно рассматривать как вторичный реактор дообразования вредных веществ, токсичность которых в некоторых случаях значительно превышает токсичность первичных компонентов. Например, при переходе оксида азота (II) в оксид азота (IV) в атмосферном воздухе масса вредного вещества возрастает в 1,5 раза, а токсическое действие - в 7 раз [2].

Большую роль в загрязнении атмосферного воздуха играют дизели, которые по-прежнему остаются наиболее эффективными в энергетическом смысле -епловыми машинами. Так при сгорании 1 кг дизельного топлива выделяется 80.100 г токсичных компонентов (20.30 г оксида углерода (II), 20. .40 г оксидов азота, 4.10 г углеводородов, 10. .30 г оксидов серы, 0,8. 1,0 г альдегидов, 3.5 г сажи и др.) [3]. Имея значительно меньшие, по сравнению с бензиновыми двигателями, выбросы СО и углеводородов, ОГ дизелей обладают достаточно высокой токсичностью из-за повышенного содержания оксидов азота, сажи и альдегидов. Эти выбросы попадают на растения и почву, снижают урожайность, ухудшают качество сельскохозяйственной продукции, оказываются в организмах животных и людей, в потребляемой ими пище.

Помимо отработавших газов одним из наиболее опасных параметрических загрязнений окружающей среды является транспортный шум. Вопросы борьбы с шумом в настоящее время приобретают социальное значение, так как человек находится в условиях постоянного дискомфорта на транспорте, производстве и быту. Транспортный шум имеет значительно больше негативных последствий для населения, чем производственный или бытовой шум, так как сфера его действия значительно шире, а физические параметры, характеризующие влияние шума на организм человека, несравнимо выше [4, 5].

В последнее время в связи с ростом парка дизельной автотракторной техники вводятся все более жесткие нормы на выбросы токсичных компонентов с ОГ. При этом необходимо отметить, что нормы по токсичности и дымности ОГ двигателей, принимаемые в Российской Федерации значительно отстают от аналогичных норм в США и Европейских странах. Так, Европа с 1 января 2005 года перешла на нормы «Еиго-4», а в России введение норм «Еиго-2» ожидается не раннее 1 января 2006 года (несмотря на то, что содержание токсичных соединений по нормам «Еиго-2» и «Еиго-4» различается в два и более раза).

Большинство автотракторных дизелей, выпускаемых серийно и эксплуатирующихся в настоящее время в РФ, могут соответствовать пр , выбросам нормам «Еиго-2» и выше только при . реализации дополнительных мероприятий, направленных на снижение их токсичности и дымности.

Существуют различные средства снижения токсичности и дымности ОГ автотракторных дизелей в эксплуатации, которые можно разделить на две группы: «Средства воздействия на рабочий процесс двигателя» и «Средства очистки ОГ в выпускной системе». Как показывает мировая и отечественная практика, в настоящее время одними из наиболее перспективных и эффективных средств снижения токсичных веществ в ОГ дизелей являются системы рециркуляции и разделенной топливоподачи, антидымные присадки в топливо, сажевые фильтры и нейтрализаторы. Это подтверждают доклады крупнейших мировых производителей автотракторной техники, посвященные совершенствованию и оптимизации вышеперечисленных средств, на Международном конгрессе «Автомобили и двигатели - новейшие достижения» (Германия, г. Аахен, октябрь, 2004 г.) [6].

Основная проблема, поставленная в диссертации, - разработка комплекса мероприятий, обеспечивающих эффективное снижение вредных выбросов при эксплуатации двигателей внутреннего сгорания.

Проблемная ситуация на данном этапе заключается в том, что широкое использование в агропромышленном комплексе страны тракторов, автомобилей и мобильной сельскохозяйственной техники, как правило, с высокой производительностью, вынуждает применять в качестве силовых установок высокофорсированные дизели, которые имеют повышенную экологическую опасность в силу значительного количества газообразных выбросов и высокой их токсичности, что в свою очередь ведет к значительным изменениям естественных экологических систем. По оценке специалистов, суммарная масса выбросов всех дизелей, находящихся в странах СНГ, составляет 14-18 млн тонн в год [7]. Вредные выбросы чрезвычайно опасно действуют на здоровье людей и животных, приводят к снижению урожайности, продуктивности животноводства, разрушению строительных материалов, повышенным концентрациям вредных веществ в кабинах мобильной техники и помещениях цехов. Поэтому законодательная власть вынуждена ужесточать требования нормативных актов по выбросам токсичных веществ ДВС. В свою очередь применение средств очистки отработавших газов, как правило, приводит к снижению мощностных и экономических показателей дизеля. '

Все это обуславливает необходимость разработки, совершенствования и внедрения средств снижения токсичных веществ в ОГ дизелей (ССТВ), обладающих высокими показателями по очистке и ресурсу работы, а также минимальным воздействием на эксплуатационные показатели мобильной техники.

В настоящее время это является одной из важнейших задач при конструировании и эксплуатации автотракторных дизелей, как в Российской Федерации, так и за рубежом.

Актуальность работы подтверждается тем, что исследования проведены в соответствии с Федеральной программой № 04.01.06. на 20012005 гг., выполняемой совместно с Всероссийским научно-исследовательским и проектно технологическим институтом по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве (ГНУ ВИИТиН, г. Тамбов), научным направлением 1.2.9 «Комплексная региональная программа научно-технического прогресса в АПК Поволжского экономического региона на 20 лет до 2010 г.» (№ гос. регистрации 840005200), региональной научно-технической программой «Повышение уровня механизации АПК Саратовской области», «Концепцией развития АПК Саратовской области до 2005 г.», а также в соответствии с комплексной темой № 5 НИР Саратовского государственного аграрного университета им. Н.И. Вавилова «Повышение

-. надежности и эффективности использования мобильной техники в сельском хозяйстве».

Цель работы. Улучшение экологических показателей автотракторных дизелей воздействием на рабочий процесс двигателя и совершенствованием средств очистки отработавших газов, обеспечивающих эффективное снижение вредных выбросов при эксплуатации двигателей внутреннего сгорания.

Объект исследований. Дизель 44 11/12,5 и его модификации (Д-240, Д-242, Д-243), оборудованный средствами снижения токсичных веществ в отработавших газах.

Предмет исследований. Газодинамические, гидравлические, тепловые и химические процессы, протекающие в средствах снижения токсичных веществ (ССТВ) при работе дизеля на различных скоростных и нагрузочных режимах.

Методика исследований основана на применении современных методов и измерительных приборов. Теоретические исследования выполнялись на основе известных положений законов газовой динамики и тепломассообмена, теории многомерного статистического оценивания и математического моделирования. Индицирование дизеля проводилось измерительно-вычислительным комплексом с интерфейсом КАМАК. Для замера дымности использовали дымомер СМОГ-1, концентрации токсичных компонентов регистрировались газоанализатором TESTO-350, уровень шума измерялся шумомером ВШВ-003-М2. Моделирование процессов в дизеле и ССТВ, их оптимизация, а также обработка экспериментальных данных проводились с помощью современного программного обеспечения (пакеты прикладных программ MATLAB 6.5).

В работе теоретически обоснована и решена научная проблема повышения экологической безопасности автотракторных дизелей с разработкой на основе математического моделирования рабочих процессов в двигателе средств снижения токсичных веществ, пригодных для практического использования, при исследовании и обобщении показателей и характеристик ССТВ, решении задач параметрической оптимизации средств очистки отработавших газов, обеспечивающих их эффективность на различных эксплуатационных режимах.

Научная новизна заключается в комплексном подходе к решению проблемы снижения вредных выбросов дизелей, в результате которого: разработана и обоснована методика моделирования тепловыделения в цилиндре дизеля с различными средствами снижения токсичных веществ; разработаны математические модели гидравлических, тепловых и химических процессов, протекающих в средствах снижения токсичных веществ при работе дизеля; установлены и теоретически исследованы закономерности распределения локальных скоростей потока отработавших газов в элементах конструкций ССТВ, на основании которых разработаны математические модели газодинамического сопротивления потока ОГ, а также динамики движения и улавливания твердых частиц сажи внутри устройств; теоретически обоснованы конструкции эффективных средств снижения токсичных веществ в отработавших газах дизелей; предложены и обоснованы критерии эффективности и оптимальности для параметрической оптимизации средств снижения токсичных веществ в отработавших газах дизеля; разработана методика определения годовой суммарной токсичности дизеля, оборудованного средствами снижения токсичных веществ, с учетом различных скоростных и нагрузочных режимов его работы в условиях эксплуатации.

Практическая ценность работы заключается в разработке эффективных средств снюкения токсичных веществ в отработавших газах дизелей: разделенной системы топливоподачи, системы рециркуляции отработавших газов, антидымной присадки в топливо, термического нейтрализатора и сажевого фильтра, позволяющих снизить выбросы сажевых частиц - на 55.70%, NOx - на 60.70%, СО - на 40.45%, уровень шума - до 7%.

Конструкции разработанных средств снижения токсичных веществ защищены патентами РФ № 2119065, 2158845, 2183751, 2251016 и положительным решением о выдаче патента РФ № 2004107477/04(007788).

Результаты исследований могут быть использованы сельскохозяйственными и другими предприятиями АПК России, эксплуатирующими мобильную технику, научно-исследовательскими и конструкторскими организациями при разработке средств снижения токсичных веществ для любых типов дизелей, а также в учебном процессе вузов аграрного образования при изучении дисциплины «Тракторы и автомобили».

Реализация результатов исследований. Экспериментальные средства снижения токсичных веществ, установленные на тракторах МТЗ-80, МТЗ-82 и автомобилях ГАЗ-53А, ГАЗ-3307 (переоборудованные на дизель 44 11/12,5), прошли производственную проверку и приняты к внедрению в ряде хозяйств Саратовской области: ОАО «Аркадакский элеватор» Аркадакского района, ООО «Агро-МТС», ООО «Интеграл», ТОО «Ударник» Лысогорского района, АОКХ «Кольцовское» Калининского района, Учебно-фермерское хозяйство Поволжского межрегионального учебного центра (с. Долгий Буерак, Саратовского района).

Разработанные в диссертации средства снижения токсичных веществ рекомендованы Волгоградским тракторным заводом (ОАО «Тракторная компания «ВгТЗ») к внедрению на тракторных дизелях, а также Министерствам транспорта и дорожного развития Саратовской области -.на дизельном. грузовом транспорте и автобусах в г. Саратове и районных центрах Саратовской области.

Опытный образец нейтрализатора отработавших газов дизеля отмечен дипломом Российской агропромышленной выставки «Золотая осень» (г. Москва, октябрь 2003 г., ВВЦ).

В работе определены и выносятся на защиту следующие научные положения:

1. Теоретические предпосылки решения проблемы повышения экологической безопасности автотракторных дизелей воздействием на рабочий процесс двигателя и применением эффективных средств очистки отработавших газов.

2. Методика моделирования тепловыделения в цилиндре дизеля с ССТВ и математические модели газодинамических, гидравлических, тепловых и химических процессов, протекающих в средствах снижения токсичных веществ при работе дизеля на различных скоростных и нагрузочных режимах.

3. Критерии эффективности и оптимальности для параметрической оптимизации средств снижения токсичных веществ в отработавших газах дизеля.

4. Методика определения годовой суммарной токсичности дизеля с ССТВ в условиях эксплуатации.

5. Результаты комплексных экспериментальных исследований дизелей, оборудованных средствами снижения токсичных веществ, и рекомендации по применению разработанных ССТВ в условиях эксплуатации.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены, обсуждены и одобрены на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Саратовского ГАУ им. Н.И. Вавилова (1996-2005 гг.), на межгосударственных научнотехнических семинарах «Проблемы -экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания в АПК СНГ» (1996-2005 гг.), проводимых ИМЭСХ Саратовского ГАУ им. Н.И. Вавилова, на Международной научно-технической конференции «Поддержание и восстановление работоспособности транспортных средств» (г. Саратов, СГТУ, 1995 г.), на 3-й Международной конференции «Экология. Экологическое образование. Нелинейное мышление» (г. Воронеж, ВГУ, 1997 г.), на Российской научно-практической конференции, посвященной 200-летию Саратовской губернии . «Экология, здоровье и природопользование» (г. Саратов, Саратовская государственная сельскохозяйственная академия, 1997 г.), на Всероссийской конференции «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии» (г. Саратов, СГУ, 1997 г.), на научно-технических конференциях СГТУ (г. Саратов, 1997-2002 гг.), на научной конференции, посвященной 275-летию Российской академии наук (г. Саратов, 1999 г.), на Международной научно-технической конференции «Сельскому хозяйству - техническое обеспечение XXI века» (г. Москва, ВИМ, 2000 г.), на Международной научно-практической конференции, посвященной 70-летию МГАУ им. В.П. Горячкина «Развитие села и социальная политика в условиях рыночной экономики» (г. Москва, 2000 г.), на Международном конгрессе «Автомобили и двигатели -новейшие достижения» (Германия, г. Аахен, 2000 г., 2004 г.), на научно-технических конференциях «Улучшение эксплуатационных показателей двигателей, тракторов и автомобилей» (г. Санкт-Петербург, СПбГАУ, 20022003 гг.), на научно-техническом совете Всероссийского научно-исследовательского и проектно-технологического института по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве (г. Тамбов, ВИИТиН, 2003 г.), на международной научно-практической конференции «Ульяновские чтения» (г. Саратов, СГАУ им. Н.И. Вавилова, 2005 г.).

Публикации. Основные положения диссертации изложены в 55 работах, в том числе в монографии и 4 патентах. Из указанных работ 7 опубликованы в изданиях, поименованных в «Перечне.» ВАК Минобразования и науки РФ. Общий объем опубликованных работ составляет 24,5 печ. л., из них лично автору с учетом долевого участия в коллективных публикациях принадлежит 14,7 печ. л.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 354 страницах, состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка литературы и приложений, содержит 17 таблиц и 109 рисунков. Список литературы включает в себя 262 наименования, из них 18 на иностранных языках.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ технической и научной литературы позволил установить, что в окружающую среду с отработавшими газами при эксплуатации дизелей мобильной сельскохозяйственной техники ежегодно в Российской Федерации выбрасывается до 5 млн. тонн вредных веществ токсического действия, главными из которых являются сажа и оксиды азота. В настоящее время одними из наиболее перспективных и эффективных средств снижения токсичных веществ в ОГ дизелей являются системы рециркуляции и разделенной топливоподачи, антидымные присадки в топливо, сажевые фильтры и нейтрализаторы.

2. Разработаны математические модели основных рабочих процессов в дизеле и средствах снижения токсичных веществ. Предложена модель тепловыделения в цилиндре дизеля, учитывающая влияние различных средств снижения токсичных веществ на рабочий процесс двигателя и его токсические характеристики. Построены расчетно-экспериментальные зависимости, позволяющие оценить конструктивные параметры закручивающего устройства сажевого фильтра и системы рециркуляции для любых значений углов установки его лопаток. Конструкции разработанных средств снижения токсичных веществ защищены патентами РФ № 2119065, 2158845, 2183751, 2251016 и положительным решением о выдаче патента РФ № 2004107477/04(007788).

3. В результате проведенных исследований разделенной системы топливоподачи получены основные статические показатели гидродинамического процесса топливоподачи для каждого эксплуатационного режима работы дизеля с РСТ, рассмотрено их взаимное влияние. Отмечено значительное снижение гидравлических сопротивлений РСТ в 1,5.3 раза в сравнении с гидравлическими сопротивлениями штатной топливной аппаратуры.

4. Анализ- результатов экспериментальных исследований показал эффективность разработанных средств по снижению токсичности и дымности отработавших газов дизеля. Данные средства позволяют снизить выбросы дизелем сажевых частиц - на 55.70%, N0^ - на 60.70%, СО -на 40. .45%, уровень шума - до 7%.

5. В результате проведенной параметрической оптимизации получены оптимальная зависимость давления начала впрыска топлива дополнительной форсункой Рв и частоты вращения кулачкового валика ТНВД Пк на различных эксплуатационных режимах дизеля с разделенной системой топливоподачи; оптимальные значения конструктивных параметров сажевого фильтра: длина фильтрующего пакета Ьф = 0,14 м и его диаметр d = 0,15 м; оптимальные размеры циклона термического нейтрализатора: диаметр Dn = 0,12 м, длина циклона L = 0,2 м; оптимальная концентрация присадки в топливе Ср = 4,5 ррт.

6. Получена расчетная зависимость для определения суммарной годовой токсичности дизеля с ССТВ в условиях реальной эксплуатации машинно-тракторного агрегата, позволяющая оценить эффективность средств очистки отработавших газов, разрабатываемых для мобильной сельскохозяйственной техники.

7. Расчетные годовые экономические эффекты от применения разработанных средств снижения токсичных веществ на дизелях мобильной техники составили от 2458 до 4261 рубля на один трактор в год.

278

1. Петров Б. Компоненты отработавших газов и их влияние на здоровье человека и природу / Автомобильный транспорт.- 1996, № 3.- С. 4445.

2. Беднарский В.В. Экологическая безопасность при эксплуатации и ремонте автомобилей.- Ростов н/Д: Феникс, 2003.- 384 с.

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

4. Охрана окружающей среды / Под ред. С.В. Белова.- М.: Высшая школа, 1991.-318 с.

5. Крузе А.О., Крузе О.О. Статистическая оценка шума автомобиля // Автомобильные перевозки, организация и безопасность дорожного движения.- М.: МАДИ, 1981.

6. Труды Евроконгресса в г. Аахене в 2 томах, 1384 стр. Automobile and Engine Technology, Eurogress, FEV-VKA, Aachen, 2004, 2 vol, 1384 p.p.

7. Лиханов В.А. Снижение токсичности и улучшение эксплуатационных показателей тракторных дизелей путем применения метанола / Вятская ГСХА. Киров, 2001.- 212 с.

8. Ксеневич И.П., Поляк А.Я., Шевцов В.Г. О стабилизации параметров экологической безопасности тракторов / Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1997, № 3. С. 16-19.

9. Голубев А.В. Сельскохозяйственная экология. Саратов, гос. с.-х. акад., 1997.-418 с.

10. Уорк К., Уорнер С. Загрязнение воздуха. Источники и контроль.-М.: Мир, 1980.-539 с.

11. Richard R., Sibley J. Diesel emission control for the 1990 s / Automot. Eng.- 1988, № 9.- P. 63-69.

12. Звонов B.A. Токсичность двигателей внутреннего сгорания. М.: Машиностроение. 1981 — 160 с.

13. Сахаров А.Г. Дизельная и топливная аппаратура тракторов. М.: Колос, 1977.-200 с.

14. Николаенко А.В. Теория, конструкция и расчет автотракторных двигателей. М.: Колос, 1984. - 335 с.

15. Гарбер А., Френкель А., Кунин Ю. Пути снижения дымности дизелей / Автомобильный транспорт. 1989, № 7.- С. 32-33.

16. Лиханов В.А., Сайкин A.M. Снижение токсичности автотракторных дизелей — М.: Агропромиздат, 1991. 208 с.

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

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

19. Гусаров А.П. Оксиды азота основная забота разработчиков АТС / Автомобильная промышленность.- 1992, № 8.- С. 13-15.

20. Лупачев П.Д., Володин В.М., Маев В.Е. Снижение выбросов сажи с отработавшими газами тракторных дизелей- М.: ЦНИИТЭИ автосельхозмаш, 1991.-31 с.

21. Ахметов Л., Ерохов В., Багдасаров А. Экологические аспекты автотранспорта. Ташкент: Мехнат, 1988. - 170 с.

22. Смайлис В.И. Современное состояние и новые проблемы экологии дизелестроения / Двигателестроение.- 1991, № 1.

23. Лупачев П.Д., Филимонов А.И. О загрязняющих атмосферу выбросах тракторов и самоходных сельхозмашин / Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1992, №4.С.1-3.

24. Горбунов В.В., Патрахальцев Н.Н. Токсичность двигателей внутреннего сгорания. М.: Издательство Российского университета дружбы народов, 1998.-214 с.

25. Капустин А.А., Добрынин Ю.Г. Фильтры сажеуловители // Автомобильная промышленность. - 1995, № 8 - С. 36-38.

26. Теснер П.А. Образование углерода из углеводородов газовой фазы. -М.: Химия, 1972. -136 с.

27. Гуреев А.А., Махов В.З., Ховах М.М. Исследование влияния свойств топлива на сажеобразование.- Тр. МАДИ, 1975, вып. 92.- С. 29-38.

28. Мачульский Ф.Ф. Дисперсность и структура дизельной сажи: Токсичность двигателей внутреннего сгорания и некоторые пути ее уменьшения.-М., 1966-С. 206-219.

29. Jsrael G., et al. Untersuchungen uber die Partikel und PAH-Emission von Fahrzeug Dieselmotoren // MTZ.- 1982.- Bd 43.- H. 12.- S. 593-596.

30. Луканин B.H., Трофименко Ю.В. Экологические воздействия автомобильных двигателей на окружающую среду // Автомобильный и городской транспорт.-Т. 17.-1993.- С.3-134

31. Никитин Д.П., Новиков Ю.В., Зарубин Т.П. Научно-технический прогресс, природа и человек М.: Наука, 1977 - 200 с.

32. Гутаревич Ю. Ф. Охрана окружающей среды от загрязнения выбросами двигателей.- Киев: Урожай, 1989.- 223 с.

33. Исследование выхода окислов азота при сжигании топлива в факеле и в псевдосжиженном слое / И .Я. Сигал, К.Е., А.И. Ильченко и др.-Теплоэнергетика, 1974, № 12.- С. 30-33.

34. Борьба с загрязнением окружающей среды на автомобильном транспорте / А.В. Дробот, П.В. Косицын, А.П. Лукьяненко и др. Киев: Техника, 1979.-215 с.

35. Фельдман Ю.Г. Гигиеническая оценка автотранспорта, как источника загрязнения атмосферного воздуха. -М.: Медицина 1975-159 с.

36. Шабад Л.М. О циркуляции канцерогенов в окружающей среде. -М. : Медицина, 1973. 368 с.

37. Беспамятов П.П., Кротов Н.А. ПДК химических веществ в окружающей среде.- Л.: Химия, 1985.- 528 с.

38. Филиппов А.Е. Токсичность отработавших газов тепловых двигателей.- Киев: Вища школа, 1980.- 159 с. "

39. Филимонов А.И., Большаков В.А., Борисочкина Т.И. Концентрация загрязняющих веществ, выбрасываемых тракторами и сельхозмашинами //Тракторы и сельскохозяйственные машины.- 1993, № 6.

40. Ахмеджанов М.А., Султанов А.С. Состав и температура воздуха в кабине трактора / Механизация и электрификация сельского хозяйства.- 1975, № 12.- С.42-43.

41. Новоселов A.JL, Мироненко В.Ф, Токарев А.Н. Снижение вредных выбросов автомобильных двигателей. Барнаул, 1989. - 98 с.

42. Новоселов A.JL, Токарев А.Н. Охрана окружающей среды от вредных воздействий автомобильного транспорта.- Барнаул: Алтайский политехнический институт, 1987.- 56 с.

43. Малов Р., Лашкевич Ю., Очередной К. Контроль за дымностью ОГ дизельных автомобилей /Автомобильный транспорт.- 1986, № 5.- С.32-34.

44. Diesel Emissions and Lung Cancer: Epidemiology and Quantitative Risk Assessment. A Special Report of the Institute's Diesel Epidemiology Expert Panel. Health Effects Institute, 1999.

45. Engineering clean air: The continuous improvement of diesel engine emission performance / Diesel Technology Forum, 2001.

46. ГОСТ 17.2.2.05.-97 «Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы определения выбросов вредных веществ с отработавшими газами дизелей, тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин».

47. ГОСТ 17.2.2.02-98 «Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы определения дымности отработавших газов дизелей, тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин».

48. Executive Summary: Diesel Exhaust: Critical Analysis of Emissions, Exposure, and Health Effects. Health Effects Institute, 1996.

49. Самков В., Черейский E. Нормирование экологической безопасности автотранспортных средств // Окружающая среда. — 2000, № 6 — С. 68-70.

50. Труды Евроконгресса в г. Аахене в 2 томах, 1384 стр. Automobile and Engine Technology, Eurogress, FEV-VKA, Aachen, 2000, 2 vol, 1384 p.p.

51. Стрельников B.A., Цыпцын В.И. Моделирование процессов и разработка технических средств и способов, повышающих экологическую безопасность автотракторных дизелей / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». Саратов, 2003. 180 с.

52. Истомин С.В., Цыпцын В.И. Совершенствование средств снижения токсичных веществ в отработавших газах дизеля.- Саратов: Поволж. межрег. учеб. центр, 2005.- 188 с.

53. Грехов JI.B., Иващенко Н.А., Марков В.А. Топливная аппаратура и системы управления дизелей М.: Легион-Автодата, 2004.- 344 с.

54. Топливные системы и экономичность дизелей / И.В. Астахов, JI.H. Голубков, В.И. Трусов и др.- М.: Машиностроение, 1990.- 280 с.

55. Гусаков С.В. Физико-химические основы процессов смесеобразования и сгорания в ДВС. Основы теории горения.- М.: Изд-во РУДН, 2001.- 134 с.

56. Аккумуляторная система впрыскивания топлива Common Rail // Анализ технического уровня и тенденций развития двигателей внутреннего сгорания / Под ред. Р.И. Давтяна.- М.: Информцентр НИИД, 1998.- Вып. 25.-С. 46-68.

57. Грехов JI.B. Аккумуляторные топливные системы двигателей внутреннего сгорания типа Common Rail.- М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000.- 64 с.

58. Патент РФ №2158845, МКИ 7-F-02-M-45/00. Система разделенной топливоподачи дизеля / Цыпцын В.И., Легошин 1\М., Гусаков

59. А.А., Истомин С.В.; Заявл. 17.02.99; Опубл. 10.11.2000. Бюл. № 31(0,38 п.л./ОД пл.).

60. Тореев С., Владимиров Н.А. Снижение токсичности выхлопных газов двигателей ВТЗ при двухфазном способе подачи топлива в цилиндр двигателя: Тезисы докладов научно-технического семинара СИМСХ Вып.1.-Саратов: Изд-во СГУ, 1989.- С. 15-16.

61. Ефимов С.И. , Иващенко Н.А., Ивин В.И. и др. Двигатели внутреннего сгорания: Системы поршневых и комбинированных двигателей. -3-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1985. 456 с.

62. Легошин Г.М. Система разделенной топливоподачи дизеля // Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания в АПК СНГ: Матер. Межгос. научно-техн. Семинара.- Саратов, 1993. Вып. 5.-С. 116-120.

63. Анфимов В.М., Гиршович В.Е., Жегалин О.И. Рециркуляция отработавших газов тракторного дизеля Д-240 //Методы определения токсичных составляющих отработавших газов двигателей внутреннего сгорания: Рефер. Сб.-М.: ЦНИИТЭИтракторосельхозмаш, 1976 С. 33-40.

64. Лернер М.О. Химические регуляторы горения моторных топлив. -М.: Химия, 1979.-222 с.

65. Данилов A.M., Митусова Т.Н., Микутенок Ю.А. Присадки к дизельным топливам в России (ассортимент и назначение) // Двигателестроение.- 2000, № 1. с. 21-22.

66. Гладков О.А., Бернштейн Е.В. Сравнительные испытания антидымных присадок с соединениями различных металлов // Двигателестроение.- 1989, № 3.- С. 53-54.

67. Фомин В.М., Глембоцкий А.А., Ермолович И.В. Эффективность металлосодержащих присадок к дизельному топливу // Тракторы и сельскохозяйственные машины.- 2000, № 9.- С. 23-24.

68. Лосиков Б.В., Голованов К.Н., Лившиц И.А. Применение присадок к топливу как средство борьбы с дымностью выхлопа // Химия и технология топлив и масел,- 1970.- № 8.- С. 38-44.

69. Саблина З.А., Гуреев А.А. Присадки к моторным топливам.- М.: Химия, 1977,- 280 с.

70. Махов В.З., Ховах М.С. Исследование влияния присадок к топливу на процесс образования и сгорания сажи в цилиндре дизеля// Снижение загрязнения воздуха в городах выхлопными газами автомобилей: Докл. 2-го симпоз. СЭВ.-НИИАВТОПРОМ, 1971.-С. 111-113.

71. Зарубежные топлива, масла и присадки / Под ред. И.В. Рожкова, Б.В. Лосикова и др.- М.: Химия, 1971.- 327 с.

72. Кулиев A.M. Химия и технология присадок к маслам и топливам.-Л.: Химия, 1985.- 358 с.

73. Нечаев В.К., Новоселов А.Л. Воздействие антидымных присадок к топливу на некоторые показатели рабочего процесса // Тр. Алтайского политехи. Инст,- 1972.- Вып. 22.- С. 78-83.

74. Новоселов А.Л. Экспериментальное исследование влияния антидымных присадок в топливо на дымность, токсичность отработавших газов и эксплуатационные показатели тракторных двигателей: Автореф. дис. канд. техн. наук.- Новосибирск, 1974.- 17 с.

75. Новоселов А.Л. Применение антидымных присадок в топливо дизелей // Двигателестроение.- 1983.- № 1.- С. 4-6.

76. Данилов A.M. Улучшение экологических характеристик топлив при помощи присадок. // Химия и технология топлив и масел.-1990.- №6.- С. 31-33.

77. Исследование механизма действия присадок// Докл. 2-го межд. Симпоз. В Галле, ГДР.- Галле, 1976.- 450 с.

78. Башкатова С.Т. Присадки к дизельным топливам.- М.: Химия, 1994.-251 с.

79. Салахеддин М.А. Комбинированный метод очистки отработавших газов дизеля с использованием фильтра и присадки к дизельному топливу. Дис.канд. техн. наук.- М., 1995.- 120 с.

80. Данилов A.M. Применение присадок в топливах для автомобилей: Справ, изд.- М.: Химия, 2000,- 232 с.

81. Данилов A.M. Присадки и добавки. Улучшение экологических характеристик нефтяных топлив. М.: Химия, 1996.-232 с.

82. Гладков О.А., Алиев Э.Э., Бернштейн Е.В. Антидымная присадка ИХП-706 эффективное • средство для сокращения выбросов сажи при испытаниях дизелей // Двигателестроение.- 1984.- № 7.- С. 51-52.

83. Испытания двигателей ЯМЗ-240 при работе на топливе с антидымной присадкой ИХП-706. Отчет, тема 337/72, инв. № 98085. ЯМЗ. Ярославль, 1972.- 77 с.

84. Григорьян В.Т. Влияние бариевых присадок к топливу на снижение содержания сажи в выхлопе дизельного двигателя // Труды НИИАТ.- 1974.- Вып. 8.- С. 72-79.

85. Бушуева Е.М., Шевякова Н.В. // Топлива и присадки к ним: Сб. науч. трудов ВНИИНП. Вып. 61.- М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1990.- С. 15-17.

86. Малов Р.В. Снижение токсичности дизельного выпуска воздействием на рабочий процесс // Автомобильная промышленность.- 1972.-№ 7.- С. 5-7.

87. Махов В.З. О роли металла и строении некоторых антидымных присадок в механизме их действия // Защита окружающей среды в связи с развитием автомобилизации: Сб.- М., 1980.- С. 45-52.

88. Ашкинази JI.A., Перекалов B.C., Сердюк Д.В., Сердюк В.В. Экологическая присадка к топливу.- Патент Российской Федерации RU 2159794 С1, опубл. 27.11.2000.

89. Озерянский А.Н. Универсальная присадка к топливам двигателей внутреннего сгорания.- Патент Российской Федерации RU 2034905 С1, опубл: 10.05.95. .>

90. Зерзева И.М., Шафранский Е.Л., Акимова Н.В. и др. Присадка к дизельному топливу.- Патент Российской Федерации RU 95118359 А1, опубл. 27.12.96.

91. Сыркин В.Г., Лебедев С.Р., Скачков А.Н. Антидымная присадка для моторных топлив.- Патент Российской Федерации RU 02118339 С1, опубл. 27.08.98.

92. Фазлиахметов Р.Г., Шлиро Г.С., Парфенов Е.В. и др. Противодымная присадка к топливам.- Патент Российской Федерации RU 2103327 С1, опубл. 27.01.98.

93. Мальцев А.Д. Топливная композиция.- А.с. СССР №514885, опубл. 21.09.76.

94. Померанцев В.В., Арефьев К.М., Ахметов Д.Б. Основы практической теории горения.- М.: Энергомаш, 1986.- 304 с.

95. Батурин С.А. Физические основы и математическое моделирование процессов сажевыделения и теплового излучения в дизелях: Дис. докт. техн. наук.- Л., 1982.- 560 с.

96. Вихерт М.М., Кратко А.П. Влияние типа рабочего процесса и режимов работы быстроходных дизелей на свойства сажи и отработавших газов//Автомобильная промышленность.-1975.- № 10.- С.8-11.

97. Лернер М.О. Регулирование процесса горения в двигателях с искровым зажиганием.- М.: Наука, 1972.- 240 с.

98. The catalitic converter: technology for clean air. Clean Air Facts. — MECA, 1999.

99. Recycling Technology for Metallic Substrates: a Cloced Cycle // SAE Technical Paper Series 2000-01-0596.

100. Жегалин О.И., Китросский H.A., Панчишный В.И. и др. Каталитические нейтрализаторы транспортных двигателей. М: Машиностроение, 1979 - 80 с.

101. Амельченко В.А. Снижение токсичных выбросов дизелей мобильной .сельскохозяйственной техники при эксплуатации путемсовершенствования очистки отработавших газов: диссертация канд. техн. наук. Саратов, 1998. - 171 с.

102. Сухиташвили М.Д. Снижение вредных выбросов дизелей при эксплуатации автотракторной техники / Дис. . канд. техн. наук. — Саратов 2002.-150 с.

103. Гришин А.П. Улучшение экологических показателей автотракторных дизелей путем применения нейтрализаторов отработавших газов / Дис . канд. техн. наук. Саратов, 2002. 157 с.

104. Проблемы промышленных СВС-технологий / Труды межд. научно-техн. конф. / Алт. гос.тех.ун-т Барнаул, 1994,- 347 с.

105. Демочка О.И., Ложкин В.Н. Пути снижения токсичности отработавших газов автотракторных двигателей / Обзор.-М.: ЦНРШТЭИ тракторсельхозмаш, серия I, выпуск 13,1984.-53с.

106. Пархоменко А.А., Коноплев В.В. Системы нейтрализации отработавших газов / Автомобильная промышленность.- 1988, № 12.- С. 1416.

107. Корнилов Г.С., Сайкин A.M., Новиков В.З. Каталитические нейтрализаторы НАМИ для дизельного автотранспорта / Исследование, конструирование и расчет тепловых двигателей внутреннего сгорания: Сб. науч. тр.- М.: НАМИ, 1993.- С. 168-173.

108. Симатов А.И. Каталитические нейтрализаторы Дмитровградского автоагрегатного завода / Автомобильная промышленность.- 1985, №12.-С. 14-16.

109. Bruck R., Dievald R., Hirth P., Kaiser F.W. Design criteria for metallic substrates for catalytic converters / SAE Techn. Pap. Ser.- 1995, № 950789.-10 p.

110. Diesel catalytic converter with hybrid substrate Structure / K.Schper, R. Konieczny, R.Bruck / Exhaust gas aftertreatment of diesel engine automobiles -Haus der Technik e.V., Essen. 15 & 16 June 1999.- 12 p.

111. E. Otto, F. Albrecht, J. Liebl. The Development of BMW Catalyst Concepts for LEV/Ulev and EU III/IV Legislations / SAE Techn. Pap. Ser.- 1994, №980418.- 11 p.

112. Цыпцын В.И., Стрельников B.A., Сухиташвили М.Д., Гришин А.П. Нейтрализатор отработавших газов дизеля. Патент РФ на изобретение № 2174184. Опубл. 27.09.01. Бюл. № 27.

113. Цыпцын В.И., Стрельников В.А., Сухиташвили М.Д., Гришин А.П. Каталитический нейтрализатор отработавших газов дизеля. Патент РФ на изобретение № 2184249. Опубл. 27.06.02. Бюл. № 18.

114. Корнилов Г.С., Сайкин A.M., Новиков В.З. Каталитические нейтрализаторы НАМИ для дизельного автотранспорта / Исследование, конструирование и расчет тепловых двигателей внутреннего сгорания: Сб. науч. тр.- М.: НАМИ, 1993.- С. 168-173.

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

116. Новоселов А.Л., Мироненко В.Ф., Токарев А.Н. Снижение вредных выбросов автомобильных двигателей / Под ред. А.Л. Новоселова,-Барнаул, 1989.- 98 с.

117. Альтман Л.В., Комаров Л.Ф., Сайкин A.M. Жидкостный нейтрализатор для промышленного трактора / Сб: Методы анализа и контроля токсичности и дымности современных тракторных дизелей. М.: ЦНИИТЭИтракторосельхозмаш, 1979.-С. 17-23.

118. Гнатюк Ю.В., Жуков Г.И., Максимова А.А. Исследование жидкостного нейтрализатора НЖ-180 с двигателем ЯМЗ-238 / Двигатели внутреннего сгорания.-Омск, 1974.-С. 85-96.

119. Истомин С.В. Совершенствование очистки отработавших газов дизелей сельскохозяйственной техники при эксплуатации / Дис. канд. техн. наук. Саратов, 1998. - 171 с.

120. Тверитнев М. Чтобы дизель не дымил / Автомобильный транспорт. 1997, № 12. - С. 26-27.

121. Ермолович И.В., Фомин В.М. Комплексная очистка отработавших газов дизеля / Тракторы и сельскохозяйственные машины.-1997, №4.- С. 15-16.

122. Sachse J. Zum Entwicklungsstand der Partikelfilter fur Nutzfahrzeuge /Kraftfarzeugtechnik.- 1990, 5.- S.17-19.

123. Гиевой С.А. Снижение вредных выбросов при эксплуатации автотракторных дизелей путем применения сажевого фильтра / Дис. канд. техн. наук. Саратов, 2003. - 176 с.

124. Eolys™ Fuel-Borne Catalyst for diesel particulates abatement: a key component of an integrated system http://www.dieselnet.com, 1999.

125. EPA must end diesel pollution exemptions. Union of concerned scientists fact sheet, 1999.

126. Fairweather R., Graham. Gas emissions and fuel economy of the light duty diesel truck / SAE Techn. Pap. Ser.- 1977, № 770256.- 10 p.

127. Health Assessment Document for Diesel Emissions. SAB Review Draft EPA/600/8-90/057D, 1999.

128. Simulation of soot emission in diesel. Applied software BMSTU, Internal combustion engine, 1998.

129. Звонов В.А., Дядин А.П., Волков А.И. Новый сажевый фильтр / Автомобильная промышленность.- 1992, № 2.- С. 22-23.

130. Аэродинамика закрученной струи. Под ред. Б.Ахмедова.- М.: Энергия, 1977.- 240 с.

131. Кутенев В.Ф., Сайкин A.M., Новиков В.З. Электрофильтр для очистки отработавших газов дизелей от сажи / Исследование, конструирование и расчет тепловых двигателей внутреннего сгорания: Сб. науч.тр.-М.: НАМИ, 1993.- С. 174-182.

132. Бреховских И.С. Исследование процесса снижения дымности дизелей и разработка стекловолокнистых фильтров отработавших газов / Дис. канд. техн. наук. -М.: 1981.- 172 с.

133. Идельчик И.Е. Аэрогидродинамика технологических аппаратов (Подвод, отвод и распределение потока по сечению аппаратов).- М.: Машиностроение, 1983.-351 с.

134. Стрельников В.А., Цыпцын В.И., Истомин С.В. Сажевые фильтры для дизелей // Технологическое формирование качества деталей при восстановлении и упрочнении: Межвузовский научный сборник. СГТУ, Саратов, 1997.- С. 110-113.

135. Деменков Н.П. Отображение работы системы автоматической регенерации сажевого фильтра средствами Трейс Моуд // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, 2000, № 7.

136. Дудышев В.Д. Перспективные технические разработки и изобретения по экологическому усовершенствованию автотранспорта // Экология и промышленность России. 1998, декабрь - С. 4 - 9.

137. Дерягин В.Б., Сапелкин B.C. Фильтр для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания.- Патент РФ № 2059841 от 24.08.93 г.

138. Аксенов B.JI. Эффективность очистки газовых выбросов окислительными методами / Термическая и каталитическая очистка газовых выбросов в атмосферу: Сб. науч. тр.- Киев: Наук, думка, 1984. — С. 17-22.

139. Дизели. Справочник. Изд. 3-е перераб, и доп. / Под общ. редакцией В.А.Ваншейдта, Н.Н. Иванченко, JI.K. Коллерова. Л.: Машиностроение, 1977. 480 с.

140. Дудышев В.Д. Проблемы и пути экологического совершенствования отечественного автотранспорта // Экология и промышленность России. 1998, ноябрь.- С. 41-45.

141. ГОСТ 12.1.003-83 «Шум. Общие требования безопасности». М.: Изд. стандартов, 1983. - 17 с.

142. ГОСТ 12.1.050-86 «Методы измерения шума на рабочих местах». М.: Изд. стандартов, 1986. - 27 с.

143. ГОСТ 17.0.04-90. «Система стандартов в области охраны природы и улучшения использования природных ресурсов. Экономический паспорт промышленного предприятия. Основные положения».- М.: Госкомиздат СССР по охране природы. 30 с.

144. ГОСТ 17.2.2.01.-84 «Охрана природы. Атмосфера. Дизели автомобильные. Дымность отработанных газов. Нормы и методы измерений».- М.: Изд. стандартов, 1984. 6 с.

145. ГОСТ 18509-88. Дизели тракторные и комбайновые. Методы стендовых испытаний. М.: Изд. стандартов, 1988. - 70 с.

146. ОСТ 37.001.234-81 «Охрана природы. Атмосфера. Дизели автомобильные. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами. Нормы и методы измерений».- М.: Изд. стандартов, 1981. 5 с.

147. СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки».- М.: Минздрав России, 1997 11 с.

148. Стандарт ИСО 789/4-86 «Сельскохозяйственные тракторы. Методы испытаний. Часть 4. Измерение дымности отработавших тазов».- 4 с.

149. Правило ЕЭК ООН №96 «Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения дизелей для установки на сельскохозяйственных и лесных тракторах в отношении выбросов этими дизелями загрязняющих веществ» — 6 с.

150. Временная типовая методика определения экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятий и оценки экономического ущерба, причиняемого народному хозяйству загрязнением окружающей среды.- М.: Экономика, 1986.- 96 с.

151. Стенд обкаточно-тормозной КИ 5543 ГОСНИТИ / Техническое описание и инструкция по эксплуатации.- М.: ГОСНИТИ, 1988.- 25 с.

152. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментальных исследований и обработка опытных данных.- М.: Колос, 1973.- 200 с.

153. Касндрова О.Н., Лебедев В.В. Обработка результатов наблюдений.- М.: Наука, 1970.- 104 с.

154. Уирт Дж., Либерман А., Левьен Р. Управление исследованиями и разработками.- Прогресс, 1978.- 360 с.

155. Любарский Г.Я., Слабосницкий Р.П., Хажмурадов М.А., Адушкина Р.И. Математическое моделирование и эксперимент. Киев: Наукова думка, 1987. - 160 с.

156. Болотов А.К., Гуревич A.M., Фортуна В.И. Эксплуатация сельскохозяйственных тракторов: Справочник.- М.: Колос, 1994.- 495 с.

157. Николаенко А.В. Теория, конструкция и расчет автотракторных двигателей. -М.: Колос, 1984. -335 с.

158. Петриченко P.M. Физические основы внутрицилиндровых процессов в двигателях внутреннего сгорания.- Л. : Изд-во Ленингр. ун-та, 1983.-244 с.

159. Свиридов Ю.Б. Смесеобразование и сгорание,- Л.: Машиностроение, 1972.- 244 с.

160. Семенов Б.Н., Павлов Е.П., Копцев В.П. Рабочий процесс высокооборотных дизелей малой мощности. JL: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1990. — 240 с.

161. Теория двигателей внутреннего сгорания / Под ред. проф. д-ра техн. наук Н. X. Дьяченко. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1974. -552 с.

162. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн.1. Теория рабочих процессов: Учеб. / Луканин В.Н., Морозов К.А., Хачиян А.С. и др.; Под ред. В.Н.Луканина. М.: Высш. шк., 1995 - 368 с.

163. Головина Е.С. Высокотемпературное горение и газификация углерода.- М.: Энергоатомиздат, 1983.- 173 с.

164. Зельдович Я.Б. Химическая физика и гидродинамика: Избр. тр. / Под ред. Ю.Б.Харитона,- М.: Наука, 1984.- 374 с.

165. Костин А.К., Ларионов В.В., Михайлов Л.И. Теплонапряженность двигателей внутреннего сгорания / Под общ. ред. проф. д-ра техн. наук А.К. Костина,- Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1979. -222 с.

166. Математическая теория горения и взрыва / Я.Б. Зельдович, Г.И. Баренблатт, В.Б. Либрович, Г.М. Мавиладзе.- М.: Наука, 1980,- 478 с.

167. Померанцев В.В., Арефьев К.М., Ахмедов Д.Б. и др. Основы практической теории горения.- Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1986.312 с.

168. Адман И.Ш., Камфер Г.М., Луканин В.Н. Расчет периода задержки воспламенения в дизеле в условиях двухфазного смесеобразования / «Совершенствование автотракторных двигателей внутреннего сгорания». Сб. научн. трудов МАДИ.- М, 1985.- С. 10-19.

169. Брозе Д.Д. Сгорание в поршневых двигателях. М.: Машиностроение, 1969.-248 с.

170. Гардинер У. и др. Химия горения: Пер. с англ. / Под ред. У. Гардинера, мл.-М.: Мир, 1988.-464 с.

171. Патент РФ № 2158845, МКИ 7-F-02-M-45/00. Система разделенной топливоподачи дизеля / Цыпцын В.И., Легошин Г.М., Гусаков А.А., Истомин С.В.; Заявл. 17.02.99; Опубл. 10.11.2000. Бюл. № 31.

172. Стрельников В.А., Истомин С.В., Цыпцын В.И. Снижение токсичных выбросов автотракторных дизелей // Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2003, № 10.- С. 6-8.

173. Стрельников В.А., Истомин С.В. Экологическая безопасность дизелей // Автомобильный транспорт, 2003, № 9.- С. 42-44.

174. Элементы системы автоматизированного проектирования ДВС: алгоритмы прикладных программ / P.M. Петриченко, С.А. Батурин, Ю.Н. Исаков и др.; Под общ. Ред. P.M. Петриченко.- Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1990.- 328 с.

175. Баширов Р.М; Скоростные характеристики топливоподающих систем тракторных двигателей.- Ульяновск, 1976.

176. Орлин А.С., Алексеев В.П., Вырубов Д.Н. и др. Системы поршневых и комбинированных двигателей. Изд.2-е. М.: Машиностроение, 1973-480 с.

177. Исаев А.И. Конструирование топливной аппаратуры. М.: Машиностроение, 1971 - 186 с.

178. Лышевский А.С., Кравченко В.И. Колебательные процессы в топливных системах дизелей. Ростов Н/Д, Изд-во Рост, ун-та, 1974 с.

179. Вопросы исследования топливной аппаратуры тракторного дизеля. Сборник статей. Ред. доц. В.Ф. Коновалов.- Пермь, 1964. 80 с.

180. Кривенко П.М., Федосов И.М. Дизельная топливная аппаратура.-М.: «Колос», 1970.- 132 с.

181. Рабочие процессы топливной аппаратуры и дизеля при впрыске топлива энергией механического аккумулятора. / Тезисы докладов научн.-техн. конференции / Под общей ред. Барсукова С.И.- Омск, 1972. 46 с.

182. Русинов Р.В. Конструкция и расчет дизельной топливной аппаратуры.- М:: Машиностроение, 1973. М4 с.

183. Фомин Ю.Я. Гидродинамический расчет топливных систем дизелей с использованием ЭЦВМ.- М.: Машиностроение, 1973. — 144 с.

184. Курапин А.В. Переходные процессы в топливоподающей аппаратуре дизелей. Автореферат дис. канд. техн. наук. - Волгоград. ВолгГТУ, 1999.

185. Гликман Б.Ф. Нестационарные течения в пневмогидравлических цепях. М.: Машиностроение, 1979.- 256 с.

186. Ильин С.И. Совершенствование процессов топливоподачи форсированных • дизелей на основе моделирования с учетом тепловых эффектов / Автореферат дис. канд. техн. наук.- JL: ЛИИ, 1986.- 16 с.

187. Крутов В.И. Двигатель внутреннего сгорания как регулируемый объект М.: Машиностроение, 1978.- 472 с.

188. Кругов В.И. и др. Топливная аппаратура автотракторных дизелей.- М.; Машиностроение, 1985. 208 с.

189. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа.- М.: Наука, 1987.840 с.

190. Колчин А.И., Демидов В.П. Расчет автомобильных и тракторных двигателей.- М.: Высшая школа, 1971.- 344 с.

191. Ривкин С.Л. Термодинамические свойства газов: Справочник. -4-е изд., перера&.— М.: ЭнергоатСмиздат, 1983.-280 с.'"

192. Истомин С.В. Средства для снижения дымности отработавших газов дизелей // Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2005, № 6.- С. 11-13.

193. Стрельников В.А., Истомин С.В., Чербаев А.И. Снижение дымности отработавших газов дизелей путем введения присадок в топливо // Диагностика, надежность и ремонт машин: Сб. науч. трудов, М.: МГАУ им. В.П. Горячкина, 2001.- С. 17-19.

194. Денисов Е.Т. Кинетика гомогенных химических реакций.- 2-е изд:, перераб. и доп.-М.: Высш. шк.,1988. 391 с.

195. Карапетьянц М.Х. Химическая термодинамика.- М.: Химия, 1975.-584 с.

196. Киреев В.А. Методы практических расчетов в термодинамике химических реакций.- М.: Химия, 1970.- 520 с.

197. Кнорле В.А., Минелис Г.В. Кинетика сажеобразования из газообразных углеводородов / Кинетика химических реакций: Матер. VI Всесоюз. симп. по горению и взрыву.- Алма-Ата: ОНХФ АН СССР, 1980.- С. 35-41.

198. Франк-Каменецкий Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике.- 3-е изд., испр. и доп.- М.: Наука, 1987.- 490 с.

199. Варшавский И.Л., Мачульский Ф.Ф. Токсичность дизельной сажи и измерение сажеобразования дизельного выхлопа / Сб. тр. ЛАНЭ.- М.: Знание, 1969.-С. 120-157.

200. Гуреев А.А., Махов В.З., Ховах М.М. Исследование влияния свойств топлива на сажеобразование.- Тр. МАДИ, 1975, вып. 92.- С. 29-38.

201. Кардашев Г.А. Физические методы интенсификации процессов химической технологии.- М.: Химия, 1990.- 208 с.

202. Истомин С.В. Термический нейтрализатор с сажевым фильтром для дизеля // Технологическое формирование качества деталей при восстановлении и упрочнении: Межвузовский научный сборник. СГТУ, Саратов, 1997.- С. 114-118.

203. Истомин С.В. Теоретическое обоснование конструкции термического нейтрализатора с сажевым фильтром для дизеля // Улучшение эксплуатации машинно-тракторного парка / Сарат. гос.с.-х. акад. Саратов, 1997.- С. 175-180.

204. Патент РФ №2119065, МКИ 6-F-01-N-3/02. Термический нейтрализатор отработавших газов дизеля / Цыпцын В.И., Стрельников В.А., Истомин С.В.; Заявл. 03.12.96; Опубл. 20.09.98. Бюл. № 26.

205. Gottberg I., Rydquist J.E., Backlund 0. New potential exhaust gas afitertreatment Technologies for "Clean Car" legislation / SAE Techn. Pap. Ser.-1991, №910840.- 18 p.

206. Kaiser F.W., Maus W., Swars H. Optimization of an electrically heated catalytic converter system calculations and application / SAE Techn. Pap. Ser.- 1993, №930384.-8 p.

207. Гупта А. и др. Закрученные потоки: Пер. с англ. / Гупта А., Лили Д., Сайред Н.- М.: Мир, 1987.- 588 с.

208. Протодьяконов И.О., Муратов О.В., Евлампиев И.И. Динамика процессов химической технологии.- Л.: Химия, 1984.- 304 с.

209. Островский Г.М., Бережинский Т.А. Оптимизация химико-технологических процессов. Теория и практика.- М.: Химия, 1984.- 240 с.

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

211. Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление. Справочное пособие.- М.: Энергоатомиздат, 1990.- 367 с.

212. Крамере X., Верстертерп К. Химические реакторы: расчет и управление ими. / Пер. с англ. Под ред. Г.М.Панченкова.- М.: Химия, 1967.264 с.

213. Островский Г.М., Волгин Ю.М. Методы оптимизации химических реакторов М.: Химия, 1976,- 248 с.

214. Сабуров Э.Н., Карпов С.В., Осташев С.И. Теплообмен и аэродинамика закрученного потока в циклонных устройствах.- Л.: Изд-во ЛГУ, 1989.-276 с.

215. Голубцов В.М., Михайличенко С.В. К расчету коэффициентов сопротивления пылевых циклонов / Теплоэнергетика.- 1985, № 4.- С. 41-44.

216. Тагер С.А. Расчет аэродинамического сопротивления циклонных камер сгорания / Теплоэнергетика.- 1971, № 7.- С. 88-91.

217. Халатов А.А. Теория и практика закрученных потоков.- Киев: Наук, думка, 1989.-192 с.

218. Истомин С.В. Совершенствование очистки отработавших газов в выпускной системе дизеля // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова, 2005, №2.- С. 47-51.

219. Стрельников В.А., Истомин С.В. Каталитические нейтрализаторы и сажевые фильтры для дизелей // Автомобильный транспорт, 2005, № 1.- С. 42-44.

220. Патент РФ №2183751. Фильтр для очистки отработавших газов дизеля / Цыпцын В.И., Истомин С.В., Гиевой С.А.; Заявл. 14.12.2000; Опубл. 20.06.01, Бюл. № 17.

221. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. / Пер. с нем.- М.: Наука, 1979.-744 с.

222. Петухов Б.С. Теплообмен и сопротивление при ламинарном течении жидкости в трубах. — М.: Энергия, 1967 412 с.

223. Теория турбулентных струй / Абрамович Г.Н., Гиршович Т.А., Крашенников С.Ю., Секундов А.Н., Смирнов И.П.- 2-е изд., перераб. и доп-М.: Наука, 1984.-720 с.

224. Швыдский B.C., Ладыгичев М.В. Очистка газов: Справочное издание.- М.: Теплоэнергетик, 2002 640 с.

225. Броунштейн Б.И. Гидродинамика массо- и теплообмена в дисперсных системах / Б.И.Броунштейн, Г.А.Фишбейн.- Л.: Химия, Ленингр. отд-ние, 1977.- 279 с.

226. Райат П. Аэрозоли. Введение в теорию / Пер. с англ. М.: Мир, 1987.-280 с.

227. Ганиев Р.Ф., Украинский Л.Е. Динамика частиц при воздействии вибраций.- Киев: Наук, думка, 1975.- 168 с.

228. Бахвалов Н.С., Жидков Н.П., Кобельков Г.М. Численные методы. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987 - 600 с.

229. Исерлис Ю.Э., Мирошников В.В. Системное проектирование двигателей внутреннего сгорания.- Л.: Машиностроение, 1981,- 255 с.

230. Авдонькин Ф.Н. Оптимизация изменения технического состояния автомобиля в процессе эксплуатации.- М.: Транспорт. 1993. -350 с.

231. Гермейер Ю.Б. Введение в теорию исследования операций (Оптимизация и исследование операций).- М.: Наука, 1971.- 240 с.

232. Кафаров В.В., Мешалкин В.Ш, Гурьев Л.В. Оптимизация теплообменных процессов и систем.- М.: Энергоатомиздат, 1988.- 191 с.

233. Лопатухин Д.Р. О критерии эффективности для задачи оптимизации системы питания автомобиля // Исследование и конструирование систем питания автотракторных двигателей: Труды ЦНИТА, вып.77.-Л., 1981.- С. 49-56.

234. Покровский Г.П. Электроника в системах подачи топлива автомобильных двигателей.- М.: Машиностроение, 1990.- 176 с.

235. Росин М.Ф., Булыгин B.C. Статистическая динамика и теория эффективности систем управления.- М.: Машиностроение, 1981.- 312 с.

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

237. Юдин Д.Б. Задачи и методы стохастического программирования.-М.: Сов. радио, 1979.- 392 с.

238. Григорьев Е. А. Статистическая динамика поршневых двигателей.- М.: Машиностроение, 1978. 104 с.

239. Самарский А.А., Гулин А.В. Численные методы.- М.: Наука, 1989.-432 с.

240. Стрельников В.А; Повышение экологической безопасности автотракторных дизелей путем разработки и совершенствования методов и технических средств очистки отработавших газов / Дис . докт. техн. наук.-Саратов, 2004.-381 с.

241. Гусаков А.А. Снижение вредных выбросов при эксплуатации тракторных дизелей путем применения разделенной системы топливоподачи /Дис . канд. техн. наук.- Саратов, 1999.- 115 с.

242. Патент РФ № 2184249, МКИ 7-F-01-N-3/02. Каталитический нейтрализатор отработавших газов дизеля / Цыпцын В.И., Стрельников В .А., Сухиташвили М.Д., Гришин А.П. (РФ); Заявл.03.07.2000; Опубл. 27.06.2002. Бюл. № 18.

243. Методические указания по расчету выброса вредных веществ автомобильным транспортом. — М.: Гидрометеоиздат, 1985.-22 с.

244. Тимофеев В.Е., Кульчинский А.Р. Стандарт на экологический уровень двигателей для средств малой механизации // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1999, № 8 - С. 27-29.

245. Янсон Е.Н. Автомобильный транспорт и охрана окружающей среды.- Саратов: Ареал, 1994.- 44 с.

246. Давыдов С.Л. Автотранспорт продолжает загрязнять окружающую среду // Экология и промышленность России. 2000, № 7.- С. 40-41.

247. Временная типовая методика определения экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятий и оценка экономического ущерба, причиняемого народному хозяйству загрязнением окружающей среды. М.: Экономика, 1986, 96 с.

248. Салова Т.Ю. Определение экологического ущерба от выбросов загрязняющих веществ в атмосферу // Улучшение эксплуатационных показателей двигателей тракторов и автомобилей. Сб. науч. тр., СПб: СПбГАУ, 2000. - С. 120 - 124.

249. К разработке методики расчета и прогнозирования выбросов автомобильного транспорта / А.С> Болявский, О.А. Ставпов, В.Т. Григорь;ит идр. // Вопросы развития и планирования технических средств транспорта.-М.: 1980.-С. 186-193.

250. Куров Б.А. Токсичность автомобилей. Оценка и перспективы снижения / Автомобильная промышленность 1992, № 2 — С. 8-10.

251. Ложкин В.Н., Николаенко А.В. Проблемы природоохранного нормирования выбросов автотранспорта в России и пути их решения / Улучшение эксплуатационных показателей двигателей тракторов и автомобилей. Сб. науч. тр., СПб: СПбГАУ, 2000.- С. 124 - 126.

252. Мочёшников Н.А., Фомин В.М., Бреховских И.С. и др. Влияние противодавления на токсичность отработавших газов дизелей / Снижение отрицательных воздействий автомобиля на окружающую среду: Межвуз. науч. сб.-М.: 1997-С. 84-88.