автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Совершенствование экологических показателей дизеля на основе термохимического преобразования топлива в одном из его цилиндров

На правах рукописи

ГГб 01 * 2 ДЕК Ш

ШИАЛЕ ВИСЕНТЕ ПА УЛО ШИКУБИ

\

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДИЗЕЛЯ НА ОСНОВЕ ТЕРМОХИМИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТОПЛИВА В ОДНОМ ИЗ ЕГО ЦИЛИНДРОВ

05.04.02 - Тепловые двигатели,

05.14.16 - Технические средства и методы защиты окружающей среды (в машиностроении и энергетике).

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук '

Москва-2000

Работа выполнена на кафедре комбинированных двигателей внутреннего сгорания инженерного факультета Российского университета дружбы народов и в Научно-исследовательском и конструкторско-технологическом институте тракторных и комбайновых двигателей (НИКТИД).

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

В.М. ФОМИН

Научный консультант: кандидат технических наук,

Н.И. НОСКОВ

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

В.И. ЕРОХОВ

кандидат технических наук, старший научный сотрудник

А.М. САЙКИН

Ведущая организация: Научно-исследовательский

тракторный институт /НАТИ/

Защита диссертации состоится 30 2000 г. в 15" часов

на заседании диссертационного совета К 053.22.32 в Российском университете дружбы народов по адресу: 117302, Москва, ул. Орджоникидзе, 3

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Российского университета дружбы народов по адресу: 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6

Автореферат разослан 15 Во^бР-Я 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат технических наук, профессор ^^ Л.В. ВИНОГРАДОВ

Ц-пи.я Г)

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Важное место в развитии мирового двигателестроения уделяется вопросам дальнейшего совершенствования дизелей, расширению их применения в различных отраслях народного хозяйства. Одним из отрицательных последствий все расширяющегося применения этих двигателей является увеличение выбросов в атмосферу токсичных продуктов сгорания. В связи с этим проблема улучшения экологических показателей дизелей относится к одной из актуальнейших проблем по защите окружаюшей среды.

Общепризнанно, что одним из радикальных направлений в решении проблемы снижения вредных выбросов с отработавшими газами (ОГ) дизелей является дальнейшее совершенствование процессов сгорания. За последние годы в мировой и российской исследовательской практике наметилась тенденция к поиску методов воздействия на кинетический механизм сгорания углеводородно-воздушной смеси в дизеле с помощью средств, повышающих её реакционную способность. В ряде последних исследований было показано, что существует принципиальная возможность рационализировать характер протекания рабочего процесса дизеля, усовершенствуя его одновременно по экологическим и эффективным показателям за счет дополнительного введения в рабочее пространство двигателя реакционно активных компонентов, имеющих низкую энергию активации в реакциях окисления углеводородов топлива.

В качестве подобных промотирующих средств могут быть использованы водородосодержашие продукты термохимического преобразования (конверсии) моторного топлива. В определенном смысле активные компоненты продуктов конверсии топлива могут рассматриваться как "физико-химический инструмент" управления процессами рабочего цикла дизеля, функциональная направленность и эффективность которого могут соответствующим образом варьироваться за счет изменения количественного и качественного состава вводимых продуктов.

Несмотря на очевидную простоту и выявленную эффективность такого способа управления внутрицилиндровыми процессами дизеля, ряд важных теоретических и практических вопросов его реализации остается до конца не исследованным, в том числе и вопрос о выборе наиболее целесообразного метода, обеспечивающего энергетически выгодные условия получения активных продуктов из моторного топлива.

Цель работы: совершенствование экологических показателей дизеля путем применения добавок к рабочему телу водородосодержащих продуктов, полученных на основе термохимического преобразования (конверсии) топлива в одном из его цилиндров.

Научную новизну составляют:

1. Метод организации работы многоцилиндрового дизеля, разработанный на основе предварительного термохимического преобразования моторного топлива в реакционно-активные продукты внутри рабочего пространства одного из его цилиндров.

2. Методика определения качественного состава синтезированной газовой смеси применительно к условиям реакторного цилиндра дизеля.

3. Научное обоснование характера влияния добавок к рабочему телу дизельных цилиндров синтезированных продуктов на эколого-экономические показатели установки.

4. Выявленные пределы оптимальной концентрации продуктов конверсии в топливно-воздушной смеси, при которых достигается наибольшее улучшение экологических показателей дизельных цилиндров и энергетической установки в целом.

5. Рекомендации по рациональной организации рабочего процесса дизель-реакторной установки.

6. Экспериментальные данные, полученные в ходе исследования показателей дизель-реакторной энергетической установки, созданной на базе четырехцилиндрового дизеля Д-144.

Методы исследования. При выполнении работы применялись расчетно-аналитические и экспериментальные методы исследования. Эксперименты проводились на моторном стенде с дизелем Д-144 в отделе экспериментальных исследований двигателей НИКТИД.

Достоверность полученных результатов подтверждена сходимостью данных теоретических и экспериментальных исследований и обусловлена необходимой точностью используемой измерительной аппаратуры и доверительным объемом экспериментов, применением современных методов статистической обработки опытных данных и математического моделирования физико-химических процессов.

Практическую ценность представляют:

1. Принципиально новые конструктивная схема и технические решения, обеспечивающие конвертирование серийного четырехцилиндрового дизеля типа Д-144 на работу в режим дизель-реакторной энергетической установки.

2. Модифицированные варианты впускной и выпускной систем дизель-реакторной установки, максимально унифицированные с системами серийного дизеля Д-144.

3. Практические рекомендации по выбору числа цилиндров дизелей, используемых., в .качестве, базового прототипа при создании

, высокоэффективных дизель-реакторных энергетических установок.

Реализация работы. Данные исследования и техническая документация на изготовление опытных образцов впускных и выпускных трубопроводов переданы в НИКТИД для последующей реализации в промышленности. Результаты работы используются в учебном процессе кафедры комбинированных двигателей внутреннего сгорания Российского университета дружбы народов, в том числе при подготовке бакалавров, мдгистров и аспирантов.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на научно-технических конференциях инженерного факультета Российского университета дружбы народов в 1998-1999 гг. и на VII Международном научно-практическом семинаре в г. Владимире з 1999 г.

Публикации. Результаты работы изложены в четырех статьях.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы из 99 наименований и приложения. Работа изложена на 128 страницах машинописного текста, включая 23 рисунка и 6 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы и выбранного направления исследования, сформулирована его цель и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе диссертации проанализированы основные направления и проблемы развития средств и методов совершенствования экологических показателей дизелей. Наибольшее внимание при анализе уделено исследованиям, связанным с использованием водорода и водородосодер-жаших смесей (синтез-газов) в качестве средств улучшения экологических и топливно-экономических показателей дизелей. Проводится сравнительный анализ различных известных способов получения водородосодержащих газообразных продуктов из жидких углеводородных топлив.

Исследования, посвященные данной проблеме, выполнены за последние годы в ряде научно-исследовательских и учебных центрах России ( НАМИ, НИКТИД, МГТУ, РУДН и др.), а также за рубежом. Исследовательские работы, связанные с развитием методов и средств физико-химического воздействия на процессы рабочего цикла ДВС, отражены в публикациях А.Н. Войнова, В.З. Махова, В.И. Толшина, В.А.Звонова, И.Л. Варшавского, H.H. Патрахальцева, И.О. Лернера, Е.Г. Пономарева, В.И.Ерохова, Г. Вошни и других ученых.

Большой вклад в развитие тематики по использованию различных видов газов, водорода и водородосодержащих продуктов конверсии жидких моторных топлив в качестве активирующих добавок с целью совершенствования рабочих процессов ДВС внесли российские ученые: Д.Д. Матиевский, В.А. Вагнер, А.Л.Мищенко, В:Г Носач, В.Ф. Каменев, Н.И.

Носков, Ю.Л. Маслов, A.M. Сайкин и др.

Обобщение результатов проведенного анализа выполненных по рассматриваемой проблеме исследований позволило сделать следующее заключение:

• использование водорода и водородосодержащих газообразных продуктов в качестве добавок к рабочему телу дизеля является эффективным способом улучшения его экологических и топливно-экономических показателей;

• в настоящее время известен ряд способов получения водородосодержащих продуктов на основе термохимической переработки дизельного топлива с использованием различных конверсионных систем;

• для транспортных дизелей наиболее приемлемым способом получения продуктов термохимического преобразования топлива является способ внутрицилиндровой конверсии, обеспечивающий минимизацию энергетических затрат на организацию этого процесса;

• в качестве окислительной среды целесообразно использовать воздух, а также отработавшие газы, содержащие в своем составе остаточный кислород, двуокись углерода и воду (реагенты реакции конверсии), или их смесь;

• представляется, как наиболее вероятная, реализация конверсионного процесса без применения катализатора из-за присутствия серы в дизельном топливе, которая существенно снижает активность каталитической среды или полностью ее дезактивирует ("отравляет");

• с целью повышения эффективности процесса термохимического преобразования топлива во внутрицилиндровом пространстве дизеля целесообразно обеспечить оптимальное соотношение конвертируемого топлива и окислительной среды, а также заданный уровень температуры в зоне реагирования, при котором достигаются необходимые кинетические характеристики конверсионного процесса; вопросы влияния на кинетические параметры процесса термохимической деструкции углеводородов топлива температурного и концентрационного факторов до настоящего времени остаются малоисследованными;

• продукты термохимической конверсии дизельного топлива содержат в своем составе наряду с активирующими и инертные компоненты; характер комплексного (взаимоисключающего) воздействия этих компонентов на кинетику сгорания углеводородно-воздушных смесей и механизмы образования токсических веществ в дизеле изучены недостаточно полно;

• расширенное. применение в дизелях водородосодержащих конверсионных смесей в качестве антитоксичных средств обусловливает

4

необходимость в предварительном накоплении экспериментально-теоретических и статистических данных для выработки обобщающих практических рекомендаций применительно к двигателям различного класса и назначения.

По результатам анализа, формулируются задачи исследования:

1. Научно методически обосновать принципиальную возможность и условия реализации процесса конверсии дизельного топлива во внутрицилиндровом пространстве двигателя и на этой основе предложить метод организации работы многоцилиндрового дизеля, согласно которому один из его цилиндров функционирует в режиме термохимического преобразователя топлива в водородосодержащие продукты, которые используются в качестве активирующих средств совершенствования рабочих процессов в других цилиндрах.

2. Разработать методику расчета равновесного состава продуктов термохимического преобразования (конверсии) дизельного топлива применительно к условиям реакторного цилиндра дизеля.

3. Провести аналитическую оценку с последующим экспериментальным уточнением уровня энергетических потерь в одном из цилиндров дизеля при его переводе (конвертировании) на работу в режим термохимического реактора.

4. Провести экспериментальную проверку эффективности предложенного метода организации работы дизель-реакторной установки по показателям токсичности ОГ и топливной экономичности, созданной на базе четырехцилиндрового дизеля типа Д-144.

5. По результатам расчетно-аналитических и экспериментальных исследований разработать рекомендации по организации наиболее рациональных условий функционирования дизель-реакторных энергетических установок, при которых обеспечивается улучшение их экологических и эффективных показателей.

Во второй главе проведено исследование процесса термохимического преобразования топлива в газообразные водородосодержащие продукты. Показано, что процесс преобразования жидкого углеводородного топлива состоит из ряда последовательных стадий, для каждой из которых характерно наличие определенных продуктов реакции, а концентрация тех или иных промежуточных продуктов зависит от глубины развития процесса. Факторами, позволяющими влиять на глубину развития процесса конверсии топлива, являются соотношение окислительной среды и конвертируемого продукта, а также характер окислителя.

Данные проведенного анализа позволили обосновать метод работы энергетической установки и технические решения для его реализации применительно к четырехцилиндровому серийному дизелю. Термохимическое преобразование дизельного топлива предполагается осуществлять в

одном цилиндре, условно названном "реакторным". Отработавшие газы из трех цилиндров, работающих по традиционному циклу дизеля, поступают в реакторный цилиндр, и туда же подается конверсионная доза топлива, равная, например, той, что поступает в дизельные цилиндры. Процесс преобразования жидкого топлива в реакторном цилиндре реализуется при его определенных соотношениях с компонентами окислительной среды, то есть остаточным кислородом, СО: и парами Н2О. Получаемые в реакторном цилиндре газообразные продукты, содержащие активные компоненты, подаются в рабочие цилиндры для интенсификации процесса выгорания топлива.

Для принятого метода организации работы энергетической установки важным вопросом является определение коэффициента избытка окислителя в реакторном цилиндре, имея в виду, что окислительной средой являются ОГ, поступающие в реактор из рабочих (дизельных) цилиндров. Очевидно, что качественный состав ОГ, в том числе и наличие в них остаточного кислорода, зависит от нагрузочного режима работы этих цилиндров, определяемого значениями Ре и а . Если учесть, что при сгорания 1 кг топлива образуется (1 + а/с) кг отработавших газов, содержащих в своем составе 0,23(а -1)/0 кг кислорода, а для сгорания 1 кг топлива в среде отработавших газов потребуется 0,23 10 кислорода, то для полного окисления этой же массы (1 кг) топлива потребуется количество отработавших газов (lo)01, определяемое из простой пропорции, то есть

ог 1 + alo

'о-- .кг (1)

а-1

где ¡о - теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания 1кг топлива; коэффициент 0,23 - соответствует массовому содержанию кислорода в воздухе.

Из полученного выражения (1) следует, что для постоянного значения 10 теоретически необходимое для полного сгорания 1 кг топлива количество ОГ является величиной, зависящей от нагрузочного режима работы дизельных цилиндров, определяемого коэффициентом а.

Коэффициент избытка окислителя для среды, состоящей из ОГ, (а014) находится по аналогии с' известной формулой определения коэффициента избытка воздуха

'»„• т,к.(а-1) сГ---- , (2)

О'/ /„' GT(¡+alJ где m^ - количество ОГ, находящихся в реакторном цилиндре;

к

Gt - масса топлива, поданного в реакторный цилиндр.

Реализация процесса термохимического преобразования топлива в одном из цилиндров дизеля будет сопровождаться недовыделением теплоты, пропорциональным количеству образующихся Н2 и СО. Связь между тепло-потерями и количеством образующихся водорода и окиси углерода может быть установлена на основании существующего представления о механизме окисления углеводородов топлива. Исходя из известной последовательности окисления топлива, которая по углероду, например, состоит в том, что сначала весь углерод окисляется до СО с тепловым эффектом Qco, а затем полученная окись углерода окисляется до СО: с тепловым эффектом Q'co2 и на основании закона Гесса о независимости теплового эффекта реакции от её пути можно выразить суммарный тепловой эффект Qco2 окисления всего углерода топлива до С02 как

Qco2 = Qco + О'сог, кДж/кмоль (3)

Аналогично рассуждая можно написать по водороду топлива:

Qh2o = Qh2 + Q'h2o, Дж/кмоль (4)

Таким образом, если какое-то количество СО не доокислилось до С02, а Н2 до Н2О, то количество недовыделившейся теплоты Aq для каждого компонента определится как

со н.

Aq = Ми, х О'сог ; Aq = Мн2 х Q'híO Суммарная величина недовыделившейся теплоты с учетом (3) и (4)будет равна

До = Mco(Qco2-Qco) + Mh2(Qh2o- Qh2 ), (5)

где Meo и Мн2 - количества окиси углерода и водорода, содержащиеся в продуктах конверсии, кмоль.

Зависимость (5) характеризует неполноту использования химической энергии топлива и учитывалась при определении изменения мощности и индикаторного к.п.д. реакторного цилиндра в зависимости от содержания в конверсионных продуктах Н2 и СО.

Дтя предварительной оценки водородосодержания в продуктах конвер-ии и влияния на него условий проведения конверсионного процесса (температурных, концентрационных и др.) проведено расчетное исследование равновесного состава продуктов термохимического преобразования топлива в реакторном цилиндре. Алгоритм расчетной методики разработан на основе систем уравнений, включающих в себя системы уравнений материальных балансов по отдельным элементам, химического равновесия (на основании закона действующих масс) и уравнений баланса энергии (на основании равенства полных энтальпий начальных и конечных продуктов). Предложенная методика расчета равновесного состава конверсионной смеси имеет отличительные особенности. от известных, которые обусловлены специфическим качественным составом и значением коэффициента избытка окислителя.

Результатами расчетного исследования установлено, что содержание водорода в продуктах конверсии возрастает по мере уменьшения коэффициента избытка окислителя. В то же время снижение а0| за счет повышения концентрации СО: и Н20 в исходной реакционной среде сопровождается падением уровня теплового (температурного) режима процесса конверсии. Наиболее целесообразное соотношение масс окислительной среды и топлива соответствует диапазону изменения ОоГ = =0,7... 1,0. Таким образом, указанное изменение ао: обусловливает концентрационные границы для исходной конверсионной среды, за пределами ' которых реализация процесса конверсии или невозможна по температурным условиям, или не целесообразна по причине малого выхода конверсионного водорода.

В заключительных разделах главы проведен анализ возможных эффектов активирующего воздействия водородосодержащих продуктов конверсии на кинетику процессов рабочего цикла и актов образования токсических веществ в дизельных цилиндрах. При проведении анализа предполагалось, что ряд химических превращений углеводородного топлива в двигателе протекает по цепному механизму. При этом, в соответствии с положениями современной теории цепных реакции, ведущая роль в их развитии принадлежит химически активным частицам, легко вступающим в соединение с исходными или промежуточными продуктами, возобновляя тем самым последовательную цепь превращений.

Применительно к каиболее активному компоненту конверсионных продуктов - водороду рассмотрен возможный вариант зарождения и развития цепи, в котором водород выполняет роль возбудителя цепной реакции. Так при взаимодействии молекулы водорода с активным радикалом происходит её разложение на атомы

Н2+Я = Н + Н+Л Атомы Н являются возбудителями цепи

н + о2 = он + о\

О + Н = ОН + Н Г " Реакция разветвления цепи,

ОН + Н2 = Н2О + Н - реакция продолжения цепи, Все эти реакции входят в цикл с повторяющейся последовательностью. Суммарный итог единичного цикла выражается равенством

Н + 02 + ЗН2 = 2Н20 + ЗН (6)

Из этого видно, что один атом водорода при взаимодействии порождает три новых, то есть реакция идет с саморазгоном. Таким образом, становится очевидным, что даже небольшая доза водорода, вводимого в зону реагирования углеводородно-воздушной смеси, может оказать эффективное воздействие на протекание процессов предпламенного реагирования смеси, её воспламенение и сгорание.

•' Результаты проведенного аналитического исследования характера

воздействия активных компонентов водородосодержаших газовых смесей на основные процессы рабочего цикла дизельных цилиндров позволили прогнозировать качественное изменение экологических показателей установки.

В третьей главе обосновывается цель и задачи экспериментальных исследований, приводится описание объекта исследований, экспериментальной установки, излагаются методики проведения исследований, а также дается оценка точности проведенных измерений и погрешностей опытов.

Экспериментальная установка была создана в лаборатории испытаний двигателей НИКТИД на базе дизеля типа Д-144, установленного на тормозном стенде ДБ- 932-4. Для конвертирования дизеля на работу в режиме дизель-реакторной установки в соответствии с предложенным методом проведено конструктивное изменение серийных коллекторов. Новая схема организации газо-воздушных потоков приведена на рис. 1. Три первых цилиндра двигателя имели общие впускные и выпускные коллектора, а 4-ый реакторный цилиндр - обособленные.

Рис. 1 Схема экспериментальной установки.

1,2, 3 -цилиндры дизеля; 5,6,7,8- регулирующие вентили; - -9,10; 11 - измерительные сужающие устройства;

12- смесительная камера;

13- стендовая система выпуска ОГ; 14- ресивер;

15- реакторный цилиндр;

16- расходомер основного воздуха;

17- расходомер дополнительного воздуха.

На впуск 1, 2 и 3-ьего цилиндров подавался воздух, расход которого измерялся ротационным газовым счетчиком РГ-400. ОГ из этих цилиндров поступали в ресивер 14, снабженный редукционным клапаном, откуда через сужающее измерительное устройство 9 и вентиль 5 попадали в смесительную камеру 12 и далее - в реакторный цилиндр. Избыточное количество ОГ через регулирующий вентиль отводилось в стендовую систему выпуска 13. Для расширения диапазона изменения состава смеси в реакторном цилиндре предусматривалась подача дополнительного воздуха в смесительную камеру 12, расход которого изменялся вентилем 6 и контролировался и газовым счетчиком РГ-40. Продукты конверсии, выходящие из реакторного .цилиндра, с помощью вентилей 7 и 8 перераспределялись: одна их часть подавалась в дизельные, другая - в стендовую систему выпуска..

Для определения массовых параметров газовых потоков фиксировались их давление и температура с последующим приведением, к. нормальным физическим условиям. Плотность газовых смесей подсчитывалась по

формуле

рем 1г, М 22.4,

где £г, /л, - сумма произведений мольных долей компонентов смеси и их молекулярных весов.

Мольные доли компонентов г, определялись как г, ~-М, Му , где М, - число молей г -ого компонента в газовой смеси;

Му - суммарное число молей.

Состав конверсионных продуктов определялся химическим анализом с помощью хроматографа типа "Газсхром - 3101", который проходил предварительную тарировку с использованием образцовых смесей по ТУ-6-16-2956-87. Содержание сажи в ОГ дизельных цилиндров измерялось сажемером фирмы Бош мод. ЕРАУ/-68А, а концентрация N0* -методом фотометричес-ского анализа с предварительным отбором проб газа в вакуумированные колбы с составом Зальцмана. С использованием прибора типа МАИ-2 проводилась запись индикаторных диаграмм по показаниям датчиков, размещённых во 2-м и 4-м цилиндрах дизель-реакторной установки. Испытания проводились с использованием дизельного топлива марки Л по ГОСТ 305-82.

Четвертая глава диссертации посвящена анализу результатов ■ исследования дизель-реакторной установки, созданной на базе серийного дизеля типа Д-144. На начальном этапе исследования изучался состав конверсионных продуктов, образующихся в реакторном цилиндре, и влияния на него коэффициента избытка окислителя <ХоГ, определяемого суммой количеств кислорода, содержащегося в ОГ и в добавленном к ним воздухе.

Экспериментально установлено, что максимальная концентрация водорода в продуктах конверсии соответствует осот = 0,75...0,9. Примерно этот же интер- вал изменения Оог определял максимальный выход окиси углерода с продуктами конверсии. Замечено, что снижение Оог, обусловленное увеличением долей поступающих в реакторный цилиндр С02 и Н20 с ОГ при соответствующем уменьшении доли свободного кислорода, приводит к росту массового количества Н2 и СО, что указывает на вероятность протекания реакций углеводородов топлива с С02 и Н20 по схеме эндотермического механизма. Для подтверждения этого вывода проведено сравнение величины экспериментально определенного отношения масс СО и Н2 в продуктах конверсии топлива с величиной этого отношения по стехиометрическим уравнениям химических реакций топлива (условная формула СН^з) с С02, Н20 и 02 до получения конечных СО и Н2

СН,,7З + 0,5О2 СО + 0,865Н2, . (7)

СН1.73 + С02 —СО + 0,865Н2, (8)

СН,.7, + Н20 — СО+ 2,865Н2. (9)

Отношение шсо/шн; по уравнению (7) составляет 19,5; по уравнению (8) -39,0; по уравнению (9) - 4,9. В диапазоне изменения ОоГ = 0,7... 1,0 величина зюго отношения по данным эксперимента значительно превышает 39,0 ,что,

согласно существующих представлений о кинетике конверсии углеводородов может иметь место при условии протекания превращения углеводородов топлива по совокупности реакций (7)...(9), то есть с участием всех окислителей (Ог, СО2 и Н2О). Однако наблюдаемое в ходе проведения опытов увеличение водородосодержания в конверсионных продуктах по мере роста вводимых в реакторный цилиндр НгО и СО2 при соответствующем уменьшении доли кислорода имеет свой предел по минимальному содержанию в исходной смеси Ог, ниже которого процесс термохимического преобразования топлива прекращается как таковой по температурным условиям. Для нашего случая этот предел соответствовал

С^ог ~ ССог пип ~ .

В продуктах конверсии дизельного топлива, кроме активирующих продуктов, содержится большое количество инертных компонентов (например, Ы2), которые при их добавлении к рабочему телу дизельных цилиндров оказывают негативное влияние на эффективность процесса сгорания. Для предварительной оценки этого влияния проведено исследование показателей установки по программе, согласно которой реакторный цилиндр работал в режиме традиционного дизельного цикла (а=1,5), а продукты сгорания из него частично или полностью направлялись в другие рабочие цилиндры двигателя. Очевидно, что в этом случае ОГ 4-ого цилиндра практически не содержали в своем составе свободного водорода. Результатами исследования установлено, что при степенях рециркуляции <РРеч = Со/(00; + Се), не превышающих О, I, заметного ухудшения топливной экономичности (в пределах 2%) не обнаруживается, а выбросы продуктов неполного сгорания (СО и С), характеризующие полноту сгорания топлива, возрастают незначительно (в пределах 2...3%). С ростом (рт сверх указанной величины эти показатели заметно ухудшаются, а при перепуске всех ОГ из 4-ого цилиндра в первые три цилиндра (рр„, = 0,25 их работа на номинальном режиме становилась неустойчивой. Результаты данного этапа исследования позволили сделать предварительный вывод о том, что проявление положительного эффекта реакционно активных компонентов, входящих в состав продуктов конверсии топлива, может оказаться наиболее ощутимым в условиях, когда по содержанию инертных продуктов, вводимых в дизельные цилиндры, фрщ не превышает 0,1.

На последующем этапе исследований проводилась экспериментальная проверка высказанных ранее предположений (глава 2) о влиянии водородосодержащих продуктов конверсии на эффективные показатели дизельных цилиндров. При проведении этих исследований к воздушному заряду, поступающему в 1, 2 и 3-й цилиндры, подмешивались конверсионные газы, генерируемые в 4-м цилиндре установки. Часовой расход этих газов варьировался: 0 <. в,« 2 48 кг/ч. Верхний предел соответствовал максимальной производительности реакторного цилиндра. Результаты

исследований приведены на рис. 2. Наибольшее повышение индикаторного к.п.д. достигается при относительной величине добавленных к воздушному заряду продуктов конверсии <р„к - Gm -(О,,,: ~ G,), равной 0,05...0,1, что соответствует часовому расходу этих продуктов GHK через дизельные цилиндры 13... 17 кг/ч, а по водороду-11...22 г/ч. Подобная закономерность сохраняется практически для всего диапазона изменения нагрузочных режимов (кривые 1, 2 и 3 ) дизельных цилиндров.

Функционирование одного из цилиндров дизеля в режиме ТХР сопровождается потерей его мощности и мощности всей энергетической установки в целом, имеющей общий силовой (коленчатый) вал. Для установления снижения уровня энергетических потерь установки проведены исследования, при которых её дизельные цилиндры работали в "штатном" режиме, а все продукты преобразования топлива реакторного цилиндра отводились в атмосферу. Наибольшее снижение мощности реакторного цилиндра соответствовало режиму его работы при (*<,* = 0,75 и максимальной концентрации Нг и СО в продуктах конверсии. Относительное снижение мощности энергетической установки подсчиталось по выражению

- (Шщ + If,,) N,,,

ANi = 100- =- 100%,

4Ni4 4N,„

где Ыщ и ЫРш - индикаторная мощность дизельного и реакторного цилиндров соответственно; 41Ч1Ц - индикаторная мощность дизеля Д-144.

Оно не превышало 6% на режиме работы реакторного цилиндра с асм = =1,3. Наибольшее снижение мощности установки, равное 12%, соответствовало режиму работы реактора с асм = 0,75.

На заключительном этапе экспериментальных исследований проведено изучение эколого-экономических показателей дизель-реакторной установки. Исследования проведены на различных нагрузочных режимах работы дизельных цилиндров при подаче в них продуктов конверсии в количестве 16 кг/ч (по водороду - 17 г/ч), что соответствовало примерно 1/3 от общего количества продуктов, генерируемых в реакторном цилиндре. Другая их часть смешивалась с ОГ дизельных цилиндров и отводилась в атмосферу. Установлено, что термодинамическая эффективность рабочего цикла дизельных цилиндров вследствие его активации возросла, о чем свидетельствует повышение индикаторного к.п.д. и снижение расхода топлива g; в среднем на 4 г/кВт.ч, в то же время для дизель-реакторной установки в целом было отмечено возрастание удельного индикаторного расхода топлива по сравнению с дизелем Д-144, что обусловлено снижением эффективности рабочего цикла в 4-м (реакторном) цилиндре и физическими потерями энергоносителей (Н2 и СО) при перепуске части продуктов конверсии в атмосферу. Очевидно, что последний вид потерь энергии топлива может быть исключен при условии, что весь объем конверсионных

продуктов реакторного цилиндра будет подаваться на впуск дизельных цилиндров. Практически это возможно осуществить за счет уменьшения рабочего объема реакторного цилиндра, либо за счет использования в качестве прототипа дизеля с числом цилиндров более 6 для достижения необходимой величины <р/нп, (рис.2).

Показатели, характеризующие экологические качества дизель-реакторной установки, приведены на рис.3. На всех нагрузочных режимах работы установки продукты сгорания её дизельных цилиндров содержат в своем составе значительно меньше токсических компонентов по сравнению с базовым дизелем Д-144. На максимальных нагрузках снижение их концентрации в ОГ составляет: СО - на 8%, N0* - на 32%, сажи - на 20%. При сравнении экологических показателей энергетической установки в целом с аналогичными показателями дизеля Д-144 видно, что в смешенном составе выходящих из установки газов содержание оксидов азота и сажи ниже, чем у базового дизеля соответственно на 40 и 10%, в тоже время СО

-1

к."

П-2000МИК

^3

----

* ^

\ ч

0.05 1 0,1 0,15' 0.2

10 20 30 40

И гг 33 . 44

си» /(с1 + спи) Оих. пУч

Рис.-2' Изменение индикаторного К.П.Д дизельных цилиндров в зависимости от количество и качественного и состав введённых в них продуктов конверсии:

1- Ра = 0,75 МПа

2- Р| = 0,4 МПа

3- ^ = 0,2 МПа

выше на 35%. Повышенное содержание СО связано с тем, что в составе отходящих газов содержатся продукты конверсии с большой концентрацией этого компонента. Этим же обстоятельстовом объясняется некоторое повышение сажи на выходе из установки по сравнению с достигнутым. уровнем сажесодержания в ОГ дизельных цилиндров. Общая токсичность выбросов дизель-реакторной установки, определенная с учетом суммарного индекса токсичности, оказалась ниже по сравнению с дизелем Д-144 на 28%.

Обобщение результатов проведенного исследования позволяет сделать следующее заключение. Разработка малотоксичных и экономичных дизель-реакторных установок, функционирующих в соответствии с предложенным методом, в первую очередь связана с рациональным выбором числа цилиндров базового (конвертируемого) двигателя, при котором

13

обеспечивается величина (рпк, не превышающая 0,15...0,2 без перепуска конверсионных продуктов в атмосферу то есть при наличии замкнутого контура их обмена между реакторным и рабочими цилиндрами. Например, для гипотетической установки, созданной на базе 8-цилиндрового дизеля, имеющего схожие с дизелем Д-144 цилиндровые показатели, обеспечивается величина отношения <р„к С„/(Спк -г С в), равная 0,125, что позволяет сохранить значение г|, дизельных цилиндров на уровне базового двигателя. Заметим, что 12-цилиндровый ДВС, конвертированный на работу в режиме дизель-реакторной установки с одним реакторным цилиндром, функционирует с <р,,к = 0,083, а следовательно, активированный рабочий процесс в его дизельных цилиндрах должен обеспечивать максимальный выигрыш по топливной экономичности по сравнению с базовым ДВС (рис.2), а характер протекания кривых Сс и Ссо будет качественно соответствовать

характеру наиболее благоприятного их протекания, то есть в первом приближении соответствовать данным, полученным в нашем исследовании для дизельных цилиндров (рис.3, кривые 2 для Сс и Ссо), вследствие того, что СО и сажа, содержащиеся в продуктах конверсии, будут дожигаться в дизельных цилиндрах и не будут выбрасываться в атмосферу.

Сла •Л/

М

и

зи>

и

].о и

------

-V-

—

1.1 — ¡^3

1 1

Рис.3.Нагрузочные характеристики по экологическим показателям энергетической установки при п = 2000 мин

1.Х- - -X данные по базовому дизелю Д-144;

2.Д-*—Л данные по 1,2, иЗ-му цилиндрам при подаче в них Сгас=16кг/ч(Сн2=17г/ч);

3. «-• данные по

энергетической установке в целом.

Изложенное выше стимулирует дальнейшее развитие исследований по рассматриваемой проблеме, перспективность которых, на наш взгляд, достаточно очевидна с учетом полученных в диссертационной работе результатов.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ Проведенные в работе исследования позволили:

• обосновать конструктивную схему реализации метода работы много-

цилиндрового дизеля, согласно которому один из его цилиндров работает в режиме термохимического преобразователя дизельного топлива в водородосодержащие газы, которые используются для совершенствования рабочих процессов в других цилиндрах ДВС;

• обосновать механизм воздействия реакционно активных компонентов, содержащихся в продуктах преобразования (конверсии) топлива, на характер изменения параметров внутрицилиндровых процессов, обусловливающих улучшение эколого-экономических показателей дизеля;

• предложить методику для определения условий, при которых возможна реализация процесса конверсии дизельного топлива в реакторном цилиндре двигателя;

• осуществить экспериментальную проверку, подтверждающую эффективность предложенного метода организации работы дизель-реакторной установки по показателям токсичности.

По результатам проведенного исследования можно сделать следующие выводы:

1. Обоснованы принципиальная возможность и условия осуществления процесса термохимического преобразования (конверсии) топлива и предложено техническое решение для его реализации в одном из цилиндров дизеля.

2. Предложена методика расчета состава конечных продуктов термохимического преобразования дизельного топлива применительно к условиям реакторного цилиндра с учетом состава исходной окислительной среды. Установлено, что реакции преобразования углеводородов топлива в окислительной среде отработавших газов протекают по сложному кинетическому механизму, в котором в качестве реагентов принимают участие не только остаточный кислород, но и С02 и пары воды, что в совокупности обуславливает повышенное содержание водорода в конверсионных продуктах по сравнению с его выходом в реакциях неполного окисления углеводородов в кислородно-воздушной среде.

3. Установлены оптимальные соотношения масс окислительной среды и дизельного топлива для организации эффективного (по выходу водорода) конверсионного процесса- в реакторном цилиндре. Наибольший выход конверсионного водорода обеспечивается при значениях коэффициента избытка окислителя в реакционной среде 0,75...0,9; уменьшение величины этого коэффициента ниже 0,7 приводит к резкому падению температуры в реакторном цилиндре и прекращению конверсионного процесса как такового.

4. Проведена оценка уровня энергетических потерь вследствие перевода цилиндра на работу в режим термохимического реактора, величина которых, в частности, зависит от соотношения объема реакторного цилиндра и общего

рабочего объема всех цилиндров двигателя и снижается с ростом последнего. Для исследованной энергетической установки, созданной на базе дизеля Д-144 и имеющей указанное соотношение, равное 0,25, потери мощности в зависимости от режима составляют 6... 12% по сравнению с базовым ДВС.

5. Обоснованы рациональные условия функционирования дизель-реакторных установок на основе предложенного метода, при которых достигается улучшение их экологических показателей. Для установки, созданной на базе дизеля Д-144, обеспечивается получение следующих положительных качеств по дизельным цилиндрам: снижение выбросов с ОГ оксидов азота на 32%, сажи - на 20%, а для установки в целом: снижение комплексного показателя токсичности на 28%, Наиболее высокие эколого-экономические показатели могут быть получены на дизель-реакторных установках при условии, когда массовая доля добавляемых к воздушному заряду дизельных цилиндров продуктов конверсии соответствует 0,05...0,15 и обеспечении замкнутого контура их обмена между реакторным и рабочими цилиндрами, что на практике мажет быть реализовано (без переделки реакторного цилиндра на меньший рабочий объем) при использовании для их создания двигателей с числом цилиндров более 6.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах автора:

1. Каменев В.Ф., Фомин В.М., Шиале Висенте П.Ш. Применение синтез-газов в дизелях //Проблемы конструкции двигателей: Сб. научн. трудов.-М.: Изд-воНАМИ, 1998.-С.188-193.

2. Фомин В. М„ Носков Н.И., Шиале Висенте П. Ш. Улучшение экологических показателей дизеля на основе предварительной термохимической переработки топлива //Автомобильные и тракторные двигатели: Межвузовский сб. научн. трудов. -Вып. XV. -1999. -С. 102 -108.

3. Фомин В.М., Носков Н.И., Пономарев Е.Г., Шиале Висенте П.Ш. Исследование эколого-экономических показателей дизелей, работающих с добавками продуктов конверсии топлива II Совершенствование мощностных, экономических и экологических показателей ДВС: Тр.VII Международного иаучн.-практич. семинара. - Владимир, 1999.-С. 79-83.

4. Фомин В.М., Маслов Ю.Л., Шиале Висенте П.Ш. Исследование экологических характеристик дизеля, работающего с добавками к воздушному заряду продуктов синтеза // Совершенствование мощностных, экономических и экологических показателей ДВС: Тр. VII Международного научн.-прает. семинара. -Владимир, 1999. -С.76-79.

ШИАЛЕ ВИСЕНТЕ ПА УЛО ШИКУБИ (Мозамбик)

Совершенствование экологических показателей дизеля на основе ■рмохнмического преобразования топлива в одном из его цилиндров.

Предложен усовершенствованный метод организации работы дизеля с 1учшенными экологическими показателями, реализуемый на основе перевода шого из его цилиндров на работу в режиме термохимического реактора и ^пользования полученных в нем конверсионных продуктов для активации роцесса сгорания в других рабочих цилиндрах. Исследован механизм грмохимической конверсии дизельного топлива в реакторном цилиндре, редложена методика определения качественного состава конверсионных родуктов. Предложено конструктивное решение по переводу дизеля Д-144 на тботу в режиме дизель-реакторной установки, обеспечивающей улучшение <ологических качеств по комплексному показателю токсичности на 28%.

VICENTE PA ULO CHICUBICHIHALE (Mozambique)

Improvements of ecological indexes of a diesel engine based on the thermo licmical transformation of fuel in one of its barrels. >

The proposed method improves the operation of a diesel engine with better cological indexes based on the transformation of one of its barrels to work under a ondition of a thenno chemical reactor and use the conversion products that were blamed to activate the process of combustion in other working barrels. The use of a icchanism to investigate the thermo chemical conversion of diesel fuel in reactor arrel was offered. The proposed method offered a definition for a qualitative íakeup in the converted products. Proposal of a constructive solution to transfer iesel fuel in Д-144 diesel engine - reactor operated in a condition, which ensure the nprovements of ecological qualities in complex index's offered toxicity by 28%.

VICENTE PAULO CHICUBI CHIHALE (Mogambique)

Aperfeifoamento dos parámetros ecológicos do motor a diesel na base da ransformacdo termoquímica do combustível num dos seus cilindros.

É proposto iun método aperfeiíoado de trabalho do motor a diesel com larametros ecológicos melhorados, о que é alcanzado em virtude da transferencia de im dos cilindros ao trabalho em regime de reactor termoquimico. Os produtos da :onversao termoquimica sao utilizados para intensificar a combustao noutros :ilindros. Foi investigado o mecanismo da conversao termoquimica do diesel no ¡ilindro-reactor. Foram propostos métodos de determinafSo da composifao jualitativa dos produtos da conversao termoquimica. A seguir sáo propostas nudan9as na construfáo do motor a diesel D- 144 de forma que ele passe a funcionar ;omo um reactor a diesel, o que melhora a sua qualidade ecológica na base do índice >cral de toxicidade em 28%.

Перечень условных обозначений.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ПРОДУКТЫ ТЕРМОХИМИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

ТОПЛИВА КАК ЭФФЕКТИВНОЕ СРЕДСТВО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДИЗЕЛЕЙ (аналитический обзор литературных источников).

1.1 Анализ возможности улучшения эколого - экономических показателей дизеля за счет использования добавок водородосодержащих продуктов синтеза углеводородного топлива.

1.2 Способы получения (синтезирования) водородосодержащих продуктов из моторных топлив.

1.3 Качественный состав продуктов термохимической конверсии углеводородных топлив.

Защита окружающей среды и рациональное использование топливоно-энергетических ресурсов являются важнейшими мировыми проблемами. Одним из всё более и более опасных источников загрязнения природной среды становятся двигатели внутреннего сгорания (ДВС). Ежегодно с отработавшими газами (ОГ) двигателей в атмосферу поступает более 10 миллионов тонн загрязняющих веществ. В большинстве стран проблема снижения выбросов с ОГ ДВС в настоящее время возросла до уровня неотложных социально-экономических проблем. Одновременно с этим по-прежнему остается актуальной проблема' снижения эксплуатационного расхода топлива установок с ДВС.

Общепризнано, что одним из радикальных направлений в решении указанных проблем является дизелизация. Мировой опыт эксплуатации дизелей показывает, что основными токсическими .компонентами ОГ этих двигателей являются оксиды азота, сажа.

Топливная экономичность и токсичность ОГ дизелей в условиях эксплуатации изначально определяется совершенством их КОНСТРУКЦИИ. При этом одним из основных путей решения проблем экономии топлива и снижения выбросов с ОГ токсичных продуктов сгорания является совершенствование процесса сгорания.

Значительное число известных методов улучшения процесса сгорания основано на предположении неизменности характеристик топлива, участвующего в этом процессе, и химизма (кинетики) его окисления. Однако за последние годы наметилась тенденция к поиску новых нетрадиционных путей подхода к решению проблемы на основе метода, предусматривающего известную трансформацию характеристик топлива, а следовательно, и процесса его сгорания в дизеле, а также влияние на кинетический механизм окисления 8 за счет повышения реакционной способности углеводородно - воздушной среды путем введения в нее реакционно активных компонентов, имеющих более низкую энергию активации в реакциях окисления углеводородов. Одним из возможных путей активации (промотирования) процесса сгорания топлива в камере сгорания (КС) дизеля с целью более полного превращения его химической энергии в полезную работу дизельного цикла и снижения содержания вредных веществ в продуктах сгорания является предварительная термохимическая переработка (газификация) топлива с последующим использованием этих продуктов в качестве активирующих добавок к основному заряду.

Начиная с начала 80-х годов в мировой исследовательской практике отмечается определенный интерес к решению проблемы токсичности и экономичности ДВС, в частности, дизелей именно этим путем . В России работы по этому направлению проводятся в МГТУ им. Н. Э. Баумана, НИКТИД, РУДН и др. организациях' и научно-исследовательских центрах. К сожалению, по достигнутому уровню все эти работы до настоящего времени еще не вышли из стадии поисково-опытных разработок, а многие аспекты исследуемой проблемы не нашли своего рационального решения.

Настоящая работа посвящена исследованию возможностей дальнейшего совершенствования рабочих процессов дизеля путем использования активных (водородосодержащих) продуктов термохимического преобразования топлива, а также изучению условий оптимального функционирования конверсионной системы с учетом требований рациональной организации рабочего процесса дизеля по показателям токсичности, топливной экономичности.

Диссертационная работа выполнена на основе совместных исследований, проведенных в НИКТИД и РУДН, в которых автор принимал непосредственное участие. 9

На защиту выносятся:

•разработанный в ходе исследования усовершенствованный способ организации рабочего процесса дизеля на основе предварительного термохимического преобразования моторного топлива в реакционно активные продукты внутри рабочего пространства одного из цилиндров двигателя;

• расчетно-аналитический метод определения необходимого соотношения масс окислительной среды и дизельного топлива для организации конверсионного процесса в реакторном цилиндре двигателя;

• методика расчета равновесного состава продуктов термохимического преобразования дизельного топлива в реакторном цилиндре;

• расчетно-аналитическое обоснование условий достижения эффективной работы дизель-реакторной установки по показателям токсичности и экономичности;

• рекомендации по организации рабочего процесса дизеля Д-144 с улучшенными экологическими показателями при работе одного из его цилиндров в режиме термохимического реактора.

10

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Обоснованы принципиальная возможность и условия осуществления процесса термохимического преобразования (конверсии) топлива и предложено техническое, решение для его реализации в одном из цилиндров дизеля.

2. Предложена методика расчета равновесного состава конечных продук 110 тов термохимического преобразования дизельного топлива применительно к условиям реакторного цилиндра с учетом состава исходной окислительной среды. Установлено, что реакции преобразования углеводородов топлива в окислительной среде отработавших газов протекают по сложному кинетическому механизму, в котором в качестве реагентов принимают участие не только остаточный кислород, но и С02 и пары воды, что в совокупности обуславливает повышенное содержание водорода в конверсионных продуктах по сравнению с его выходом в реакциях неполного окисления углеводородов в кислородно-воздушной среде.

3. Установлены оптимальные соотношения масс окислительной среды и дизельного топлива для организации эффективного (по выходу водорода) конверсионного процесса в реакторном цилиндре. Наибольший выход конверсионного водорода обеспечивается при значениях коэффициента избытка окислителя в реакционной среде 0,75.,.0,9; уменьшение величины этого коэффициента ниже 0,7 приводит к резкому падению температуры в реакторном цилиндре и прекращению конверсионного процесса как такового.

4. Проведена оценка уровня энергетических потерь вследствие перевода цилиндра на работу в режим термохимического реактора, величина которых, в частности, зависит от соотношения объема реакторного цилиндра и общего рабочего объема всех цилиндров двигателя и снижается с ростом последнего. Для исследованной энергетической установки, созданной на базе дизеля Д-144 и имеющей указанное соотношение, равное 0,25, потери мощности в зависимости от режима составляют 6. 12% по сравнению с базовым ДВС.

5. Обоснованы рациональные условия функционирования дизель-реакторных установок на основе предложенного метода, при которых достигается улучшение их экологических показателей. Для установки, созданной на базе дизеля Д-144, обеспечивается получение следующих положительных изменений по дизельным цилиндрам: снижение выбросов с ОГ оксидов азота на 32%, сажи - на 20%, а для установки в целом: снижение комплексного показателя токсичности на 28%. Наиболее высокие эколого-экономические пока

Ill затели могут быть получены на дизель-реакторных установках при условии, когда массовая доля добавляемых к воздушному заряду дизельных цилиндров продуктов конверсии соответствует 0,05,.0,15 и при обеспечении замкнутого контура их обмена между реакторным и рабочими цилиндрами, что на практике мажет быть реализовано ( без переделки реакторного цилиндра на меньший рабочий объем) при использовании для их. создания двигателей с числом цилиндров более 6.

112

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

2. Ахмедов Р.Б., Раменская Е.С., Жно И.К. Сжигание жидкого топлива в промышленных установках. М.: Металлургия, 1966, -с.373.

3. Ахмедов Р.Б., Цирульников Л.Д. Технология сжигания горючих газов и жидких топлив. JL: Недра, 1984. -с.238.

4. Альтшулер B.C. Новые процессы газификации твердого топлива. -М.: Недра, 1976.-с. 254.

5. Белосельский Б.С., Соляков В.Н. Энергетическое топливо. -М: Энергия, 1980.-c.168.

6. Бронштейн JI.A., Найденов Б.Ф. Технико-экономические основы применения местных видов топлива на транспорте. -М.: Минкомхоз, 1948. -с. 74.

7. Вибе И.И. Новое о рабочем цикле двигателей. -М: ГНТЦ, 1962. 172 с.

8. Войнов А.Н. Сгорание в быстроходных поршневых двигателях. М.: Машиностроение, 1977.-с.320.

9. Грибов И.В. Двигатели внутреннего сгорания. -М.:Транспорт, 1956. -с. 406.

10. Гутер P.C., Овчинский Б.В. Элементы численного анализа и математической обработки результатов опыта. М.: Наука, 1970. -с. 215.

11. Гутаревич Ю.Ф., Редзюк A.M. Повышение экономичности и снижение токсичности многоцилиндровых дизелей. // Двигателестроение. -1982. -№ И.-с. 3-5.

12. Груздев В.Н. Тавгер М.Д. Талантов A.B. Исследование влияния активных частиц на основные характеристики горения в турбулентном потоке. . Известия ВУЗов. Авиационная техника. -1980. № 3. -с.37- 41.

13. Элементы системы автоматизированного проектирования ДВС. Алгоритмы прикладных программ/ P.M. Петриченко, С.А. Батурин и др. JI.: Машиностроение, 1989.-с.328.

14. Зельдович И.Л., Садовников П.Я., Франк-Каменецкий Д.А. Окисление азота при горении. М.: АН СССР, 1974. -с.148.

15. Звонов В.А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания. -М.: Ма шиностроение, 1989. 159 с.

16. Иванов В.М. Парогазовые процессы и их применение в народном хозяйстве.-М. Наука, 1970, -с.320с.

17. Тменов Д.П. Интенсификация процессов пиролиза. -Киев: Техника, 1987.-с. 192.

18. Иващенко H.A., Аникин С.А., Фомин В.М. Перспективы использования продуктов термохимической конверсии углеводородных топлив в транспортных дизелях// Двигатель -97: Материалы междунар. Н.-т.конфер. М.: МГТУ, 1997.-е. 114-115.

19. Киреев В.А. Методы практических расчетов в термодинамике химических реакий. М.: Химия, 1989. -с.519.

20. Кантарович Б.В. Основы теории горения и газификации топлив. М.: Изд. АН СССР, 1958. -с.380.

21. Круглов М.Г. Ускорение технического прогресса в двигателестроении -одно из важнейших направлений развития народного хозяйст-ва//Двигателестроение. -1980. № 3. с. 3 - 5.

22. Костяков В.Н. Бринов А.Е. Особенности неполного сжигания топли-ва//Газовая промышленость. -1982. №11. -с. 28- 31.

23. Кондратьев В.Н., Никитин Е.Е. Кинетика и механизм газофазных реакций. -М.: Наука, 1974. -с.558.

24. Когарко С.М., Басевич В.Н. Промотирование горения распыленного то114пливаУ/ Физика грения и взрыва. -1977. -№. С 275- 237.

25. Касандрова О.Н., Лебедев В.В. Обработка результатов наблюдения. М.: Наука, 1970.-с. 140.

26. Каменев В.МФ., Фомин В.М., Шиале Висенте ГТ.Ш. Применение био-топлив в дизелях // Проблемы конструирования двигателей : Сб. На-учн. Трудов. -М: Изд-во НАМИ, 1998. -с. 188-193.

27. Линчевский В.П. Топливо и его сжигание. М.: Металлургиздат, 1959, -с.398.

28. Лункин В.Н., Каширский В.Г. Исследование окислительной конверсии природного газа в циклонном реакторе// Газовая промышленость. -1974.-№4.-с46-49.

29. Лавров Н.В., Шурыгин А.П. Введение в теорию горения и газификации топлива// Изв. АнСССР. -1982. -с. 81- 92.

30. Лазерев Е.А. Определение продолжительности процесса сгорания с учетом особенностей дифференциальной характеристики выгорания топлива в дизелях.// Двигателестроение. -1990. -№ 10. -с. 9-11.

31. Лихонов В. А., Сайкин A.M. Снижение токсичности автотракторных дизелей. -М.: Агропромиздат, 1991. 208 с.

32. Малов Р. В., Ерохов В.И., Беляев В.Б. Автомобильный транспорт и защита окружающей среды. -М.: Транспорт, 1982. -200с.

33. Магидович Л.Е., Румянцев В.В. Обсуждение проблемы применения водорода на транспорте// Двигателестроение. -1984. № 6 с.54 -55.

34. Матиевский Д.Д., Вагнер В.А. Осуществление присадок водорода к топилву и их влияние на показатели работы двигателя// Двигателестроение. 1985. -№ 2. -с.53 -56.

35. Мищенко А.И. Применение водорода для автомобилльных двигателей. Киев: Науково Думка, 1984. -с. 143.

36. Магидович Л.Е., Румянцев В.В., Шабанов А.Ю. Особености тепловеде-ния и рабочего процесса дизеля, работающего с добавквми водорода// Двигателестроение. -1983. -№ 9 -с. 7- 9.

37. Маслов Ю.Л. Перспективы использования ДВС с газогенераторными установками на твердых топливах// Совершенствование мощностных, экономических и экологических показателей ДВС: Тр. Научн.-практ. Семинара. Владимир, 1997. -с.93- 94.

38. Магарил Р.З. Механизм и кинетика гомогенных термических превращений углевододов. -М.: Химия, 1970. -с.224.

39. Махов В.З., Ховах М.С. Исследование влияния присадок к топливу на процесс образования и сгорания сажи в цилиндре дизеля. / Сб. Докладов 2-го симпозиума СЭВ -М.: НИИавтопром, 1971. -с.49- 52.

40. Матиевский Д.Д. , Дудкин В.И., Батурин С.А. Участие сажи в рабочем цикле дизеля и индикаторный к.п.д.// Двигателестроение. -1983. -№ 3. -с. 53- 56.

41. Носач В.Г. Методы повышения эффективности использования топлива в технологических процессах// Теплофизика и теплотехника. -1977. -№ 37. с. 44-47.

42. Носач В.Г., Кривоконь A.A. Совершенствование превращения топливной энергии в двигателях внутреннего сгорания// Вестник УкрАН. -1985.-№ 2-с. 63-67.

43. Носач В.Г., Кривоконь A.A. Повышение экономичности двигателя внутреннего сгорания путем конверсии топлива в продуктах сгорания// Промышленная теплотехиника. -Т.7. -№ 5. -с. 88- 92.

44. Нащекин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. М.: Машиностроение, 1979.- 559 с.

45. Островский Г.Л. Возможности повышения топливной экономичности двигателей при регулировании мощности отключением цилиндров// Двигателестроение. -1986. -№11. -с. 38- 40.

46. Орлин A.C. Двигатели внутреннего сгорания. Теория поршневых и комбинированных двигателей. М.: Машностроение, 1983. -с. 375.

47. Петриченко P.M., Осносовский В.В. Рабочие процессы поршневых машин. Л.: Машиностроение, 1972. 167 с.

48. Передерий В.Ф., Носков Н.И., Петренко JI.A. Исследование условий для организации предварительной термохимической подготовки топлива в цилиндрах дизелей с цельию улучшения их топливной экономичности //Двигателестроение. -1991. -№ 1. -с.42-44.

49. Передрий В.Ф., Носков Н.И., Петренко JI.A. Эффективность использования предварительной термохимической подготовки топлива в системах питания дизелей// Двигателестроение. -1990. № 6. -с. 31 -32.

50. Патрахальцев H.H., Фомин В.М., Иващенко H.A. Улучшение экологических показателей дизеля применением присадки к топливу продуктов его термохимической переработки// Двигатель -97: Материалы междунар. Н-т. Конфер. М.:МГТУ,1997.-е 115- 116.

51. Панченков Г.М., Лебедев В.И. Химическая кинетика и катализ. М.: МГУ, 1989. -с.234.

52. Преображенский В.Н. Теплотехнические измерения и приборы. М. Энергия, 1978.-е. 703.

53. Прошкин В.Н. О химических превращениях в углеводороных топливах при сгорании в дизелях.// Двигателестроение. 1990. -№ 2. -с. 58- 59.

54. Перевод двигателей внутреннего сгорания на газообразное топливо. -М.: Машгиз, 1948. -с. 240 // Труды МВТУ.

55. Панютин К. А. Газогенераторные автомобили ГАЗ-42 и ЗИС-21. -М.: Наркомхоз РСФСР, 1942. -с. 103.

56. Передерий В.Ф., Носков Н.И., Петренко Л.А. Эффективность использования предварительной термохимической подготовки топлива в системах питания дизеля// Двигателестроение. -1990. -с. 31- 32

57. Руководство по устройству, изготовлению оборудования и технике безопасности газогенераторных станций. -М.: Гостоптехиздат, 1949. -с. 92.

58. Рамбуш Н.Э. Газогенераторы. М: ГОНТИ, 1959. -с. 422.

59. Смайлис В.И. Малотоксичные дизели. -Д.: Машиностроение, 1982. 128 с.

60. Скляренко Е.В. Анализ процесса тепловыделения в дизеле при добавках конвертированного топлива.// Тепло- и массобменные аппараты. -Киев. 1998. -с.95-98.

61. Сурис А.Л. Термодинамика высокотемпературных процессов. Справочник. М.: Металлургия, 1985. -с.568.

62. Серебренников В.А., Батурин С.А., Румянцев В.В. Опыт применения присадок пароводородной смеси в транспортном дизеле// Двигателе-строение. -1982. -№ 2 -с. 41 44.

63. Семенов М.В.Исследование газогенераторной установки мощностью 8 кВт в лаборатории ДВС ГМТУ// Совершенствование мощностных, экономических и экологических показателей ДВС: Тр. Научн.-практ. Семинар. Владимир, 1997. -с. 105- 106

64. Тменов Д.П. Интенсификация процессов пиролиза. -Киев: Техника, 1987.-с. 192.

65. Семенов H.H. О некоторых проблемах химической кинетики и реакционной способности. М.: Наука, 1970. -с207.

66. Свиридов Ю.Б. Смесеобразование и сгорание в дизелях. Д.: Машино-стрение, 1972. с.224.

67. Соколик A.C. Самовоспламенение, пламя и детонация в газах. М.: АН СССР, 1960.-427 с.

68. Смаль Ф.В., Арсенов Е.Е. Перспективные топлива дла автомобилей. М. Транспорт, 1989.-151 с.

69. Тавгер М.Д., Груздев В.Н., Талантов A.B. Влияние активных частиц на процессы горения.// Электрофизика горения. -1979. с.45- 48.

70. Тменов Д.П. Интенсификация процессов прролиза. -Киев: Техника,1987.-с188.

71. Устройство для обработки топлива в двигателе внутреннего сгорания// ФРГ № 491238, МКИ Г 02 М 27/02. -Сименс. -Опубл. 06.02.76

72. Фомин В.М., Савастенко A.A., Реда Надер Ф. Экспериментальное изучение влияния добавок к топливу продуктов его плазмохимической переработки на сажесодержание ОГ дизеля.// Вестник РУДН. Тепловые двигатели. -1996. -№ 3. -с. 16-19.

73. Фомин В.М., Ермололович И.В. Влияние антидымной присадки к топливу на экономические показатели дизеля// Тракторы и сельскохозяйственные машины.-1996. -№ 3. -с 16 19.

74. Фомин В.М., Ермолович И.В., Халиль A.C. Использование рапсового масла в качестве моторного топлива для дизелей// Тракторы и сельскохозяйственные машины.-1997.-№5.-с.11- 14.

75. Фомин В.М., Маслов Ю.Л., Имад М.Д. Присадки газообразных водо-росо- держащих продуктов как средство улучшения экол о го-экономических показателей дизелей// Двигатель-97: материалы меж-дунар. Н.-т. Конфер. М.: МГТУ, 1997. -с. 127- 128.

76. Флейнова JI.H. Промежуточные стадии неполного горения метана в кислороде// Химическая промышленность. -1965. -№ 4. -с.8- 13.

77. Фомин В.М., Иванов P.A. Улучшение эколого-экономических показателей дизелей применением термохимическкой переработки части топлива, поступающего в цилиндры// Проблемы теории и пратики в инженерных исследованиях.-М.: Изд-во АСВ, 1998. -с. 199- 205.

78. Шрайнер Д.Д. Способ работы двигателя внутреннего сгорания. // A.C. № 127 100 СССР, МКИ Г 02 В 43/08. Заявлено 19.05.81. Опубликовано 07.12.86.

79. Шуров М.В Двигатели внутреннего сгорания. М.: Машгиз, 1940. -с. 212.

80. Щетников Е.С. Физика горения газов. -М.: Наука, 1965. 237 с.

81. Яковлев В.М. Математическая обработка результатов исследования. М.:

82. Физматиздат, 1958. -с.480.

83. Apostolescu N.D., Vattew R.D., Sawyer R.F. Effekt of a barium-based fuel additive on particulate emmsions from disel engine// SAE preprint. -1977. -N 70828. p/81-86/

84. Вырубов Д.Н. Смесобразование в двигателях дизеля. /Рабочие процессы ДВС и их агрегатов. -М.: Машгиз, 1946. -с.20- 34.

85. Miller C.O. Diesel smoke suppressant improves engine performance. // Diesel and gaz turb. Progr. 1967. -V.33. -N 6. p. 54- 55.

86. Newhall H. K. Kinetics of engine-generated nitrogen oxides and carbon monoxide / 12 th int. Symp. On Combustion. -1968. (The combustion Institute, Pittsburg), -p/ 131- 143/

87. Reulein H., Reyl G. Abgasprobleme bei fahrzeung-dieselmotoren. // MTZ. -1972.-N12.-p. 33- 38.