автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Совершенствование показателей работы дизеля на основе термохимической регенерации теплоты отработавших газов

На правах рукописи

ЕМЕЛЬЯНОВ ВЛАДИМИР ВАСИЛЬЕВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ ДИЗЕЛЯ НА ОСНОВЕ ТЕРМОХИМИЧЕСКОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ ТЕПЛОТЫ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ

05.04.02 - «Тепловые двигатели»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2004

Работа выполнена на кафедре комбинированных двигателей внутреннего сгорания инженерного факультета Российского университета дружбы на-

родов.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

В.М.Фомин

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

В.И.Ерохов

кандидат технических наук, доцент Ю.Л.Маслов

Ведущая организация:

Научно-исследовательский тракторный институт (НАТИ)

Защита диссертации состоится.

2004 г. в_часов на засе-

дании диссертационного совета К 212.203.1 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_2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

Л.В.ВИНОГРАДОВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

По данным внешнего теплового баланса поршневого двигателя существенная часть энергии топлива, вводимого в цилиндр, не реализуется в виде работы, а выводится из цикла, в том числе и с выпускными газами, обуславливая тем самым соответствующие необратимые потери цикла.

В дизелях доля потерь энергии топлива, уносимой из рабочего пространства с отработавшими газами (ОГ)» достигает 40%, что соответствует примерно 17000 кДж на каждый кг израсходованного топлива.

Традиционные способы регенерации теплоты, направленные на снижение тепловых потерь с ОГ, используются в крупных судовых и стационарных силовых установках, в частности на основе применения котлов -утилизаторов.

В двигателях автотракторного типа располагаемая энергия газового потока на выходе частично может быть преобразована в работу в волновых обменниках давления или в газовых турбинах. В последнее время получают также развитие исследования по разработке утилизационных контуров, работающих по циклу Ренкина, для транспортных силовых установок.

Отдельной и ещё малоисследованной проблемой является утилизация располагаемой тепловой энергии ОГ на основе метода термохимической регенерации. Сущность метода заключается в том, что при организации процесса предварительного химического преобразования (конверсии) исходного топлива часть теплоты ОГ затрачивается на реализацию эндотермического эффекта реакции конверсии в термохимическом реакторе, выполняющем в данном случае роль утилизационного устройства.

В результате эндотермического преобразования химическая энергия конвертированного топлива возрастает по отношению к энергии исходного топлива на величину, равную количеству теплоты, отобранной от выпускных газов. Регенерированная часть отходящей теплоты с конвертированным топливом вводится в двигатель для повторного участия в организации рабочего цикла.

Принципиальная возможность осуществления термохимической регенерации теплоты отработавших газов в поршневом двигателе обусловлена наличием двух необходимых условий. Первое заключается в том, что исходный вид углеводородного топлива должен обладать способностью под воздействием теплоты разлагаться с эндотермическим эффектом. Второе - тем-пературно-энергетический потенциал отработавших газов на выпуске двигателя должен быть достаточен для эффективной организации конверсионного процесса углеводородов топлива.

При организации эндотермического процесса конверсии в условиях работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС) важным вопросом является выбор исходного углеводородного соединения, способного при заданном

среднем температурно-энергетическом уровне отработавших газов (теплоносителя) разлагаться на газообразные продукты.

Накопленный в исследовательской практике опыт показывает, что продукты конверсии традиционных нефтяных топлив, в частности, дизельного топлива, полученные в высокотемпературном реакторе на основе механизма экзотермических реакций неполного окисления углеводородов, имеют по сравнению с исходным продуктом более низкую теплоту сгорания, что исключает в принципе возможность реализации эффекта регенерации.

К числу углеводородных соединений, способных участвовать в эндотермических реакциях конверсии в условиях относительно невысоких температур ОГ, относятся спирты (метиловый, этиловый), простейшие эфиры (диметиловый, диэтиловый ) и другие соединения. Практический интерес среди перечисленных соединений представляет метанол, который в мировом двигателестроении уже сам по себе рассматривается как одно из наиболее перспективных альтернативных топлив.

Важно и то, что по комплексу эффектов воздействия на показатели работы двигателя рассматриваемый способ отличается многофункциональностью. Направленный на повышение эффективности использования химической энергии топлива за счет снижения уровня необратимых потерь в цикле, он позволяет одновременно решать задачи экологического совершенствования рабочего процесса двигателя благодаря тому, что в состав конвертированного топлива входит водород, а также ресурсосбережения топлив нефтяного происхождения.

Несмотря на очевидную простоту и возможность комплексного решения эколого-экономических проблем двигателестроения на основе применения данного способа, ряд важных теоретических и практических вопросов, связанных с его реализацией на дизелях, до настоящего времени остаются мало изученными.

Целью данной работы является: исследование условий реализации термохимической регенерации теплоты отработавших газов дизеля с целью совершенствования его показателей.

Научную новизну составляют:

1. Научно обоснованный метод утилизации энергии ОГ дизеля на основе предварительного термохимического преобразования топлива.

2. Данные аналитического исследования зависимости эффективности термодинамического цикла дизеля от степени термохимической регенерации теплоты ОГ.

3. Теоретически обоснованные условия согласования уровней располагаемого температурно-энергетического потенциала греющего теплоносителя (ОГ) и энергетических затрат на реализацию термохимического преобразования исходного топлива в рабочем диапазоне изменения нагрузочных режимов дизеля.

4. Выявленный рабочий диапазон изменения нагрузки дизеля, при котором обеспечивается наибольшая эффективность регенерации.

5. Новые данные по экологическим показателям дизеля, система питания которого оснащена термокаталитическим преобразователем топлива.

6. Научно обоснованный модифицированный метод совокупной утилизации как теплового, так и химического компонентов энергетического потенциала ОГ дизеля с целью повышения эффективности регенеративного цикла и расширения возможности его реализации для более широкого диапазона изменения режимных параметров двигателя.

Методы исследования. При выполнении работы применялись расчет-но-аналитические и экспериментальные методы исследования. Эксперименты проводились на моторном стенде с дизелем МД-6 в лабораториях рабочих процессов кафедры комбинированных двигателей внутреннего сгорания Российского университета дружбы народов (определение параметров темпе-ратурно-энергетического потенциала ОГ на выпуске ДВС) и НПП «Агроди-зель» (определение показателей работы двигателя, работающего совместно с системой конверсии метанола).

Достоверность полученных результатов подтверждена сходимостью данных теоретических и экспериментальных исследований и обусловлена необходимой точностью использованной измерительной аппаратуры, доверительным объемом экспериментов, применением современных методов статистической обработки опытных данных.

Практическую ценность представляют:.

1. Схемное решение системы конверсии метанола, адаптированной к условиям работы малоразмерного высокооборотного дизеля, применение которой позволяет снизить выбросы с ОГ сажи для отдельных режимов его работы на 30...45%, оксидов азота на 10...15% при повышении топливной экономичности в среднем на 6%.

2. Опытный образец реактора конверсии спиртового топлива повышенной эффективности благодаря использованию химической (наряду с тепловой) энергии ОГ на основе каталитического дожигания в выпускной системе дизеля продуктов неполного сгорания (СЯи СО).

3. Практические рекомендации по организации рабочего процесса дизеля, работающего совместно с термокаталитическим реактором конверсии метанола.

Реализация результатов работы. Результаты проведенного исследования используются в учебном процессе кафедры комбинированных двигателей внутреннего сгорания Российского университета дружбы народов, в том числе при подготовке бакалавров, магистров и аспирантов. Отдельные материалы работы переданы в ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ» и использованы при выполнении программы фундаментальных и поисковых исследований этого предприятия на 2001-2002 г.г. (этап 1.3.2 - «Разработка бортовой системы получения и хранения водорода»).

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на научно-технических конференциях инженерного факультета Российского университета дружбы народов в 1999-2002 г.г., а также на Международной научно-практической конференции в г. Владимире в 2001 г.

Публикации. Результаты работы изложены в б статьях.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 120 страницах и содержит введение, четыре главы основного содержания, общие выводы и список использованной литературы из 100 наименований.

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 совершенствования экологических и топливно-экономических показателей дизелей. Основное внимание при анализе уделено исследованиям, посвященным проблеме утилизации тепловой энергии, отводимой от двигателя с ОГ, а также использованию водорода и водородосодержащих газовых смесей (синтез-газов) в качестве средств улучшения эколого-экономических показателей дизелей. Проводится сравнительный анализ известных способов получения водородосодержащих газообразных продуктов из жидких углеводородных соединений.

Исследования, связанные с проблемой получения и использования синтез-газов в ДВС, выполнены за последние годы в ряде научно-исследовательских и учебных центров России (НАМИ, НИКТИД, МГТУ им. Н.Э.Баумана, РУДН и др.), а также за рубежом. Исследовательские работы, отражающие развитие методов и средств физико-химического воздействия на процессы рабочего цикла двигателей, осуществлены такими учеными, как

A.Н.Войнов, В.З.Махов, В.И.Толшин, В.А.Звонов, Н.НЛатрахальцев, И.О.Лернёр, Е.ППономарев, В.И.Ерохов и другие. Большой вклад в развитие тематики по использованию различных видов газов и их смесей, в том числе и водорода и водородосодержащих синтезированных продуктов в качестве активирующих (промотирующих) средств совершенствования рабочих процессов ДВС внесли российские ученые: Д.Д.Матиевский, ВАВагнер,

B.ПНосач, В.Ф.Каменев, Н.И.Носков, Ю.Л.Маслов, А.М.Сайкин и другие..

Сказанное выше обуславливает следующие основные задачи данного исследования.

1. Сформулировать и обосновать способ утилизации теплоты отработавших газов дизеля на основе предварительного термохимического преобразования топлива.

2. Провести аналитическое исследование эффективности термодинамического цикла дизеля с термохимической регенерацией теплоты ОГ.

3. Исследовать условия согласования уровней располагаемой энергии греющего теплоносителя (ОГ дизеля) и энергетических затрат на реализацию термохимического преобразования исходного топлива в конвертированное с более высокими энергетическими показателями.

4. Выявить рабочий диапазон изменения нагрузки дизеля, при котором располагаемая тепловая мощность отработавших газов обеспечивает наибольшую эффективность регенерации их теплоты.

5. Исследовать экологические показатели дизеля, система питания которого содержит термокаталитический преобразователь топлива.

6. Разработать рекомендации по совершенствованию показателей работы дизеля, реализующего способ термохимической регенерацией теплоты ОГ.

Во второй главе проводится теоретическое исследование эффективности способа утилизации теплоты отработавших газов двигателя на основе предварительного термохимического преобразования (конверсии) топлива.

Предварительная энергетическая оценка эффекта термохимической регенерации (утилизации) теплоты отработавших газов двигателя, работающего совместно с системой конверсии углеводородного топлива, например, метанола, может быть установлена на основе сравнения величины теплоты сгорания жидкого топлива и газообразных продуктов его диссоциации.

Известно, что, сгорая, 1 кг жидкого метанола выделяет 19,67 МДж/кг тепловой энергии. Продукты конверсии той же массы (1 кг) метанола (конвертированное топливо) выделяют при их сгорании 23,87 АЩж/кг, то есть на 4,2 ЬЩж больше (21%). Согласно известному в термодинамике закону Гес-са, эта энергия отбирается от внешнего греющего теплоносителя, в данном случае, - от выпускных газов в процессе эндотермической реакции (идущей с поглощением теплоты). Отобранная от выпускных газов энергия (4,2 МДж) термохимическим путем преобразуется в реакторе для повышения химической энергии нового вида топлива-конвертированного.

Применительно к идеальному (обратимому) циклу поршневого двигателя со смешанным подводом теплоты (дизеля) рассмотрено изменение его эффективности при реализации термохимической регенерации (ТХР) отходящей теплоты. Для дизелей обратимый термодинамический цикл состоит из адиабатных процессов сжатия ас и расширения z,b, изохорного сz1 и изобарного zZ процессов подвода теплоты к рабочему телу и изохорного процесса Ъа отвода теплоты от рабочего тела к теплоприемнику.

Если теплота, регенерируемая с помощью предварительного термохимического преобразования топлива, соответствует Q¡>, то теплота, подведенная к рабочему телу такого цикла от теплоотдатчика (за счет сжигания топлива), составит:

<21 = СУ№-Тс) + СР{Тг-Тгг)-<2Р О)

Теплота, отведенная из цикла с ТХР, соответственно будет равна

Ог-Сгфь-ТД-Ог (2)

Если выразить теплоту, регенерируемую в цикл с помощью ТХР, как часть теплоты, которая отводится с ОГ

сЪ=™02 = У>Су(Тъ-Та), (3)

где w - степень термохимической регенерации отводимой из цикла теплоты, можно получить выражение для расчета КПД обратимого цикла со смешанным подводом теплоты с ТХР в следующем виде:

(4)

Введем следующие обозначения относительных температур:

г Л = Р£/Рс степень изохорного повышения давления;

- степень изобарного расширения; £ = Уа/ Ус - степень сжатия;

- показатель адиабаты.

После подстановки значений относительных температур в выражение (4) получают зависимость лля .тасчета КПД обтатимого ттиюта с ТХР при смешанном П(

Я

тхр =

1 -•

(5)

/'[(Л - 1) + к Др-1)] - V* (А 1)

При этом для обратимого термодинамического цикла поршневого двигателя с принудительным воспламенением (цикл Отто) с ТХР, для которого

р = 1, выражение (5) приобретает вид:

I - и-

Т]1~ 1

(6)

Из

выражений (5) и (6) видно, что термический КПД обратимых циклов дизеля с ТХР и двигателя с принудительным воспламенением с ТХР существенно зависит от величины степени термохимической регенерации отходящей теплоты. В свою очередь величина w будет зависеть от условий организации рабочего процесса двигателя и его параметров.

Представляется, что наиболее рациональным образом способ термохимической регенерации теплоты ОГ применительно к условиям рабочего цикла дизеля может быть реализован в соответствии с функциональной схемы, изображенной на рис. 1.

Термокаталитический реактор конверсии метанола (или другого углеводородного соединения с низкой температурой диссоциации) устанавливается в выпускной системе дизеля и адаптируется по своим основным параметрам (производительности, площади тешюобменной поверхности, объему

катализатора и др.) с располагаемыми энергетическими и температурными возможностями выпускных газов данного двигателя.

В варианте системы питания ДВС, который наиболее просто технически осуществим, конвертированное топливо (газовая водородосодержащая смесь) может подаваться в рабочее пространство дизеля через впускной трубопровод вместе с воздушным зарядом, где оно воспламеняется «запальной» порцией дизельного топлива, и, сгорая, высвобождает накопленную в процессе его предварительного эндотермического преобразования энергию.

Очевидно, что подобный вариант ввода в цилиндры конвертированного топлива практически реализуем, если качественный состав газовоздушной смеси, поступающей в дизель, находится за пределами воспламеняемости. В том случае, если это условие не обеспечивается, с целью предотвращения самовоспламенения газовоздушной смеси на такте сжатия необходимо предусмотреть в схеме системы питания дизеля автономный ввод в его цилиндры конвертированного топлива. При этом оптимальное согласование законов подачи основного (дизельного) топлива и конвертированного может быть осуществлено экспериментальным путем.

Как видно из схемы рис.1, суммарная теплота введенная за цикл в двигатель с дизельным и конвертированным топливами, соответствует: 0, =НуГСТ + Никвм =Нитвт +Нииви+ ЛНик <7*,,

- теплоты сгорания дизельного топлива, конвертированного топлива (продуктов конверсии) и метанола соответственно; С?г и йм — цикловой расход дизельного топлива и метанола;

- дополнительное количество теплоты, введенное в цикл за счет термохимической регенерации, и обусловленное разностью теплот сгорания конвертированного топлива и метанола:

ЛНик = (НиК - Нии)Ом = 4200 . (7)

Из (7) следует, что количество теплоты, регенерируемой в цикл дизеля, соответствует эндотермическому тепловому эффекту реакции диссоциации цикловой дозы метанола, для организации которой расходуется тепловая энергия внешнего источника - теплоносителя (ОГ)-

С'учетом этого, одним из важнейших условий высокой эффективности способа термохимической регенерации теплоты ОГ является обеспечение необходимого температурного режима в реакционной камере каталитического реактора с целью достижения наибольшей глубины протекания термохимического преобразования исходного топлива, в частности, метанола и максимальной степени его конверсии фк :

<pK = (GM-GM')/GM»100,%, где GM'- массовый выход непрореагировавшего метанола, кг/Ч\м - массовый расход метанола через реактор, кг/ч.

Это вызывает необходимость в интенсивном подводе теплоты Q„ неоех к реакционной зоне, которая используется не только для реализации эндотермического эффекта химической реакции но и для организации конверсионного процесса в целом: на предварительное нагревание жидкого метанола до температуры кипения (~65°С), на его испарение, на повышение температуры паров метанола до уровня температуры диссоциации (~300°С), а также на компенсацию неизбежных тепловых потерь в окружающую среду через стенки реактора:

йог необх = GM (Qxum + Гм + C"pAtM + С*р At^J + Qnom. , (g) где r„ - теплота испарения метанола; С*р, С*р - средняя в рассматриваемом интервале температур изобарная теплоемкость жидкого и парообразного метанола соответственно; A tM - разность между температурой метанола на входе в реактор и его температурой кипения; А - разность между температурой кипения метанола и температурой диссоциации; - тепловые потери, которые могут быть минимизированы путем принятия мер по теплоизоляции стенок реактора.

Анализ уравнения (8) показывает, что основное количество тепловой энергии греющего теплоносителя расходуется на компенсацию эндотермического эффекта реакции диссоциации спирта (более 60%) и на его испарение (около 25%).

По условию энергетического баланса системы (рис.1) располагаемая тепловая мощность греющего теплоносителя (ОГ) должна превосхо-

дить или, по крайней мере, соответствовать тепловой мощности, необходимой для организации конверсионного процесса:

Qotpacn. = ( i'or Gor - i"or Gor ) = С1Kа ( Тог'- Toi")Gor, (9) где : С*р - средняя для принятого интервала температур изобарная теплоемкость ОГ; температура ОГ на входе в реактора и на выходе из него соответственно; Gor- расход ОГ через систему конверсии.

Современные наиболее эффективные катализаторы конверсии метанола обеспечивают условия полной или совершенной конверсии при рабочих температурах не ниже 280 ... 300 °С, что определяет"минималь-но возможный предел по температуре выпускных газов двигателя, ниже которого реализация эффективного конверсионного процесса не достигается.

При изменении режима работы двигателя параметры, определяющие величину энтальпии выпускных газов, варьируются в довольно широком диапазоне. При этом согласование энергетических потоков теплоносителя (ОГ) и потребителя теплоты (реактора), обеспечивается лишь для тех режимов работы двигателя, когда достигается условие, определяемое зависимостями (8) и (9), а температура отработавших газов превышает указанный выше уровень. Поэтому, для обеспечения эффективной работы конверсионной системы в более широком диапазоне изменения режимов дизеля, желательно обеспечить подвод дополнительной тепловой энергии. Для "восполнения" дефицита температурно-энергетического потенциала ОГ предложен и исследован метод, предусматривающий дополнительный разогрев ОГ за счет дожигания содержащихся в них энергоемких продуктов неполного сгорания Г (СО, СН и др.) с применением окислительной каталитической среды. Для реализации предложенного метода разработано оригинальное схемное ре-, шение" аппарата (рис.2), в котором конструктивно объединены реактор конверсии метанола и каталитический нейтрализатор ОГ, что позволяет не только утилизировать нереализованную в ДВС химическую энергию топлива (продуктов его неполного сгорания) за счет ТХР, но и совершенствовать экологические качества двигателя.

Расчетная величина дополнительного теплового эффекта при этом-может быть определена как

СГ-Саг •"»!). (Ю)

где Н„! - теплота сгорания 1-го компонента неполного сгорания топлива; /Ц/ -массовое содержание в ОГ 1-го компонента неполного сгорания топлива.

В виду того, что данный метод обуславливает возможность регенерирования полной энергии ОГ, сформулировано научное положение, позволяющее расширить представление о самой сущности понятия термохимическая регенерация, определив её, не только как утилизация тепловой энергии ОГ, но и как регенерация совокупной (тепловой и химической) их энергии.

В заключительном разделе главы приводится анализ влияния продуктов конверсии метанола на эколого-экономические показатели дизеля. Опираясь на известные положения теории химической кинетики и катализа, проанализированы возможные механизмы воздействия этих продуктов на основные процессы рабочего цикла дизеля, определяющие его экологические показатели. При проведении анализа предполагалось, что наиболее эффективное воздействие на внутрицилиндровые процессы, протекающие в дизе-

ле, проявляет водород и, следовательно, его содержание в продуктах конверсии является определяющим фактором уровня их активности.

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

В качестве основного метода исследования выбран метод сравнительного анализа результатов изучения выходных показателей малоразмерного высокооборотного дизеля типа 148,0/7,5 при его работе в штатной комплектации и с системой питания, оснащенной реактором конверсии метанола.

Состав продуктов конверсии определялся химическим анализом с помощью хроматографа «Газохром 3101», который проходил предварительную тарировку с использованием образцовых смесей по ТУ-6-16-2956-87. Содержание сажи в ОГ дизеля измерялось сажемером фирмы Бош мод-EPAW-68А, а состав газообразных продуктов сгорания дизеля - с помощью автоматического газоанализатора 0А8ТЕ8Т-А¥Е8ТА 0750 с встроенным принтером.

Четвертая глава диссертации посвящена анализу результатов исследования показателей дизеля, работающего совместно с системой конверсии метанола. На начальном этапе исследования проводилось изучение влияния режимных параметров дизеля на эффективность процесса термокаталитического разложения метанола в реакторе. В таблице 1 приведены данные, характеризующие влияние нагрузочного режима работы дизеля на эффективность процесса разложения метанола в реакторе.

Рис2. Схема опытного образца реактора конверсии метанола и зоны измерения температур в его рабочих полостях:

7/ - температура метанола на входе в испаритель;

Г; - температура метанола и продуктов его конверсии в 1-ом сечении реакционной секции;

Т] - температура метанола и продуктов конверсии во 2-ом сечении реакционной секции; Т4 - температура ОГв окислительной секции (каталитическом дожигателе); Т} • температура продуктов конверсии на выходе из реактора: Т( - температура ОГ на выходе из реактора

Таблица 1. Показатели эффективности процесса конверсии метанола для различных на-

Режим работы двигателя Температура в точках замера, "С (рис.2) Состав синтез газа, % Расход метанола, л/ч

мин N.. кВт т, т2 1*1 т4 Т3 Т» н2 СО СОг Остаток СНзОН

3000 1.4 20 220 205 240 195 220 24,9 30,1 2,6 42,4 0,2

3000 3,2 20 280 255 315 230 270 53,1 31.1 6,9 5,9 0,2

3000 5,5 20 350 300 380 280 340 60,0 38,1 0,4 1,5 0,2

При постоянной (генераторной) частоте вращения дизеля процесс конверсии может считаться практически завершенным для нагрузочных режимов, соответствующих

При этом установлено, что используемая в исследовании каталитическая среда (№-Сг-Си) способствует началу процесса разложения метанола уже при температурах порядка 240...250 "С, что обуславливает возможность частичной конверсии метанола с выходом водородного компонента на низких нагрузочных режимах работы двигателя с дефицитом по температуре.

На графиках рис.3 отражено влияние относительного содержания (по отношению к потребляемому дизельному топливу) продуктов конверсии метанола (ПКМ) и свободного водорода, содержащегося в них. на основные показатели работы исследуемого дизеля для режима близкого к номинальному (Ре = 0,55 МПа, п = 3000 мин').

Откуда следует, что повышение экономичности цикла и снижение удельного расхода теплоты q^ происходит по мере роста 8П1СМ = СлклЛФш/ + GT). Снижение це наблюдается до £„,„, = 10%, после чего оно приостанавливается и далее по мере роста содержания в рабочем теле ПКМ наблюдается даже некоторое повышение удельного расхода теплоты. Это объясняется тем, что в рассматриваемой точке (<$,,«, = 10%) обнаруживается энергетический баланс, когда потребляемая-реактором тепловая энергия и располагаемая теплота ОГ идентичны. Дальнейшее повышение расхода метанола через реактор обуславливает дефицит располагаемой энергии ОГ, при котором процесс конверсии становится незавершенным. При неполной конверсии метанола в продуктах его термохимического преобразования будут содержаться пары метанола. При этом процесс термохимической регенерации, достигнув определенного уровня, далее приостанавливается, а пары непрореагиро

ванного метанола, содержащиеся в ПКМ, способствуют снижению интенсивности процесса сгорания.

При фиксированном значении 5п|и( была снята нагрузочная характеристика дизеля, отображенная на рис.4. При значениях Рп не превышающих 0,31 МПа, показатели дизеля при его совместной работе с реактором практически не отличаются от штатных показателей (работа без реактора). При дальнейшем повышении нагрузки и соответствующем росте температуры ОГ (свыше 300 С) наблюдается улучшение экономических показателей двигателя благодаря тому, что реактор конверсии метанола выходит на режим максимальной эффективности. Присутствие в системе питания дизеля термокаталитического реактора позволяет на режиме, соответствующему ре = 0,55 МПа, снизить удельный расход теплоты на 6%.

Рис.З.ВлияниеотносительногосодержанияврабочемтелеПКМ(водорода) напоказателиработыдизеля(Р, ■ 0,55 МПа, п = 3000мин').

Очевидно, что улучшение топливно-экономических характеристик исследуемого дизеля обусловлено совокупным влиянием двух факторов: эффектом термохимической регенерации теплоты ОТ и улучшением кинетических показателей процесса сгорания (совершенствованием рабочего процесса благодаря присутствию водорода). Для выявления доли участия в повышении экономичности двигателя каждого из названных факторов были использованы результаты проведенного ранее исследования в РУДН. Указанное исследование проводилось на этом же дизеле, оснащенном реактором конверсии метанола с автономным электрическим подогревателем, то есть без использования тепловой энергии ОГ. При этом на режиме Р, = 0,55 МПа и с адекватным расходом продуктов конверсии было зарегистрировано уменьшение удельного расхода топлива на 3,5%. Отсюда можно сделать вывод, что снижение расхода топлива за счет эффекта термохимической регенерации составляет 2,5%, что соответствует данным теоретического

Рис4. Нагрузочная характеристика дизеля.

прогнозирования. Следует иметь в виду, что указанный результат достигнут на малоразмерном одноцилиндровом дизеле, температурно-энергетический потенциал ОГ для которого относительно невелик. Очевидно, что для дизелей с форсированными рабочими процессами (например, за счет применения газотурбинного наддува) и многоцилиндровых двигателей, имеющих большие рабочие объемы и, соответственно, уровни располагаемой энергии ОГ (например, для ДВС автотракторного типа), применение способа термохимической регенерации может обеспечить более ощутимое повышение топливной экономичности за счет ТХР (по предварительной оценке-на 5.. 12 %).

Экологические показатели, характеризующие качественное изменение рабочего процесса дизеля при его работе с добавками рабочему телу ПКМ, представлены на рис.5.

СО,

%

0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0.1 0,05

С,

ед. Бош 1 3 2,5 2 1.5 1

0,5 * 0

У

ГС > У V/

Л * ✓ > •

> - _ г-"-

•

1--

Г К. — —'

КОх

я • • • 9Л • Я V

/

У

У »

г-'

*-----

4

3,5 3

2,5 2

1.5

Шх,

г/м3

0,2 0,3 0,4 0,5 Ре,МПа

при работе на дизельном топливе

_ _ - с подачей на впуск ПКМ, бпкм = 10%

Рис.5. Токсическаяхарактеристика дизеля.

Снижение содержания сажи и оксидов азота в отработавших газах наблюдается во всем диапазоне изменения нагрузочных режимов дизеля. На режиме, соответствующем Р€ = 0,55 МПа, присутствие в системе питания дизеля термокаталитического реактора способствует снижению содержания сажи в ОГ с 3,2 до 1,8 ед. Бош, то есть на 45 %, при уменьшении концентрации в ОГ оксидов азота на 15 %.

Пониженное содержание сажи в ОГ дизеля, работающего с термокаталитическим реактором, предопределяет возможность его форсирования по пределу дымления.

Применение рассмотренного способа утилизации теплоты выпускных газов на двигателях представляется достаточно перспективным. Благодаря технологической простоте, его реализация не требует серьезных технических разработок и финансовых вложений. Основной элемент конверсионной системы - реактор представляет собой простейшую конструкцию теплооб-менного аппарата, рабочее пространство которого заполнено катализатором. Массовые и габаритные характеристики реактора (в объеме обычного глушителя) обеспечивают удобство его установки в выпускной системе двигателя.

Важным стимулом дальнейшего развития данного способа является его многофункциональность по эффекту воздействия на показатели дизеля. Его реализация позволяет утилизировать энергию ОГ, совершенствовать процессы сгорания, улучшать экологические качества двигателя, обеспечивая при этом частичную замену дизельного топлива альтернативным энергоносителем из возобновляемых биологических источников, то есть задачи ресурсосбережения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Сформулирован и теоретически обоснован способ утилизации энергии отработавших газов дизеля на основе предварительного термохимического преобразования топлива.

2. Проведено аналитическое исследование эффективности термодинамического цикла поршневого двигателя с термохимической регенерацией энергии отработавших газов.

3. Теоретически обосновано положение о совокупной утилизации теплового и химического компонентов энергетического потенциала отработавших газов двигателя, что обуславливает возможность повышения эффекта регенерации и его реализации в более широком диапазоне изменения нагрузочных режимов двигателя. Это положение позволяет расширить представление о сущности способа термохимической регенерации, определив его не только как утилизация тепловой энергии выпускных газов, но и как регенерация суммарной их энергии, имея в виду при этом и химическую составляющую.

4. С учетом параметров исследуемого малоразмерного дизеля разработан опытный образец реактора конверсии спиртового топлива, работающего в составе его системы питания, который конструктивно и функционально объединен с каталитическим дожигателем продуктов неполного сгорания (СН и СО и др.) двигателя, что позволяет одновременно совершенствовать его экологические показатели.

5. Выявлен рабочий диапазон изменения нагрузки дизеля, при котором располагаемый температурно-энергетический потенциал отработавших газов обеспечивает наибольшую эффективность регенерации.

6. На основе результатов исследования разработаны рекомендации по совершенствованию показателей работы высокооборотного малоразмерного дизеля 14 8,0/7,5, реализация которых позволила на номинальном режиме работы снизить удельный эффективный расход теплоты на 6%, а также уменьшить содержание в отработавших газах оксидов азота на 15 % и сажи на 45 %, обеспечивая при этом возможность для дополнительного форсирования двигателя по пределу дымления.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих трудах:

1. 1. Фомин В.М., Пономарев Е.Г., Емельянов В.В. Применение продуктов конверсии метанола в качестве средств совершенствования экологических показателей дизелей // Совершенствование мощностных, экономических и экологических показателей ДВС: Материалы международной научн. - практич. конференции.-Владимир,2001.-С.249-251.

2. Фомин В.М., Емельянов В.В. Продукты конверсии метанола как эффективное средство совершенствования экологических и топливно-экономических показателей автомобильных дизелей // Грузовик.-2002.-№ 9.-С.18-23.

3. Фомин В.М., Емельянов В.В. Способ утилизации теплоты отработавших газов автомобильного дизеля // Грузовик.-2002.-№ 9.-С.24-31.

4. Фомин В.М., Емельянов В.В. К проблеме разработки рабочего процесса дизеля с высокими эколого-экономическими качествами // Теория и практика инженерных исследований. - М.: Из-во РУДН, 2003.- С.106-107.

5. Фомин В.М., Емельянов В.В. Применение продуктов конверсии метанола в качестве средств совершенствования экологических показателей дизеля //Теория и практика инженерных исследований. - М.: Из-во РУДН, 2003.-С. 108-109.

6. Фомин В.М., Бендик М.М., Емельянов В.В., Хайсам А.Г. Применение "спиртового топлива в дизеляхУ/Тракторы и сельскохозяйственные машины. -2003. -№2.-С. 11-15.

Емельянов Владимир Васильевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ ДИЗЕЛЯ НА ОСНОВЕ ТЕРМОХИМИЧЕСКОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ ТЕПЛОТЫ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ.

Предложен способ повышения эффективности использования энергии топлива на основе термохимической регенерации энергии отработавших газов дизеля. Реализация предложенного способа позволяет повысить топливную экономичность двигателя, способствует совершенствованию процессов сгорания, улучшению экологических показателей двигателя, обеспечивая при этом частичную замену дизельного топлива альтернативным энергоносителем из возобновляемых биологических источников.

Yemelyanov Vladimir Vasiljevich

IMPROVEMENT OF PARAMETERS OF WORK OF THE DIESEL ENGINE ON THE BASIS OF THERMOCHEMICAL REGENERATION OF HEAT OF THE EXHAUST GASES: The way of increase of efficiency of use of energy of fuel is offered on the basis of thermochemical regeneration of energy of the exhaust gases of a diesel engine. Realization ofthe suggested way allows to increase fuel profitability of the engine, promotes perfection of processes of combustion, improvement of ecological parameters of the engine, providing thus partial replacement of diesel fuel with the alternative energy carrier from renewed biological sources.

Подписано в печать &4 Формат60x84/16.

Тираж /¿?с?эк1. Усл. печ. л. -/ .Заказ 6

Типография Издательства РУДН 117923, ГСП-1, г. Москва, ул. Орджоникидзе, д. 3

Í-413Z

Перечень условных обозначений.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава1. ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕРМОХИМИЧЕСКОЙ КОНВЕРСИИ УГЛЕВОДОРОДОВ В СОСТАВЕ СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ КАК СПОСОБ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРОЦЕССА СГОРАНИЯ И УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛОТЫ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ.

1.1. Об эффекте термохимической регенерации тепловой энергии отработавших газов энергетической установки, работающей совместно с системой предварительной конверсии топлива

1.2.Организация процесса предварительного термохимического преобразования топлива в составе системы питания двигателя.

1.3.Состав продуктов конверсии углеводородов с низкой температурой диссоциации и характер их воздействия на внутрицилиндровые процессы дизеля.

1.4. Выводы по главе. Задачи исследования.

Глава2. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕРМОХИМИЧЕСКОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ ТЕПЛОТЫ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДИЗЕЛЯ.

2.1.Утилизация теплоты отработавших газов двигателя на основе предварительного термохимического преобразования (конверсии) топлива - метод термохимической регенерации.

2.2.Термодинамический цикл дизеля с регенерацией теплоты отработавших газов и анализ его эффективности.

2.3. Согласование уровней располагаемой энергии отработавших газов и энергетических затрат на реализацию термохимического преобразования исходного топлива в конвертированное с учетом рабочего диапазона изменения режимных параметров двигателя

2.4. Анализ влияния продуктов конверсии метанола на эколого-экономические показатели дизеля.

2.5. Выводы по главе.

ГлаваЗ. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И ОБОРУДОВАНИЕ. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ. ОЦЕНКА ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗМЕРЕНИЙ.

3.1.Задачи экспериментальных исследований.

3.2.Экспериментальная установка и оборудование.

3.3.Методика проведения исследований.

3.4. Оценка погрешностей измерений.

Глава 4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.

4.1. Анализ результатов исследования влияния режимных параметров дизеля с опытной системой конверсии метанола на эффективность термохимической регенерации теплоты ОГ.

4.2. Анализ топливо-экономических показателей дизеля с термохимической регенерацией теплоты ОГ.

4.3.Анализ экологических показателей дизеля с системой питания с термохимическим реактором конверсии метанола.

По данным внешнего теплового баланса поршневого двигателя существенная часть энергии топлива, вводимого в цилиндр, не реализуется в виде работы, а выводится из цикла, в том числе и с выпускными газами, обуславливая тем самым соответствующие необратимые потери цикла.

В двигателях с искровым зажиганием доля потерь энергии топлива, уносимой из рабочего пространства с отработавшими газами, составляет 30.55%, в дизелях она достигает 40%, что соответствует примерно 17000 кДж на каждый килограмм израсходованного топлива Ш

Традиционные способы регенерации теплоты, направленные на снижение тепловых потерь с отработавшими газами, используются в крупных судовых и стационарных силовых установках, в частности на основе применения котлов-утилизаторов для получения пара или горячей воды. На двигателях меньшей размерности, например, автотракторного типа реализация подобных способов утилизации тепловой энергии отработавших газов практически трудно осуществима.

В двигателях данного типа располагаемая энергия газового потока на выходе частично может быть преобразована в работу в волновых обменниках давления или в газовых турбинах. В последнее время получают также развитие исследования по разработке для транспортных силовых установок утилизационных контуров, работающих по циклу Ренкина [2].

Отдельной и ещё малоисследованной проблемой является поиск возможности утилизации располагаемой тепловой энергии б отработавших газов на основе использования предварительного термохимического преобразования исходного вида топлива в другой вид топлива (названным [3] конвертированным топливом) с более высокими энергетическими возможностями. Сущность подобного способа регенерации заключается в том, что процесс химического преобразования исходного топлива сопровождается поглощением теплоты, отбираемой от выпускных газов двигателя, в термохимическом реакторе, выполняющего в данном случае роль утилизационного устройства.

В результате эндотермического преобразования химическая энергия конвертированного топлива возрастает по отношению к энергии исходного топлива на величину, равную количеству утилизированной теплоты выпускных газов. Регенерированная часть отходящей теплоты с конвертированным топливом вводится в двигатель для повторного участия в организации рабочего цикла. Такой способ утилизации отводимой из цикла двигателя тепловой энергии назван термохимической регенерацией теплоты отработавших газов, так как в его основу положен принцип термохимического преобразования энергии исходного топлива на более высокий энергетический уровень с использованием теплоты ОГ.

Реализация данного способа утилизации тепловой энергии отработавших газов двигателей позволяет комплексно решать проблемы повышения их топливной экономичности и снижения токсичных выбросов в атмосферу, так как газообразные продукты конверсии исходного жидкого топлива содержат в своем составе в основном монооксид углерода и водород, участие которых в организации рабочего цикла двигателя способствует совершенствованию процесса сгорания.

Принципиальная возможность осуществления термохимической регенерации теплоты отработавших газов в поршневом двигателе обусловлена, главным образом, благодаря наличию двух обстоятельств. Первое заключается в том, что отдельные виды углеводородов обладают способностью под воздействием теплоты вступать в реакции конверсии с эндотермическим эффектом. Второе - температурный уровень теплоты отработавших газов двигателя является достаточным для эффективной организации конверсионного процесса этих углеводородов, в частности, при соответствующем выборе активирующей каталитической среды.

Впервые термохимические превращения топлива, сопровождающиеся эндотермическим эффектом, предложили использовать в теплоэнергетических установках И.И.Перелетов (паровая конверсия) и В.Г.Носач (смешанная конверсия) в 1964 г. [3].По схеме, предложенной В.Г.Носачем, природное топливо, используемое для питания теплосиловой промышленной установки, перед сжиганием конвертировалось в среде со своими продуктами сгорания, содержащими в своем составе диоксид углерода и пары воды -реагенты реакции конверсии.

При организации эндотермического процесса конверсии в условиях работы двигателя внутреннего сгорания важным вопросом является выбор исходного углеводородного соединения, способного при относительно невысоком среднем уровне отработавших газов (теплоносителя) конвертировать в целевые газообразные продукты заданного химического состава (монооксид углерода и водород).

Накопленный в исследовательской практике опыт показывает, что продукты конверсии традиционных нефтяных топлив, в частности, дизельного топлива, полученные в высокотемпературном реакторе [4] на основе механизма экзотермических реакций неполного окисления углеводородов, имеют по сравнению с исходным продуктом более низкую теплоту сгорания, что исключает в принципе возможность реализации эффекта регенерации. В то же время организация эндотермического цикла конверсии углеводородов нефтяного топлива, в частности дизельного, на основе высокотемпературных реакций их диссоциации с использованием теплоты отработавших газов представляется трудно осуществимой вследствие дефицита по температуре.

Наиболее целесообразным вариантом использования в качестве исходного продукта для конверсии являются химические соединения, имеющие температуру диссоциации (в соответствующей каталитической среде) ниже среднего температурного уровня отработавших газов двигателя, что обеспечивает принципиальную возможность утилизации их тепловой энергии для организации эндотермического цикла конверсии. К числу таких соединений относятся спирты (метиловый, этиловый и другие), простейшие эфиры (диметиловый, диэтиловый) и другие соединения.

Очевидный практический интерес среди перечисленных углеводородных соединений представляет метанол, который в мировом двигателестроении уже сам по себе (в недиссоциированном виде) рассматривается как одно из наиболее перспективных альтернативных топлив.

В настоящее время основным потребителем метанола является химическая промышленность, однако имеется обширная сырьевая база для увеличения его производства и более широкого использования в качестве моторного топлива. Кроме того, метанол, как и все другие перечисленные выше соединения, относятся к разряду возобновляемых источников энергии, синтезируемых из продуктов растительного происхождения (например, из отходов пищевой и деревоперерабатывающей промышленности), сырьевая база которых практически неисчерпаема.

Следует отметить также, что использование в энергетических установках топлив, получаемых из биомассы, обеспечивает поддержание баланса в атмосфере диоксида углерода СО2, так как его выбросы с продуктами сгорания практически полностью компенсируются в процессах фотосинтеза при выращивании биологического сырьевого продукта. Это способствует решению одной из важнейших мировых проблем - уменьшение парникового эффекта в биосфере.

Как уже отмечалось выше, по комплексу эффектов воздействия на показатели работы двигателя рассматриваемый способ отличается многофункциональностью. Направленный на повышение эффективности использования химической энергии топлива за счет снижения уровня необратимых потерь в цикле, он позволяет одновременно решать задачи экологического совершенствования рабочего процесса двигателя благодаря тому, что в состав конвертированного топлива входит водород, а также ресурсосбережения топлив нефтяного происхождения.

Настоящая работа посвящена исследованию условий реализации и эффективности термохимической регенерации теплоты отработавших газов дизеля, работающего совместно с системой конверсии спиртового топлива, и изучению влияния последней на экологические показатели энергетической установки.

На защиту выносятся:

• Способ утилизации теплоты отработавших газов дизеля на основе предварительного термохимического преобразования топлива.

• Зависимости по оценке эффективности термодинамического цикла дизеля с термохимической регенерацией теплоты ОГ

• Условия согласования уровней располагаемой энергии греющего теплоносителя (ОГ) и энергетических затрат на реализацию термохимического преобразования исходного топлива в конвертированное топливо с более высокими энергетическими показателями.

• Выявленный рабочий диапазон изменения нагрузки дизеля, при котором располагаемая тепловая мощность отработавших газов обеспечивает наибольшую эффективность регенерации их теплоты.

• Данные по экологическим показателям дизеля, система питания которого оснащена термокаталитическим преобразователем топлива.

• Рекомендации по совершенствованию показателей работы дизеля, работающего по циклу с термохимической регенерацией теплоты ОГ.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.

1. Сформулирован и теоретически обоснован способ утилизации энергии отработавших газов дизеля на основе предварительного термохимического преобразования топлива.

2. Проведена аналитическая оценка эффективности термодинамического цикла поршневого двигателя с термохимической регенерацией энергии отработавших газов.

3. Теоретически обосновано положение о совокупной утилизации теплового и химического компонентов энергетического потенциала отработавших газов двигателя, что обуславливает возможность повышения эффекта регенерации и его реализации в более широком диапазоне изменения нагрузочных режимов двигателя. Это положение позволяет расширить представление о сущности способа термохимической регенерации, определив его не только как утилизация тепловой энергии выпускных газов, но и как регенерация суммарной их энергии, имея в виду при этом и химическую составляющую.

4. С учетом параметров исследуемого малоразмерного дизеля разработан опытный образец реактора конверсии спиртового топлива, работающего в составе его системы питания, который конструктивно и функционально объединен с каталитическим дожигателем продуктов неполного сгорания (СН и СО и др.) двигателя, что позволяет одновременно совершенствовать его экологические показатели.

5. Выявлен рабочий диапазон изменения нагрузки дизеля, при котором располагаемый температурно-энергетический потенциал отработавших газов обеспечивает наибольшую эффективность регенерации.

6. На основе результатов исследования разработаны рекомендации по совершенствованию показателей работы высокооборотного малоразмерного дизеля 14 8,0/7,5, реализация которых позволила на номинальном режиме работы снизить удельный эффективный расход теплоты на 6%, а также уменьшить содержание в отработавших газах оксидов азота на 15 % и сажи на 45 %, обеспечивая при этом возможность для дополнительного форсирования двигателя по пределу дымления.

1. Двигатели внутреннего сгорания. Теория поршневых и комбинированных двигателей // Под ред.А.С.Орлина и М.Г.Круглова.-М.: Машиностроение, 1983.- 372 с.

2. Шейпак А.А., Балдин В.П. Утилизационные паровые турбины автотракторных ДВС // Автомобильная промышленность.-1985.-№12.-С.12-14.

3. Носач В.Г. Энергия топлива. Киев: Наук.думка, 1989.-148 с.

4. Носач В.Г. Термохимическая регенерация теплоты в циклах тепловых установок // Промышленная теплотехника. 1981.-3,№6.- С. 6164.

5. Соколов Е.Я., Бродянский В.М. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения. М.: Энергоиздат, 1981.-320 с.

6. Розовский А.Я. Теоретические основы процесса синтеза метанола. М:Химия , 1990 -272 с

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

8. Смайлис В.И. Малотоксичные дизели. -Л , Машиностроение, 1982.128 с.

9. Звонов В.А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания.-М. .Машиностроение, 1989.- 159 с.

10. Фомин В.М., Савастенко А.А., Реда Надер Ф. Экспериментальное изучение влияния добавок к топливу продуктов его плазмохимиче-ской переработки на сажесодержание ОГ дизеля// Вестник РУДН. Тепловые двигатели«-1996.-№! .-С.78-81.

11. Скляренко Е.В. Анализ процесса тепловыделения в дизеле при добавках конвертированного топлива// Тепло- и массообменные аппа-раты.-Киев.-1988.-С.95-98.

12. Киреев В.А. Методы практических расчетов в термодинамике химических реакций,М.:химия, 1969.-519 с.

13. Круглов М.Г. Ускорение технического прогресса в двигателестрое-нии- одно из важнейших направлений развития народного хозяйства// Двигателестроение.-1980.-№3 .-С.5-8.

14. Магидович JI.E. ,Румянцев В.В. Обсуждение проблемы применения водорода на транспорте // Двигателестроение.-1984.-№6.-С,54-55.

15. Серебренников В.А ,Батурин С.А .,Румянцев В.В. Опыт применения присадок пароводородной смеси в транспортном дизе-ле//Двигателестроение.-1982.-No 2.-С.41 -44.

16. Матиевский Д.Д., Вагнер В.А. Осуществление присадок водорода к топливу и их влияние на показатели работы двигате-ля//Двигателестроение.-1985.-№2.-С.53-56.

17. Передрий В.Ф., Носков Н.И., Петренко J1.A. Эффективность использования предварительной термохимической подготовки топлива в системах питания дизелей//Двигателестроение.-1990.-№6.-С. 31-32.

18. Мищенко А.И. Применение водорода для автомобильных двигателей. -Киев :Науково Думка, 1964.-143 с.

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

20. Носач В.Г., Кривоконь А.А. Совершенствование превращения топливной энергии в двигателях внутреннего сгорания//Вестник Ук-рАН. 1985.-№ 2.-С.63-67.

21. Магидович J1.E., Румянцев В.В., Шабанов А.Ю. Особенности тепловыделения и рабочего процесса дизеля, работающего с добавками водорода // Двигателестроение.-1985.-№ 9.-С. 7-9.

22. Носач В.Г., Кривоконь А.А. Повышение экономичности двигателя внутреннего сгорания путем конверсии топлива в продуктах сгорания //Промышленная теплотехника.-1985.-Т.7.-№ 5.-С.88-92.

23. Шкаликова В.П., Патрахальцев Н.Н. Применение нетрадиционных топлив в дизелях. М.: Изд-во РУДН, 1993.-64 с.

24. Иващенко Н.А., 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.-С.П4-П5.

25. Патрахальцев Н.Н., Фомин В.М. ,Иващенко Н.А. Улучшение экологических показателей дизеля применением присадки к топливу продуктов его термохимической переработки//Двигатель-97:Материалы междунарн.-т.конфер.М.:МГТУ,1997.-С.115-116.

26. Фомин В.М., Маслов Ю.Л., Имад М.Д. Присадки газообразных водород о содержащих продуктов как средство улучшения эколого-экономических показателей дизелей // Двигатель-97 :Материалы ме-ждунар.н-т. конфер .М.-.МВТУ, 1997.-С. 127-128.

27. Маслов Ю.Л. Перспективы использования ДВС с газогенераторными установками на твердых топливах//Совершенствовани мощ-ностных, экономических и экологических показателей ДВС Тр.научн .-практ. семинара.-Владимир, 1997.-С. 93 -94- .

28. Веселов В.В., Рафал А.Н. Состав газа конверсии углеводородов. -Киев: Наукова думка,1986.-188 с.

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

30. Семенов Н.Н. О некоторых проблемах химической кинетики и реакционной способности. -М.: Наука,1980.-207 с.

31. Магарил Р.З. Механизм и кинетика гомогенных термических превращений углеводородов. -М.:Химия, 1980.-224 с.

32. Hirota Т. Study of the methanol -reformed gas engine // ISAE Review /1981-N4 P 7-13.

33. Беляев A.A., Буревич Ю.А., Киселев B.M. Сравнительное исследование термодинамической эффективности различных схем организации парообразования в капиллярных структурах // Инженерно-физический журнал. -1992. Т. 62. - № 2." С, 173-179.

34. Беляев Н.М. Основы теплопередачи.- Киев: Выща школа, 1989.-343 с.

35. Кулинченко В.Р. Справочник по теплообменным расчетам. Киев: Техника, 1990. - 165 с.

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

37. Reulein Н . Reyl G Abgasprobleme bei fahrzeung-dieselmotoren // MTZ. -1992 . N12 P.33-38.

38. Lyn W.J . Engine probleme der verbrenning in diesel motoren // MTZ-1986 - N4-P.25-31

39. Вилькавичюс Т.П., Луканин B.H., Махов В.З. Особенности воспламенения метаноло-воздушных смесей при сжатии // совершенствование автатранспорных ДВС : Сб.научн .тр.-М :Из-во МАДИ . 1985.-С.85-89

40. Груздев В,Н., Тавгер М.Д., Талантов А,В. Исследование влияния активных частиц на основные характеристики горения в турбулентном потоке//Известия вузов .Авиационная техника.-1980.-№ 3.-С.37-41.

41. Тавгер М.Д., Груздев В.Н., Талантов А.В. Влияние активных частиц на процессы горения//Электрофизика горения.- 1979.-С.45-48.

42. Когарко С.М., Басевич В.Н, Промотирование горения распыленного топлива//Физика горения и взрыва. 1977.-Т. 13.-№ 2.-С.275-237.

43. Саблина З.А., Гуреев А.А. Присадки к моторным топливам .М,:Химия,1987.-80 с.

44. Лернер М.О. Химические регуляторы горения моторных топ-лив.М.:Химия,1985.-222. с.

45. Панченков Г.М., Лебедев В.И. Химическая кинетика и катализ. -М. :МГУ.-1969.-354 с.

46. Элементы системы автоматизированного проектирования ДВС. Алгоритмы прикладных программ/ Р.М.Петриченко, С.А Батурин и др. Л.: Машиностроение, 1990.-328 с.

47. Войнов А.Н., Четти В.Д. Анализ воспламенения в дизеле с учетом влияния химико-кинетических и физических факторов//Известия вузов.-1979 .-№ 4.-С.77-93.

48. Войнов А.Н. Сгорание в быстроходных поршневых двигателях. М.: Машиностроение, 1977.-320 с.54.3ельдович И.Л., Садовников П.Я., Франк-Каменецкий Д.А. Окисление азота при горении .М.:АН СССР, 1974.-148 с.

49. Яковлев В.М. Математическая обработка результатов исследованиям. :Физматиздат, 1988.-480 с.

50. Преображенский В.Н. Теплотехнические измерения и приборы .М.; Энергия, 1978.-703 с

51. Гутер Р.С., Овчинский М.В. Элементы численного анализа и математической обработки результатов опыта. М.: Наука, 1970.-215 с.

52. Касандрова О.Н., Лебедев В.В. Обработка результатов наблюдения. М.:Наука,1970.-104 с5 9. Устройство для обработки топлива в двигателе внутреннего сгорания// Патент ФРГ № 491258,МКИ Р 02 М 27/02.-Сименс.-0публ.06.02.

53. Островский Г.Л. Возможности повышения топливной экономичности двигателей при регулировании мощности отключением цилиндров// Двигателестроение.-1986.-№ 11.-С.58-40

54. Исаев С.И. Курс химической термодинамики. М.:Высшая школ, 1986.-268 с.

55. Лушпа А.И. Основы химической термодинамики и кинетики ' химических реакций. М.: Машиностроение, 1981.-240 с.

56. Разлейцев Н.Ф. Моделирование и оптимизация процесса сгорания в дизелях. Харьков : Высшая школа, 1980.-169 е.

57. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. М.: Машиностроение, 1989.-559 с.

58. Смаль Ф.В., Арсенов Е.Е. Перспективные топлива для автомобилей. М. : Транспорт, 1989.-151с.

59. Вибе И.И. Новое о рабочем цикле двигателя. М.:ГНТЦ, 1962.-272 с.

60. Прошкин В.Н. О химических превращениях в углеводородныхтопливах при сгорании в дизелях //Двигателестроение.-1990.-№2.-С.5862.

61. Лазарев Е.А. Определение продолжительности процесса сгорания с учетом особенностей дифференциальной характеристики выгорания топлива в дизелях // Двигателестроение.-1990,-№10.-С.9-12.

62. Pierre E.Iean B.Bernard S. The effect of the vigom process on the combustion in diesel engines // SAE Preprints .1977.N929.-9p/

63. Tsukahra M.Chikakisa T.Miyamoto N.A Study on the Reduction of NOx of diesel engine by the use of an Auxiliary injection Method // Bull ISME. 198 l/-24/nl89/p571-577

64. Гаврилов Б.Г. Химизм предпламененных процессов в двигателях.-Л: ЛГУ.1970.-182 с.

65. Петренко И.Г., Филиппова В.И. Термодинамика реакций превращения углеводородов С1-С5.М.: Химия, 1972.-152с.

66. Носков Н.И., Николаенко А.В. Исследование эффективности двух-стадийного впрыска с подачей первой дозы топлива в конце такта выпуска дизеля //Двигателестроение.-1996.-№1.-С 43-45.

67. Фомин В.М., Носков Н.И., Халед Абдулгаббар. Улучшение экологических показателей дизелей на основе предварительной термохимической переработки топлива// Автомобильные и тракторные двигатели .-Межвузовский сб. научн. Трудов .-Вып.ХУ.-1999. С. 102108.

68. Звонов В.А., Балакин В.К., Черных В.И. Исследование рабочего процесса автомобильного двигателя при использовании в качестве топлива продуктов газификации метанола//Рукопись деп .в ЦНИИ-ТЭИ тракторостроение 22.08,88,№1035-тс 88.-12 с.

69. Фомин В.М, Пономарев Е.Г., Рамзи Х.Н. Снижение токсичных выбросов с ОГ дизелей за счет добавления к основному заряду водо-родосодержащих газовых смесей// Тр. междун. семинара. -М. :МГ АВТ,1999.-С .15 -16.

70. Заявка 57-8308 Япония, МКИ F02 М27702.Устройство для преобразования жидкого моторного топлива в газообразное/ Ниссан дзидося К.К.(Япония).- № 51- 33166; заявлено 26.03.76.; Опубл. 16.02.82.

71. Заявка 54-23683 Япония МКИ С104 31/00. Установка для рифор-минга метанола Ниссан дзидося К.К.(Япония). №51- 46096: Заявлено 24.04.75; Опубл. 15.08.79.

72. А.С.954592 СССР, MKHF02 М 27/00. Автомобильный газифика-тор/Ф.В.Смаль,Н.М.Пушкин,В.М.Городовицин,Е.Е.Аринов(СССР), -№ 2993924/25.06, Заявлено 30.09.80; Опубл. 30.08.82.

73. Пат. 4318369 США, MKHF02 В43/03.Заявлено 06.06.79; Опубл. 09.03.82, НКИ 123-3.

74. A.C. 1184935 СССР, MKHF02 В43/08. Двигатель внутреннего сгорания/В. А. Звонов, В.И. Черных, В.К.Балакин, В.Е.Леонов (СССР). -№3698613/25-06. Заявлено 26.01.84. Опубл. 15.10.85, бюл.№38.

75. Пат.4378336 США, MKHB01J8/02. Monolith reactor /Heeyoung Уоопе1а1.(США).-№341946.3аявлено 22.01.82. Опубл.29.03.83.-НКИ 422-201.

76. Пат. 45073&7 США, MKHF02 В 43/08. Combustion engine system / John Houseman etal.

77. Пат 34685 США. Заявлено 12,05.83. Опубл. 02.04.86, НКИ 123-3.

78. Пат. 2717993 ФРГ, МКИ F02 M26/02.Zueno , Nissan motor Со. Заявлено 03.06.77. Опубл.24.11.77.

79. Караваева И.М., Мастеров А.П. Производство метанола. М.:Химия, 1973.-150 с,

80. Лукъянчиков B.C., Стеженский А.И. Паровая конверсия метанола. Киев: Наукова думка, 1972.- 287 с.

81. Макунин А.В., Сердюков С.И., Сафонов М,С. Процесс паровой конверсии метана на оксидных никель циркониевых каталитических покрытиях//Нефтехимия.-1996.-№ 5.-С. 31-37.

82. Лендер Ю.З., Краснянская А.Г., Лелека В.Э. Исследование механизма низкотемпературного синтеза метанола // Метанол и его переработка. -М. :НИИТЭХИМ- 1985.-С. 45-49.

83. Померанцев З.М., Мухленов И.П., Трабор Д.Г. Синтез метанола во взвешенном слое //ЖПХ. -1983. -Т. 36. -№4. -С. 754-764.

84. Караваева М.М., Лендер С.М., Фролов В.Н. Восстановление низкотемпературных катализаторов синтеза метанола //Химическая промышленность.-1876.-№2.-С.99-100.

85. Фомин В.М., Савастенко А.А. ,Абу Ниджим Рамзи . Высоко эффективный испаритель для системы термокаталитической диссоциации метанола // Проблемы теории и практики в инженерных исследованиях :Сб.научн. трудов. -М. :Изд-во АСВ,2000.-С.210-213.

86. Фомин В,М., Абу Ниджим Рамзи Хассан, Каменев В.Ф. Катализатор системы конверсии метанола // Проблемы теории и практики в инженерных исследованиях: Сб. научн. трудов. -М.:Изд-во АСВ, 2000. -С. 207-209.