Экологическая безопасность автомобильных дизелей в полном жизненном цикле

• Автор: Теренченко, Алексей Станиславович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 175 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
1. Анализ путей улучшения экологических и экономических показателей дизелей
1.1. Проблемы улучшения экологических показателей и повышения экономичности ДВС в полном жизненном цикле
1.2. Улучшение экологических показателей и повышение экономичности дизелей путем применения альтернативных топлив
1.3. Международные стандарты оценки продукции по ПЖЦ
1.4. Анализ международных методик оценки двигателей внутреннего сгорания и моторных топлив по полному жизненному циклу
1.5. Выводы по первой главе
1.6. Цель и задачи исследования
2. Методика оценки экологической безопасности дизелей в полном жизненном цикле при использовании традиционных и альтернативных топлив
2.1. Общие положения
2.2.Инвентаризация расходования сырья, энергии и выбросов ВВ в окружающую среду на стадиях жизненного цикла дизельного двигателя
2.3 .Оценка воздействия на окружающую среду
2.4.Выводы по второй главе
3. Математическая модель рабочего процесса дизельного двигателя и
образования N0* при работе на различных топливах
3.1. Обзор отечественных и зарубежных математических моделей
расчета рабочего процесса и образования вредных веществ в цилиндре двигателя
3.2. Математическая модель расчета рабочего процесса дизельного двигателя при работе на традиционных, альтернативных и сме-севых топливах
3.2.1. Выбор модели и основные допущения
3.2.2. Расчет процесса наполнения, сжатия и сгорания
3.2.3. Определение концентраций оксидов азота в зонах и в среднем по цилиндру
3.2.4. Расчет индикаторных и эффективных показателей двигателя
3.2.5. Алгоритм расчета рабочего процесса дизельного двигателя работающего на смеси альтернативного и нефтяного топлив
3.3.Выводы по третьей главе
Теоретические и экспериментальные исследования показателей дизельного двигателя при работе на альтернативных и традиционных
топливах
4.1.Выбор объекта для теоретического и экспериментального исследований
4.2.Экспериментальные исследования показателей дизельного двигателя при работе на альтернативных и традиционных топливах
4.2.1. Описание объекта исследования (Д-240 с дизельной топливной аппаратурой и системой подачи метанола), испытательного стенда и измерительной аппаратуры
4.2.1.1. Описание и основные характеристики модернизированного дизеля Д-
4.2.1.2. Описание дополнительной системы питания испаренным метанолом
4.2.1.3. Испытательный стенд
4.2.2. Программа проведения и основные результаты испытаний
двигателя Д-240 при работе на дизельном топливе и метаноле
4.3.Проверка адекватности математической модели процесса сгорания в дизеле при его работе на альтернативных и традиционных топливах
4.4.Теоретические исследования показателей дизельного двигателя при работе на альтернативных и традиционных топливах
4.4.1. Анализ причин уменьшения выброса вредных веществ при сгорании в цилиндре двигателя метанола и диметилового эфира по сравнению дизельным топливом
4.4.2. Моделирование экономических и экологических показателей дизельного двигателя при эксплуатации
4.5.Выводы по четвертой главе
Теоретические исследования экологических и экономических показателей дизельных двигателей при работе на традиционных и альтернативных топливах с учетом полного жизненного цикла
5.1 .Постановка задачи и определение сферы
5.2.Проведение инвентаризационного анализа расходования, природных ресурсов, энергии и выбросов вредных веществ
5.3.Оценка воздействия на окружающую среду дизеля Д-240, использующего традиционные и альтернативные топлива
5.4.Интерпретация данных

Как видно из обзора стандартов серии ГОСТ Р ИСО 14000 они носят общий, рамочный характер и для оценки продукции, например, автотранспортного двигателя необходима разработка методики его оценки по ПЖЦ на основе этих стандартов.
1.4. Анализ международных методик оценки двигателей внутреннего
сгорания и моторных топлив по полному жизненному циклу.
Существует большое количество альтернативных топлив и способов их использования в дизельных двигателях и чтобы определить наиболее экологически безопасный нельзя опираться только на информацию о свойствах топлива и методах его использования. Для обоснованного выбора необходима оценка экологической безопасности и экономической эффективности дизельного двигателя, использующее то или иное топливо, по полному жизненному циклу, начиная от добычи сырья до утилизации двигателя по окончании эксплуатации. Основными критериями оценки должны быть: наличие ресурсов, наименьшие затраты энергии, выбросы вредных веществ (ВВ) [29, 32].
Анализ отечественного и зарубежного опыта оценок ДВС, использующих традиционные или альтернативные топлива, показал, что одни исследователи изучали процессы, связанные с жизненным циклом только силовой установки, включая добычу сырья, производство конструкционных материалов, деталей, узлов и двигателя в целом, его эксплуатацию и утилизацию [29]. Вопрос производства топлив рассматривался в этих работах весьма условно. Другие исследователи очень тщательно изучали процессы добычи сырья и производства самих топлив и двигатель рассматривали как объект ("черный ящик") с расходом топлива и выбросом вредных веществ в окружающую среду [28].
Работы по оценке жизненного цикла топлив были начаты в начале 80-х годов. За это время были разработаны десятки методик и проведено несколько десятков исследований [112, 115, 120, 121, 130, 143, 146, 154, 156-159]. Отличие этих методик друг от друга состоит том, что в каждой работе