Улучшение экологических показателей дизеля с турбонаддувом 4ЧН 11,0/12,5 при работе на природном газе путем снижения содержания оксидов азота в отработавших газах

• Автор: Олейник, Михаил Анатольевич
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Киров
• Количество страниц: 166 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Влияние воздействия автомобильного транспорта на окружающую среду

1.2. Методы снижения содержания оксидов азота в отработавших газах дизелей

1.3. Образование оксидов азота при сгорании природного газа и дизельного топлива в дизелях с турбонаддувом
1.3.1. Образование термических оксидов азота в процессе горения углеводородных топлив
1.3.2. Образование оксидов азота из гемиоксида азота в процессе горения углеводородных топлив

1.3.3. Образование быстрых оксидов азота в процессе горения углеводородных топлив

1.3.4. Образование топливных оксидов азота в процессе горения углеводородных топлив

1.4. Задачи исследований

2. ТЕОРИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ОКСИДОВ АЗОТА В ЦИЛИНДРЕ ГАЗОДИЗЕЛЯ С ТУРБОНАДДУВОМ

2.1. Уточненный химизм процесса образования оксидов азота в цилиндре дизеля с турбонаддувом 4ЧН 11,0/12,5 при работе на природном газе
2.2. Статистическая модель для уточнения расчета скоростей реакций образования и разложения оксидов азота в цилиндре дизеля с турбонаддувом 4ЧН 11,0/12,5 при работе на природном газе
3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Объект испытаний
3.2. Методика стендовых исследований работы дизеля с турбонаддувом 4ЧН 11,0/12,5 при работе на природном газе
3.3. Методика проведения европейского цикла испытаний на установившихся режимах (ESC) согласно ГОСТа Р 41.49-2003 (Правила ЕЭК ООН № 49)
3.3.1. Определение нагрузочного и скоростного режимов испытаний
3.3.2. Расчет выбросов вредных газообразных веществ
3.4. Обработка результатов исследований. Ошибки измерений
4. УЛУЧШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДИЗЕЛЯ С ТУРБОНАДДУВОМ 4ЧН 11,0/12,5 ПРИ РАБОТЕ НА ПРИРОДНОМ ГАЗЕ ПУТЕМ СНИЖЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ОКСИДОВ АЗОТА В ОТРАБОТАВШИХ ГАЗАХ
4.1. Влияние применения природного газа на эффективные и токсические показатели дизеля с турбонаддувом 4ЧН 11,0/12,5 в зависимости от изменения установочного УОВТ

4.1.1. Влияние применения природного газа на эффективные показатели дизеля с турбонаддувом 4ЧН 11,0/12,5 в зависимости от изменения установочного УОВТ
4.1.2. Влияние применения природного газа на токсические показатели дизеля с турбонаддувом 4ЧН 11,0/12,5 в зависимости от изменения установочного УОВТ
4.2. Влияние применения природного газа на эффективные и токсические показатели дизеля с турбонаддувом 4ЧН 11,0/12,5 в зависимости от изменения нагрузки
4.2.1. Влияние применения природного газа на эффективные показатели дизеля с турбонаддувом 4ЧН 11,0/12,5 в зависимости от изменения нагрузки
4.2.2. Влияние применения природного газа на токсические показатели дизеля с турбонаддувом 4ЧН 11,0/12,5 в зависимости от изменения нагрузки
4.3. Влияние применения природного газа на эффективные и токсические показатели дизеля с турбонаддувом 4ЧН 11,0/12,5 при работе на природном газе в зависимости от изменения частоты вращения коленчатого вала
4.3.1. Влияние применения природного газа на эффективные показатели дизеля с турбонаддувом 4ЧН 11,0/12,5 при работе на природном газе в зависимости от изменения частоты вращения коленчатого вала
4.3.2. Влияние применения природного газа на токсические показатели дизеля с турбонаддувом 4ЧН 11,0/12,5 при работе на природном газе в зависимости от изменения частоты вращения коленчатого вала
4.4. Влияние применения природного газа на индикаторные показатели, характеристики сгорания и тепловыделения, объемное содержание и массовую концентрацию оксидов азота в цилиндре дизеля с турбонаддувом 4ЧН 11,0/12,5
4.4.1. Влияние применения природного газа на индикаторные показатели, показатели процесса сгорания, объемное содержание и массовую концентрацию оксидов азота в цилиндре дизеля с турбонаддувом 4ЧН
11,0/12,5 в зависимости от изменения установочного УОВТ
4.4.2. Влияние применения природного газа на показатели процесса сгорания, объемное содержание и массовую концентрацию оксидов азота в цилиндре дизеля с турбонаддувом 4ЧН 11,0/12,5 на различных нагрузочных режимах
4.4.3. Влияние применения природного газа на показатели процесса сгорания, объемное содержание и массовую концентрацию оксидов азота в цилиндре дизеля с турбонаддувом 4ЧН 11,0/12,5 в зависимости от изменения частоты вращения
5. РАЗРАБОТКА МАКЕТНОГО ОБРАЗЦА АВТОБУСА ПАЗ-32054
С ДВИГАТЕЛЕМ Д-245.12С ДЛЯ РАБОТЫ ПО ГАЗОДИЗЕЛЬНОМУ ЦИКЛУ

5.1. Общие требования к системе подачи метановоздушной смеси во впускной трубопровод дизеля Д-245.12С автобуса ПАЗ-32054-12
5.2. Разработка и создание макетного образца автобуса ПАЗ-32054-12 для работы природном газе
6. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА В КАЧЕСТВЕ МОТОРНОГО ТОПЛИВА В АВТОМОБИЛЬНОМ ДИЗЕЛЕ 4ЧН 11,0/12,5
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

При глубоком пиролизе топлива в КС газодизеля с турбонаддувом находится большое количество локальных объемов MBB, в которых присутствуют промежуточные химически неустойчивые продукты низкотемпературного разложения метана, в том числе радикалы ОН. Поэтому образование термического N0 протекает также по схеме через радикалы ОН (цепь XI на
При определении теплового режима двигателя наиболее значимыми реакциями, благодаря которым достигается максимальная температура цикла, являются реакции окисления СН4 в результате которых происходит образование термических N0 по механизму Я.Б. Зельдовича (цепь IX на рис. 2.1).
Вследствие этого в цилиндре газодизеля с турбонаддувом оксиды азота начинают образовываться после полного расхода углеводородов, находящихся в исходном состоянии. Поэтому образование оксидов азота напрямую связано с количеством атомарного кислорода, концентрация которого зависит от температуры в каждой зоне и времени горения МВС.
Наиболее существенными реакциями, дающими весомый вклад в процесс образования оксидов азота в цилиндре газодизеля с турбонаддувом, являются реакции с радикалом ОН, протекающие по механизму Я.Б.Зельдовича.
Также нельзя не учитывать тот факт, что во время такта расширения происходит образование диоксида азота по реакции 2.2 (ветвь XII на рис. 2.1), который может составлять до 20 % от общего количества образовавшихся оксидов азота.
В отработавших газах газодизеля с турбонаддувом содержатся различные оксиды азота, но подавляющая часть из них образуется в результате пиролиза метана через радикалы ОН.
рис. 2.1) [99]:
N + ОНNO + Н;
HNO + ОН' ^ N0 + Н20; HNO + О ^ NO + ОН
(2.38)
(2.39)
(2.40)