Снижение выбросов оксидов азота с отработавшими газами бензинового двигателя 4Ч9,2/8,6 в условиях эксплуатации автомобилей

• Автор: Сивов, Александр Александрович
• Шифр специальности: 05.04.02, 05.22.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 134 с. : ил.

Оглавление
Введение.

Глава 1. Сравнительный анализ современных методов и средств

снижения вредных выбросов автомобильных двигателей.

1.1. Состав отработавших газов автомобильных двигателей и степень их воздействия на окружающую среду

1.2 Оценка степени загрязнения окружающей среды токсичными компонентами

1.3 Нормирование токсичности вредных выбросов двигателей

1.4 Методы и средства направленные на улучшение экологических показателей двигателей

1.5 Способы и технические решения, применяемые для восстановления оксидов азота.

1.6 Выводы и задачи исследования

Глава 2. Моделирование и исследование процессов нейтрализации оксидов азота отработавших газов бензиновых двигателей в условиях эксплуатации автомобилей
2.1 Исследование режимов работы автомобиля в условиях эксплуатации.
2.2 Моделирование процесса нейтрализации оксидов азота отработавших газов двигателя в условиях эксплуатации автомобилей.
Глава 3. Методика экспериментальных исследований и применяемое оборудование
3.1 Общая методика экспериментальных исследований.
3.2 Объект исследований, экспериментальная установка, измерительная аппаратура
3.3 Методика исследований параметров работы двигателя и нейтрализатора
3.4 Методика исследований эксплуатационных показателей двигателя ЗМЗ . при установке нейтрализатора оксидов азота
Глава 4 Результаты экспериментальных исследований показателей работы нейтрализатора оксидов азота в условиях эксплуатации.
4.1 Исследование показателей работы двигателя ЗМЗ .
4.2 Исследование показателей работы нейтрализатора оксидов азота при эксплуатации автомобиля
4.3 Оптимизация параметров работы нейтрализатора и повышение эффективности восстановления оксидов азота.
Глава 5. Нормативнотехническая документация и экономическое обоснование внедрения нейтрализатора оксидов азота.
5.1 Нормативнотехническая документация по применению нейтрализатора оксидов азота
5.2 Экономическое обоснование внедрения нейтрализатора оксидов азота .
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


На данный момент помимо естественных явлений, ведущих к загрязнению окружающей среды, все большую долю в этом процессе занимает деятельность человека, связанная с освоением природных богатств, развитием и совершенствованием промышленности, сельского хозяйства, строительства, транспорта и других сфер. Загрязнение окружающей среды уже давно перестало быть проблемой локального характера. На данный момент это явление международного масштаба и складывается из многих составляющих. Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) играют большую роль в загрязнении окружающей среды. В крупных городах они являются одним из главных источников токсичных веществ. Большой вклад в изучение процессов образования и снижения вредных выбросов двигателей внесли отечественные ученые: Я. Б. Зельдович, В. И. Смайлис, H. H. Семёнов, Р. И. Жегалин, В. В. Горбунов, А. М. Сайкин, В. А. Звонов, П. Д. Лупачёв, A. B. Николаенко, Р. В. Малов, В. З. Махов, В. Н. Лука-нин, С. К. Корабельников, В. А. Лиханов, И. И. Габитов, Т. Ю. Салова, и другие. По своему составу ОГ двигателей внутреннего сгорания являют собой многокомпонентную и сложную смесь капель жидкости, газов, паров, а также мелкодисперсных частиц. В своем составе они содержат более 0 токсичных компонентов []. Основную массу газообразных выбросов составляют: оксиды углерода - СОх (СО2, СО); окислы серы - SO* (SO3, S) и сероводород - H2S; оксиды азота - NOx (N, NO, N), углеводороды и их производные - СХНУ; а также сажа и пыль (табл. Таблица 1. Кислород 0,3. Азот . С 5. СО 0,4. Бенз(а)пирен, 0. Главными источниками загрязнения атмосферы токсичными веществами являются предприятия топливно-энергетического комплекса, автотранспорт, металлургическая и нефтехимическая промышленности. По вредности воздействия на организм токсичные вещества разделяют на четыре класса []. К первому классу относится только бенз(а)пирен его аналоги. Второй класс включает десять веществ: оксиды азота ЫОх, триоксид серы БОз, аэрозоль серной кислоты Н2Б0. К третьему классу относится вещества, к четвертому - . Таким образом, основными токсичными компонентами ОГ двигателей вне зависимости от их типа, класса, размерности и конструктивных особенностей являются оксиды азота ЫОх и полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Около % оксидов азота ЫОх, выбрасываемых в атмосферу, приходится на автомобильный транспорт []. Тип топлива практически не влияет на образование оксидов азота в камере сгорания (КС) двигателя. Из оксидов азота N0*, содержащихся в ОГ, . N- Содержание других газообразных оксидов азота (И, Ыз, И4, М5) в ОГ ничтожно мало. Монооксид азота является нестабильным компонентом. В атмосфере при нормальных условиях N0 окисляется до Ы в течении от 1 до 0 часов. Проведенный анализ показывает, что оксиды азота наиболее токсичные компоненты ОГ автотранспортных двигателей, могут вызывать тяжелые заболевания человека. Так как, в мире в среднем приходится пять автомобилей на 1 км2, то плотность их в наиболее крупных городах выше в 0. Токсичности ОГ двигателя зависит от режимов работы двигателя, причем наиболее высокая концентрация токсичных компонентов в ОГ наблюдается на неустановившихся режимах работы, наиболее характерных для ездовых циклов. После проведения испытаний автотранспортного двигателя, проведенных в НАМИ [], установлено, что при износе двигателя выбросы оксидов азота ЬЮх увеличиваются - в 8,9 раза а, углеводородов СНХ в раз, а так же доля картерных газов в общем объеме выбросов увеличивается более чем в два раза (таблица 1. Таблица 1. Таблица 1. В городском цикле движения на режим ускорения (разгона) автомобиля, приходится более % выброса оксида азота N0*, треть выбросов СО и СпНт (таблица 1. Следующим по интенсивности загрязнения является режим установившегося движения - на данный режим приходится % СО и СпНт и % Ж)х. Принудительный холостой ход характеризуется максимальными выбросами СпНт. Таблица 1. Таблица 1. ДВС более чем в раз. При проведении анализа вышеупомянутых работ также, была проведена классификация факторов влияющих на выброс вредных веществ автомобильными двигателями. Данная классификации представлена на рис. Рис. Классификация факторов влияющих на содержание вредных веществ в составе отработавших газов Исследования показали (таблицы 1.