Снижение токсичности отработавших газов карбюраторных двигателей путем стабилизации смесеобразования в условиях эксплуатации

• Автор: Черепов, Олег Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.20.03, 05.04.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 224 с. : ил.

1. ЭМИССИИ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ ОТРАБОТАВШИМИ ГАЗАМИ КАРБЮРАТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

1.1 Факторы, влияющие на характеристики эмиссий

1.2 Некоторые особенности образования вредных веществ в цилиндрах карбюраторных двигателей

1.3 Влияние конструктивных параметров и условий эксплуатации на

эмиссию ОГ
1.4 Выводы
2. НЕСТАБИЛЬНОСТЬ ВЫДЕЛЕНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ С ОТРАБОТАВШИМИ ГАЗАМИ И ПУТИ ЕЕ СНИЖЕНИЯ

2.1 Разработка методики оценки стабильности эмиссии в ОГ

2.1.2 Пути стабилизации эмиссий ОГ

2.2 Оценка основных параметров, определяющих стабильность эмиссий ВВ в ОГ карбюраторных двигателей

2.2.1 Степень сжатия е

2.2.2 Коэффициента избытка воздуха а
2.2.2.1 Оценка значений коэффициента расхода р при стационарных течениях
2.2.2.2 Дозирование в условиях вибраций и пульсаций
2.2.2.3 Перепад давлений в эмульсионном колодце
2.2.2.4 Дозирование топлива в условиях неустановившегося
теплового режима
2.2.2.5 Оценка изменения давления в диффузоре
2.2.2.6 Стабильность уровня топлива в поплавковой камере
2.2.2.7 Условия возникновения колебательных процессов в топливовоздушной системе карбюратора
2.2.2.8 Работа насоса ускорителя, стабильность смесеобразования
2.2.3 Смесеобразование в коллекторе
2.2.3.1 Течение пленок
2.2.3.2 Процесс расиыливания
2.2.3.3 Неравномерность распределения смеси по цилиндрам
2.2.4 Техническое состаяние двигателя и состав отработавших
2.2.5 Проверка математической модели
2.2.6 Выводы
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1 Установка для исследования дозирующей системы при нестационарных температурных режимах
3.2 Методики и устройства для оценки величины массовых сил
3.2.1 Методика оценки массовых сил, вызванных
неровностями пути
3.2.2 Устройство для исследования колебаний уровня топлива в поплавковой камере, действия наклонов и ускорений
3.2.3 Методика исследования
3.3 Установка для изучения влияния пульсации и вибраций
3.4 Устройство для исследования работы насосаускорителя
3.5 Моторные установки
3.6 Методика исследования вторичного распыливания
3.7 Обработка результатов измерений
3.8 Выводы
4. АНАЛИЗ И ОБОБЩЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1 Влияние нестационарного температурного режима
4.2 Влияние виброполя
4.3 Действие массовых сил
4.4 Работа насосаускорителя
4.5 Исследование вторичное распыливания
4.6 Закономерности изменения характеристик выделения вредных
веществ с отработавшими газами двигателей
4.7 Выводы
5. РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
5.1 Стабилизация совершенствованием процесса смесеприготовления бензовоздушных смесей
5.2 Стабилизация эмиссий ОГ введением водорода в бензовоздушную смесь
5.3 Оценка основных параметров электролизера и источников
его питания
5.4 Некоторые перспективы использования водорода для
стабилизации эмиссий ВВ в ОГ
5.5 К оценке загрязнения атмосферы
5.6 Экономическая эффективность
5.7 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ
ЛИТЕРАТУРА


Звоновым разработаны методы расчета основных токсичных компонентов в продуктах сгорания окиси углерода, оксидов азота и ароматических углеводородов. Из названных работ следует, что процессы образования различных веществ имеют свои механизмы протекают они поэтапно при различном химическом составе горючей смеси, давлении, температуре и других параметрах. Количественный и качественный состав эмиссий определяется, таким образом, химическим составом топлива, коэффициентом избытка воздуха а, давлением р и температурой Т, а также скоростью изменения этих параметров. В двигателях, в силу особенностей протекания процесса градиент температур и давлений, неравномерность состава смеси по цилиндрам и др. Особенно это характерно для переменных режимов, типичных для большинства мобильных двигателей. Рис. Связь основных физических характеристик, определяющих состав эмиссий ОГ. Названные выше основные параметры, определяющие состав эмиссий, зависят от конструктивных особенностей двигателя, условий его эксплуатации, технического состояния и других факторов. Рис. Изучению этого вопроса посвящено много работ , , , , и др Наиболее подробно этот вопрос рассматривался В. М. Архангельским, В. А. Звоновым, Г. Н. Злотиным, Ьсс и др. В этих работах выделяются и исследуются многочисленные факторы. Рассмотрим наиболее значимые из них. Нагрузка двигателя. Определяется условиями работы двигателя. Эти условия, в свою очередь, определяются машинойорудием, ее назначением и условиями работы. Последние зависят от объективных условий работы и субъективных особенностей оператора водителя. Фактическая нагрузка должна быть определена на основании статистических данных. Наиболее разработан этот вопрос в отношении автомобильных двигателей. Накопленные статистические данные использованы при создании ездовых испытательных циклов. Рис. Практически можно судить о нагрузке двигателя по степени открытия дроссельной заслонки, если степень открытия заслонки оценивать по площади проходного сечения . Статистические данные по степени, скорости открытия и вероятностные характеристики режимов в различных условиях приводятся в литературе ,1. На рис. На рис. Для обобщения были использованы результаты об
следования трех типизированных по условиям движения различных маршрутов движения, в условиях города. Рис. Испытательные циклы а японский б калифорнийский в европейский городской г магистральный. V 1
гЫ
0. Рис. Зависимость степени открытия дроссельной заслонки от подъема дороги. Рис. Рис. Гистограмма распределения скорости открытия дросселя грузового автомобиля ЗИЛ0
Рис. Продолжительность работы двигателя на различных режимах в городских условиях. Данные о степени открытия дросселя при движении в условиях холмистой местности приведены в работе проф. В.Ф. Бабкова и представлены на графике рис. Анализ статистики показывает, что двигатель чаще всего работает при загрузке от до при п 0,4 0,7 Пеиоу,. Скорость открытия дроссельной заслонки лежит в пределах 0, 0,3 с1. Температура смеси. Определяется температурой окружающей среды, конструктивными особенностями двигателя, его режимом работы. Температура окружающей среды влияет на температуру топлива в поплавковой камере, температуру поступающего воздуха и работу системы охлаждения. Температура поступающего воздуха также отражается на процессе смесеобразования в карбюраторе и наполнении цилиндров двигателя. На температуру смеси влияет степень подогрева в коллекторе, т. В.А. Звонов , Ьее 7 и другие специальными исследованиями установили, что с увеличением температуры заряда и одновременным уменьшением количества поступающей смеси, концентрация ЮХ при работе на бедных смесях возрастает. Это происходит примерно до 0С а затем начинается уменьшение см. При работе на богатых смесях выделение ИОх. МОхМОхтах см. Концентрация СО и СН от температуры на впуске практически не зависит . Температура охлаждающей жидкости на состав эмиссий влияет слабо. Кроме того, следует учитывать, что современные дви1атели снабжены термостатами, автоматически управляемыми вентиляторами, что обеспечивает поддержание стабильной температуры. Колебания температуры составляют не более .