Совершенствование технологии экологического контроля тепловозных дизелей при проведении реостатных испытаний

• Автор: Тарута, Мария Викторовна
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 169 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Анализ методов контроля количества вредных выбросов в отработавших газах транспортных двигателей

1.1. Требования, предъявляемые к экологическим параметрам транспортных двигателей

1.2. Приборные методы контроля экологических характеристик транспортных двигателей

1.3. Пункты экологического контроля энергетических установок дизельных локомотивов

1.4. Определение цели и постановка задачи исследования

2. Анализ качества функционирования системы экологического мониторинга дизельного подвижного состава в условиях эксплуатации
2.1. Обработка результатов контроля экологического состояния дизельного подвижного состава

2.2. Оценка экологической безопасности тепловозов эксплуатационного парка

3. Разработка математической модели расчета экологических параметров тепловозных дизелей
3.1. Разработка методики расчета количества продуктов сгорания топлива в двигателях внутреннего сгорания методом равновесного состава
3.2. Методика приведения параметров рабочего цикла дизеля при реостатных испытаниях к нормальным атмосферным условиям
3.3. Уточнение параметров процесса выгорания топлива в цилиндре двигателя с учетом режимов нагружения
4. Формирование автоматизированного программного комплекса для контроля экологических характеристик тепловозов
4.1. Исследование влияния термодинамических параметров рабочего цикла дизеля на количественный состав продуктов сгорания
4.2. Разработка программы обработки результатов экологического контроля тепловозных дизелей в условиях эксплуатации
4.3. Методика работы с программой расчета вредных выбросов в отработавших газах тепловозных дизелей при реостатных испытаниях
5. Оценка экономической эффективности анатитического контроля экологических характеристик тепловозных дизелей
Основные результаты и выводы
Список использованных источников


Основные общие характеристики методик контроля экологической безопасности транспортных двигателей приведены в табл. Таблица 1. Дизель 1, 0,7-0. При проведении ездовых испытаний установлены: протяженность участка Ь, км; время хода. Поэтому большие максимальные скорости автомобиля отнесены к условиям отрицательного экологического воздействия. Таблица 1. Кроме того, реально измеренные выбросы автомобилями вредных веществ оказывались как выше, так и ниже значений, полученных при сертификационных испытаниях. Поэтому за основу брались регламентированные предельные значения, установленные соответствующими нормами "Евро". Подсчитанные в отдельных категориях экологического воздействия баллы умножаются на соответствующее "весовое" их значение и суммируются для получения итогового экологического рейтинга автомобиля. Конечно, такую оценку воздействия автомобиля на человека и окружающую природную среду нельзя назвать полной, однако она достаточна для сопоставления (рейтинга) АТС. Стокгольмская группа" государств (включая Швецию, Швейцарию, Австрию) приняла нормы по предельной токсичности, базирующиеся на нормативах США ( г. Швеция также проявила инициативу в вопросе создания системы штрафов за несоблюдение более строгих норм предельной токсичности. Пересмотр испытательного цикла также предполагается осуществить на стадии 3 (ЕШЮ 3). Тем временем нормы, касающиеся контроля за дымностью отработавших газов дизелей, работающих при полной нагрузке (Директива ЕЭК ), были оставлены без изменения. Имеющее, в последнее время, место значительное снижение уровней твердых частиц в отработавших газах дизелей делает установленные ранее нормы не совсем приемлемыми. Испытательные циклы и нормы токсичности транспортных двигателей в Японии для определения концентраций газообразных токсичных компонентов и твердых частиц в отработавших газах дизелей используется ездовой цикл Этот цикл расширен включением в него высокоскоростного режима испытаний (подобного европейским циклам). Для грузовых автомобилей выбросы токсичных компонентов замеряются с использованием нового -ступенчатого стационарного цикла испытаний, введенного в Японии и отличающегося оттого, что имеет место в -режимном европейском испытательном цикле. Все альтернативные стратегии по развитию и совершенствованию испытательных циклов нацелены в первую очередь на решение одной из наиболее сложных для существующих и перспективных двигателей проблем — снижения выбросов оксидов азота при одновременном улучшении топливной экономичности на эксплуатационных режимах. Однако при холодном пуске, прогреве и на холостом ходу стехиометрический двигатель работает неустойчиво, а нейтрализатор отработавших газов, если он предусмотрен в конструкции транспортного средства, прогревается слишком медленно. Кроме того, на режиме полной нагрузки стехиометрический двигатель "недодает" мощность. Тем не менее, опыт таких фирм, как "Форд" и "Тойота", свидетельствует, что данная стратегия дает возможность выполнить нормы "Евро-4", практически не меняя конструкцию многоклапанного карбюраторного двигателя с многоточечным впрыскиванием. Для достижения этого достаточно иметь систему управления, способную, разбавляя смссь отработавшими газами, поддерживать стехиометрический ее состав на частичных нагрузках, обеспечивая тем самым эффективную работ}' нейтрализатора, т. Известно, что разбавление рабочей смеси отработавшими газами уменьшает скорость сгорания топливовоздушной смеси, что, в свою очередь, делает работу двигателя нестабильной, особенно на малых нагрузках. Поэтому рециркуляцию двигателя приходится ограничивать в пределах 8- процентов, при этом выбросы оксидов азота уменьшаются на %. Если применяется рабочий цикл с быстрым сгоранием, то степень рециркуляции рабочего тела отработавшими газами можно повысить до %, тем самым уменьшить выбросы оксидов азота, примерно, на процентов. Чтобы при коэффициенте избытка воздуха а = 1,7-1,8 достичь уровня выбросов оксидов азота, соответствующего нормам "Евро-4", нейтрализатор двигателя должен разлагать % содержащихся в отработавших газах оксидов азота.