Повышение мощностных, экономических и экологических показателей силовых установок за счет утилизации теплоты отработавших газов

• Автор: Богданов, Алексей Иванович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 184 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Основные сокращения и условные обозначения
Введение
Глава 1. Утилизация теплоты отработавших газов поршневых ДВС
мобильной техники как средство повышения их мощностных, экономических и экологических показателей (состояние и перспективы решения проблемы)
1.1. Резервы повышения мощностных и экономических показателей
поршневых ДВС
1.1.1. Потери теплоты при работе поршневых ДВС и возможные направления её утилизации
1.1.2. Возможности использования теплоты отработавших газов поршневых ДВС для производства работы с помощью утилизационной установки
1.2. Резервы повышения экологических показателей поршневых ДВС
1.2.1. Влияние отработавших газов поршневых ДВС на состояние окружающей среды
1.2.2. Анализ методов снижения токсичности отработавших газов
1.3. Системы утилизации теплоты отработавших газов поршневых
ДВС, позволяющие производить полезную работу
1.3.1.Системы утилизации, применимые на объектах мобильной техники
1.3.2. Сравнительная оценка различных систем утилизации
теплоты отработавших газов поршневых ДВС
1.4.Постановка цели и задач исследования

Глава 2. Энергия потока отработавших газов поршневого ДВС и возможности ее использования для повышения мощностных, экономических и улучшения экологических показателей двигателя
2.1. Структура энергии потока отработавших газов поршневого ДВС с каталитическим нейтрализатором и механизм её передачи
к рабочему телу утилизационной установки
2.2. Система показателей для сценки энергии потока отработавших газов дизеля и процесса ее передачи к рабочему телу утилизационной установки
2.3 Затраты энергии для обеспечения подачи атмосферного воздуха
в каталитический нейтрализатор
Глава 3. Методика проведения исследования
3.1. Объект и предмет исследования
3.2. Методика обработки экспериментальных данных
3.3. Этапы проведения исследования
3.4. Экономическая оценка эффекта от повышения мощностных
и экологических показателей силовой установки
3.4.1. Оценка экономического эффекта от повышения мощности
3.4.2. Оценка экономического эффекта от снижения вредных выбросов
3.4.3. Суммарная оценка экономического эффекта от повышения мощностных и экологических показателей силовой установки
Глава 4. Экспериментальная установка
4.1. Экспериментальная установка
4.1.1. Силовая установка с системой снижения токсичности отработавших газов дизеля
4.1.2. Утилизационная установка
4.2. Оценка погрешности измерений

Глава 5. Результаты экспериментального исследования
5.1. Энергетические показатели потока продуктов сгорания, выбрасываемых в атмосферу
5.2. Повышение мощностных и экономических показателей за счет утилизации теплоты уходящих газов
5.3 Анализ результатов повышения эффективности снижения
токсичности отработавших газов дизеля КамАЗ-740 при помощи модернизированного каталитического нейтрализатора
5.4. Расчет экономического эффекта от повышения мощностных
и экологических показателей силовой установки
5.4.1. Расчет экономического эффекта от повышения мощности
5.4.2. Расчет экономического эффекта от снижения вредных выбросов
5.4.3. Суммарная оценка экономического эффекта от повышения мощностных и экологических показателей силовой установки
Заключение
Использованная литература
Приложения

даемой области профессор Н.К. Шокотов считает, что “только поиск новых ... систем поможет решить эту задачу” [103].
Тем не менее целый ряд исследований содержит материалы по рассматриваемой проблеме.
В этом плане, прежде всего, привлекают внимание работы, посвященные применению в качестве системы утилизации паросиловых установок, реализующих цикл Ренкина. Обусловлено это тем, что в мировом и отечественном моторостроении системы, совмещающие циклы поршневого ДВС и паросиловой установки, уже давно нашли широкое применение в судовых энергетических установках, стационарных и тепловозных дизелях [44, 86, 95 и др.]. Исследования же по утилизации теплоты ОГ автотракторных двигателей с использованием паросиловых установок получили развитие лишь в последние 15-20 лет. Начало практической разработке этого направления в отечественной мобильной технике положили исследования, выполненные под руководством профессора Н.К. Шокотова [69, 98, 100, 101, 104 и др.].
Оценивая зарубежный опыт в данной области, следует отметить работы корпорации Термо-Электрон (США) по созданию комбинированных двигателей с системой утилизации для грузовиков и тракторов [ 109, 111, 116, 119, 120]. Активно занимаются обсуждаемой проблемой и другие фирмы и исследовательские центры США [106], Франции [113], Италии [110], Германии [108], Японии [117] и других стран.
На рис. 1.4 показана схема комбинированного дизеля корпорации Термо-Электрон. Характерной её особенностью является то, что в утилизационной паросиловой установке циркулирует свое рабочее тело. Прокачивающим насосом 2 оно в жидком состоянии направляется в подогреватель 6 и затем в парогенератор 5. Здесь, благодаря теплоте, полученной от ОГ, жидкость испаряется. Пар приводит в действие расширительную машину 4, связанную редуктором с коленчатым валом дизеля. Затем пар через подогреватель (где от него нагревается жидкость, направляющаяся в пароге-