Улучшение экологических показателей дизеля 4Ч11,0/12,5 при работе на этаноло-топливной эмульсии путем снижения содержания оксидов азота в отработавших газах

• Автор: Зонов, Антон Васильевич
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Киров
• Количество страниц: 208 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Общие сведения об оксидах азота
1.2. Теория образования оксидов азота при горении
1.3. Исследование механизмов образования оксидов азота в
условиях камеры сгорания дизеля
1.4. Анализ методов снижения содержания оксидов азота в ОГ дизелей
1.4.1. Снижение содержания оксидов азота в ОГ путем изменения режимов работы дизеля
1.4.2. Снижение содержания оксидов азота в ОГ дизеля путем
изменения параметров топливоподающей аппаратуры
1.4.3. Снижение содержания оксидов азота в ОГ дизеля путем применения воды и эмульсий
1.4.4. Снижение содержания оксидов азота в ОГ дизеля путем применения рециркуляции отработавших газов
1.4.5. Снижение содержания оксидов азота в ОГ дизеля путем применения нейтрализаторов
1.4.6. Снижение содержания оксидов азота в ОГ дизеля путем применения комплексных систем снижения токсичности и малотоксичных рабочих процессов
1.4.7. Снижение содержания оксидов азота в ОГ дизеля путем применения альтернативных топлив
1.5. Физико-химические процессы образования оксидов азота
при сгорании углеводородного топлива
1.6. Задачи исследований
2. ОСОБЕННОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ОКСИДОВ АЗОТА В ЦИЛИНДРЕ ДИЗЕЛЯ 44 11,0/12,5 ПРИ РАБОТЕ НА ЭТЭ
2.1. Химизм процесса образования оксидов азота в цилиндре дизеля
44 11,0/12,5 при работе на ЭТЭ
2.2. Уточненная методика расчета выбросов оксидов азота с отработавшими газами дизелей семейства 44 11,0/12,5 при работе на ЭТЭ
2.3. Уточненная методика расчета удельных выбросов оксидов азота в цилиндре дизелей семейства 44 11,0/12,5 при работе на ДТ
2.4. Уточненная методика расчета концентрации оксидов азота в цилиндре дизелей семейства 44 11,0/12,5 при работе на ЭТЭ
2.5. Уточненная методика определения выбросов загрязняющих веществ
в атмосферу в дизеле 44 11,0/12,5 при работе на ЭТЭ
2.6. Теоретические расчеты объемного содержания и массовой концентрации оксидов азота в цилиндре дизеля 44 11,0/12,5 при работе на ЭТЭ
3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДИЗЕЛЯ 44 11,0/12,5 ПРИ РАБОТЕ НА ЭТАНОЛО

ТОПЛИВНОЙ ЭМУЛЬСИИ
З Л. Цель и задачи исследований
3.2. Объект испытаний
3.3. Методика стендовых исследований рабочего процесса дизеля
44 11,0/12, на ЭТЭ ЮЗ
3.3.1. Особенности экспериментальной установки, приборов и оборудования для исследования рабочего процесса дизеля при работе на этанолотопливной эмульсии
3.4. Расчет выбросов вредных газообразных веществ
3.5. Методика обработки результатов исследований. Ошибки измерений
4. СНИЖЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ОКСИДОВ АЗОТА В ОТРАБОТАВШИХ ГАЗАХ ДИЗЕЛЯ 44 11,0/12,5 ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ ЭТАНО-ЛО-ТОПЛИВНОЙ ЭМУЛЬСИИ
4.1. Влияние применения ЭТЭ на экономические, токсические показатели и показатели рабочего процесса дизеля 44 11,0/12,5 в зависимости от изменения установочного УОВТ
4.1.1. Влияние применения ЭТЭ на эффективные показатели дизеля
44 11,0/12,5 в зависимости от изменения установочного УОВТ
4.1.2. Влияние применения ЭТЭ на экологические показатели дизеля
44 11,0/12,5 в зависимости от изменения установочного УОВТ
4.2. Влияние применения ЭТЭ на эффективные и токсические показатели дизеля 44 11,0/12,5 в зависимости от изменения нагрузки
4.2.1. Влияние применения ЭТЭ на эффективные показатели дизеля
44 11,0/12,5 в зависимости от изменения нагрузки
4.2.2. Влияние применения ЭТЭ на токсические показатели дизеля
44 11,0/12,5 в зависимости от изменения нагрузки
4.3. Влияние применения ЭТЭ на токсические показатели дизеля 44 11,0/12,5 в зависимости от изменения частоты вращения коленчатого вала
4.4. Влияние применения ЭТЭ на показатели процесса сгорания, объемное содержание и массовую концентрацию оксидов азота в цилиндре дизеля 44 11,0/12
4.4.1. Влияние применения ЭТЭ на объемное содержание и массовую концентрацию оксидов азота и показатели процесса сгорания в цилиндре дизеля 44 11,0/12,5 в зависимости от изменения установочного УОВТ
4.4.2. Влияние применения ЭТЭ на показатели процесса сгорания, объемное содержание и массовую концентрацию оксидов азота в цилиндре дизеля 44 11,0/12,5 в зависимости от угла поворота коленчатого вала
4.5. Влияние применения ЭТЭ на объемное содержание и массовую концентрацию оксидов азота в отработавших газах, показатели процесса сгорания в цилиндре дизеля 44 11,0/12,5 в зависимости от изменения нагрузки и частоты вращения
4.5.1. Влияние применения ЭТЭ на объемное содержание и массовую концентрацию оксидов азота в отработавших газах, показатели процесса сгорания в цилиндре дизеля 44 11,0/12,5 на различных нагрузочных режимах

4.5.2. Влияние применения ЭТЭ на объемное содержание и массовую концентрацию оксидов азота в отработавших газах и показатели процесса сгорания в цилиндре дизеля 44 11,0/12,5 в зависимости от изменения частоты
вращения
5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭТАНОЛО-ТОПЛИВНОЙ ЭМУЛЬСИИ В КАЧЕСТВЕ МОТОРНОГО ТОПЛИВА В ДИЗЕЛЕ 44 11,0/12
ОБЩИЕ ВЫВОДЫИ РЕКОМЕНДАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

Применение системы автоматического управления топливоподачей на дизеле Д-245 даёт снижение выбросов оксидов азота с 11,8 до 6,0 г/(кВт-ч). Но при этом возрастают выбросы оксидов углерода и углеводородов, также возрастает средний удельный расход топлива с313до318 г/(кВт-ч). При этом ®впр уменьшается с 15° на номинальном режиме работы дизеля до 8° на режимах холостого хода.
По результатам исследований [126], рекомендовано для условий эксплуатации тракторов без ограничения воздухообмена производить регулировку топливной аппаратуры дизеля Д-240 на значения: ®впр = 21°, цц = 67 мм3/цикл, Рф = 19,5 МПа, а в местах с ограниченным воздухообменом - с учётом фактического использования мощности дизеля в теплицах и животноводческих фермах на значения: ®впр = 20°, = 56 мм3/цикл, Рф = 17,5 МПа.
При этом обеспечиваются нормы выброса N0* с ОГ по ГОСТ 17.2.2.05-86 и нормы выброса бенз(а)пирена по ГОСТ 12.1.005-76, но возрастают выбросы сажи и СО.
В работе [9] описана разработка экономайзера принудительного холостого хода для дизелей, устанавливаемых на автомобилях КамАЗ, МАЗ. Эффект составляет 5 % экономии топлива и нулевые выбросы токсичных веществ на режимах принудительного холостого хода.
В работе [10] описан дизель Д-144, имеющий двухстадийный способ подачи топлива. При этом первая доза впрыскивается в цилиндр в конце такта выпуска, а вторая - в конце такта сжатия. Уменьшена продолжительность открытого состояния выпускного клапана за счёт его преждевременного закрытия до прихода поршня к верхней мертвой точке (в.м.т.) с целью реализации эффекта «внутренней рециркуляции ОГ». Для номинального режима опытного двигателя зарегистрировано уменьшение содержания в ОГ ЫОх на 15 %, сажи на 45 %, СО на 12 %, снижение gc на 5 г/(кВт-ч).
Из приведённого материала видно, что регулировкой топливной аппаратуры можно добиться уменьшения выброса оксидов азота только до 35 %, и при этом возрастают выбросы других токсичных компонентов.