Снижение выбросов оксидов азота при эксплуатации судового дизеля с гидрозапорными форсунками

• Автор: Косыгин, Илья Андреевич
• Шифр специальности: 05.22.19, 05.08.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 100 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ НА
ВОДНОМ ТРАНСПОРТЕ. ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ
ИССЛЕДОВАНИЯ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
1. 1 Актуальность, состояние и анализ экологической обстановки на
водном транспорте
1. 2 Анализ способов и исследований снижения ЕЮХ в ОГ судовых дизелей
1.3 Проведение замеров содержания вредных выбросов в отработавших
газах на борту судна
1. 4 Выбор направления исследования и постановка задачи
Основные задачи в данной работе:
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДАВЛЕНИЯ ГИДРОЗАПОРА НА КОНЦЕНТРАЦИЮ ОКСИДОВ АЗОТА В ОТРАБОТАВШИХ ГАЗАХ
2.1 Параметры рабочего процесса двигателя, влияющие на образование
1ЧОх
2.2 Влияние давления впрыска топлива на образование N0*
2.3 Метод оценки влияния давления гидрозапора на концентрацию Г40х в отработавших газах
2.4 Теплотехнический анализ рабочего цикла двигателя при работе на
повышенном давлении гидрозапора. Определение экономичности цикла
Выводы по главе:
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО СТЕНДА НА БАЗЕ ДИЗЕЛЬ - ГЕНЕРАТОРА ДГР100/750. МЕТОДИКА
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Состав экспериментального стенда

3.2. Система топливоподачи дизеля 6418/22 с гидрозапорными
форсунками
3.3 Методика испытаний. Порядок обработки результатов эксперимента
3.4. Описание системы измерений параметров работы дизеля
3.5 Экспериментальные исследования влияния давления гидрозапора на показатели работы двигателя и на содержание вредных выбросов в отработавших газах
3.6 Влияние рециркуляции отработавших газов на выбросы оксидов азота
3.7 Экспериментальная оценка эффективности комплексного метода
снижения МЭХ
Выводы по главе:
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ СНИЖЕНИЯ ВЫБРОСОВ ОКСИДОВ АЗОТА ДЛЯ СУДОВОГО ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРА НА БАЗЕ ДВИГАТЕЛЯ 64 18/22
4.1 Задачи автоматизированной системы снижения выбросов оксидов азота судового дизель - генератора
4.2 Построение системы регулирования гидрозапора
4.3 Закон регулирования давления гидрозапора при изменении режима работы дизель - генератора
4.4 Состав и принцип действия автоматизированной системы регулирования комбинированного способа снижения концентрации Ж)х в зависимости от режима работы двигателя
4.5 Оценка применения комбинированного способа снижения МОх
Выводы по главе:
Заключение и выводы:
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК:
Приложение

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ
п - скорость двигателя, частота вращения, мин ;
- номинальная степень сжатия;
- средняя скорость поршня, м -с"1;
Лс, - эффективный КПД;
Пм - механический КПД;
«1 - полное воздушно-топливное отношение;
ос[ - коэффициент избытка воздуха при сгорании;
<1>с - коэффициент наполнения;
Ра - атмосферное давление, барометрическое давление, кПа;
Рс - давление чистого сжатия, кПа;
Р тах - максимальное давление сгорания, кПа;
Ра - давление воздуха на входе в дизель или агрегат наддува, продувки, кПа;
Р/ - давление топлива, кПа;
Рте - среднее эффективное давление, кПа;
Рт - среднее индикаторное давление, кПа;
Та - температура воздуха на входе в дизель, К;
Та - температура окружающей среды, К;
т, - температура отработавших газов на выходе из цилиндра, К:
т ± соо1 - температура охлаждающей жидкости, К;
Та - температура смазочного масла, К;
ь - температура топлива, К;
в кг - часовой расход топлива, —; ч
ъ - удельный расход топлива, ——; кВт ч
Ст,.г кг
СНГ - расход воздуха, —; ч
С, - состав газообразных выбросов, %;
е„ - удельный выброс, —-—; кВт ч
УСЛОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
ог - отработавшие газы;
две - двигатель внутреннего сгорания;
рф - Российская Федерация;
МП - машинное помещение;
ррр - Российский Речной Регистр;
АПС - аварийно-предупредительная сигнализация;

Д.. «/7(7

Si-г/(кбі $

G, к г/9 7 6 5 Ч
зо чо so бОрщ.ипа
у — Ршщ-м " 72 MPa; О — РшцуН “ 65 МПяі о — Ршф.м * 50 МПяі - Рштг Н “ 30 МП#;
п — 2100 мин
Рисунок - 2.4. Влияние давления впрыска топлива на токсичность и дымность (а), а так же на индикаторные показатели дизеля (б).[52] Автором был проведен ряд экспериментов на двигателе 6418/22 с установленными на нем гидрозапорными форсунками. Целью этих экспериментов ставилось определение влияния давления гидрозапора на концентрацию оксидов азота судового среднеоборотного дизеля. Наличие на двигателе топливной системы с гидрозапорными форсунками позволило регулировать на рабочем двигателе давление впрыска топлива.
При проведении эксперимента удалось выяснить, что увеличение давления гидрозапора с 13 до 24 МПа, на режимах 100% и 75% приводило к снижению давления сгорания топлива Ртах.
Как было показано в формуле 2.1 давление Ртах пропорционально массе топлива, испарившегося за ті. В свою очередь масса испарившегося топлива за период ті пропорциональна диаметру капель. При увеличении давления впрыскивания диаметр капель будет уменьшаться, и в соответствии с формулой Г.М. Камфера (2.6) с уменьшением диаметра капель dk величина концентрации NOx уменьшается.