Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Ресурсосбережение нефтяных дизельных топлив и снижение дымности отработавших газов автомобильного дизеля применением смесевых топлив

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Ресурсосбережение нефтяных дизельных топлив и снижение дымности отработавших газов автомобильного дизеля применением смесевых топлив"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ m ЕЫСШЕЫУ ОБРАЗОВАНИЮ

РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВ

На правах рукоиися Горбунов Вжгср Васильевич

УДК 621. 43(5. ОЗв 001

ресурсосберкяешш неэтяшх дозш5ышх tojumj

и аашкшш дшностн отработавши газов Автоио&тюго дизвля применению! сыесешх тошшв

11.00.11 - охрана окружагарй среды и рациональное

использование природных ресурсов Об. 04. 02 - тепловые двигатели

Автореферат диссертации на соисканне ученой степени кандидата технических наук

Ыэсква - 19Q4 г.

Работа выполнена на кафедре «ом5инироваяш£< даигател внутреннего сгорания Российского университет друябы варом

Научный руководитель - доктср технических ваук,

профессор ЕЕ Штрахальцэв

{Звучный консультант - академик АН ИЙ, доктор «im

чвскихнау1{,про(1вссор .' ait Мэскаленко

Официальные оппоненты: -

Ведущая организация

доктор технических наук. яр фессор НЕ Васильев, кандидат технических наук старший научный сотрудник & И. Ерохов

научно-исследовательский ав томоСилышй и автомоторки институт (НАШ!)

Защита диссертации состоится 17 мая 1894 г. в 17 ча на заседании специализированного совета X 05а 22.26 в Рос сийском университете друяЗы народов по адресу. 117302 ]'. Москва, ул. Орджоникидзе, 3

С диссертацией мояно ознакомиться в научной ОиОлиотег Российского университета дружбы народов ( 117198, г. Ыосга ул. Ииклухо-Каклая, 6)

Автореферат разослан апреля 1894 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат химических наук, доцент

/

\

а Я Чисто»

СЩМ1 МЙШЗШЯВЯК! Р.)Шт

'¿ларуагаясю» рабсил. В странах с високоразвитсЗ про-лаз-денностьга п высоким уровней автотдебнлшшуш. прсЗлека а*;иг;ть» ат):ос.£зрного воэлуха от вредных виирссов сь-рссла дэ го-

отло.-а!ЫХ социальных задач

Авгснобильный транспорт наряду с аро'лпхлияосгь.^ я&гявм:» главным аииоптшои значш-едъного зигрязу.с'пта а-.-!®сфсру. В С2'Л ;:ппрт,:ер, доля квти'обялеЛ а вмЗросо 'тгажкчшх еое/.впспяй з п?!;сч"-:Ьэр7 состад.тает более б0£, з странах Еирогш - в проделав БО - 50% Загрязнение воздушного бассейна выбросами от авто- • транспорта в России составляет о!сож> 20 «иляповов тони в год (около БО'.»; от обЕрго ¡отчества вредных выбросов). Вшо п ааповой выброс по различным городам составляет: Москва, - 72Х, С.-Петербург, Екатеринбург - около 60Х, Волгоград - 312 и т.д.

Поэтому одной из важнейших задач современного двигато-леетроения является, наряду с повыпвикеи топливной эконоия-пости дизелей, находящдася з эксплуатации, задача рационалыю-го использования природных ресурсов и охраны округгпзцзй среди от вредных выбросов: с отработавшими газами (ОГ), о'гр'сботаа-ле/л шслаьш.техническшя зотдкостями и -с. д.

Использование дизелей предъявляет особые требовешм ¡с ограничению выбросов дредаш компонентов с ОГ, а именно, дг\!Пос-•гл и содержанию твердых частиц (сатл). ' Саиа засоряет дихатель-ниэ пути, визызая хронические заболевания нЬсоглотки н лёгких, загрязняет есздух, ухудетет видимость на дорогах, что" приводит к увеличению дороото-транспортных происшествий м самое главное - сала очень элективно адсорбирует на своей поверхности канцерогенные вещества, -которыми являются по.пкцгпиичесгага ароматические углеводороды (ПАУ), вызывающие раковые заболевания человека

Весьма актуальным является выбор наиболее эффективных методов уменьшения дш.шостн ОГ и выброса твердьк частиц (14) для дизелей, находящихся в эксплуатации. Наиболее предпочтительным способом снижения дышости и виЗроса ТЧ, позволяющим осуществить и ресурсосбережение нефтяных моторных топлив, представляется использование в качестве смесевого топлива смеси дизель-'

I.

ного топлива (ДГ) с гадкой фазой сжиженного нефтяного газа (СНГ), которая подавалась бы в цилиндры дизеля при пошщи штатной топливной аппаратуры (ТА). Для этой цели вгшшм является .разработка метода подачи жидкой фазы СНГ в цилиндры автомобильного дизеля и организация рабочего процесса двигателя на таком смесевом топливе.

Цздь и задг-ш ксрлвдавглка - снизить дшность и токсичность ОГ автомобильного дизеля, находящегося в эксплуатации, путем применения наиболее эффективных добавок к нефтяному ДГ при одновременном его ресурсосбережении.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи;

. 1). исследовать и рекомендовать эффективный метод сш;мэ-' ння дымности ОГ автомобильных дизелей, находящихся в зксалуа-. тацни, без снижения их мощности и экономичности;

2): разработать способ ресурсосбережения нефтяного аог> ва для автомобильных дизелей, находящихся в эксплуатации;

3). разработать методику доводки топливной аппаратуры при ее работе на смеси дизельного топлива с добавкой жидкой фазы СНГ; '

4) . разработать метод оперативной подачи добавки жидкой фазы СИГ в дизельное топливо, используя штатную топливную аппаратуру.

Няучг&а иошзяа работы е шшчаетсн в следующем:.

1. Разработан и исследован метод снижения дшпоети и токсичности отработавших газов автомобильного дизеля, заключающийся в том, что в цилиндры двигателя подают смесь дизельного топлива со сжиненкым -нефтяным газом. Ввод вздкой фазы газа осуществляют в лишш высокого давления вблизи форсунки.

2. Разработала система подачи жидкой фазы нефтяного газа в цилиндры автомобильного дизеля с использованием штатной топливной системы. .■■:.'■

3. Обоснована возможность повышения экономичности автомобильного -доведя, находящегося в эксплуатации, путем перевода его на работу на смесевом топливе с добавкой сжиженного газа без ухудшения его мощиостных показателей с одновременным ресурсосбережением Дт частичной заменой его газом. .

4. ■ Разработан метод регулировки и доводки топливной аппаратуры для работы автомобильного дизеля, находящегося в эксплуатации, на смеси дизельного топлива с добавкой скипенного газа

5. Модернизирован топливный стенд, реализующий метод доводки и регулировки топливной аппаратуры для подачи в дизель смеси СНГ с дизельным топливом.

<

ГГрагсймеская 'зж'каюстЪ работы заключается в том, что:

- разработанный метод оперативной подачи добавок индкой фазы СНГ в ДТ через штатную топливную систему дизеля позволяет осуществить ресурсосберелэение ДТ без снижения эффективности работы дизелей типа ЯНЗ, КАМАЗ, находящихся в эксплуатации, при одновременном снижении дымности и токсичности ОГ;

- создалная топливная система автомобильного дизеля для ... подачи жидкой фазу СНГ, обладает универсальностью, так 1сак позволяет ' осуществить работу дизеля как на смесевом, так и на чистом ДТ и может быть модернизирована для конкретного двигателя, как находящегося в эксплуатации, так и вновь создаваемого;

- разработанный топливный стенд для регулировал и доводки . ТА при подаче в форсунки стенда смеси ДТ с жидкой фазой СНГ с последующим удалением газа, обеспечивает нормадышэ эютлоги- . чески чистые условия для обслулшающего персонала; разработанный топливный стенд молзт быть попользован на любом транспортном или ремонтном предприятии для доводга? ТЛ с подачей через нее смеси ДТ с жидкой фазой СНГ.

Рсйимзайнз результатов рзбвт Результаты исследований-переданы в научно-технические центры Яросдавсгаго завода топливной .аппаратуры (ПО "Дизельаппаратура") и Камского автомобильного завода (КГЦ АО КАМАЗ), а тшов используются в учебном процессе РУДН на инженерном и экологическом факультетах при подготовке специалистов в области охраны о|фуяавщей среды и рационального использования природных ресурсов к в обхает« тепловых двигателей (лабораторные работы, курсовое и дгтломног! проектирование, в том числе в диссертациях на ссиисание уче ной степени Магистра технически .наук, учебные и учебно-методические пособия). - 3

Штериады работы находят- применение на курсах повишеиия квалификации кехшшков-нагадчшсов и инжнерна-технических работников по диагностирования к малотоксичной регулировке топливной -аппаратуры ДЮ, проводимых совместно с отделом охраны о>фуна,™;;?й среды УТАИ г. ),Госты, а тшикз в Национальном иннз-нзрнои Университете (Ui¡I,r. Лима) и в Университете Сан-Агустип (UíJSA.r. Apirama) в Пору.

йщжбица pD.;jir¿:-.v Основные положения диссертационной работы бьш! долокены к оОсукдены па ежегодных шутао-технпческкг конференциях инженерного факультета РУДН (г. Коасва, anpsju> 1036-1993 г. г.}. па Всесоюзной иаучно-техткзско:* сешиаре по ДВС в МГТУ roí. Н.Э. Bayiaira (г. 1Ьсква, сентябрь 1999 г.), ка Всесоюзной научно- технической конференции "Язучко-техническпй прогресс в хишотоязпн! топяив к оазочньс иатериллов" (14-1Е как 1990 г., v. Днепропетровск), на Всесоюзной научно-технической конференции "Актуальные проблемы развития ДЕС и дизельвда устачовок" (8-11 окгябрй 1990 г., -г. Лэшшград), на VI научно-технической конференции КАМАЗ-МШИ (10-11 кпгш 1988 г., г. II?.-берегшкз .Чэлны), на кэадународнои семинара по проблем то»-■сичности "Toxicidad de los Motores de Combustión Interna y sus Kfeetos Ambientales" в Университетах 1Ш1 и IKSA (Пару), julio, 1992. Lina, Arequipa Perú.

ЦуОйшшфсг. По теме диссертация опублишваиы 5 стагей,

подучено одно авторское евгдетельст'во, изданы два учебных (одно isa кспансгазм квшге) и два учебнэ-кзтодичеаадх пособия.

я cC:.v.:s дакжртадин. Диссертационная работа состоит isa введения, четырех гдав, основных выводов, списка использованной литературы и прихоггвшш. Работа нз-гакена на 153 страницах машшописного Ч'сжта, содержит 4г5 страниц с рисунками и 10 таблиц. Список испольаовакной литературы вшжчает' 2? наименований.

9

ОЭДЕРЙАЖт РйЕЗШ

Пзэдшиз. Во введения описало состояние к сформулировали особенности исследуемой проблемы. Указано, что с испольаованн-4 ' '

еы природных ресурсов органически связаны все сферы деятельности индустриального общества.

Проблема зашиты окрузЕшщей среды, рационального использования природных ресурсов является, одной из самых актуальных проблем современности и из национальной превратилась в международную.

lía транспортных установках в качестве силового агрегата используется двигатель внутреннего сгорания (ДВС), котор1гй является источником загрязнения окружающей среды вредными выбросами. Вот почему проблема улучшения экологических качеств автомобилей, которые являются основным видом транспорта для-городских, междугородных, ' внутризаводских и других перевозок, на сегодняшний день является очень актуальной. Во введении указана цель работы, которая заключается в разработке и сравнительном анализе методов снижения дышюсти и токсичности ОГ автомобильного дизеля, находящегося в эксплуатации; задачи исследования, необходимые для достижения поставленной цели; научная новизна и практическая значимость.

В таргшй Главе проведен анализ методов и средств воздействия на рабочий процесс дизеля и работу ТА с цельо улучшения экологических показателей двигателя.

Из литературных данных следует, что ДВС, основную долю' которых составляют традиционные поршневые двигатели, вырабатывают более 852 энергии, потребляемой на Земле. Концентрация транспортных средств с ДВС в крупных городах способствует значительному загрязнению окружзюирй среды, т. к. они являются основным источником повышенного выброса оксида углерода (СО), углеводородов (СН), дыма и ТЧ.

Известно, что частицы сажи, содержащиеся в ОГ дизелей, оказывают раздражающее воздействие на слизистые оболочки, ухудшают видимость в зоне движения транспортных средств, что приводит к увеличению дорожно-транспортных происшествий. Но самое главное - частицы сажи очень эффективно адсорбируют на своей поверхности полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) и, попадая' в дыхательный тракт человека и оседая там, они становятся источником злокачественных (раковых) заболеваний. с

. Поэтому любые мероприятия, направленные на уменьшение содержания 'ГЧ в ОГ дизелей, имеют исключительно важное значение для обеспечения здоровой экологической обстановки, т. е. для оздоровления условий труда и защиты окружающей среда

В ближайшие годы в странах Европы и США намечено существенное ужесточение норм выброса токсичных компонентов с ОГ. При этом в большей степени ужесточаются требования на выброс ТЧ, нормы на icoTopue должны снизиться с 0,36 г/кВгч в 1991 г. до' 0,136 г/кВгч в 1994 г., причем для дизелей городских автобусов выброс ТЧ rio " требованиям ЕРА должен составить 0,068 г/кВтч в 1994 г. Следовательно, чтобы дизели, вновь разрабатываемые, а особенно находящиеся в эксплуатации, соответствовали требованиям стандарта, необходимо снижать выброс сами с ОГ.'

- ' В настоящее время известны следующие основные пути и средства'снижения выброса сажи:

- модернизация конструкции дизеля: использование ту,.. íj-цаддува с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха, создание 'воздушного вихря на впуске, применение высоких давлений впрыскивания топлива С порядка 100 -120 l.ffia ), использование нейтрализаторов ОГ?

- использование качественных топлив;

-.применение сажевых фильтров (фильтров ТЧ);

- применение различных присадок, в том числе н антидыы-

ных;

- применение альтернативных и сыееевых топлив (в том чис,-ize и природных газов).

Анализ работ позволяет заключить, что совершенствование конструкции дизеля, применение систем'нейтрализации и очистки ОГ помогут лишь частично решить проблему улучшения экологических показателей дизелей, но при значительном усложнении конструкции двигателя, а следовательно и его удорожании.

Применение качественных дизельных топлив таккз не преде- .. тавляется возможным, поскольку трудно ожидать в ближайшее время появления дизельных топлив более высокого качества, т. к. с каждым годом качество товарного топлива ухудшается.

Наиболее перспективным путем рейс .ия проблемы снижения дышостн и шброса ТЧ с ОГ для вновь проектируемых дизелей является совершенствование рабочего процесса, а для находящихся в эксплуатации - применение альтернативных и смесевых топлив. 6 ■.

На основе анализа, представленного в первой главе работы и посвященного вопросам применения смзсевых и альтернативных топлив в качестве топлив для дизелей, находяадехся в эксплуатации, определены .основные задачи исследования.

' Ео итйрай глава рассмотрены теоретичесгае основы сншхения дымности ОГ при работе дизеля на смесевых топяивах, физичесюте и гигиенические свойства саки, твердых частиц и ПАУ. Проведен ш!ализ показателей гачества смесевых топлив на основе нефтяного топлива с различными добавками, тоторый пснсазывает, что снижение дымности мотет произойти при уменьшении плотности и вязкости смесевого топлива, в результате чего улучшится, смесеобразование . и сгорание смесевого топлива. Рассмотрено воздействие на рабочий процесс смесевых ■ топлив в виде смеси ДТ с добавками бензина, каросина> воды, газа. Более подробно рассмотрена топливная смесь ДТ с добавкой жидкой фазы СНГ.

Добавка газа к ДТ. приводит к снижению плотности и, оче-очевидно, вязкости смесевого топлива, т. е. рабочий процесс будет протетать при лучшем смесеобразовании, связанном'с больвой турбулентностью заряда в' камере сгорания, большой испаряемостью и снидзнием температуры в камере сгорания. Доля тяжелых фршсций в смесевом топливе уменьшается с увеличением доли сп!-гвнного таза, что повлияет на процесс сажобразовалия, так ¡гак пиролиз крупных молекул топлива п застойных зонах будет развеваться в меньшей степени. Снижение плотности сшсового тсп«»-па, а значит и снижение сведенного тепли будет ком-

пенсироваться повышенной теплотой сгорания" ск^ос-ио^о топлива ГЬскольку добавка п ДТ гадкой (¡азы С1Т вспдейстЕук? иа механизм саяеобраэогання сразу по шопм факторам, го но.глга ярзд-положить с большой вероятностью, что интенсивность свиггкяя дымности в этом случае будет боЛЫге, чем при приивнеячм другит: методов.

Для дизелей, находящихся в эксплуатации и пспользуп^ис в качестве добавки к топливу СНГ, важным является необходимость быстрой г-онвертацин двигателя на работу .¡гак на чистом дизельном топливе, так и.газе. С учетом этого требования экономически целесообразным является использование газодизельного процесса' с внутренние смесеобразованием,' который требует незначительных эксплуатационных затрат.

В глАве рассмотрен вопрос подачи жидкой: фазы СНГ в цилиндры дизеля. Для обеспечения этого разработана специальная топливная система (рис. 1)..Жидкая фаза СНГ подается в ЛВД дизеля из баллона 7 через фильтр 8 с электромагнитным клапаном, трубопроводы 3 и обратные клапаны 2, установленные на штатных форсунках 4. Электромагнитный клапан 1 служит для отключения ТА дизеля от линии подачй газа при запуске дизеля на ДТ, а такие служит в качестве аварийной зашиты.'

При формировании волны разрежения в ЛВД обратный клапан открывается и жидкая фаза СНГ вводится в форсунку, фи очередном нагнетательном ходе плунжера топливного насоса происходит впрыск в цилиндр дизеля смеси сжиженного газа с ДГ.

Чтобы исключить возможность образования паровой фазы СНГ в трубопроводах, повысить стабильность' и надежность работы системы, в баллоне 1 поддерживалось давление, превышающее давление насыщенных паров СНГ при температуре подкапотного пространства автомобиля. Требуемое давление обеспечивалось подачей в баллон инертного газа под давлением. С этой же целью .трубопроводы 3 снабжены теплоизоляцией.

Рис. 1. Принципиальная схема топливной системы для подачи лидкой фазы СНГ в цилиндры дизеля

В главе представлен анализ и приведены разработанные методы снижения дымносги ОГ дизелей, находящихся в эксплуатации, приведена схема разработанных методов стендовых испытаний ТА и дизелей при их работе на смеси ДГ с добавкой жидкой фазы СНГ. 8

В третьей главе изложена методика проведения экспериментов, представлено описание стендовых экспериментальных установок как для испытания разработанной модернизированной ТА и ее элементов, так и для исследования протекания рабочего процесса дизеля при его работе на сАесевых топливах.

Исследование топливной система проведено на безмоторной установке ( модернизированном топливном' стенде типа КИ-921М ) с ТА дизеля ЯМЗ-238. При проведении эксперимента производилось снятие скоростных и нагрузочных характеристик топливного насоса высокого давления (ТН). С целью обеспечения идентичных условий проведения эксперимента, положение рейки ТН регистрировалось в определенном положении микрометром. Давление топлива в линий высокого давления (ЛЕ® замерялось датчиком давления, сигнал от которого через усилитель поступал на осциллограф. На этот 7Г8 осциллограф подавался сигнал от датчика подъема иглы форсунют. Подача различных добавок к ДТ осуществлялась при помощи обратного клапана, установленного на штуцер форсунки в разрыв ЛВД.

В главе приведена схема дополнительных элементов и устройств к топливному стенду, которые позволяют испытывать ТА при подаче через нее смесевого топлива типа "ДТ-tCHP", обеспечивая нормальные экологические условия для обслуживающего персонала, работающего на стенде.

Для замера объемного расхода жидкой фзэы газа, поступающего в полость цилиндра, был разработан специальный расходомер 6 (рис.1), позволяющий замерять расход жидкой фазы газа, находящегося под давлением.

Замер дымности ОГ при исследовании дизелей на тормозных ' стендах осуществлялся при помощи дымомеров Hartridge, Bosch RTT 100, Bosch-AVL 409, а также сажемера Bosch EFAW-6S.' '

Сравнительный анализ ОГ на содержание в них углеводородов осуществляли при помощи газоанализатора Bosch.

Материал главы' позволяет заключить следуювде:

- разработана методика модернизации штатной ТА дизеля, находящегося в эксплуатации, для.работы на смесевом топливе "ДТ+СНГ";

- модернизированы стенды, установки и измерительная аппаратура, которые ^ позволили решить поставленные в исследовании задачи;

■ - разработана топливная система подачи жидкой фазы СНГ к форсункам автомобильного дизеля при.его испытании на торг,юз-ном стенде, ^ также при установке дизеля на раме автомобиля.

Модернизированный топливный стенд позволяет производить доводку и регулировку ТА при подаче смесевого топлива "Д1+СНГ" через форсунки стенда, не используя полнораэмзрный дизель. При атом сте((д позволяет работать обслуживающее персоналу в экологически чистых условиях, т. к. газ из форсунок при впрыскивании газотопливной смеси не попадает в помещение.

Таким образом, материал третьей главы подтверждает воз-шкность решения поставленных в работе задач и получение достоверных результатов.

В чэтвэртой глава изложены • результаты экспериментальных исследований работы ТА на топливном стенде при' подаче в форсунки смесевых топлив, а также результаты экспериментов при испытании полноразмерннх дизелей на тормоаном стенде при их работе на тех же топливах. .

В связи с тех», что целью исследования являлось снижение содержания сади в ОГ серийно выпускаемых и находящихся в эксплуатации дизелей, на топливном стенде были исследованы элементы серийно выпусгаеыой ТА (трубопроводы' высокого давления, нагнетательные клапаны, которые использовались в качестве ша-паяов РНД) с точки зрения использования их для подачи добавки СНГ с максимальным замещением ДТ добавкой,

, При испытании дизеля КамАЗ-1740 при работе на ВТЭ расход воды зависел от режима работы дизеля и составил на различных режимах от 4 до 251. Расход бензина при его использован« в качестве добавки составил от 6 до 302. 1 Дчмность ОГ на номинальном режиме составила при работе: ¡¡а ЯГ - рколо 4 ед. Бош (5СК г 0,264 г/м3 ), на смеси "ДГ+бензин" - 3 сд. Бош ( 35% - 0,16 г/м3), на смеси "ДТ+вода" - менее 2 ед. Бои (202 - 0,081 г/м3).

Результаты эксперимента дизеля ЯУЗ-238 при работе на смесовом топливе ^с добавкой жидкой ¿¡азы СНГ показали (рис.2.3) что при работе дизеля на смеси ДТ с добавкой СНГ происходит снижение дымности в 1,5-2,0 раза на частотах вращения коленчатого вала ниже 1900 мин"' при полнмх нагрузках. Показатели дымности ОГ при работе дизеля и газодизеля сравнивались при условиях идентичности протекания внешних характеристик по моменту, 10 "

Мс> Н-н

Эе,

г/лсчр/кВ,/ч 170^230

900' 1100 1300 1500 1700 1900. 2100'

дизель (ДТ, штатная ТА); 1

-х- - дизель да; испытуемый- дизель);

--- газодизель (внешнее смесеобразование, скатый газ);

-о— газодизель ^внутреннее смесеобразование,-СНГ). "

а, нин

Рис.Сравнительные скоростные характеристики дизеля Ш3-238, работающего на различных топяивах

I

т. е. увеличение крутящего момента газодизеля достигнуто соответствующим смещением рейки ТН в сторону увеличения подачи.

Концентрация СНГ в смесевом топливе составляет 30-40% на режимах частичных нагрузок и 20-30% на холостом ходу, что ешр не ггоивппит к наптттюниям ппотекания паЛпиАгп ппппаг>гя

- 300 . 500 • 700 Ие, н-м

Рис. 3. Зависимость дымности ОГ дизеля ЯШ-238 от нагрузки при его работе на смесевом топливе (9-30°)

Массовая доля жидкой фазы СНГ в общэй массе смесевого то-плйва при положении рейки ТН, соответствующем полной нагрузке, со снижением частоты вращения от п-2100 мин"' до п-1500 мин"' уменьшается с 21% до 11%, т. е. в два раза, а при дальнейшем уменьшении оборотов дизеля ос. ются примерно постоянной и равной 11-12%.

Удельный (приведенный по теплоте сгорания) расход топлива газодизеля на частотах от 1100 до 170Й мин*1 был на 2-5% мень-Е8, чем расход топлива дизелем.

Дополнительным эффектом явилось снижение минимальной час' тоты вращения вала дизеля при работе на смесевом топливе с добавкой СНГ на 130-150 мин"1. Это связано, очевидно, со стабилизацией процессов толливоподачи на холостом ходу дизеля, благодаря "зарядке" ЛВД до повышенного начального давления ежи-" кенным газом (эффект стабилизации начал, лого давления топлива).

Внешние скоростные характеристики, снятые для дизеля и

12

гоэодвзеля при разлгеюнх установочных углах опережения лпрыс-.« кивания, позволили выявите оптимальный угол, равный 30 градуса)! поворота коленчатого вала до ВМТ. Дальнейшее увеличение угла опэрежшш впрыасивалия (32 °ПКВ до ВШ) ' сопровождаем <j;! пободьсим сииишшеи дкмности, крутящего момента и повышением ."scticoctii роботы. Это подтвердил и анализ индикаторных диаграмм, снятпх при работе дизеля на газотопливной снеси.

Проведэпныэ зксперп'ентальлые исследования нолноразмэрных д«?с/.?й, р?.Сюта!т:;лх па стсег.ыз: топливах, позволят 'заключить следу?.- пстольэовапка о-есевого топ чипа позволяет снизить дыч-чссть ОТ д/селя >1 умучюггь ого экологии-желе показатели;

- обеспечивается топливная зконо'яшиость с повышением эк-сцлуатоцпошю.Ч 8«(фгга?ивности замещением дизельного топлива СНГ; при этом массовая доля СНГ "в сиесевом топливо составила от 1.1 до. 21% на режимах полных нагрузок и повышалась до 30-40% ла .частичных решмах;

- разработанная система подачи смесевого топлива с добавляй СНГ в цилиндры /дизеля работоспособна па всех режимах.

Ташш образом, результаты экспериментальных исследований подтвердили теоретические предпеешки, зюкззаплю по второй главе.

ОСЗУЖН» по рзбш.»

1. Разработан и исследован тгод шпг-ят даностп и ^г.;:.-сичности отработавших газов автодизеле? типа Я!'3, КАМАЗ, находящихся в эксплуатации, без етгяэягя чх мзцпгаст-! *г эконошчяоетл с одноврэ!!ешпш. ресурсосбережением путем «к-пи части дизельного топлива яядиоД фазой газа. ■

2. Применение предлодэнного метода обеспечивает сгпжетгэ дюшости отработавших газов на величину до 50-70% от уровня дашэстя ври работе дизеля на дезельвом топливе, что соответствует дк,кости 0,6-0,7 ед. Еои (менее 10%).

3. Добавга гшдкой <£азн гоза в дизельное топливо позволяет Э!Юпо1.йтть от 11 до 21% дизельного топлива в зависимости от рз-клмз ¡габоты автомобильного дизеля.

А. При работе автомобильного детелп Я13-238 на здшегон

13

J

ходу на смеси дизельного топлива Ъ добавкой газа происходит снижение минимально устойчивой, частоты вращения вала дизеля на 130-150 мин"', что приводит к снижению расхода дизельного топлива и повышению моторесурса двигателя.

5. При работе дизеля на смеси дизельного топлива с добавкой жидкой фазы газа на режимах малых нагрузок и холостого хода выброси углеводородов не увеличиваются ( по сравнению с работой на дизельном топливе ) и уменьшаются'по сравнению с газодизелем с внешним смесеобразованием.

6. Работа дизеля ЯШ-238 на смеси дизельного топлива с добавкой жидкой фазы гааа является наиболее оптимальной при угле опережения впрыскивания топлива, равном 30 градусам до верхней мертвой точки.

7. Усовершенствование топливного стенда для испытания топливной аппаратуры, работающей на смеси дизельного топлива с добавкой гадкой фазы газа, обеспечивает нормальные экологически чистые условия работы для обслуживающего персонала.

■ 8. Разработанный метод и средства его реализующие способствуют решению проблемы рационального использования ресурсов заменой дизельных гоплив смесевыми (с добавкой сличенного нефтяного гааа), благодаря улучшению процесса смесеобразования.

Таким образом, в диссертационной работе решена задача снижения дымносгн и токсичности ОГ автомобильного дизеля использованием гшдкой фазы сжижнного нефтяного газа в виде добавки к дизельному топливу, что способствует более экономному использованию природных нефтяных топлив, улучшению экологических. показателей автомобильного дизеля без ухудшения его экономических и мощностных показателей. Разработанная топливная система работоспособна и может быть использована для подачи добавки жидкой фазы СНГ (и других добавок) к дизельному топливу и рекомендована к внедрения на дизелях, находящихся в эксплуатации и оборудованных штатной ТА.

. Рассмотренная проблею _ имеет как экологическую, так и экономическую направленность и требует дальнейших исследований.

Основные положения диссертационной работы опубликованы в следующих работах:

1. Горбунов В. Е , Альвеар Санчес Л. Е , Шсаликова R П. Использование водотопливной 'эмульсии в автотраеторных дизелях / В сб. "Процессы в тепловых двигателях". -1.1: Изд-во УДН, 1988.

• -Q.88. . • ' "

2. Фомин В. И., Горбунов Е Е , Савастеншэ А. А. Применение -присадок металлонеорганических соединений'к рабочему телу длл

сниташп дыиности отработавших газов / Уат. научи, -техн. конф. КАЫЛЗ-КАШШ. 10-11 ¡тип 1988, г. Набережные Челны. -С. 46.

3. Горбунов В. Е , Куличков В. И. , патрахальцев !t it', Камышников О. а Применение сжиженного нефтяного газа 'в качества компонента дизельного топлива / Тезисы докл. Всесоюз. паучн. - • техн. 1ганф. "Научи, -техн. прогресс в химмотологии топлнв и смазочных материалов". 14-18 мая 1990, г, Днепропетровск. -С. 24.

4. Шпаликова a IL , Горбунов Е а , Атаур Рахман. Применение утяжеленных топлнв в быстроходных дизелях с добавютП и топливу лепсих синтетических парафиновых углеводородов // Тезисы дшсладов Всесоюзн. научно-технич. конф. "Актуальные проблемы развития двигателей внутреннего сгорания и дизельных установок". --.П.: -1990. -С. 10.

5. Горбунов а В., Патрахальцев IL IL, 1'охамед Бакер ' Али Верро. Сжигание, отработанного масла' в цилиндрах дизеля //

"Строительные и дородше машины". -114, 1992. -С. 23.

6. Корнилов Г. С., Курмапов Е R , Горбунов В. Е , Кашшни-ков О. В. , Куличков a I!. , Патрахальцев Е Í1. / Снижение динности отработавших газов» дизеля ЯЫЭ-238 введением в топливо сниженного нефтяного газа // "Двпгателестроение". -Нб, 1991. -С.51.

7. Горбунов а Е Токсичность двигателей внутреннего сгорания / Учебное пособие / -1L: СП "ИРИК", 1991. -48 с.

8. Горбунов а Е , Камышником О. а Исследование рабочего ' процесса дизеля при ого работе па нетрадиционном топливе. !!е-

тод. рук. к вшгалн. лаб. раб. - It; Изд-во УДН,'1992. -24 с. 1 ■

9. Горбунов В. а , Олесов JL КХ Измерение токсичности дизе--ля. Метод, рук, к вып. раб. -Л.: Изд-во УДИ, 1902. '-Г2 с.

10. Дизельный ДВС / a IL Патрахальцев, Ареф Лбу Газале, ' Нохомед Бакер Берро, Горбунов Е-Е -Авт. св. СССР. N1618901. -07.01.91, От. HI. -3 с.'

И. V. Gorbunov, ■ N. Patrakhaltsev, "Toxicidad de los Motores de Combustión Interna UNI. Liira-Perií, marzo de 1993. -187 c.

'ПсЪсг V. Eorbwov

Hid resource-saving ef dleiol fuals and rciiuaticn of exhaust saoka emission cf a tsofcar vehicle»- diesel

by application cf ©¡»pound fuals

The most effective method has been designed and investigated to reduce smoke and hard particles content in motor vehicle diesel exhaust gases. The expediency of application of compound diesel fuel doped with liquefied casig-head gas has been justified. Improvement of motor vehicle diesel efficiency, resourse saving of diesel fuel without reduction of engine, power parameters have been validated under operational conditions i.'non running on compound diesel fuel doped with liquefied gas.

The fuel system has been designed for supply of liquid fraction of casing-head gas into the it»tor vehicle engino cylinders using the existing fuel system. Effectiveness various compound fuels from the smoke emission point of view has been experimentally evaluated.

The results of the v.crk have been delivered to the Research and Development Centres of the Jaros'lavl fuel .systems factory and the KAMAZ automobile company as recommendations on efficiency -improvement and increase of economical parameters of motor vehicle diesels.

The results are also used in lecture cources in th<? RUPF and " the national Engineering University of Peru.

Подписано к печати /Ь- //:^6бъем 1,0 п. л. Тир. 10Q зга. Заказ

Типография Российского университета,дружбы народов ул. Ордаонияидэе,3

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Горбунов, В. В.

Содержание.

Введение.

Общая характеристика работы.

Список принятых сокращений.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Загрязнение окружающей среды выбросами от установок с двигателями внутреннего сгорания.

1.2. Рациональное использование природных ресурсов

1.3. Анализ методов и средств снижения вредных выбросов с отработавшими газами дизелей.

1. 4. Анализ применения альтернативных топлив в дизелях

1.5. Анализ возможностей применения смесевых топлив

1.5.1. Эмульгирование топлива.

1.5. 2. Использование присадок к топливу.

1.5.3. Использование добавок газообразного топлива.

1.6. Анализ способов подачи добавок в дизельное топливо . 41 1. 7. Постановка задачи исследования

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВ» СНИЖЕНИЯ ТОКСИЧНОСТИ И ДШЬ НОСТИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ПРИ РАБОТЕ ДИЗЕЛЯ НА

СМЕСЕВЫХ ТОПЛИВАХ.

2.1. Физические и гигиенические свойства сажи, твердых частиц, полициклических ароматических углеводородов

- 2а

2.2. Образование сажи (твердых частиц) и углеводородов . 50 2. 3. Анализ способов снижения дымности дизелей, находящихся в эксплуатации

2.4. Влияние смесевых топлив на рабочий процесс дизеля

2.5. Способы подачи газа в цилиндры

2. 6. Выбор рационального содержания сжиженного газа в смесевом топливе

2. 7. Разработка топливной системы для подачи смеси дизельного топлива с жидкой фазой газа.

2.8. Сжигание отработанного масла в цилиндрах дизеля.

Выводы

Глава а ЭЮШЕРЮШГГАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ. МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ

ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ.

3.1. Цель и задачи эксперимента.

3.1.1. Объекты исследования

3.2. Экспериментальные установки.

3. 2.1. Безмоторная установка.

3.3.2. Моторная исследовательская установка.

3.3. Методика проведения экспериментов.

3.3.1. Методика испытания на топливном стенде.

3.3.2. Методика испытания дизеля на тормозном стенде

3.4. Измерительная аппаратура.

3.5. Методика обработки экспериментальных данных и погрешности измерений

Выводы

Глава 4. РЕЗУЛЬТАТ!! ЭПСЖРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ

АВТОМОБИЛЬНОГО ДИЗЕЛЯ НА СМЕСЕВЫХ ТОШВВВАХ.

4.1. Исследование топливной аппаратуры дизелей КАМАЗ,

ЯМЗ на топливном стенде.

4.1 Л. Исследование топливной аппаратуры, работающей на водо- и растворотопливной эмульсиях

4.1. 2. Исследование топливной аппаратуры, работающей на смеси дизельного топлива с добавкой жидкой фазы сжшвэнного газа.

4.2. Результаты исследования работы дизеля на емесевых топливах.

4.2.1. Результаты исследования работы дизеля КАМАЗ

4. 2.2. Результаты исследования работы дизеля ЯШ.

4. 2.3. Результаты исследования работы дизеля на смеси дизельного топлива с добавкой отработанного масла.

Выводы.

Введение Диссертация по географии, на тему "Ресурсосбережение нефтяных дизельных топлив и снижение дымности отработавших газов автомобильного дизеля применением смесевых топлив"

В условиях научно-технической революции и роста промышленного производства, транспорта и других отраслей народного хозяйства охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов стали важнейшими обще- и межгосударственными задачами.

Автомобильный транспорт играет существенную роль в транспортном комплексе страны. Ежегодно с его помощью в народном хозяйстве страны осуществляется более 80% грузовых и более 75% пассажирских перевозок.

Постоянное увеличение числа эксплуатируемых автомобилей' ведет к загрязнению окружающей среды вредными для здоровья человека компонентами ОГ и эксплуатационных материалов. На автомобильный транспорт приходится значительный процент выбросов вредных веществ в окружающую среду.

Необходимо отметить и то, что загрязнение водной среды непосредственно и довольно тесно связано с загрязнениями суши и атмосферы выбросами от наземного транспорта, особенно автомобильного. Уменьшение загрязнения атмосферы на континентах незамедлительно сказывается на сокращении загрязнений в реках, озерах, морях и океанах.

Поэтому в настоящее время проблема уменьшения загрязнения окружающей среды токсичными веществами, выделяемыми автомобильным траспортом, является одной из важнейших проблем, стоящих перед большинством индустриально развитых и особенно - развивающихся стран. Следовательно, на транспорте необходимо осуществлять мероприятия по снижению выбросов вредных веществ в окружающую среду с целью предотвращения опасных концентраций загрязнения атмосферного воздуха.

На автотранспортных предприятиях используют различные мероприятия, которые обеспечивают повышение топливной экономичности дизелей, что способствует рациональному использованию природных ресурсов и охраны окружающей среды от вредных выбросов: с отработавшими газами, отработанными маслами, техническими жидкостями и другими вредными составляющими.

Любая модернизация двигателей, находящихся в эксплуатации, направленная на уменьшение токсичности и дымности отработавших газов, имеет исключительно важное значение для обеспечения здоровой экологической обстановки, т. е. для оздоровления условий труда и защиты окружающей среды.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В странах с высокоразвитой промышленностью и высоким уровнем автомобилизации проблема защиты атмосферного воздуха от вредных выбросов выросла до уровня неотложных социальных задач.

Автомобильный транспорт наряду с промышленностью является главным виновником значительного загрязнения атмосферы. В США например, доля автомобилей в выбросе токсичных соединений в атмос-мосферу составляет более 60%, в странах Европы эта доля находится в пределах 30-50%. Загрязнение воздушного бассейна выбросами от автотранспорта в России составляет около 20 миллионов тонн в год (около 50% от общего количества вредных выбросов). Вклад в валовой выброс по различным городам составляет: Москва - 72%,С.-Петербург, Екатеринбург - около 60%, Волгоград - 31% и т. д.

Поэтому одной из важнейших задач современного двигателестро-ения является, наряду с повышением топливной экономичности дизелей, находящихся в эксплуатации, задача рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды от вредных выбросов: с отработавшими газами (ОГ), отработанными маслами, техническими жидкостями и т. д.

Использование дизелей предъявляет особые требования к ограничению выбросов вредных компонентов с ОГ, а именно, дымности и содержанию твердых частиц (сажи). Сажа засоряет дыхательные пути, вызывая хронические заболевания носоглотки и легких, загрязняет воздух, ухудшает видимость на дорогах, что приводит к увеличению дорожно-транспортных происшествий и самое главное - сажа очень эффективно адсорбирует на своей поверхности канцерогенные вещества, которыми являются полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), вызывающие раковые заболевания человека.

Весьма актуальным является выбор наиболее эффективных методов уменьшения дымности ОГ и выброса твердых частиц (ТЧ) для дизелей, находящихся в эксплуатации. Наиболее предпочтительным способом снижения дымности и выброса ТЧ, позволяющим осуществить и ресурсосбережение нефтяных моторных топлив, представляется использование в качестве смесевого топлива смеси дизельного топлива (ДТ) с жидкой фазой сжиженного нефтяного газа (СНГ), которая подавалась бы в цилиндры дизеля при помощи штатной топливной аппаратуры СТА). Для этой цели важным является разработка метода подачи жидкой фазы СНГ в цилиндры автомобильного дизеля и организация рабочего процесса двигателя на таком смесевом топливе.

Цель и задачи исследования - снизить дымность и токсичность ОГ автомобильного дизеля, находящегося в эксплуатации, путем применения наиболее эффективных добавок к нефтяному ДТ при одновременном его ресурсосбережении.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:

1). исследовать и рекомендовать эффективный метод снижения дымности ОГ автомобильных дизелей, находящихся в эксплуатации, без снижения их мощности и экономичности;

2). разработать способ ресурсосбережения нефтяного топлива для автомобильных дизелей, находящихся в эксплуатации;

3). разработать методику доводки топливной аппаратуры при ее работе на смеси дизельного топлива с добавкой жидкой фазы СНГ;

4). разработать метод оперативной подачи добавки жидкой фазы СНГ в дизельное топливо, используя штатную топливную аппаратуру.

Научная новизна работы заключается в следующем:'

1. Разработан и исследован метод снижения дымности и токсичности отработавших газов автомобильного дизеля, заключающийся в том, что в цилиндры двигателя подают смесь дизельного топлива со сжиженным нефтяным газом. Ввод жидкой фазы газа осуществляют в линию высокого давления вблизи форсунки.

2. Разработана система подачи жидкой фазы нефтяного газа в цилиндры автомобильного дизеля с использованием штатной топливной системы.

3. Обоснована возможность повышения экономичности автомобильного дизеля, находящегося в эксплуатации, путем перевода его на работу на смесевом топливе с добавкой сжиженного газа без ухудшения его мощностных показателей с одновременным ресурсосбережением ДТ частичной заменой его газом.

4. Разработан метод регулировки и доводки топливной аппаратуры для работы автомобильного дизеля, находящегося в эксплуатации, на смеси дизельного топлива с добавкой сжиженного газа.

5. Модернизирован топливный стенд, реализующей метод доводки и регулировки топливной аппаратуры для подачи в дизель смеси СНГ с дизельным топливом.

Практическая значимость работы заключается в том, что:

- разработанный метод оперативной подачи добавок жидкой фазы СНГ в ДТ через штатную топливную систему дизеля позволяет осуществить ресурсосбережение ДТ без снижения эффективности работы дизелей типа ЯШ, КАМАЗ., находящихся в эксплуатации, при одновременном снижении дымности и токсичности ОГ;

- созданная топливная система автомобильного дизеля для подачи жидкой фазы СНГ, обладает универсальностью, так как позволяет осуществить работу дизеля как на смесевом, так и на чистом ДТ и может быть модернизирована для конкретного двигателя, как находящегося в эксплуатации, так и вновь создаваемого;

- разработанный топливный стенд для регулировки и доводки ТА при подаче в форсунки стенда смеси ДТ с жидкой фазой СНГ с последующим удалением газа, обеспечивает нормальные экологически чистые условия для обслуживающего персонала; разработанный топливный стенд может быть использован на любом транспортном или ремонтном предприятии для доводки ТА с подачей через нее смеси ДТ с жидкой фазой СНГ.

Реализация результатов работы. Результаты исследований переданы в научно-технические центры Ярославского завода топливной аппаратуры (ПО "Дизельаппаратура") и Камского автомобильного завода ( НТЦ АО КАМАЗ ), а также используются в учебном процессе РУДН на инженерном и экологическом факультетах при подготовке специалистов в области охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов и в области тепловых двигателей (лабораторные работы, курсовое и дипломное проектирование, в том числе в диссертациях на соискание ученой степени Магистра технических наук, учебные и учебно-методические пособия).

Материалы работы находят применение на курсах повышения квалификации механиков-наладчиков и инженерно-технических работников по диагностированию и малотоксичной регулировке топливной аппаратуры ДЕС, проводимых совместно с отделом охраны окружающей среды УГАй г. Москвы, а также в Национальном инженерном Университете (UNI, г.Лима) и в Университете Сан-Агустин ( UNSA, г. Аре-кипа) в Перу.

Апробации работы. Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены на ежегодных научно-технических конференциях инженерного факультета РУДН (г. Москва, апрель 1986-1993 г. г. ), на Всесоюзном научно-техническом семинаре по ДВС в МГТУ им. Н.Э. Баумана (г.Москва, сентябрь 1989 г.), на Всесоюзной научно-технической конференции "Научно-технический прогресс в химмотологии топлив и смазочных материалов" (14-18 мая 1990 г. , г. Днепропетровск), на Всесоюзной научно-технической конференции "Актуальные проблемы развития ДВС и дизельных установок" ( 9-11 октября 1990 г., г.Ленинград), на VI научно-технической конференции КАМАЗ-КАМПИ (10-11 июня 1988 г. , г. Набережные Челны), на международном семинаре по проблеме токсичности "Toxicidad de los Motores de Combustión Interna y sus Efectos Ambientales" в Университетах UNI и UNSA (Перу). Julio, 1992. Lima, Arequipa - Peru.

Список принятых сокращений

АТП - автотранспортное предприятие, АТС - автотранспортное средство, ДВС - двигатель внутреннего сгорания, ВМТ - верхняя мертвая точка, ОГ - отработавшие газы, ОМ - отработанное масло, ТА - топливная аппаратура, ЦПГ - цилиндро-поршневая группа, ТНВД (ТН) - топливный насос высокого давления, ЛВД - линия высокого давления, РНД - регулирование начального давления,

ДТ - дизельное топливо, СНГ - ожженный нефтяной газ, б/к - бензин/керосин, сп - спирт,

ВТЭ/РТЭ - водотопливная/растворотопливная эмульсии, ПАУ - полициклические ароматические углеводороды, ТЧ - твердые частицы, ПДК/ЦДУ - предельно допустимая концентрация/уровень, ЕРА - Environment Protection Agensy (Американское агенство по охране окружающей среды)

Заключение Диссертация по теме "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов", Горбунов, В. В.

Основные выводы по работе

1. Разработан и исследован метод снижения дымности и токсичности отработавших газов автомобильных дизелей типа ЯШ, КАМАЗ, находящихся в эксплуатации, без снижения их мощности и экономичности с одновременным ресурсосбережением путем замены части дизельного топлива жидкой фазой газа.

2. Применение предложенного метода обеспечивает снижение дымности отработавших газов на величину до 50-70% от уровня дымности при работе дизеля на дизельном топливе, что соответствует дымности 0,6-0,7 ед. Бош (менее 10%).

3. Добавка жидкой фазы газа в дизельное топливо позволяет экономить от 11 до 21% дизельного топлива в зависимости от режима работы автомобильного дизеля.

4. При работе автомобильного дизеля ЯШ-238 на холоетом ходу на смеси дизельного топлива с добавкой газа происходит снижение минимально устойчивой частоты вращения вала дизеля на 130. 150 мин""1 , что приводит к снижению расхода дизельного топлива и повышению моторесурса двигателя.

5. При работе дизеля на смеси дизельного топлива с добавкой жидкой фазы газа на режимах малых нагрузок и холостого хода выбросы углеводородов не увеличиваются ( по сравнению с работой на дизельном топливе ) и уменьшаются по сравнению с газодизелем с внешним смесеобразованием.

- 144

6. Работа дизеля ЯШ-238 на смеси дизельного топлива с добавкой жидкой фазы газа является наиболее оптимальной при угле опережения впрыскивания топлива, равном 30 градусам до верхней мертвой точки.

7. Усовершенствование топливного стенда для испытания топливной аппаратуры, работающей на смеси дизельного топлива с добавкой жидкой фазы газа, обеспечивает нормальные экологически чистые условия работы для обслуживающего персонала.

8. Разработанный метод и средства его реализующие способствуют решению проблемы рационального использования ресурсов заменой дизельных топлив емесевыми (с добавкой сжиженного нефтяного газа), благодаря улучшению процесса смесеобразования.

Таким образом, в диссертационной работе решена задача снижения дымности и токсичности ОГ автомобильного дизеля использованием жидкой фазы сжиженного нефтяного газа в виде добавки к дизельному топливу, что способствует более экономному использованию природных нефтяных топлив, улучшению экологических показателей автомобильного дизеля без ухудшения его экономических и мощноетных показателей. Разработанная топливная система работоспособна и может быть использована для подачи добавки жидкой фазы СНГ (и других добавок) к дизельному топливу и рекомендована к внедрению на дизелях, находящихся в эксплуатации и оборудованных штатной ТА.

Рассмотренная проблема имеет как экологическую, так и экономическую направленность и требует дальнейших исследований.

Библиография Диссертация по географии, кандидата технических наук, Горбунов, В. В., Москва

1. Автомобильные и тракторные двигатели / Под ред. И. М. Ленина. -М.: "Высшая школа", 1976. -т. 1. -С. £93. . 310.

2. Автомобильный транспорт и защита окружающей среды / Р. В. Малов, В. И. Ерохов, RA. Щетина, В. Б. Беляев. -М.: "Транспорт", 1982. -200 с.

3. Антидымная присадка ИХП-706 эффективное средство для сокращения выброса сажи при испытаниях дизелей / О. А. Гладков, 3. Э. Алиев, Е. В. Берштейн // Двигателестроение, 1984, N12.

4. Ахметов Л. А. , Ерохов В. И. , Багдаеаров А. М. Экологические аспекты автотранспорта. -Ташкент: "Мехнат", 1988. -176 е.

5. Варшавский И. Л. , Малов Р. В. Как обезвредить отработавшие газы автомобиля. -М.: "Транспорт", 1968. -128 с.

6. Васильев Ю. Н. , Золоторевский Л. С. , Ксенофонтов С. И. Газовые и газодизельные двигатели. -М.: ВНЙЙЭгазпром, 1992. -128 с.

7. Виппер А. Б. , Чертков Я, Б. Присадки к топливам и маслам для экологически чистых дизелей // Двигателестроение. -1991. -N6. "L»« 36# ■ • 37.

8. Во рже в Ю. И. Применение водотопливных эмульсий в судовых дизелях // Двигателестроение. -1991. -N6. -С. 30. 33.

9. Воронин В. Г. , Смирнов Г. А. , Маховер М. С. Актуальность нормирования выбросов бенз(а)пирена с отработавшими газами ДВС // Двигателестроение. -1989. -N3. -С. 47. 50.

10. Газарян Г. Т. , Леонов О. Б. , Патрахальцев ЕЕ , Шкаликова В. Е О возможности расширения ресурса дизельных топлив применением легких синтетических углеводородов в качестве добавки / Двига-телестроение. -1986. -N

11. И. Гетманец Г. В. , Лиханов В. А. Социально-экономические проблемы автомобильного транспорта. М.: АСПОЛ, 1993. -330 с.

12. Гладков О. А. , Бернштейн Е. В. Сравнительные испытания антидымных присадок с соединениями различных металлов // Двигате-лестроение. -1989. -N3. -С. 53. 54.

13. Гладков О. А. } Лерман Е. Ю. Создание малотоксичных дизелей речных судов. -JL: "Судостроение", 1990. -108 с.

14. Гладков О. А. , Данщиков В. В. , Закржевский П. В. Повышение эффективности использования водотопливных эмульсий в высокооборотных дизелях / Двигате лестроение. -1988. -N7. -С. 19.

15. Говорущенко а Я. Экономия топлива и снижение токсичности на автомобильном транспорте. -М.: "Транспорт", 1990. -235 с.

16. Голубев И. Р. , НОвшов Ю. В. Окружающая среда и транспорт. -М.: "Транспорт", 1987. -207 с.

17. ГОСТ 12.1. 05. -88. Обпще санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. -45 с.

18. ГОСТ 17. 0. 0. 01-76. Система стандартов в области охраны природы и улучшения использования природных ресурсов. Основные положения. -45 с.

19. ГОСТ 17.2.2.01-84. Охрана природы. Атмосфера. Дизели автомобильные. Дымность отработавших газов. Нормы и методы измерений. -13 с.

20. ГОСТ 21393-75. Автомобили с дизелями. Дымность отработавших газов. Нормы и методы измерений. -5 с.

21. Гуреев А. А. , Махов В. 3. , Ховах М. М. Исследование влияния свойств топлива на саяоэобразование. -М.: Тр. МАДЙ, 1975. -Вып. 92.

22. Гуреев А. А., Иванова Р. Я. , Щеголев Н. В. Автомобильные эксплуатационные материалы. М.: "Транспорт", 1974. -278 с.

23. Джавад Мухаммед Зауави. Совершенствование эколого-экономических показателей дизелей насыщением топлива воздухом. -Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. -М.: РУДН, 1993.

24. ДВС. Теория поршневых и комбинированных двигателей / Под ред. A.C. Орлина, М Г. Круглова. -М.: "Машиностроение", 1983. -376 с.

25. Дизельный ДВС // Н. Е Патрахальцев, Ареф Абу Газале, Мо-хаммед Бакер Берро, В. В. Горбунов. Авт. св. СССР N1618901, 07.01. 91. Бюл. N1.

26. Жегалин О. И. , Лупачев П. Д. Снижение токсичности автомобильных двигателей. -М.: "Транспорт", . 1985. -120 с.

27. Жегалин О. И. , Павлович Л. М. , Патрахальцев Н. Н. Токсичность отработавших газов дизелей на неустановившихся режимах работы // ДВС, ЦНИИТЭЙтракторосельмаш. -М. , 1977, N9. -12 с.

28. Зайдель А. Е Ошибки измерений физических величин. -Л.: "Наука", 1974. -108 с.

29. Звонов В. А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания. -М. : Машиностроение, 1986. -320 с.

30. Из раз ль Ю. О. О важнейших проблемах охраны окружающей среды и путях ее решения / "Наука и жизнь", 1985, N7. -С. 33. 35.

31. Исследование рабочего процесса и экологических свойств дизелей / Под ред, Балакина В. И, -Л.: Тр. ЦНИДИ, 1978. -157 с.

32. Итинская Е И. , Кузнецов Е А. Справочник по топливу, маслам и техническим жидкостям. -М.: "Колос", 1982. -208.

33. Камышников О. В. , Куличков В. И. , Лупачев Е Д. , Патрахаль-цев Е Е Возможности экономии дизельного топлива при организации гаэодизельного процесса с внутренним смесеобразованием // Тракторы и сельхозмашины. -1990, N10. -С. 8. 9.

34. Коллеров Л. Г. Газовые двигатели поршневого типа. -Л: Машиностроение, 1968. -248 с.

35. Кривенко Е М. , Федосов И. М. Дизельная топливная аппаратура. -М.: "Колос", 1970, -536 с.

36. Кузнецов А. В. , Егоров В. В. Проблемы повышения экологической безопасности ДВС // Двигателеетроение. -1991.-N6. -С. 58. 59.

37. Куцевалов В. А. Возможности совершенствования рабочего процесса дизеля введением каталитических веществ в камеру сгорания // Двигателеетроение. -1988. -N9. -С. 8. .10.

38. Лерман Е. Ю. „ Гладков 0. А. Высококонцентрированные водо-топливные эмульсии эффективное средство улучшения экологических показателей легких быстроходных дизелей // Двигателеетроение. -1986. -N10. -С. 35. . . 37.

39. Лышко Г. П. Нефтепродукты и технические жидкости. -М.: ВО* "Агропромиздат", 1988. -144 с.

40. Малов Р. В. К вопросу о механизме внутрикапельного распиливания эмульсий // Двигателеетроение. -1991. -N4. -С. 12. 13.• 42. Малов Р. В. Основы экологии, охрана окружающей среды. -М.: Изд-во МШТ, 1992. -72 с.

41. Малов Р. В. , Ерохов В. И. Автомобильный транспорт и защита окружающей среды. -М.: "Транспорт", 1982. -200 с,

42. Мамедова М. Д. Работа дизеля на сжиженном газе. -М.: Машиттгчгътт-чг-'и-чТТТ*ГЧ Л ПОД —ООО л пи 1т 1 риопук? з х ¿зои* иии и*

43. Мкртычан Я С. , Чириков К Ю. , Рачевский Б. С. Общесоюзнаясистема газообеспечения транспорта. Состояние и перспектива // Двигателестроение. -1988. -N12. -С. 3. 5.

44. Морев А. И. , Ерохов В. И. Эксплуатация и техническое обслуживание газобаллонных автомобилей. -М.: "Транспорт", 1988. -184 с.

45. Немного статистики. -"За рулем", 1991, N10.

46. Патрахальцев Е Е Системы топливоподачи с регулированием начального давления // Двигателестроение. -1986. -N10. -С. 49. 50.

47. Патрахальцев Е Е Аппаратура для газодизельного процесса // Автомобильная промышленность. -1988. -N7. -С. 16. 17,

48. Патрахальцев Е Е , Санчес Л. В. Пути развития топливных систем для подачи в цилиндр дизеля нетрадиционных топлив // Двигателестроение. -1988. -N3. -С. 11. 13.

49. Перспективные автомобильные топлива / Под ред. Я. Б. Черткова. -М.: "Транспорт", 1982. -360 с.

50. Петриченко Р. М. , Уваров С. Е Экономический ущерб воздействия отработавших газов ДВС // Двигателестроение. -1986. -N10. -С. 49. 50.

51. Райков И, Я Испытания двигателей внутреннего сгорания. -М.: "Высшая школа", 1975. -320 с.

52. Сааде Юсеф Я. Разработка рабочего процесса дизеля, использующего п-бутанол в качестве добавки к дизельному топливу, с целью снижения дымности и токсичности отработавших газов. -Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук. -М. , 1992.

53. Смаль Ф. В. , Арсенов А. А. Перспективные топлива для автомобилей. -М.: "Транспорт", 1979. -152 с.

54. Санчес Л. В. А. Исследование систем подачи нетрадиционных топлив в дизель. В сб. "Повышение экономичности и эффективности поршневых двигателей и лопаточных машин". -М.: Р1зд-во УДН, 1986.

55. Санчес Л. В. А. , Шпаликова В. П. Исследование систем подачи смесевого топлива в дизель. В сб. "Повышение эффективности использования процессов в тепловых двигателях". -М.: Изд-во УДН, 1985. -С. 9.', .11.

56. Санчес JL В. А. Расширение ресурса дизельных топлив и совершенствование рабочего процесса дизеля применением альтернативных топлив, присадок и добавок к топливу. -Автореферат на соискание ученой степени канд. техн. наук. -М. ,1938. -16 с.

57. Скалкин Ф. В. , Канаев А. А, , Копп И. 3. Энергетика и окружающая среда. -JL: Энергоиздат, 1981. -280 с.

58. Селиверстов В. М. , Иванова Т. Л. , Щепельский Ю. Л. Эффективность и действие присадок к топливу // Двигателестроение. -1986. -N5. -С. 41. 45.

59. HI» i ^ММММЙМкМВШММЙЬЙ МШМММШШМШШШМ МШШШШ *"■* HlMltti и --- —— МШf^^*4"фЩЩHSr"Wffl fJPP*1®W^W flPP"де^ием p топливо сжиженного нефтяного гтп / Г, 0, Корнилов, в,

60. Курманов, В. В. Горбунов и др. // Двигателестроение. -1991. -N6. "С- 514 * # 5S»

61. Совершенствование экономических и экологических показателей дизелей Ярославского моторного завода / Г. Д. Чернышев, Я.Б. Письман, В. Р. Гальговский // Двигателестроение. -1986. -N6. -С. 3. 8.

62. Способ снижения дымности ОГ дизеля / В. И. Панчишный, Н. Н. Патрахальцев, В. М. Фомин, В. А. Дуцевалов. Авторское свидетельство СССР Ml267034, МКИ F02M 70/34. -Опубл. 17. 05. 87. -Бюл. N26.

63. Стефановекий Б. С. и др. Испытания двигателей внутреннего сгорания. -М.: Машиностроение, 1972. -385 с.

64. Топливная аппаратура дизелей КАМАЗ и КАЗ. Инструкция по эксплуатации. Ярославль, 1988. -12 с.

65. Фомин В. М. , Горбунов В. В, Савастенко А. А. Применение присадок металлонеорганических соединений к рабочему телу для снижения дымности отработавших газов / Мат. научн, -техн. конф. КАМАЗ-КАМПИ, 10. .11 июня 1988. г. Наб. Челны.

66. Хансуваров К. И. , Цейтлин К Г. Техника измерения давления, расхода, количества и уровня жидкости, газа. -М.: Изд-во стандартов, 1989. -228 с.

67. Чистяков С. Ф. , Радун Д. В. Теплотехнические измерения и приборы. -М.: "Высшая школа", 1972. -392 с. •

68. Шегалов И. Л. Системный подход к проблеме сравнения экологических ущербов воздушным и водным средам от транспортных тепловых двигателей // Двигателестроение. -1988. -N10. -С. 55. 57.

69. Шкаликова В. П. Перспективные топлива для дизелей. В сб. "Процессы в тепловых двигателях". -М.: Изд-во УДН, 1983. -С. 58. 66.

70. Шкаликова В. п. Классификация видов топлив по источникам сырья. В сб. "Повышение экономичности и эффективности поршневых двигателей и лопаточных машин". -М.: Изд-во УДН, 1986. С. 39. 43.

71. Шаликова В. П. , Патрахальцев Н. Е Применение нетрадиционных топлив в дизелях. -М.: Изд-во УДН, 1986, -55 с.

72. Шаликова В. П. Применение в высокооборотных дизелях нефтяных дизельных топлив с добавкой легких синтетических парафиновых углеводородов. Диссертация на соискание ученой степени кандидата техн. наук. -М. , 1987.

73. Юдицкий Ф. Л Занщта окружающей среды при эксплуатации судов, -JL: Судостроение, 1978. -158 с.

74. Якубовский Ю. Автомобильный транспорт и защита окружающей среды. -М.: "Транспорт", 1979. -200 с.

75. Diselemotoren der 90-er Jahre / Cartel Ii ere W. P. , Ospelt W. M. , Landfahrer K. -MTZ. -Motortechn. Z.-1989.-50.-N9, S. 440-445.

76. Dual fuel diesel undergoes lab. testing. -Ocean Industries. -1989. -N3. -P. 44.

77. Gorbunov V. , Patrakhaltsey N. Toxiсidad de los Motores de Combustion Interna. -IMCI-VNI:. Lina-Peru, 1993. -p. p. 188.

78. Heinrich G. & oth. Spektrometrisches mesverfahren zur unter suchung der rusentwicklung im dieselmotor // "Automobiltechnische Zeitschrift". -1982. -84. -N2. -p. p. 85-90.

79. Hillenbrand L. J. & oth. A Concept for Catalyzed Ignition of Diesel Soot. "SAE Paper", N 811236.

80. Hillenbrand L.J; & oth. Catalysts and Diesel Soot Oxidation. / "Automot. Eng." -1981, 89. -N 10.

81. Information Update / Detroit Diesel Corp. -Feb. 1992. V. 5, -Nl. -12pp.

82. Kamel Mostafa. Effects of Fuel Ignition Improvers on Diesel Engine Performance. -"SAE Paper", N 840109.

83. Katsoulakos P.C. Effectivenes of the Combustion of Emulsified Fuels in Diesel Engines // "Int. Conf. Combust. Eng.". -Vol.2. London, 1983.

84. Kotierstein E. & oth. Catalitically activated diesel exhaust filters-engine test methods and results, -"SAE Techn. Pap. Ser. ", N 830081. -7 pp.

85. Lawson A. & oth. Performance of a Ceramic Diesel Particulate Trap over Typical Mining Duty Cycles using Fuel

86. Л.-Ы-Я- Ч ,ГЛГ. 7 D-чкчл*-.»' M ОКП1 КП

87. HUUiL-i VÜO. cJrti^ j apej. , 14 uuBiuu,

88. K. H. Lies, A. Postulka H. Gring. Particulate Emissions from Diesel Engines / Evaluation of measurment and results //"SAE Techn. Pap. Ser". , N 830455. -13 p.

89. Miyamoto Noboru & oth. ~"SAE Techn. Pap. Ser, ",N 871612. -1. 8 pp.

90. Okada Hiroshi & oth. Soot Formation in the Combustion of Emulsified Fuels in a Marine Low Speed Diesel Engine. / "Bull. Mar. Eng. Soc. Jap". -1982, 10. -N3.

91. Otto A. & oth. Diesel Exhaust Particulate Control System Development. -"SAE Paper", N 830085.

92. Par-sons J. B. & oth. The effect.es of an Iron Basen Fuel Catalyst, upon Diesel Fleet Operation. -"SAE Paper", N 831204.

93. Springer Karl J. Diesel emissions. A wordwide concern. "Toxical Eff. Emiss. Diesel Engines" / Proc. Environ. Protect Agency. -1981. // Diesel Emiss. Symp. , Raleigh, N. C. Oct. 5-7, 1981. -N4, 1982. p. 3-14.

94. Tadashi Murayama & oth. Experimental Reduction of NOx, Smoke and BSFC in a Diesel Engine Using Uniquely Produced Water (0-80%) to. Fuel Emulsion. -"SAE Paper", N 780224.

95. Wade W. R. & oth. Thermal and Catalytic Regeneration of Diesel Pai--t.iculat.es Traps. -"SAE Paper", N 830083.

96. Wiedemann B. & oth. Regeneration of particulate Filters at. Low Temperatures. -"SAE Paper", N 830086.

97. Wiedemann B. & oth. Application of Particulate Traps and Fuel Additives for Reductin of Exhaust Emissions. -"SAE Techn. Pap. Ser.", N 840078.