Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Влияние износа деталей цилиндро-поршневой группы дизеля типа Ч13/14 на токсичность отработавших и картерных газов

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

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Ияд Абдалла Мохаммед Суван

ЗВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Образование токсичных компонентов в отработавших газах и износ деталей цилиндро - поршневой группы в условиях эксплуатации.

1.1. Образование токсичных компонентов отработавших газов в условиях эксплуатации.

1.2. Износ деталей цилиндро - поршневой группы в условиях эксплуатации.

1.2.1 Износ деталей цилиндро-поршневой группы.

1.2.2 Оценка ресурса дизелей с учетом условий эксплуатации.

1.2.3 Метод оценки интенсивности износа деталей ЦПГ.

1.3. Качественная связь токсичности ОГ дизеля и износа деталей цилиндро-поршневой группы.

1.4. Выводы по главе 1 и Цщ^ррювка задачи.

Глава 2. Анализ метцдик ускоренных испытаний двигателей на надежность.

2.1. Анализ выполненных работ по созданию методик ускоренных испытаний.

2.2. Внешние факторы, подлежащие воспроизведению при ускоренных испытаниях и способы их воспроизведения.

2.3. Разработка режимов ускоренных испытаний и формирование блока режимов ускоренных испытаний.

Глава 3. Разработка методик исследования изменения токсичности дизеля при ускоренных испытаниях на износостойкость.

3.1. Разработка методики испытаний.

Глава 4. Исследование изменения токсичности дизеля при ускоренных испытаниях на износостойкость.

Выводы.

Введение Диссертация по географии, на тему "Влияние износа деталей цилиндро-поршневой группы дизеля типа Ч13/14 на токсичность отработавших и картерных газов"

Атмосферный воздух загрязняется токсичными веществами из различных источников. К этим веществам можно отнести газы и аэрозоли, образующиеся в антропогенных (связанных с человеческой деятельностью) и естественных (природных) источниках. По оценкам специалистов США, Японии, Германии и Швеции, транспортные и стационарные источники выбра-[ сывают примерно равные по массе количества токсичных веществ.

Автотракторные двигатели внутреннего сгорания, примерно 30 % которых являются дизелями, загрязняют атмосферу вредными веществами, вы-I брасываемыми с отработавшими (ОГ) и картерными газами (КГ). При этом ОГ двигателей внутреннего сгорания являются одним из основных источников загрязнения атмосферы. Масштабы вредного воздействия ОГ в настоящее время вызывают серьезное беспокойство во всем мире и борьба с этим воздействием становится транснациональной задачей.

Мировой выпуск автомобилей в 1997 г. составил около 50 млн единиц, а мировой парк автомобилей по разным оценкам колеблется от 600 до 800 млн единиц и имеет устойчивую тенденцию к росту (т.е. далек от предела насыщения). В этих условиях основную массу автотракторных двигателей составляют двигатели, находящиеся в эксплуатации 6-8 лет и имеющие значительный износ деталей цилиндро-поршневой группы, что в свою очередь ухудшает показатели токсичности, которые могут служить диогностическим параметром износа.

Однако влияние износа деталей цилиндро-поршневой группы на токсичность ОГ и КГ дизелей является еще малоизученным, а опубликованные материалы противоречивы.

Поэтому целью данной диссертации явилось изучение влияния износа деталей цилиндро-поршневой группы на токсичность отработавших и кар-терных газов. В качестве объекта для испытаний был выбран многоцелевой дизель А-41.

Поскольку износ деталей цилиндро-поршневой группы, находящейся в наиболее тяжелых условиях работы, зависит от эксплуатационных режимов работы дизеля, то в данной диссертации, наряду с вопросами образования токсичных компонентов в ОГ дизеля, рассмотрены также вопросы влияния эксплуатационных режимов на изнашивание деталей цилиндро-поршневой группы.

Заключение Диссертация по теме "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов", Ияд Абдалла Мохаммед Суван

Выводы

В процессе выполнения диссертационной работы было осуществлено:

- Анализ образования токсичных компонентов ОГ дизеля. В результате анализа подтверждена различная природа образования важнейщих токсичных компонентов - оксидов азота и сажи и, следовательно, различное по направлености влияние параметров рабочего процесса на их образование.

- Анализ влияния режимов работы дизелей различного назначения на износ деталей ЦПГ. Установлено превулирающее влияние средного эффективного давления и средней скорости поршня на износ ЦПГ, который является определяющим параметром при определении ресурса.

- Отцечено, что влияние износа деталей ЦПГ на изменение токсичности ОГ малоисследовано, отсуствуют нормы на ограничение токсичность изнощенного дизеля. При наличии в парке большого числа изношенных дизелей изучение влияния износа деталей ЦПГ на токсичности ОГ является актуальной задачей.

- предложена феноменологическая модель влияния износа деталей ЦПГ на токсичность.

- Проведен анализ методов ускоренных испытаний дизелей на износостойкость, установлены способы формирования режимов ускоренных испытаний. На основании обработки результатов режимометрирования дизеля А-41 на различных эксплуатационных режимах предложен блок режимов ускоренных испытаний дизеля, разработана методика и проведены исследования влияния наработки дизеля на токсичность отработавших газов.

В результате проведенной работы можно сделать следующие выводы:

1. В отработавших газах дизеля концентрация сажи и выброс сажи в практически не изменился на протяжении всех испытаний. В тоже время по мере увеличения износа отличается падение концентрации и содержания оксидов азота ЫОх при одновременном увеличении концентрации и содержания оксида углерода СО и углеводородов СН. Суммарный показатель токсичности практически остался без изменения на уровень 110-115 мт/л.

2. Уменьшение содержания в отработавших газах оксидов азота в процессе испытаний можно объяснить уменьшением максимальной и средней температуры рабочего тела вследствие уменьшения действительной степени сжатия и увеличением коэффициента остаточных газов.

3. Сохранение содержания сажи в отработавших дизеля по мере износа деталей цилиндро - поршневой группы можно объяснить увеличением расхода масла, действие которого аналогично действию антидымных металло-содержащих присадок к топливу.

4. В картерных газах дизеля концентрации >Юх, СО, СН увеличивается с ростом наработки дизеля. При этом темп роста концентрации токсичных компонентов в картерных газах существенно выше, чем в отработавших газах дизеля. К отметке 500 часов концентрации ЫОх в картерных газах увеличивалась в 5 раз, СН - в 50 раз, СО - в 6 раз.

5. Выявленные закономерности изменения концентраций углеводородов \АЛСН , оксиды \УКС0, оксидов азота У/кМох которые соглашаются с изменением расходов масла на угар в муг и картерных газах О кг позволяют рекомендовать применение этих показателей токсичности в качестве диагностических параметров технического состояния деталей цилиндро-поршневой группы дизеля.

6. Замена поршневых маслосъемных колец дизеля типоразмера Ч 13/14 после 300 часов работы на режимах ускоренных испытаний (около 2400 моточасов в эксплуатации) позволила вернуться к начальным значениям указанных параметров.

Библиография Диссертация по географии, кандидата технических наук, Ияд Абдалла Мохаммед Суван, Москва

1. Адамов В.А. Сжигание мазута в топках котлов;- JL: Недра., 1989 - 304с.

2. Есеаки Онума. Горение распыливанного топлива;- Нейшен Кикан., 1982 21 № 260 с 59-64.

3. Кнорре B.J1. Манелис Г.В. Кинематика сажеобразования из газообразных углеводородов.- в кн. Кинематика химических реакций. /Материалы 6-го симпозиума по горению и взрыву. Алма- Ата/;- М.: ОХНФ АН СССР, 1980 -с35-41.

4. Померанцев В.В., Арефьев K.M., Ахметов Д.Б. Основы практической теории горения;- М: Энергоатомиздат, 1986 304с.

5. Магарил Р.З. Механизм и кинетика гомогенных термических превращений углеводородов; М: Химия, 1970 - 224с.

6. Щетников Е.О. Физика горения газов; -М : Наука, 1965 237с.

7. Процессы горения в химической технологии и металлургии; М: ОХНВ АН СССР, 1975- 119с.

8. Гетманец Г.В., Лиханов В.А. Социально экологические проблемы автомобильного транспорта./Справочное пособие/; -М: Аспол, 1993- 328с.

9. Костин А.К. и др. Работа дизелей в условиях эксплуатации; Л: Машиностроение, 1989 - 284с.

10. Абдулгазис Ч.А. и др. Износ цилиндров двигателей под действием пыли;- Киев: Техника, 1984 41с.

11. Александров А.М. Исследование изнашивания деталей двигателей рыбопромысловых судов, JT: Транспорт, 1979 - 63с.

12. Багиров Д.А., Златопольский A.B. Двигатели внутреннего сгорания строительных и дорожных машин ;-М: Машиностроение, 1974 220с.

13. Григорьев М.А., Баналов Б.Н. Соотношение износов, вызванных различными, эксплуатационными факторами, в общем износе цилиндров двигателей; Автомобильная промышленость, 1975 №3 - сЗ-6.

14. Гинзбург Г.Я. К вопросу разработки методов расчета деталей на износ;-М: Машгиз, 1953 85с.

15. Григорьев М.А., Слабов Е.П. Исследование критериев предельного состояния дизеля: -Автомобильная промышленность, 1972 №12 - с 8-10.

16. Гурвич И.Б. Износ и долговечность двигателей; Горький: Волговятское книжное издательство, 1970 - 175с.

17. Ждановский Н.С., Николаенко A.B. Надежность и долговечность двигателей; JI: Колос, 1981 - 295с.

18. Ждановский Н.С., Фанлейб Б.Н. Влияние жесткости процесса сгорания на скорость изнашивания поршневого кольца: Тракторы и сельхозмашины, 1964 - №9 - с 3-5.

19. Канарчук В.Е. Долговечность и износ двигателей при динамических режимах работы; Киев: Наукова думка, 1978 - 256с.

20. Клемушкин Ф.М. Прогнозирование износа цилиндровых втулок дизелей:- Судостроение, 1977 №1- с 57-59.

21. Костин A.K. Влияние режимов работы на показатели двигателей внутреннего сгорания; JI: ЛПИ, 1984 - 76с.

22. Костин А.К., Ермекбаев К.Б. Эксплуатационные режимы транспортных дизелей; Алма - Ата: Наука, 1988 - 190с.

23. Костин А.К. и др. Способ оценки ресурса дизеля до первой переборки: -Двигателестроение, 1981 №1 - с 38-40.

24. Костин А.К., Квасов Е.Е. Методика определения тепловой напряженности деталей двигателей при неустановившихся режимах: -Двигателестроение, 1979 №7 - с 11-13.

25. Костин А.К. Исследование рабочего процесса и теплообмена при пуске высокооборотного дизеля: Двигателестроение, 1979 - №8 - с 6-9.

26. Патрахальцев H.H., Соколов Ю.А. Неустановившиеся режимы работы двигателей; М: НИИ информтяжмаш, 1976 - №4 -76 -34. - 42с.

27. Ждановский Н.С. и др. Режимы работы двигателей энергонасышенных тракторов; Л: Машиностроение, 1981 - 240с.

28. Семенов B.C. Теплонапряженность и долговечность цилиндропоршневой группы судовых дизелей;- Мб Транспорт, 1969 216с.

29. Шагин В.В., Двойрис Л.И. Влияние условий эксплуатации на показатели долговечности двигателей:- Энергомашиностроение, 1975 №7 -с 31-33.

30. ОСТ 23.3.21 87. Дизели тракторные и комбайновые. Методы ускоренных стендовых испытаний на надежность.

31. Величкин И.Н. Зависимость надежности тракторных дизелей ог внешних факторов:- ЦНИИтракторсельхозмаш, 1984 №12.

32. Об оценке общей износостойкости основных деталей дизелей при ускоренных стендовых испытаниях; ГОНТИ НАТИ;- М: 1980 - 25с.

33. Арипдшанов М.М. Исследование влияния износа на рабочий процесс дизеля Д-37Е. Сб. Повышение эффективности работы автомобилей; -Ташкент: 1980.

34. Циулин В.А. Математическая модель связи относительной скорости изнашивания деталей ЦПГ с нагрузкой судового двигателя: -Двигателестроение, 1985 №5 - с36-37.

35. Величкин И.Н. Ускоренные испытания тракторных дизелей.:-ЦНИИтракторосельхозмаш, 1984 №5 - 59с.

36. Ждановский Н.С., Николаенко A.B. Надежность и долговечность тракторных дизелей.;- Л: Колос, 1981 -295с.

37. Коварский Е.К. Прогнозирование износостойкости гильз цилиндров тракторных дизелей.: Двигателестроение, 1981 - №1 - с 20-22.

38. Терещук А.Г., Сорокин В.П. Метод исследования режимов работы автомобильного дизеля в условиях эксплуатации./ Двигатели внутреннего сгорания/, Сб. научных трудов.; Ярославль: 1973 - с 27-35.

39. Жигалин О.И., Лупачев П.Д. Вероятностная оценка режима работы тракторного двигателя.:- Тракторы и сельхозмашины, 1985 №9 - с 6-9.

40. Чернышев Г.Д., Слабов Е.П. Исследование эксплуатационных режимов двигателей ЯМЗ.: Автомобильная промышленность, 1975 - №10 - с57.

41. Григорьев М.А., Пономарев H.H. Износ и долговечность автомобильных двигателей.; М: Машиностроение, 1976 - 247с.

42. ГОСТ 33604-79. Надежность в технике. Статическая оценка нагруженности машин и механизмов. Методы обработки данных о нагруженности.; М: Издательство стандартов, 1979.

43. Григорьев М.А,, Павлинский В.М. Особенности изнашивания цилиндров в период пуска и прогрева двигателя.: Автомобильная промышленность, 1977 - №12 - с8-12.

44. Величкин И.Н., Шахназарян В.М. Ускоренная оценка стойкости деталей против абразивного износа.:- Тракторы и сельхозмашины,1981- №10 с5-7.

45. Величкин И.Н. Опыт разработки и применения методик ускоренных испытаний тракторных дизелей.: -Двигателестроение, 1986 №1 - с56-60.

46. Зубиетова М.П., Маковеев Ю.П. Влияние эксплуатационных режимов тракторных двигателей на динамическую и тепловую напряженность деталей./Труды НАТИ/;- М: 1975 Вып.21 - с 58-62.

47. Ташкинов Г.А., Волков А.Н. Исследование влияния неустановившихся режимов на износ дизеля./ Дизельные двигатели в условиях низких температур/; Сб., Иркутск: 1979 с58-61.

48. Величкин Н.И., Нисневич А.И., Зубиетова М.П. Ускоренные испытания дизельных двигателей на износостойкость.; -М: Машиностроение, 1964 -183с.

49. Зеленцов В.В. Оценка влияния теплового режима ДВС на его надежность и долговечность. : Автомобильная промышленность, 1984 -№2 сб-9.

50. Юшаков И.В. Абразивный износ сопряжения гильза поршневое кольцо. : Автомобильная промышленность, 1977 - №8 - с7-9.

51. Дьяков И.Я., Семилетова К.П. Эксплуатационные режимы нагружения трактора ДТ 75 и их воспроизведение на полигонных испытаниях./ Труды НАТИ/.; -М: 1972 -Вып.218 - сЗЗ-41.

52. Зубиетова М.П., Абатуров А.Д. Оценка безотказности тракторных дизелей при неустановившихся режимах нагружения в стендовых условиях.: Тракторы и сельхозмашины, 1980 №8 - сб-8.

53. Отраслевая методика ускоренных стендовых испытаний на безотказность дизелей./НПО НАТИ/. ;- М: 1984 44с.