Введение к работе
Актуальность проблемы,Современные масштабы и темпы развития производительных сил требуют коренного изменения отношения к вопроса!.!, связанным с охраной окружающей среды.
Повышение энерговооруженности сельского хозяйства,как коллективного, так и других форм собственности,происходит в основном за счет увеличения парка техники с двигателями внутреннего сгора-ния(ДВС) и,в частности,с дизелями.Это приводит к тому,что не удовлетворяются гигиенические требования к составу воздуха,как непосредственно вблизи мобильной техники,так я в складах,животноводче ских помещениях и птицеводческих комплексах,теплицах,населенных пунктах,кабинах механизаторов и даже в полрвых условиях.
Несмотря на то,что з общем балансе вредных выбросов в атмосферу всеми источниками^доля,приходящаяся на дизели тракторов и сельскохозяйственных машин вместе с автомобилями,составляет только 28$,по России эти выбросы характеризуются следующими масштабами: - до 10,7 млн.т/год окиси углерода (СО); - до 1,738 млн.т/год углеводородов (С Н ); - до 0,881 млн.т/год окислов азота (МО).
В результате воздействия токсичных компонентов отработавших газов (0Г) на флору происходит гибель отдельных видов растений , особенно вдоль полевых дорог,лесонасаждений,садов.Так при удалении от дороги на 7 и 15 метров,растения овса и ячменя ниже,чем при удалении на 100 метров на 53% и 13 соответственно,а озернен-ность колосьев ниже ка 25,6 я 9,5% соответственно,всхожесть растений низе на 17 и 85? соответственно.
Повышение содержания токсичных веществ в атмосфере приводит к снижению привесов животных,продуктивности дойного стада,ухудшению состояния здоровья механизаторов,повышению утомляемости и появлению ряда профессиональных заболеваний.
При механизации работ в складах,животноводческих помещениях, теплицах с применением мобильной техники с дизелями встает задача по разработке инженерных методов и технических средств снижения вредных выбросов с ОГ ДВС.Применение специальных технических средств,обеспечивающих безопасность труда в сельском хозяйстве , задача не менее актуальная,чем в промышленности и на транспорте.
Настоящая диссертация выполнена в период с 1990 по 1994 год в Алт айском государственном техническом университете ин. И.И.Ползунова и посвящена решению проблеыы защиты окружающей среды от вредных воздействий токсичных компонентов 0Г ДВС в условиях сельскохозяйственного производства с помощью разработки инженерных методов и технических средств.Согласно содержанию паспорта специальности 05.20.01 - механизация сельскохо -зяйственного производства,содержание диссертации соответствует пункту 2.10.Решение проблемы снижения вредных выбросов дизелей мобильных машин косвенно связано с повышением производительно- . сти труда и прямо - с улучшением условий труда сельских механизаторов.
Дельо работы явилось снижение вредных выбросов и воздействия мобильной сельскохозяйственной техники с дизелями на окружающую среду путем создания и выбора инженерных методов и технических средств охраны труда и защиты окружающей среды .
' Научная новизна состоит в том,что в диссертации не только теоретически и экспериментально обоснована,поставлена проблема создания инженерных методов и технических средств снижения вредных выбросов дизелей,разработана и применена методология оценки и выбора методов нейтрализации,но и созданы концептуальные принципы конструирования каталитических нейтрализаторов на базе данных математического моделирования процессов очистки.Впервые приведены данные об эффективности катализаторов,полученных на основании применения СЗС-техкслсгий.
Исследования проведены в рамках научно-технических прог -рамм "Экология" СО РАН,региональной научной программы"Алтай". Номер государственной регистрации № ГР 78081746.
Практическая ценность работы заключается в том,что созданы работоспособные конструкции каталитических нейтрализаторов для дизелей тракторов ДТ-75,Т-4,дизельгенераторных установок на базе дизелей Д-440 А0"Алтайдизель",автомобильных дизелей КамАЗ-740,позволяющие снизить на отдельных режимах выбросы окиси углерода на 60...80.углеводородов - до 70$,окислов азота - до 32... 42^,сажи на 85...900 без снижения топливной экономичности дизелей. Созданные конструкции нейтрализаторов (КН) вмещаются в подкапотные пространства тракторов,самоходных шасси и дизельгене -раторов и снижают шумность выхлопа до уровней,предусмотренных стандартами.
Рекомендации.по созданию нейтрализаторов приняты А0"Алтай-дизель",разработана техническая документация,выпущены опытные образцы,конструкции находятся в стадии освоения серийного производства.
Апробация работы.Материалы исследований и теоретических раз работок по теме диссертации доложены автором на научно-технических конференциях Алтайского государственного технического универ ситета в I99I...I994 годах,в Иркутском сельскохозяйственном институте в 1991 году,Санкт-Петербургском сельскохозяйственном университете в 1992 году,на международной конференции"Совершенствов ние быстроходных дизелей" в г.Барнауле в 1993 году,Московском го сударственном авиационном техническом университете в 1994 году.
Публикации.Все основные положения диссертации опубликованы з 16 печатных работах,'в том числе в трех патентах на изобретения
Диссертация состоит из введения,четырех глав,заключения, списка использованной литературы,содержащего 141 источник отечественной и 9 источников зарубежной литературы.Основная часть содержит 165 стр.машинописного текста,включая 22 таблицы и 32 рисунка.
3 соответствии с содержанием работы диссертант представляет к защите комплекс исследований по разработке технических средств и инженерных методов,обеспечивающих снижение вредных выбросов в атмосферу,а именно:
I.Методологию оценки и выбора технических средств и инженерных методов воздействия на уровни вредных БЬшросов дизелей мобильной сельскохозяйственной техники;
2.Математическую модель каталитической очистки отработавших газов дизелей сельскохозяйственного назначения;
3.Результаты исследования каталитической очистки ОГ дизелей от вредных веществ,полученных при испытаниях средств снижения токсичности.
