Введение к работе
Актуальность работы. Вмешательство человека в окружающую природу увеличивается по мере развития цивилизации и промышленности, и остановить этот процесс невозможно. В связи с этим, задачей человечества в настоящее время явилось ограничение негативного влияния на окружающую среду, её защита и прогнозирование последствий своего вмешательства.
В России сейчас практически во всех крупных городах остро стоит проблема загрязнения воздушного бассейна отработавшими газами автомобильного транспорта, что вызвано резким увеличением количества автомобилей за последние 5 лет (в некоторых городах произошло удвоение количества личного автотранспорта за этот период времени), отсутствием эффективных средств снижения токсичности отработавших газов и др.
Однако, несмотря на сложную экологическую обстановку, есть и положительные сдвиги в этом направлении. В частности, Россия в настоящее время вступает на путь осуществления широкого круга мероприятий, направленных на защиту окружающей среды при строгом соблюдении законодательств и нормативов. В дополнение к этому, в связи со вступлением России в ЕЭС, она присоединилась к другим странам в осуществлении программ, связанных с охраной окружающей среды в глобальном масштабе, в том числе от вредного воздействия на неё веществ, выбрасываемых с отработавшими газами двигателей внутреннего сгорания (ДВС), в частности, дизелей.
Причина, по которой более пристальное внимание стало уделяться вкладу дизелей в загрязнение окружающей среды, заключается в том, что доля вредных выбросов дизелями значительна в общих выбросах автотранспортом окислов азота (NOx) и особенно твёрдых частиц (ТЧ) и
сажи (до 1% по массе от общего расхода топлива). Также известно, чт за последние 10 лет значительно увеличилась доля автомобилей дизельными ДВС и тенденция увеличения их доли в общем выпуске, ка предполагается, сохранится и в ближайшем будущем.
Решения данной проблемы можно достичь различными путями, ка за счёт совершенствования рабочих процессов, так и с помощы подбора и установки средства снижения токсичности отработавших газої (ОГ), соответствующего транспортному средству, условиям еп эксплуатации, а также путём анализа взаимосвязи конструктивны: параметров и эксплуатационных условий с уровнем вредных вьібросої дизеля.
Настоящая диссертационная работа выполнена в период с 1992 ш 1998 годы на кафедре "Двигатели внутреннего сгорания" Алтайское государственного технического университета им И.И.Ползунова і посвящена решению вопросов, связанных со снижением вредны: выбросов транспортных дизелей.
Целью работы явилось создание эффективных средств каталити ческой очистки отработавших газов дизелей, определение эффективности снижения вредных выбросов отдельными методами, создание методики и проведение оценки вредных выбросов транс портных дизелей по различным испытательным циклам.
В теоретической и экспериментальной частях данной работы при обработке полученных данных были использованы математические модели, современная компьютерная техника и соответствующая научна? аппаратура.
Объектами исследования явились рабочий процесс, процеесь образования токсичных веществ в цилиндре дизеля, состав отработавших газов и уровень шума выпуска транспортных дизелей многоцелевогс назначения, закономерности изменения индикаторных показателей в
зависимости от уровней вредных выбросов.
Научная новизна работы заключается в создании методики сравнительной оценки вредных выбросов по показателям удельного приведённого эксплуатационного нормообъёма, в получении данных об уровнях вредных выбросов многоцелевых дизелей 415/18 и установлении возможностей снижения вредных выбросов путём воздействия на рабочий процесс и с помощью каталитической нейтрализации, получении данных об изменении параметров рабочего процесса и влиянии их на уровни вредных выбросов.
Практическая значимость работы заключается в том, что получены данные об уровне вредных выбросов дизеля по 13-режимному испытательному циклу согласно ОСТ 37.001.234-86 и 8-режимному циклу AVL, создана и испытана на стенде конструкция каталитического нейтрализатора, способного не только достаточно эффективно снижать уровень вредных выбросов с ОГ, но и выполнять роль глушителя шума. Исследованы направления работ по изменению рабочего процесса в целях снижения вредных выбросов с ОГ, а также разработана методика оценки вредных выбросов дизелей.
Апробация работы. Материалы исследований и теоретических разработок по теме диссертации доложены на научно-технических конференциях Алтайского государственного технического университета в 1993-1997 гадах, на конференции "Проблемы промышленных СВС-технологий", на международной конференции "Проблемы экологии. Антагонизм или сотрудничество" в г.Белокурихе в 1994 году.
Публикации. Все основные положения диссертации опубликованы в 8 работах, включая одно учебное пособие по целевой подготовке специалистов. Разработки защищены тремя патентами РФ.
Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка использованной литературы, содержащего 125 источников
отечественной и зарубежной литературы и приложений. Работа содержит 149 страниц машинописного текста, 18 таблиц и 33 рисунка.
В соответствии с содержанием работы диссертант представляет к защите:
результаты экспериментальных исследований токсичности и шума выпуска ОГ транспортных дизелей;
результаты оценки токсичности отработавших газов дизелей по показателю удельного эксплуатационного нормообъёма;
результаты оценки выбросов дизелей по различным методикам и рекомендации по снижению токсичности ОГ, в том числе за счёт каталитической нейтрализации с использованием разработок автора;
результаты оценки воздействия регулировок топливоподачи и степени сжатия на уровни вредных выбросов дизелей;
результаты оценки составляющих индикаторного к.п.д. с уровнями вредных выбросов.