Содержание к диссертации
Стр.
Термины и определения 4
Введение 6
Глава I. Анализ проблемы снижения вредных выбросов
автомобильными бензиновыми двигателями и пути ее
решения 7
1.1 Экологические проблемы автотранспортного
комплекса 7
1.2 Нормирование вредных выбросов
автотранспортных средств 14
Методики расчета суммарной удельной токсичности АТС на основе санитарных нормативов 21
Конструктивные и технологические особенности каталитических нейтрализаторов для автомобилей с бензиновыми двигателями 25
1.5 Выводы. Постановка цели и задач диссертационной
работы 32
Глава 2. Расчетно-аналитические исследования
нейтрализаторов 35
Математическое моделирование процессов тепломассообмена в двигателе с целью расчета параметров отработавших газов 35
Моделирование процессов теплообмена в системе выпуска двигателя на участке до нейтрализатора 52
Тепловой баланс нейтрализатора 63
Математическое моделирование термохимических
процессов в нейтрализаторе 69
Глава 3. Объекты, оборудование и методы исследований 77
3.1. Семейство нейтрализаторов для автомобилей ВАЗ и
УАЗ 77
Объекты исследований и используемое исследовательское оборудование 81
Методики исследований нейтрализаторов на
эффективность, надежность и ресурс 90
Глава 4. Лабораторно-дорожные исследования показателей нейтрализаторов для автомобилей ВАЗ и
УАЗ 108
4.1 Разработка конструкции каталитических
нейтрализаторов для автомобилей ВАЗ и УАЗ 108
4.2 Исследования и доводка показателей эффективности
нейтрализации вредных выбросов отработавших газов
двигателя 115
Исследование и доводка показателей надежности нейтрализаторов 120
Исследование влияния количества драгметаллов в катализаторе на эффективные показатели и ресурс
нейтрализатора 132
Основные результаты и выводы 148
Литература 150
ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Каталитический нейтрализатор - устройство, состоящее из заключенного в механически прочный корпус носителя, покрытого катализатором.
Катализатор - вещество, ускоряющее химическую реакцию, но само в процессе этой реакции не претерпевающее химических изменений.
Носитель катализатора - основа, на которую наносится катализатор.
Окислительный каталитический нейтрализатор устройство, в котором за счет применения катализатора происходит окисление продуктов неполного сгорания (оксидов углерода и углеводородов), содержащихся в отработавших газах двигателя.
Трехкомпонентный (бифункциональный) каталитический нейтрализатор - устройство, в котором происходит восстановление оксидов азота и окисление продуктов неполного сгорания (оксидов углерода и углеводородов), содержащихся в отработавших газах двигателя.
Эффективность нейтрализатора - уменьшение
концентрации загрязняющего вещества в отработавших газах при прохождении его через нейтрализатор, отнесенное к концентрации этого вещества на входе в нейтрализатор, выраженное в процентах.
Объемная скорость - часовой расход отработавших газов, проходящих через носитель катализатора, отнесенный к объему, занимаемому носителем. Часовой расход отработавших газов равен часовому расходу воздуха, поступающему в двигатель, определенному по ГОСТ 14846.
Объем носителя катализатора - объем, определенный по габаритным размерам носителя, размещенного в корпусе нейтрализатора.
Дополнительный воздух - воздух, принудительно подаваемый в выпускную систему двигателя до нейтрализатора.
Термошок - многократное чередование прогрева нейтрализатора отработавшими газами и последующего внешнего интенсивного охлаждения корпуса нейтрализатора жидкостью.
Термоциклирование - процесс испытаний, при которых по установленному циклу многократно изменяют температурный режим нейтрализатора.
Окно бифункциональности - диапазон изменения состава топливовоздушной смеси, при котором эффективность нейтрализатора КСо и КСн > 90% и KNOx > 80%.
Старение нейтрализатора - потеря эффективности.
Вредные вещества - оксид углерода (СО), углеводороды (СН), выраженные в эквиваленте C]Hi>85, и оксиды азота (NOx), выраженные в эквиваленте NO2.
Введение к работе
Проблема борьбы с загрязнением окружающей среды
вредными выбросами автомобильного транспорта остается одной из
наиболее острых и трудно решаемых. Непрекращающийся рост
мирового автомобильного парка, особенно в городах и
промышленных мегаполисах, усугубляет проблему, приводя к
критическому загрязнение атмосферы. Производители
автотранспортной техники и комплектующих к ней обращают особое внимание на разработку систем и устройств, эффективно снижающих выброс вредных веществ с отработавшими газами двигателя. Наиболее эффективной и распространенной системой для автомобилей с бензиновым двигателем является бифункциональная система нейтрализации вредных веществ отработавших газов. Каталитический нейтрализатор является основной составляющей такой системы.
Производители нейтрализаторов постоянно ведут работу над совершенствованием его конструкции и технологии, добиваясь повышения эффективности конверсии вредных веществ и снижения его стоимости. Исследованию процессов, происходящих в нейтрализаторе и системе выпуска в целом на различных режимах работы двигателя, и результатам работ по созданию на ОАО «АвтоВАЗагрегат» новых нейтрализаторов для автомобилей ВАЗ, ИЖМАШ и УАЗ посвящена представляемая диссертационная работа. Выполненные в рамках представленной работы исследования проводились в соответствии с планами НИР и ОКР ОАО «АвтоВАЗагрегат» и ОАО «АвтоВАЗ».
