Библиографическое описание:

Лопатин О. П. Влияние режимов эксплуатации дизелей на токсичность отработавших газов // Молодой ученый. — 2015. — №17. — С. 182-185.

Уровни выбросов оксидов азота NOx связаны со скоростными и нагрузочными режимами работы дизеля, так как они определяют с одной стороны время существования высоких температур в цикле, при которых идёт интенсивное окисление азота, а с другой стороны, в зависимости от величины коэффициента избытка воздуха α, — избыток свободного кислорода для окисления азота [1–8].

Рис. 1. Характер изменения выбросов NOх с ОГ в зависимости от режимов работы дизелей: _____ — n=1800 мин-1; — – — – n=1300 мин-1

 

Характер изменения выбросов NOx по нагрузочным характеристикам показан на рис.1,а. Существование максимума выбросов NOx по нагрузочной характеристике в районе нагрузок равных Nе/Nен=75…87 % связано с сочетанием высоких значений температур пламени в зонах горения и высоких значений коэффициента избытка воздуха αлок [9–14]. При этих же нагрузках наблюдаются лучшие удельные расходы топлива. Дальнейшее повышение мощности связано с ухудшением условий смесеобразования, падением значений αлок и сопровождается снижением выбросов NOx. Относительное увеличение выбросов по нагрузочной характеристике зависит от типа смесеобразования и частоты вращения коленчатого вала дизеля [15–22].

В качестве примера неявного существования максимума выбросов NOx по нагрузочной характеристике можно привести изменение выбросов NOx дизелем 8ЧН16,5/17, полное давление наддувочного воздуха в котором достигало 0,203 МПа (рис.1,б). Из графиков видно, что для дизеля с газотурбинным наддувом при различных частотах вращения коленчатого вала по нагрузочным характеристикам не прослеживается четко выраженных максимумов выбросов NOx. Характерно то, что с ростом нагрузки возрастают выбросы с ОГ углеводородов СН и оксида углерода СО. Отдельный интерес представляют результаты анализа удельных выбросов вредных веществ по нагрузочным характеристикам [23–28]. Автотракторные дизели в эксплуатации значительную часть времени работают на режимах малых и средних нагрузок. Например, тракторные дизели СМД-62 сельскохозяйственного назначения работают при полной нагрузке Nе/Nен=100 % только 3 % времени, при нагрузке а 82...85 % — только 2 % времени, при нагрузке 70…75 % — до 5 % времени, а при нагрузке 60...67 % — до 41 % времени и остальное время при нагрузках ниже 50 %. Поэтому при оценке удельных выбросов NOx необходимо учитывать относительное время эксплуатации дизеля на отдельных режимах [29–35].

На рис.1,в показан характер изменения удельных выбросов NOx, СО и СН в зависимости от нагрузочных и скоростных режимов дизеля 8ЧН16,5/17. При увеличении частоты вращения дизели, как правило, имеют более высокие уровни выбросов вредных веществ. Это объясняется тем, что на окисление продуктов неполного сгорания отводится меньше времени. Увеличение же выбросов NOx связано с ростом температур при увеличении подачи топлива и ростом избытка воздуха при увеличении давления Рк наддувочного воздуха [36–40].

Влияние частоты вращения коленчатого вала на уровни вредных выбросов дизеля 6Ч13/14 с наддувом до Рк=0,172 МПа показано на рис.1,г. Здесь наблюдается существование максимумов выбросов NOx между нагрузками в 60...80 %. При увеличении частоты вращения происходит рост выбросов не только NOx, но и СН и СО [41–45].

 

Литература:

 

1.         Лиханов В. А., Анфилатов А. А. Изменение образования оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле // Тракторы и сельхозмашины. 2015. № 4. с. 3–5.

2.         Лиханов В. А., Лопатин О. П., Анфилатов А. А. Снижение содержания оксидов азота в отработавших газах дизеля путём применения метанола с использованием двойной системы топливоподачи // Тракторы и сельхозмашины. 2012. № 5. с. 5–8.

3.         Лиханов В. А., Чувашев А. Н., Глухов А. А., Анфилатов А. А. Улучшение экологических показателей дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле // Тракторы и сельхозмашины. 2007. № 3. с. 4–5.

4.         Лиханов В. А., Чувашев А. Н., Глухов А. А., Анфилатов А. А. Улучшение эффективных и экологических показателей дизеля при работе на метаноле // Тракторы и сельхозмашины. 2007. № 4. с. 10–13.

5.         Лиханов, В. А., Чувашев А. Н., Анфилатов А. А., Глухов А. А. Улучшение экологических показателей дизеля 2Ч 10,5 / 12,0 при работе на метаноле с двойной системой топливоподачи: Монография / Под общ. ред. В. А. Лиханова. — Киров: Вятская ГСХА, 2009. — 334 с.

6.         Анфилатов А. А., Лиханов В. А., Лопатин О. П. Исследование процессов образования и разложения оксидов азота в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 путем применения метанола с двойной системой топливоподачи: Монография. — Киров, 2008. — 156 с.

7.         Лиханов, В. А., Чувашев А. Н., Полевщиков А. С., Долгих М. А., Верстаков С. А. Эффективные и экологические показатели дизеля с двойной системой топливоподачи. Тракторы и сельхозмашины, 2011. — № 10, с. 8–10.

8.         Лиханов В. А., Анфилатов А. А. Исследование применения метанола в дизеле на оптимальных установочных углах // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 4 (17). С. 42–44.

9.         Лиханов, В. А., Чувашев А. Н. Исследование рабочего процесса дизеля 2Ч 10,5 / 12,0 при работе на метаноле с двойной системой топливоподачи: Монография. — Киров: Вятская ГСХА, 2007. — 129 с.

10.     Лиханов В. А., Чувашев А. Н. Показатели процесса сгорания дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с ДСТ в зависимости от изменения частоты вращения Молодой ученый. 2015. № 15 (95) С. 109–111.

11.     Анфилатов А. А. Снижение содержания оксидов азота в отработавших газах дизеля 2Ч 10,5/12,0 путём применения метанола с двойной системы топливоподачи. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук/Киров, 2009. — 184с.

12.     Анфилатов А. А. Влияние метанола на оксиды азота при сгорании в цилиндре дизеля // Молодой ученый. 2015. № 9 (89). С. 151–154.

13.     Анфилатов А. А. Теоретические расчеты объемного содержания оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле для номинальной частоты вращения // Молодой ученый. 2015. № 10 (90). С. 142–145.

14.     Анфилатов А. А. Расчет содержания оксидов азота в цилиндре дизеля с воздушным охлаждением при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 11. С. 235–238.

15.     Анфилатов А. А. Влияние применения метанола на содержание оксидов азота в дизеле при изменении установочных УОВТ // Молодой ученый. 2015. № 12 (92). С. 123–125.

16.     Анфилатов А. А. Удельный эффективный расход топлива дизеля при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 13 (93). С. 87–90.

17.     Анфилатов А. А. Изменения объемного содержания и массовой концентрации оксидов азота в отработавших газах дизеля при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 15. C. 75–78.

18.     Анфилатов А. А. Эффективные характеристики дизеля при работе на метаноле и N = 1800 мин-1 // Потенциал современной науки. 2015. № 5 (13). С. 25–28.

19.     Анфилатов А. А. Содержание токсичных компонентов дизеля при работе на дизельном топливе и метаноле // Молодой ученый. 2015. № 14. С. 120–123.

20.     Анфилатов А. А. Эффективные показатели дизеля при работе на дизельном топливе и метаноле в зависимости от частоты вращения // Потенциал современной науки. 2015. № 5 (13). С. 29–32.

21.     Скрябин М. Л. Влияние применения природного газа на содержание токсичных компонентов в отработавших газах дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ при работе на номинальной частоте вращения в зависимости от установочного угла опережения впрыскивания топлива // Молодежная наука 2014: технологии, инновации. Материалы Всероссийской научно-практической конференции, молодых ученых, аспирантов и студентов. Пермь, 2014. С. 101–104.

22.     Скрябин М. Л. Улучшение экологических показателей дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха при работе на природном газе путем снижения содержания оксидов азота в отработавших газах. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Киров, 2009. — 202 с.

23.     Лопатин С. О., Скрябин М. Л. Влияние применения метаноло-топливной эмульсии на объемное содержание и массовую концентрацию оксидов азота в цилиндре дизеля 4Ч 11,0/12,5 в зависимости от изменения нагрузки // Молодежная наука 2014: технологии, инновации. Материалы Всероссийской научно-практической конференции, молодых ученых, аспирантов и студентов. Пермь, 2014. С. 96–98.

24.     Лиханов В. А., Гребнев А. В., Бузмаков Ю. Г., Скрябин М. Л. Улучшение эффективных показателей дизеля с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха при работе на природном газе // Тракторы и сельхозмашины. 2008. № 6. С. 19–21.

25.     Лиханов В. А., Гребнев А. В., Бузмаков Ю. Г., Скрябин М. Л. Улучшение токсических показателей дизеля с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха при работе на природном газе // Тракторы и сельхозмашины. 2008. № 7. С. 6–7.

26.     Скрябин М. Л. Исследование мощностных и экономических показателей газодизеля с промежуточным охлаждением надувочного воздуха // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 4 (17). С. 59–62.

27.     Скрябин М. Л. Улучшение экологических показателей дизеля путем применения природного газа и промежуточного охлаждения наддувочного воздуха // Молодой ученый. 2015. № 10 (90). С. 315–318.

28.     Скрябин М. Л. Расчет содержания оксидов азота в цилиндре дизеля 4ЧН 11,0/12,5 в зависимости от изменения угла поворота коленчатого вала // Молодой ученый. 2015. № 11(91). С. 433–436.

29.     Скрябин М. Л. Влияние применения природного газа на экологические показатели дизеля 4ЧН 11,0/12,5 при работе на частоте вращения максимального крутящего момента // Молодой ученый. 2015. № 12(92). С. 312–314.

30.     Скрябин М. Л. Влияние отработавших газов автомобильного транспорта на окружающую среду // Молодой ученый. 2015. № 13. С. 185–187.

31.     Скрябин М. Л. Образование топливных оксидов азота в процессе горения углеводородного топлива // Молодой ученый. 2015. № 14. С. 186–188.

32.     Скрябин М. Л. Влияние применения метаноло-топливной эмульсии на показатели процесса сгорания дизеля 4Ч 11,0/12,5 в зависимости от изменения нагрузки при работе на номинальной частоте вращения // Молодой ученый. 2015. № 15. С. 179–182.

33.     Скрябин М. Л. Влияние применения природного газа на эффективные показатели дизеля Д-245.7 в зависимости от изменения нагрузки // Молодой ученый. 2015. № 16. С. 228–230.

34.     Чувашев, А. Н. Исследование рабочего процесса дизеля 2Ч 10,5 / 12,0 при работе на метаноле с двойной системой топливоподачи. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Киров, 2007. -167с.

35.     Чувашев А. Н. Исследование показателей рабочего процесса дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с ДСТ в зависимости от значений установочных углов опережения впрыскивания топлив. Молодой ученый. 2015. № 12 (92) С. 340–343.

36.     Чувашев А. Н. Характеристики тепловыделения дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с ДСТ в зависимости от изменения нагрузки на режиме максимального крутящего момента Молодой ученый. 2015. № 14 (94) С. 203–205.

37.     Чувашев А. Н. Характеристики тепловыделения дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с ДСТ в зависимости от изменения нагрузки на номинальной частоте вращения коленчатого вала. Технические науки: проблемы и перспективы: материалы III Mеждунар. науч. конф. (г. Санкт-Петербург, июль 2015 г.). — СПб.: Свое издательство, 2015. — С. 77–78.

38.     Чувашев А. Н. Совмещённые индикаторные диаграммы дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с ДСТ при установочном угле впрыскивания дизтоплива 34°. Молодой ученый. 2015. № 16 (96) С. 244–246.

39.     Лопатин О. П. Оценка эффективности применения регулируемой рециркуляции в газодизеле // Молодой ученый. 2015. № 15. С. 131–133.

40.     Лопатин О. П. Влияние степени рециркуляции на характеристики тепловыделения и содержание оксидов азота в цилиндре тракторного газодизеля // Молодой ученый. 2015. № 14. С. 168–171.

41.     Лопатин О. П. Индицирование рабочего процесса газодизеля при работе с рециркуляцией // Молодой ученый. 2015. № 13. С. 144–147.

42.     Лопатин О. П. Влияние применения рециркуляции на эффективные показатели дизеля // Молодой ученый. 2015. № 12 (92). С. 232–235.

43.     Лопатин О. П. Исследование скоростного режима газодизеля при работе с рециркуляцией // Молодой ученый. 2015. № 11. С. 379–383.

44.     Лопатин О. П. Моделирование процесса образования оксидов азота в цилиндре газодизеля // Молодой ученый. 2015. № 11. С. 370–372.

45.     Лопатин О. П. Исследование индикаторных показателей газодизеля при работе с рециркуляцией отработавших газов // Молодой ученый. 2015. № 10 (90). С. 253–255.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle