Содержание к диссертации
Введение
I. Общее состояние проблемы и ее анализ; цель и задачи исследования . 18
1.1.. Состояние проблемы экологической безопасности автотранспортных средств ,.. 18'
1.2. Анализ вопросов технической эксплуатации автотранспортных средств в условиях низких температур окружающей среды 52
1.3; Исследование состояния проблемы предпусковой тепловойтюдготовки двигателей городских автобусов в Санкт-Петербурге- 87
1.3.1. Экономическая оценка затратна предпусковую тепловую подготовку двигателей: 88
1.3:2. Оценка способов предпусковой тепловой подготовкидвигателей автобусов по показателям экологической безопасности. 99
1.3;3. Квалиметрическая оценка способов предпусковой тешювой подготовки двигателей автобусов 105
1,4. Цель и задачи исследования 117
2: Теоретический'анализ протекания действительного термо динамического и особенности их функционирования в условиях низких температур окружающей среды; 123
2.К Процессы газообмена 125
2.2. Процесс сжатия 130
2:3: Процесс сгорания: 137
2М. Индикаторные показатели. 144
2.5; Эффективные показатели. 146
2.6: Внешний тепловой баланс 149
2,7- Особенности функционирования систем и механизмов автотракгорных дизелей в условиях низких температур окружающей среды 153
2,8; Анализ выбросов вредных веществ автотракторными дизелями в условиях низких температур окружающей среды на основе современных теоретических. представлений об образовании токсичных веществ 158
2.9, Выводы 171
3 Теоретические основы аккумулирования отходящей теплоты отработавших газов и охлаждающей жидкости автотракторных дизелей 176
3.1 Физические основы аккумулирования теплоты 177
3.2; Научная концепция повышения технико-экологической безопасности авто транспортных средств, за счет аккумулирования отходящей теплоты отрабо тавших газов и охлаждающей жидкости автотракторных дизелей 184
33'. Методика расчета основных исходных параметров утилизации отходящей теплоты отработавших газов и охлаждающей жидкости автотракторных дизелей,.189
3;4, Вариантный расчет основных исходных, параметров утилизации отходящей теплоты отработавших газов и охлаждающей жидкости двигателя городского автобуса 204
3:5, Выводы. 216
4. Обоснование применимости тепловых аккумуляторов фазового перехода в качестве бортовых накопителей теплоты на автомобилях 218
4. 1 Анализ конструкішй и классификация тепловых аккумуляторов фазового перехода, применяемых на мобильных машинах ...,219
4.2. Научные проблемы выбора тенлоаккумулиругощпх материалов 236
4.2.1. Кристаллогидраты солей и оснований 237
4.2.21 Органические вещества 241
4.2.31 Соли и основания 243
4.2!4. Прогнозирование термодинамических характеристик теилоаккумулирующих материалов. 246
4.2.5. Методика выбора теплоаккумулирующего материала 251
4.3. Теоретические и лабораторные исследования возможности применения переохлажденных жидкостей в качестве теилоаккумулирующих материалов. 254
4:3.1. Теоретические исследования физики переохлажденных жидкостей и перспектив применения их в качестве теилоаккумулирующих материалов 259
43.2. Лабораторные исследования возможности применения тригидрата ацетатанатрия в качестве теплоаккумулирующего материала 269
4.4, Показатели эффективности тепловых аккумуляторов фазового перехода 277
4.5, Выводы 284
5. Научно-технические основы расчетаи "конструирования бортовых систем автомобиля с использованием тепловых аккумуляторов фазового перехода и опыт их применения ..,,289
5.1.. Основные теоретические предпосылки и анализ существующих математических моделей тепловых аккумуляторов фазового перехода; 289
5.2. Разработкаматематических моделей функционирования систем предпусковой тепловой подготовки автотракторных двигателей с тепловыми аккумулятора ми фазового перехода 299
5,2Л, Основные модельные представления н допущения, принимаемые при разра ботке математических моделей 299
5,2.2.г Математическая модель функционирования теплового аккумулятора фазово го перехода в процессе зарядки 304
5.2.3; Математическая модель функционирования теплового аккумулятора фазово го перехода в процессе хранения теплоты 316
5,2.4. Математическая модель функционирования теплового аккумулятора фазово го перехода в процессе разрядки 318
5:3- Разработка математических моделей функционирования систем .термокаталитической нейтрализации вредных веществ отработавших газов, совмещенных с тепловыми аккумуляторами фазового перехода. 324
53.1* Основные модельные.представления и допущения;.принимаемые при разра ботке математических моделей. 324
5.3*2- Математические модели функционирования системы каталитический нейт рализатор-тепловой аккумулятор фазового перехода; 329
5-4. Основные требования по проектированию^ систем с бортовыми тепловыми: аккумуляторами фазового перехода 343-
5:5, Методика расчета систем предпусковой тепловой подготовки дизелей авто мобилей с гелловыми аккумуляторами фазового перехода 349
5:5Л- Методика конструкторского расчета: 350
5-5:2. Методика поверочного расчета: 360-
5.6, Вариантный расчет системы предпускового разогрева дизеля автомобиля с тепловым аккумулятором фазового перехода., 366
5.6. L Конструкторский расчет 366
5.6.2, Поверочный расчет 384
5.7. Численный анализ математических моделей функционирования систем термокаталитической нейтрализации вредных веществ отработавших газов, совмещенных с тепловыми аккумуляторами фазового перехода 395
5.8. Экспериментальные исследования систем предпускового разогрева двигателей автомобилей с применением тепловых аккумуляторов фазового перехода 410
5.8.L Лабораторные испытания основных элементов системы предпускового разогрева дизеля КамАЗ-7408.10 городского автобуса ЛиАЗ-5256 410
5.8.2, Натурные испытания системы предпускового разогрева дизеля КамАЗ-7408ЛО городского автобуса ЛиАЗ-5256 426
5.8.3; Результаты натурных испытаний систем предпускового разохрева двигателей. автомобилей УАЗ-31514, МАЗ-5433 с тепловыми аккумуляторами фазового перехода 447
5.9. Выводы 452
Заключение 455
Список использованной литературы
- Состояние проблемы экологической безопасности автотранспортных средств
- Особенности функционирования систем и механизмов автотракгорных дизелей в условиях низких температур окружающей среды
- Физические основы аккумулирования теплоты
- Анализ конструкішй и классификация тепловых аккумуляторов фазового перехода, применяемых на мобильных машинах
Введение к работе
Важнейшей задачей противокриминальной деятельности в современных условиях является дальнейшее совершенствование работы следственного аппарата и судов.
Особенно важное значение имеет укрепление правопорядка, защита прав и свобод человека и гражданина. В сфере борьбы с преступными проявлениями недостаточно установить личность преступника, необходимо его изобличить, собрать и закрепить доказательства, подтверждающие виновность в совершении преступления, не менее важным является исключение возможности обвинения лиц, не причастных к преступному деянию.
Основным и самым распространенным процессуальным источником доказательств по уголовному делу является протокол (в Уголовно-процессуальном кодексе Российской Федерации предусмотрено 45 образцов протоколов). Анализ практики показывает, что 70—90 % доказательств по уголовным делам составляют сведения, содержащиеся в протоколах допросов свидетелей, потерпевших, обвиняемых. Вместе с тем следует отметить, что не всегда протоколирование осуществляется на достаточно высоком уровне, с необходимой полнотой и объективностью. Высокие требования, предъявляемые к протоколу, обуславливаются сложной криминальной обстановкой, когда, нередко, свидетели и потерпевшие под воздействием угроз или подкупа изменяют ранее зафиксированные показания; часто изменяют свои показания обвиняемые и подсудимые, чему способствует не всегда безупречная позиция защиты. Все эти обстоятельства обостряют проблемы адекватной фиксации данных в протоколе, создания устойчивой системы доказательств по уголовному делу.
Новые аспекты рассматриваемых проблем связаны с демократизацией уголовного судопроизводства, реализацией конституционных принципов, в частности, презумпции невиновности, состязательности сторон. Кроме того, на процессы протоколирования и применения в сочетании с протокольной записью дополнительных методов фиксации доказательств оказывают влияние научно-технические достижения — в судопроизводство внедряются компьютерная техника, высокотехнологичные методы аудиозаписи, видеозаписи, фиксации места происшествия и следов.
В юридической литературе вопросы составления различных протоколов обсуждались целым рядом авторов. Широко известны исследования в этой области Белкина Р. С, Быховского И. Е., Вандера М. Б., Вандышева В. В., Винберга А. И., Возгрина И. А., Глотова О. М., Густова Г. А., Карнеевой Л. М., Кирилловой Н. П., Корниенко Н. А., Коршуновой О. Н., Крылова И. Ф., Леви А. А., Питерцева С. К., Рохлина В. И., Селиванова Н. А., Степанова А. А., Шадрина В. С, Эйсмана А. А., Эксархопуло А. А., Яблокова Н. П. и других авторов.
Однако, несмотря на наличие указанных работ, комплексное уголовно-процессуальное и криминалистическое исследование проблем протоколирования с использованием дополнительных методов фиксации доказательств в полном объеме не проводилось.
Приведенные соображения определили теоретическую и практическую актуальность избранной для диссертационного исследования темы.
Объектом исследования являются конкретные методы протокольной фиксации и применения дополнительных научно-технических средств, а также возникающие при этом отношения в досудебном и судебном производстве по уголовным делам.
Предметом предпринятого диссертационного исследования являются закономерности, относящиеся к протокольной фиксации доказательств и применению дополнительных к протоколированию методов фиксации информации в уголовном судопроизводстве.
С учетом изложенного определена цель диссертационного исследования, которая состоит в разработке комплексного теоретического и прикладного подхода к проблемам протокольной и дополнительной фиксации доказательств, направленных на повышение качества и эффективности уголовного судопроизводства.
Достижение поставленной цели исследования потребовало решения ряда взаимосвязанных задач. К ним относятся: разработка понятийного аппарата, концептуальных положений протоколирования как средства фиксации доказательств в уголовном процессе; анализ и обобщение практики применения технико-криминалистических средств и методов при протокольной фиксации, разработка предложений по их совершенствованию; определение критериев допустимости и форм взаимосвязи с протоколом дополнительных криминалистических методов фиксации доказательств; исследование специфики протоколирования и использования его результатов в судебном производстве по уголовному делу; внесение предложений по совершенствованию действующего уголовно-процессуального законодательства, относящихся к теме исследования.
Методологическую основу исследования составляет совокупность общенаучных, специальных и частнонаучных методов познания, при этом определяющим является материалистический подход, признающий объективно существующую действительность, доступную познанию научными методами. В исследовании применялись конкретно- социологический метод (анализ практики, анкетирование, интервьюирование), а также сравнительно-правовой, статистический, лингвистический и другие методы.
Правовой базой диссертации являются положения Конституции Российской Федерации, действующего уголовно-процессуального законодательства, федеральных законов «О государственной защите потерпевших, свидетелей и иных участников уголовного судопроизводства», «Об информации, информатизации и защите информации», «О государственной судебно-экспертной деятельности», Постановлений
Конституционного Суда Российской Федерации, Пленумов Верховного Суда Российской Федерации, а также других нормативных актов, относящихся к теме исследования.
В качестве эмпирических данных в диссертации использовались результаты изучения следственной и судебной практики г. Санкт-Петербурга и Северо-Западного региона (изучены и обобщены материалы 200 уголовных дел), проанализированы ошибки и упущения, допускаемые следователями органов прокуратуры и судами в процессе протокольной фиксации доказательств и судебном рассмотрении уголовных дел. В юридическом институте Генеральной прокуратуры Российской Федерации проводилось анкетирование прокурорско-следственных работников, проходящих курс повышения квалификации (включая государственных обвинителей), результаты опроса подтвердили актуальность и важность совершенствования методов протоколирования в уголовном судопроизводстве. По материалам Северо-Западного регионального центра судебной экспертизы Министерства юстиции Российской Федерации изучалось влияние некачественного протоколирования, а также ненадлежащего оформления результатов применения средств дополнительной фиксации данных на эффективность экспертного заключения. Научная новизна проведенного диссертационного исследования. Теоретическая значимость диссертационной работы состоит в том, что сформулированные положения и полученные выводы дополняют и развивают понятие протоколирования как основного процессуального средства фиксации доказательств в уголовном судопроизводстве и тем самым вносят вклад в развитие теории уголовного процесса и криминалистики. Разработанная концепция применения в ходе протоколирования современных высокотехнологичных методов аудио- и видеозаписи с защитой зафиксированной информации может быть использована в дальнейших научных исследованиях по проблеме совершенствования фиксации доказательств. Научная новизна диссертации, по мнению автора, определяется тем, что впервые проведено комплексное уголовно- процессуальное и криминалистическое изучение теоретических и практических проблем протокольной фиксации доказательств в стадии предварительного расследования, исследована специфика протоколирования при судебном рассмотрении уголовных дел, предложены пути совершенствования действующего законодательства.
В соответствии с результатами исследования на защиту выносятся следующие основные положения.
1. Результаты анализа сущности протокольной фиксации доказательств в уголовном судопроизводстве, определение целей и значения протоколирования.
2. Проведенная классификация протоколов следственных действий с учетом субъектов, которыми были восприняты фактические сведения, и значения этих сведений в процессе доказывания.
3. Разработанные методы протоколирования с дифференциацией фиксации, осуществляемой без промежуточного носителя информации (одноступенные методы), и фиксации с промежуточным носителем (две ступени фиксации).
4. Концепция применения в процессе протоколирования современных высокотехнологичных методов аудиозаписи и видеозаписи с защитой зафиксированной информации от внесения изменений.
5. Основы рекомендуемой методики протоколирования с использованием новых компьютерных технологий (методы, аппаратный комплекс, программное обеспечение, применение транскрайберов).
6. Критерии допустимости приложений к протоколам результатов применения дополнительных криминалистических методов фиксации (графических изображений, фотоснимков, слепков, оттисков), их процессуальное и криминалистическое удостоверение.
7. Результаты анализа специфики протоколирования судебного заседания: предложения по решению актуальных задач в этой деятельности (повышение профессиональной подготовки секретарей, внедрение современных научно-технических средств).
8. Результаты исследования условий и законодательной базы использования сведений, содержащихся в протоколах досудебного производства, в совокупности с другими доказательствами в судебном рассмотрении уголовного дела.
9. Предложения по совершенствованию действующего уголовно-процессуального закона: для разграничения понятий «доказательства» (сведения) и «источники доказательств» (средства доказывания) в части 2 статьи 74 УПК РФ указать: «В качестве источников доказательств допускаются» — далее действующий перечень; применительно к протоколированию допроса предлагается в части 2 статьи 190 УПК РФ вместо недостаточно определенной формулировки «по возможности дословно» ввести императивное предписание: «Показания допрашиваемого после
соответствующего уведомления записываются от первого лица и дословно».
Практическая значимость и апробация результатов исследования. Исследование различных аспектов протокольной фиксации доказательств в качестве основной цели преследовало оказание помощи правоприменительной практике. Найденные решения, по мнению диссертанта, могут быть внедрены в практическую деятельность следственных органов и судов, способствуя повышению эффективности борьбы с преступностью в современной сложной обстановке.
Результаты исследований автора были предметом обсуждения на научно-практических конференциях:
1. Судебная реформа и эффективность деятельности органов суда, прокуратуры и следствия. Санкт-Петербург, 2002.
2. Судебная реформа и эффективность деятельности органов суда, прокуратуры и следствия. Санкт-Петербург, 2003.
3. Судебная реформа и эффективность деятельности органов суда, прокуратуры и следствия. Санкт-Петербург, 2004.
4. Актуальные вопросы теории и практики прокурорско- следственной деятельности. Санкт-Петербург, 2005.
Разработанные рекомендации используются при оказании методической помощи следователям с небольшим опытом работы, а также при решении некоторых организационных вопросов в деятельности судов.
Рекомендации по составлению протоколов и применению дополнительных методов фиксации доказательств используются в учебном процессе кафедры криминалистики Санкт-Петербургского юридического института Генеральной прокуратуры Российской Федерации на занятиях с практическими работниками органов прокуратуры и МВД.
Основные положения диссертационного исследования отражены в шести опубликованных работах автора.
Структура диссертации обусловлена ее целями, задачами и объектом исследования. Необходимость и важность уяснения сущности протокольной фиксации доказательств в досудебном уголовном судопроизводстве, рассмотрение проблем применения научно-технических средств и методов при протоколировании, изучение взаимосвязи протокольной фиксации с дополнительными криминалистическими методами, исследования специфики протокольной фиксации доказательств в судебном производстве по уголовному делу определили структуру диссертационной работы.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, включающих одиннадцать параграфов, списка использованных источников и приложений, в которые входят иллюстративные материалы.
Состояние проблемы экологической безопасности автотранспортных средств
Проблема охраны окружающей среды,является одной из наиболее, актуальных среди: глобальных, общечеловеческих проблем,, поскольку от ее решениям зависит жизнь на-Земле; здоровье и благосостояние человечества. Она особенно обострилась в XX и XXI веках, когда интенсивное развитие промышленности и транспорта, а также несовершенство технологических процессов привели к усилению загрязнения атмосферы, воды и почвы на нашей планете [184]. Как отмечает Ю. Якубовский [146], рассматриваемая проблема состоит в огромной ответственности, которую человечество должно возложить на себя, если оно стремитсятсохранить свои биологический вид.
Одним из важнейших итогов XX столетия,, который обусловил возможность возникновения и непрерывного осуществления: интернациональных, межгосударственных, межматериковых и, в целом, общепланетарных связей в системе народонаселения Земли, является создание Единой транспортной системы. Она объединяет, с единым предназначением наземный И; подземный автомобильный, кеэлектрофициро-ванный и злектрофицированный железнодорожный, надводный и подводный: корабельный, трубопроводный, воздушный и гужевой транспорт- Единая транспортная система с ее инфраструктурой и каждое функционально дифференциальное составляющее Единой транспортной системы как искусственно созданные компоненты биосферы являются; во многих, отношениях системами: экологическими [185]. Однако наиболее многочисленным входящим в нее видом транспорта является автомобильный транспорт, который и наносит наибольший по масштабам вред окружающей среде; Такой вывод можно сделать, проанализировав данные табл. I,.отражающие выброс в атмосферу загрязняющих веществ различными видами транспорта на территории Российской Федерации в 1998 году [217J.
В работе [190] В,А. Рогалсв и ВІН.. Денисов констатируют, что интенсивный процесс автомобилизации общества, начавшийся со второй половиныХХ столетия,, предопределил две четко выраженные и противоречивые тенденции. С одной стороны, достигнутый уровень автомобилизации, отражая технико-экономический потенциал общества;, способствовал удовлетворению социальных потребностей;населения в транспортных услугах, ас другой:- обусловил увеличение масштаба негативного воздействия на общество и окружающую среду, приводя к нарушению экологического - равновесия: на уровне биосферных процессов. Очевидная позитивность первой тенденции повлекла за собой з ярко выраженные нежелательные последствия: Таким образом; на рубежеХХ-ХХГ веков повсеместно проявила себяг и обосновалась новая угроза жизненно важньтм;штересам:дичности, общества, государств - реальная экологическая г опасность для; жизнедеятельности, связанная с достигшим: гигантских масштабов уровнем автомобилизации. В табл. 2,3 приведены данные о структуре автомобильного парка России И1 некоторых промышленно- развитых стран и динамика-, развития автомобильного парка в нашей стране в период с 1998 по 2020 годы [190:
В І настоящее, время тгтп последствия становятся катастрофическими,. возникла; угроза постепенного вымирания человека: В работе [191] В.Н: Ложкин, Н.С. Буренин и Л.А. Иванченко отмечают, что по данным статистической отчетности ухудшение экологической обстановки во многих городах и примышленных центрах (урбанизированных территориях) в условиях перехода от цешрализованной плановой экономики к рыночным отношениям и сокращения общего промышленного нроизводствасвяза-но именно с эксплуатацией транспорта, имеющего на вооружении, в основном, устаревший и крайне изношенный подвижной состав отечественного и зарубежного про-нахождения.
Более того, Э.И. Слсгтян [197], рассматривая возможные сценарии функционирования Единой транспортной системы, вводит новый термин - «экологическийлер-роризм»: «Экологический терроризм - преднамеренное, направленное, планируемое или косвенно возникающее, предвидимое и прогнозируемое повреждающее воздейст вне на абиотические и (или) биотические составляющие экологических систем или экологические системы BL целом, осуществляемоеоднократно или. многократно про сгранственно рассредш оченно или сосредоточенно и предусматривающее нарушение или- разрушение г составляющих экологических систем или экологических систем в целом для; достижения; межгосударственных (международных),, межнациональных или внутригосударственных решений и: получения территориальных, экваториальных,экономических,лресурсных и иных: стратегических и -(или) Фактических выгод,, имеющих кратковременное или долговременное значение-и: обеспечивающих конкретные политические, в том числе геополитические, преимущества». По мнению авторов [197], акты экологического терроризма как акты диверсионные могут быть направлены на прерывание Единой транспортной системы в целом и отдельных се составляющих, на увеличение числа .и. сложности: возникающих в их пределах отказов механизмов и; машин,, на инициирование экологических бедствий,-возникновение экологических катастроф и создание зон экологических чрезвычайных ситуаций.
Экологический ущерб от автомобилизации:обусловлен:такими факторами, как выбросы вредных веществ с отработавшими газами (ОГ) шумовое и вибрационное воздействия,-, электромагнитное излучение (неионизирующее) и отходы от эксплуатации; По сведениям Государственного Комитета РФ по охране окружающей среды, доля автомобильного транспорта в наносимом экологическомущербе.составляет. 63%: в химическом; загрязнении среды обитания — 95%, шумовом - 49,5%, в воздействии на климат - 68-%-[189].\ В денежном исчислении величина ежегодного экологического ущерба (загрязнение атмосферы, шум; воздействие на климат) от функционирования автотранспортного комплекса Российской Федерации достигает 2- -3% валового национального-продукта России, при общих экологических потерях 10% и затратах на природоохранные мероприятия не более. 1% [190].
Особенности функционирования систем и механизмов автотракгорных дизелей в условиях низких температур окружающей среды
Низкие температуры окружающего воздуха оказывают сильное.воздействие.не. только на протекание, рабочего процесса автотракторного дизеля, но и на работу его систем и механизмов; Функционирование системи, механизмов дизеля.в рассмаїри-ваемых климатических условиях имеет свои существенные особен носій. Наибольшему влиянию низких, температур- окружающей, среды подвержены системы охлаждения, питания и смазки, атакже кривошипно-шатунный механизм;
Основным- проявлением негативного воздействия-низкихітемнерагур воздуха на работу системы охлаждения является.значительное ухудшение теплового режима двигателя, обусловленное понижением температуры ЮЖ. В настояшее время существуют, различные оценки степени-влияния.холодного воздуха на температуру в системе охлаждения: Так: наїсример. по данным Р:А; Маелптща [23] снижение температуры г Г0 на-10 К вызывает уменьшение температуры ОЖ двигателя па/7-8 К. В:Н: Карнаухов и-: А.В: Маняшин.в работе [28]:приводят данные; свидетельствующие о более сильном: воздействии холодною воздуха натешовой режим двигателя: понижение темнерагу-рыТ наЛ К вызываег.снижение температуры ОЖ в рубашке ДВС на 0,9-2;5 К, Такие отличия в степени влияниянизких температур воздуха, можно объяснить наличием многочисленных случайных факторов; оказывающих.воздействие на тепловой.режим-ДВС; широкий диапазон неблагоприятных климатических условий, конезрукшвные особенности систем охлаждения;. использование охлаждающих жидкостей!с различными теплофизическими свойствами..работа двитателей! на; всевозможных скоростных и наїрузочиых режимах и г.д;
Следует.отметить,.что режим работьиавтотракторного двигателя оказывает более существенное воздействие,на температуру ОЖ по сравнению с воздействием.низ ких температур окружающей среды. Гак, авторы [2К] исследовал и тепловой режим двигателей городских автобусов - путем про ведения .-эксплуатационных испытаний, на маршрутах с различными скоростными режимами и степенью неравномерности движения; Степень неравномерности-движения они оценивали с помощью коэффициента, равномерности, равнот отношению скорости сообщения к максимально возможной в данных условиях скорости движения» В результате выполненных испытаний.оказалось, что даже при Г0 273 К установившаяся-температура охладителя двигателяаи тобуса при достаточно высокой: степени неравномерности движения; не. достигает своего оптимальної значения: Например, при Ть= 274,5"К и коэффициенте равномерности 0,56 средняя установившаяся температура охладителя равна 338,5 К; в то же времятрИ коэффициенте равномерности 0,89 и более низкой температуре окружающего воздуха, равной 7"u = 268 К, температура в системе охлаждения значительно выше и составляет 357,9 К.
Об аналогичном результате свидетельствует и И Исаков [29]: и холодное время года, особенно при работе автомобиля на коротком плече с частыми остановками, нарушается требования стабилизации теплового режима, в результате чего температура воды.в системе охлаждения при -движении автомобиля без груза фактически не превышает 323 К,
К констру!сгивным.особенностям:систем охлаждения автотракторных двигателей с точки-зрения обеспечения их оптимального теплового режима можно отнести -наличие специальных устройств (например муфты-отключения: вентилятора термостата жалкий), регулирующих интенсивность.охлаждения: ДВС и. способствующих необходимому отоплению кабин и пассажирских салонов за счет утилизации теплоты. ОЖ. Однако в практике эксплуатации даже при исправных регулирующих тепловой режим-устройствах часто имеют место.случаи-неудовлетворительного теплового состояния двигателя.автомобиля и низкой температуры воздуха в кабине и салоне. Так,. например.В:А: Абрамов н работе [30];приводит наблюдаемые им эксплуатационные характеристики автомобиля ГАЗ-24-fll- при- температуре окружающего, воздуха Т0- 226-233 К, При данной температуре сосол-в системе охлаждения во время.движения автомобиля не нагревался выше 313 1С В результате этого не хватало теплоты, для обдува ветрового стекла и обогрева салона, температура воздуха в котором стано вилась ниже 273 К, Аналогичные результаты получил и автор настоящей диссертации. Прииссдедовании теплового режима.дизельного двитгеля:КамАЗ-740Х.10 хч -родекого автобуса; ЛиАЗ-5256. работающего в режиме, пригородного маршрута при Г0 25К-273 К, температура тосола п нижней части водяной рубашки левого ряда цилиндров в зоне четвертого цилиндра составляла-310-320 К, а в термостатной коробке -316-328 К [31]. Основной причиной такого крайне низкого теплового состояния дизе-ля:является утилизация значит-елыюй тепловойімощиоети жидкого теплоноеигеля в кабине и салопе автобуса для создания комфортных условий водителю и пассажирам.
Низкие температуры ОЖ способствуют возникновению целого ряда явлений, негативно влияющих на рабогу автотракторного двигателя. Так, при пониженном те-пловомрежиме ДВС в процессе сгорания топлива образуются.смолистые и окисляющие вещества, приводящие к сильному пагарообразовапию, появлению следов коррозии и, как.следствие, интенсивному износу цилиндров, поршней и поршневых колец двигателя; На охлажденных стенках цилиндра конденсируется топливо,.которое смывает слой смазки с зеркала цилиндра и еще в большей мере увеличивает интенсивность механического износа и действие коррозии; Кроме того, работа дизеля при низких температурах.охлаждающей жидкости способствует смолоотложению на стенках камеры сгорания; клапанных гнездах и канавках поршневых колец [32].
Значительные.трудности в условиях низких температур окружающего воздуха возникают- и: в системе пигания;дизельно]t двигателя.. При Т„ 273 К в дизельном тпливенаблюдаютсяіпроііесеьг вымораживания воды и высокоплавких углеводородов. Одной из причин выделения:из топлива твердой фазы - кристаллов льда - является наличие воды, растворенной в нем или конденсирующейсяиз воздуха на поверхности холодного топлива. Кроме того, кристаллы-льда в него могут попасть.извне в виде инея.осьтпатощетося со егенок топливного бака приего неполном заполнении [32]; Появление в топливе кристаллов льда. вынадение;в нем высокоплавких парафинов приводит к значительному увеличению его вязкости (см:, разд. 2:3). которая внешне проявляется в том. что топливо мутнеет, теряет свою подвижность и застыва-ст,.Поэтому в рассматриваемых климатических условиях в системе питания ухудшаются, прокачиваемость дизельного топлива, условия распиливания его форсунками, а также повышается сопрогивление топлива, что может вызвать разрыв его струи.
Физические основы аккумулирования теплоты
Под тепловым аккумулированием понимают физические.и химические процес-сы, посредством которых происходит накопление теплоты.в тепловом аккумуляторе (ТА), Аккумулирование.теплоты.является промежуточным.этапом между ее производством:; и потреблением, целесообразность которого определяется,, прежде всего, характеристиками источника энергии.и потребителя.
В настоящее время, известны следующие.способы.аккумулирования-теплоты. [39,40,41,42]:. а) аккумулирование явной теплоты; б) аккумулирование скрытойтеплоты фазовых.переходов;. в) химическое аккумулирование теплоты..
Аккумулирование явной теплоты.осуществляется за счет использования.теплоемкости твердого илитжидкого теплоаккумулирующего материала (ТАМа).при его наїреванші- Данный- способ1 аккумулирования, наиболее- распространен и широко применяется в энергетике, в промышленности,- на железнодорожном іршісиорте и т.п. Это связано, главным, образом,, с использованием недорогих, природных ТАМов-и.. простых, проверенных лехнических.решений. Так,.например, В.Д.. Левенбергом-разработаны энергетические установки с графитовыми-ТА, предназначенные для.техни-ческих средств освоения океана [43];.Отсутствие процессов сжигания тоїілив; сравни тельная простота конструкции, возможность модульного исполнения -делают их привлекательными для- применения в качестве, автономных" источішков электрической: энергии. Преобразователями теплоты графитовых аккумуляторов-могут быть газотурбинные1 двигатели, двигатели Стирли и га, термоэмиссиоиные и. термоэлектрические генераторы. Особенностями рассматриваемого способа аккумулирования тепло ты. являются нензотермичность рабочего процесса, обусловленная изменением во времени температуры теплоносителя, на выходе из ТА, и высокая (более 1500-1С) начальная температура ТАМа с целью обеспечения приемлемых массогабаритных показателей ТА.
Второй способ аккумулированиятеплотььосуществляется.за счёт использования скрытых теплот обратимых фазовых превращений, например,. плавление-кристаллизация, возгонка-сублимация или испарение-конденсация:.В1 настоящее время наибольший практический.интерес представляют тепловые аккумуляторы.фазового перехода.плавление-кристаллизация: Фазовый переход испарение-конденсация,не нашел практической реализации из-за ішзкойобьсмной.знергоемкости. газообразной фазы [39 0,41,42,44,47]..
Количество аккумулировашюйтеплотът С в процессе фазового превращения: ТЛМа плавление-кристаллизация определяется следующим уравнением:. и г, QAKK = Щ jcintl(T)dT + mT -гг +тт ]c (T)dT\ (150) h Ч где тт - масса ТАМа, претерпевающего фазовый период плавление-кристаллизация, кг; ста[Т) с (Т) - удельные массовые.теплоемкости,ТЛМа; н-. зависимости or его температуры соответственно в твердой и жидкой фазах, Дж/(кі-К); гг - удельная теплота фазового перехода ллавление-кристаллизация, Дж/кг; Т Т, Тф - температуры ТАМа соответственно начальная конечная.и фазового перехода, К. Анализируя, уравнение (150), можно сделать вывод, что первый член этого уравнения представляет.изменение внутренней энергии твердой фазы, второй -скрытую теплоту фазового перехода, а.третий изменение внутренней энергии жидкой фазы. Таким образом, из рассматриваемого уравнения следует... что ТАФГТ: кроме скрытой теплоты фазового перехода плавление-кристаллизация, аккумулирует также и явную теплоту {внутреннюю энергию) твердой и жидкой фаз. Благодаря этому увеличивается тепловая емкость аккумулятора. Но обычно скрытая теплота фазового пе рехида mr -гг значительно больше первого и третьего слагаемых-в уравнении (150).. поэтому считают,.что аккумулирование теплоты происходит в основном за счет фазового превращения;
Достоинствами аккумулирования , теплоты, фазового перехода, плавление-кристаллизация являются; обеспечение высокой плотности, запасаемой, энергии при: использовании!небольших перепадов:температур, возможность; получения постоянной температуры теплоносителя на выходе из ТАФП.и создание относительно низких давлений в теплоаккумулирующем объеме аккумулятора [39,42].
Следует отметить,,что ТАФП,.работающие, за. счет, аккумулирования скрытой теплоты:фазовых переходов, менее распространены.по сравнению с ТЛ явной теплоты. Это обусловлено, главным образом, решением сложных"технических проблем теплообмена.с аккумулирующей:средой, согласования температур фазового перехода. ТАМа. и. теплоносителей,.экологической; безопасности и снижения, капитальных затрат [42].
Третий способ- химическое аккумулирование теплоты - осуществляется за. счет использования-энергии обратимых химических реакции.. В это\г случае теплота трансформируется химическую энергию. Достоинствами химического аккумулирования теплоты являются долгосрочность ее хранения без потерь, способность воспроизводства- запасенной- теплоты при-1 температурах выше, начальной и возможность, транспортировки, продуктов- реакции; с последующими высвобождением теплоты в требуемом месте. ТА. реализующие:данный способ: аккумулирования;, в- основном-применимы. В: составе, энергоустановок, небольшой, мощности, и: требуют4 еще более сложных конструктивных решений [4Г,47].
В: работе [44] В.Н.. Данилин приводит оценочные значения различных термоди— намических. параметров, характеризующих энергетические- возможности известных спосоиоігаккумудирования/теплоты. Эти параметры представлены в табл. 42_ Анализируя; их, можно сделать следующие выводы..Во-первых,.аккумулирование скрытой теплоты-плавления позволяет запасти энергикгпримерно напорядок выше, чем: при аккумулированииіявной теплотыс. обеспечением AT = IQW К." Во-вторых, значения скрытых теплот плавленияв 2-4 разамепыпе значений скрытых теплот испарения я в 12-28 раз меньше скрытых теплот разложения.
Анализ конструкішй и классификация тепловых аккумуляторов фазового перехода, применяемых на мобильных машинах
В нормативном документе [70], разработанном.группой ученых, под научным руководством, автора,диссергации,.ТА впервые закреплен законодательно как перспективный индивидуальный.накопитель теплоты, предназначенный для.предпуско-воїттепловой подготовки двигателя машины, отопления ее кабины и обогрева.агрегатов трансмиссии при-неработающем двигателе. Включение ТА в нормативный.документ стало возможным благодаря тому, что, во-первых, существует достаточно большое количество различных апробированных и перспективных технических решений в этойобласти,.а во-вторых,.в настоящее время ТА реально выпускаются отечественными и зарубежными предприятиями. Поэтому представляется целесообразным выполнить анализ известных.конструкций ТАФП и на основе этого анализа разработать их классификацию.
В. работах [71J2]. сообщаетсяо разрабогке. баварского инженера О. Schatz ,. создавшего серийный ТАФП для автомобилей; Конструктивно данный ТАФП устроен следующим образом (рис. 26), Теплоаккумулируюший материал - окіагидрат гид-роксида бария Ва{ОН}2-$Н+0- заключен в герметично запаянные капсулыЛ, изготовленные из тонких медных листов; Пакет таких капсул собран в единую матрицу. Между капсулами Пиметотся.щелевые зазоры 2; в которых помещены турбулизаторък (завихрители); способствующие лучшему теплообмену с циркулирующей между капсулами ОЖ Матрица из капсул І помещена во внутренний корпус 3. Между внутренним.3 и наружным 4 корпусами, изготовленными из нержавеющей.стали, предусмотрены вакуумная тепловая, изоляция и теплоизолятор 6. Дтя подвода и отвода ОЖ имеются входной 7 и выходной 8 паїрубки. Накопление ГГАФП теплоты осуществляется при работе.ДВС за счег геплоиб--мена его ОЖ с ТАМом. паходящимся:в капсулах І. ОЖ подводится через входной патрубок 7. проходит через щелевые зазоры 2 и отводится через выходной патрубок 8. При тгом ТАМ наїреваетея в.твердой.фазе до температуры плавления, плавится, а затем нагревается.-в жидкой фазе до некоторой температуры, при которой наступает тепловое равновесие между ним и ОЖ. Хранение накопленной теплоты осуществляется за счет наличия в конструкции ТЛФГІ прослойки вакуум пои изоляции1 S п теплоизолятора 6.
Разогрев ДВС автомобиля или его салона происходит та счет теплообмена ОЖ с.расплавленным ТАМом; при котором последний претерпевает обратимый фазовый переход из жидкого состояния в твердое, и выделяет скрытую теплоту кристаллизации. Выделяющаяся теплота переносится охлаждающей жидкостью и передается.деталям ДВС или воздуху, находящемуся в салопе.
Согласно [71] вышеописанный ТАФП- характеризуется следующими параметрами: Его энергоемкость составляет 0,65 кВт-ч, а:масса.- 12 кг. Запасенной теплоты достаточно для разогрева двигателя легкового автомобиля после безгаражного хранения в течение 3 суток при Та == 253LKJ Процесс разогрева двигателя пли салона продолжается около 4 мин, при этом начальная тепловая мощность составляет. 35 "кВт, а. средняя - 7 кВт. Если же всю тепловую мощность направить на обогрев салона авто-мобилятіри неработающем ДВС, то температура воздуха на выходе из отопителя уже через 45с достигает 313-FC, вследствие чего уже через 5 мин в салоне автомобиля устанавливается «комнатная» температура.
Кроме того,.в работе [71] отмечается еще одно преимущество ТАФП. Оно заключается в .том,, что при. еітз применении, двигатель автомобиля выделяет в окружающую среду в период пускали прогрева.значительно меньше загрязняющих веществ. Если же наавтомобиле установлен:каталитический нейтрализатор, еш температура быстрее лостигнет рабочей, величины 673+773 К. Значительное уменьшение токсичных выбросов во время.прогрева ДВС позволяет использовать автомобиль далее в закрытых помещениях.
В работе [72] приведены результаты испытаний ТАФП конструкции O.Schatz,. которые были выполнены в Финляндии па двигателе Volvo D24 и доказали целесообразность применения ТАФП на автомобильном транспорте.
В настоящее; время по лицензии канадской фирмой -«CENTAUR Thermal. Systems Іпс» освоен выпуск ТАФП вышеописанной конструкции четырех типов - энергоемкостью 550,600,900-И-1070 Вт-ч, которые обеспечивают хранение, накопленной теплоты в течение 12-н168ч [41].
Разработанный в России серийный ТЛФП в комплекте иод названием «устройство облегчения пуска -автомобильного двигателя» УОПД-0,8 имеет конструкцию, отличающуюся от консгрукции О: Schatz [73,74], Во-первых, его теплооименная матрица представляет собой пакет герметични заваренных цилиндрических капсул из не--ржавеющей стали, которые при помощи перегородок; установлены во внутреннем корпусе ТАФП определенным;образом для.более аффективного отвода от них накопленной-теплоты. Во-вторых, в качестве:ТАМа. применяется, моногидрат гидроксила натрия NaOII IhO, которым заполнены цилиндрические капсулы. В-третьих, в конструкции ТЛФП применена высокоэффективная вакуум по-порошковая изоляция: Па рис, 27 представлена конструкция-данного ТЛФП.
Согласно паспорта [74] УОПД-0,8 имеет следующие технические характеристики:; Максимальный рабочий объем разогреваемого ДВС, л „ 4,0 Продолжите- ] ьн ость зарядкиТЛФП при температуре теплоносителя в системе охлаждения-ДВС не менее 353 К, не более, мин 15" Продолжительность разогрева ДВС, мин 3 -5 Время хранения теплоты, обеспечивающее эффективный разогрев ДВС при температуре окружающего воздуха 233 1С не менее; ч 42 Тепловая емкость (при температуре зарядки не менее 353 К). кВт-ч 0.65 Пиковая тепловая мощность, кВт 30 Средняя тепловая мощность, кВт 10 Масса ТАФП «сухая», не более, кг. 19е Масса ТЛФП, заполненного охлаждающей жидкостью (тосолом); не более,.кг 22,5.
В работах [75,76] описана:конструкция ТАФП,.разработанная.в-Государствен-ном научном учреждении «Институт тепло и масеообмена имени А.В. Лыкова» Национальной академии наук Беларуси. ТАФП состоит (рис. 28) из наружного 1 и внутреннего 2 корпусов, между которыми расположена [силовая изоляция 3: цилиндрических капсул 4 с плотной гексагональной.упаковкой; собранных, в едштую матрицу, которая ограничена от. осепого перемещения.пластинами 6 и 7 с отверстиями::отпо-дящего 5 и подводящего S патрубков.
