Введение к работе
Актуальность темы диссертации. Охрана окружающей среди и в том числе атмосферного воздуха является одной из самых актуальных проолем современности. Доля загрязняющих веществ, выделяемых двигателями внутреннего сгорания, в общем загрязнении атмосферы промышленными выбросами велика и в ряде регионов составляет более 80. из которых на долю дизелой приходится более половины.
В настоящее время накоплено большое количество экспериментального и теоретического материала по методам очистки отработавших газов (ОГ), что позволило разработать различные конструкции систем нейтрализации и очистки. Однако, эти'системы в большинстве своем не обладают достаточной эксплуатационной надежностью, имеют высокую стоимость и , главное, оказывают негативное влияние на характер протекания внутрицилиндровых процессов, что сопряжено с ухудшеішем эффективных показателей двигателей.
Среди современных наиболее эффективных способов снижения дымности и токсичности ОГ дизелей особое место принадлежит физико-химическим способам воздействия на процессы, протекающие в цилиндре двигателя. Из химически активных средств воздействия на рабочие процессы дизолей наиболее известны антидымные присадки. Однако, до настоящего времени недостаточно изучен механизм действия присадок на кинетику предпламешшх процессов, воспламенения, сгорания топливно-воздушных смесей и процессы образования токсических веществ. Практически- отсутствуют данные по использовашда присадок к топливу для снижения выхода оксидов азота с продуктами сгорания. .
Дизели с разделенными камерами сгорания (КС) по сравнению с другими типами дизелей отличаются улучшенными санитарно-гигиеническими качествами и находят применение на малотоксичном транспорте и установках, работающих в условиях ограниченного воздухообмена.
Большое количество дизелей подобного типа применяется и в Иордании: портативные энергетические блоки, сельскохозяйственные машины и оборудование, силовые установки легковых автомобилей и т.д.
К сожалению, дизели с разделенными 'камерами сгорания по сравнению с другими типами дизелей обладают пониженной экономичностью и большинство мероприятий"по улучшению их экологических качеств, как правило сопряжено с усугублением этого недостатка.
Эффективность решения этой сложной проблемы зависит от воз-
мощности совершенствования рабочего цикла двухкамерного дизеля, в частности, от рационального изменения интенсивности и характера выделения и использования теплоты, выделяющейся в его рабочих полостях. Теоретической основой при разработке метода организации малотоксичного рабочего процесса дизеля с разделенной КС служит взаимосвязь меяаду параметрами, характеризующими термодинамическую эффективность его цикла с одной стороны и факторами, определяющими физико-химические условия образования токсических продуктов и сажи, с другой стороны. Разработка такого метода назрела в связи с" постоянным ужесточением нормативов по экологическим показателям дизелей и стала возможной благодаря успехам в познании и математическом моделировании внутрицилиндровых процессов, достигнутым усилиями ряда русских и зарубежных научных школ.
Целью работы является улучшение экологических И ТОІІЛИВНО-экономических показателей дизеля с разделенной камерой КС с использованием средств физико-химического воздействия на кинетические параметры тепловыделения в его рабочих полостях.
Научная новизна работы.
-
Разработана методика определения влияния характера выгорания топлива разделошшх полостях вихрекамерного дизеля на его экологические и топливно-экономические качества.
-
Проведен выбор и исследование многофункциональных химически активных средств для . рационального управления процессами тепловыделения в рабочих полостях вихрекамерного дизеля.
-
Разработаны рекомендации по организации рабочего процесса вихрекамерного дизеля с улучшенными экологическими и тошшвно-экономическими показателями.
Методы исследования. При выполнении работы применялись методы математического моделирования процессов и экспериментальных исследований. Эксперименты проводились в лаборатории рабочих, процессов ДВС кафедры ком'инировашшх двигателей внутреннего сгорания на топливном стенде типа СДТА-І и на моторном стенде с дизелем типа 14 8,5/11. Для измерения и регистрации параметров и показателей рабочего процесса дизеля применялось стандартное оборудование и аналого-цифровой комплекс для индицирования двигателя, обработки индикаторных диаграмм и данных эксперимента. Корректность метода математического моделироваия подтверждена удовлетворительной сходимостью результатов моделирования и эксперимента, а также обусловлена четкой идентификацией математической модели. Достоверность опытных данных обеспечивалась точностью использованной аппаратуры и достаточным объемом экспериментов. 2
Практическая ценность рабсты. Разработанные в работе общие научно-методические принципы организации рабочего процесса двухкамерного дизеля могут слушть основой для практической разработки малотоксичной модификации двигателя при решении конкретных инже-. нерных задач. Рекомендованы для практического применения в дизелях с разделенными КС двухкомпонентныекомпозиции химически активных соединений, использование которых позволяет улучшить их экологические и тошшвно-экономические параметры без изменения' базовой конструкцію двигателя и его систем. Разработаны рекомендации по рациональной организации рабочего процесса двухкамерного дизеля, обеспечивающей снижения в-ОГ оксидов азота- на 20...30. сажи на 30...35$ и уменьшение расхода топлива на 4%.
Реализация работы. Результаты работы используются в учебном
процессе кафедры комбинированных ЛВС РУДН при подготовке стажеров
и аспирантов.
Апробация работы. Основные положения диссертации, долодены -и обсуадеш на научно-технической конференции профессорско-препо-. давательского состава РУДН в 1995 г. и на v научно-практическом семинаре "Совершенствование мощностных, экономическихи экологических показателей ДВС" в 1995 г. (г. Владимир),
Публикации. Результаты работы изложены в двух статьях.
Обьеы работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, приложения, выводов,' списка литературы из 186 наименований. Работа изложена на 160 страницах машинописного текста, включая 21 рисунок и 7 таблиц.