Введение к работе
Актуальность проблема. Важнейшим аспектом охрани природних ресурсов является защита атмосферного воздуха от загрязнения выбросами промышленных предприятий. Требования, гарантирующие "право каждого на благоприятную окружающую среду" отражены в Гл. 2, ст. 37 и 42 Конституции России. В РФ действует закон "Об охране окружающей среды", предписывающий предприятиям осуществлять мероприятия по охране окружающей среды. Разработка эффективных способов подавления образования вредных компонентов и создание устройств для обезвреживания ОГ дизелей и ДУ в период испытаний являются одной из наиболее важных и'сложных проблем экологии дизелестроепия.
Наиболее доступным и результативным, способом уменьшения- эмиссии вредных веществ с 0Ґ в период испытаний является воздействие на рабочий процесс дизеля с помощью присадок (воды и антидымных.) к топливу. Однако, несмотря на накопленный опыт, полученные результаты и практические рекомендации весьма противоречивы. Широкое применение присадок вода (ВТЭ) и антидымных в период испытаний дизелей сдерживается недостаточной изученностью некоторых практических и теоретических аспектов и, как следствие, отсутствием единых обоснованных представлений о физикохимических механизмах воздействия присадок на горение в дизелях. Одним из пассивных методов нейтрализации ОГ дизелей, резервы которого не использованы полностью, является жидкостная нейтрализация ОГ.
іїзлояешше соображения определяют актуальность представленно
го исследования. '
Цель работы. Улучшение экологических характеристик дизельных установок в период испытаний за счет предотвращения образования (с помощью присадок к топливу) и подавления эмиссии (методом жидкостной нейтрализации) вредных компонентов. ОГ.
Задачи исследования. Достижение указанной цели оеущостилялооь
рч.і!енивм следующих основных научно-технических задач:
проведение теоретического анализа и экспериментального исследования на дизеле особенностей участия присадки воды в процессе горэаия ВГЗ в дизелях;
разработка модели воздействия антидымных присадок на основе щелочноземельных метамов па сажообразование з дизелях с объемным типом смесеобразования по результата!» теоретического и эксое-риментального исследований;
теоретическое и экспериментальное исследование образования в
КС ДИзеЛЯ И ВЫХОДа С ОГ ДОПОЛНитеЛЬНЫХ КОМПОНеНТОВ, В ТОМ ЧИСЛ'Э
токсичных, при сжигании топлив с присадками;
разработка и исследование наиболее эффективных способов улуч-пэния экологических показателей дизелей с помощь» присадок к топливу с возможностью их адаптации к проведению стендовых испытал,!»
исследование влияния перевода дизеля на топливо с присадками на состояние и работоспособность деталей и узлов с учетом продолжительности заводских попитаний;
теоретическое п экспериментальное исследование возможности повытешш эффективности жидкостной нейтрализации ОГ дизелей и период испытаний за счет применения растворов окислителей.
Методы и объекты исследования. Экспериментальные ясследоваші характеристик дизелей проводились на дизелях тяпа ЧН1о/17 и 'Ш8/20 в ОКЕ АО "Звезда", дизеле 1СД7Ї20,7/2х2и,4 на стендах ЗТД АО "КІЗ", і'.ізсо-спактрометрпчесгае измерения выполняюсь в Институте докембрия Р.Ш, спектроскопический исследования - на Хлмиччс ком Хакутието СЛбГУ. Разработка моделиft участия води в горе.і.'.д WCL) и сульфатного механизма воздействия щелочноземельных метал-10в пр. саздоЛтазоьачив в дизелях выношена на основе фундамен-гат.іьи л'>ич5!п:й кинетики к тормод-'нэдпкл, а такг.е анализа ре-... ^7:rto'> !:с::ЛЭД)В?н:".п, вэтолненчих :, ЦІ'.ІПЛ, (ІІЗЩ ДО "Звезда"
ц другими отечественными и зарубежными авторами.
Научная новизна. На основе исследования особенностей участия воды в процессах горения ВГЭ в-дизелях я кинетических данных разработана модель участия присадки воды в окислении углеводородов топлива. Экспериментально, на ОПТ ЧН18/20, при горении ВГЭ, содержащей воду, обогащенную изотопом 0 , получена количественная оценка степени участия воды в окислении топлива. На база положений химической термодинамики разработала и экспериментально подтверждена модель сульфатного механизма воздействия.щелочноземельных присадок на сажеобразовшше в дизелях о открытой КС типа Гос-сельмаяа. Экспериментально определен ряд активности воздействия металлов на сажеобразовалие в цилгадрэ дизеля с объемным смесеобразованием. Разработан новый способ введения водорастворимых антидымных присадок в цилиндр дизеля в виде низкоконцентрпрованшк ВГЭ.
Практическая ценность. Выявленные физико-химические закономерности горения топлива с присадками (воды и антидымными) позволяет целенаправленно осуществлять работы по"совершенствованию рабочего процесса в дизелях и разработке эффективных алтпдьаннх присадок.
Экспериментально подтверждена эффективность я возможность применения- ВГ.Э и топливо- и водорастворимых антидымннх присадок при стендовых пепытачиях дизелей 4H1G/20, ЧН16/17, ДН20,7/2x25,4.
Разработана методика .моторных испытаний зїфакташости г.'эгал-лосодержащнх компонентов антиднмнцх присадок.
Опродзлс-н состав продуктов горения барпйсодерканпіх аитиді'ч-ныг присадок, показ21:0 отсутств::з в них токсичного углекислого бария, зь'талепа возможность уменьшения эмиссии оунслов сори в езчъи с образ озл-чпз-.! безгродиого сернокислого барин.
Ге.зсаботана и апробировала моторними нсшітач/ям. v.Ortcipyrivi'i
жидкостного нейтрализатора, обеспечивающего снижение эмиссии окислов азота на 70-75 %.
Выполненная работа явилась основой для разработки планов мероприятий по снижении вредных выбросов с ОТ во время стендовых испытаний дизелей ЧН18/20, ЧН16/17 в АО "Звезда"; ДН20,7/2x25,4 на ЗТД АО "ШЗ"; ЧН36/45, ЧНЗб/40, ЧН23/30 в АО "РУМО" и может быть использована на предприятиях дизеластроенпя, при эксплуатации дизелей в условиях ограниченного воздухообмена, разработчиками присадок к топливу.
Реализация работы. Результаты1 выполненного исследования внедрены в АО "Звезда" и на ЗГД АО' "Evl3" при проведении работ по переводу дизелей на ВГЭ и применению аятидшных присадок в период стендовых: испытаний, в АО "РУШ" при реализации программы внедрения ВГЭ и разработке систем газоочистки, в ІЩЦИ при проведении работ по целевым программам и хоздоговорам. Внедрение подтверждено соответствующими актами.
Апробация работы. Основные положения и результати диссертационной работа докладывались на Всесоюзной научно-технической конференции "Альтернативные топлива в двигателях внутреннего сгорания" (Киров, Кировский сельскохозяйственный институт, май, 1988г.),-на расширенных заседаниях НТС отдела рабочих процессов двигателей ШЩИ в 1989-1993 гг.
Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 4 научных статьях, 3 отчетах ПО "Звезда", 2 отчетах ЦШЩП о научно-исследовательских работах, руководителем или-ответственным исполнителем которых била автор, получая 1 патент РФ и положительное решение по заявке на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пягл глгш, заключения, списка литературы и приложений. Работа со-лчгкіт 158 страниц основного текста, 39 страниц с рнсуккаш, 27'