Главная       Продать работу       Заказать работу       Блог       Контакты       Оплата       О нас       Как мы работаем       Регистрация       Вход в кабинет
Тех. дипломные работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   электроснабжение
   пищевая промышленность
   водоснабжение
   газоснабжение
   автоматизация
   теплоснабжение
   холодильники
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. курсовые работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   детали машин
   электроснабжение
   газоснабжение
   водоснабжение
   пищевая промышленность
   автоматизация
   теплоснабжение
   ТММ
   ВСТИ
   гидравлика и пневматика
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. дополнения
   Отчеты
   Расчетно-графические работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Чертежи и 3D моделирование
   Тех. soft
   Рефераты
   Общий раздел
   Технологический раздел
   Конструкторский раздел
   Эксплуатационный раздел
   БЖД раздел
   Экономический раздел
   Экологический раздел
   Автоматизация раздел
   Расчетные работы

Гум. дипломные работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. курсовые работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. дополнения
   Отчеты
   Расчетные работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Сочинения
   Гум. soft
   Рефераты

Рефераты
   Авиация и космонавтика
   Административное право
   Арбитражный процесс
   Архитектура
   Астрология
   Астрономия
   Банковское дело
   Безопасность жизнедеятельнос
   Биографии
   Биология
   Биология и химия
   Биржевое дело
   Ботаника и сельское хоз-во
   Бухгалтерский учет и аудит
   Валютные отношения
   Ветеринария
   Военная кафедра
   ГДЗ
   География
   Геодезия
   Геология
   Геополитика
   Государство и право
   Гражданское право и процесс
   Делопроизводство
   Деньги и кредит
   ЕГЭ
   Естествознание
   Журналистика
   ЗНО
   Зоология
   Издательское дело и полиграф
   Инвестиции
   Иностранный язык
   Информатика
   Информатика, программировани
   Исторические личности
   История
   История техники
   Кибернетика
   Коммуникации и связь
   Компьютерные науки
   Косметология
   Краеведение и этнография
   Краткое содержание произведе
   Криминалистика
   Криминология
   Криптология
   Кулинария
   Культура и искусство
   Культурология
   Литература : зарубежная
   Литература и русский язык
   Логика
   Логистика
   Маркетинг
   Математика
   Медицина, здоровье
   Медицинские науки
   Международное публичное прав
   Международное частное право
   Международные отношения
   Менеджмент
   Металлургия
   Москвоведение
   Музыка
   Муниципальное право
   Налоги, налогообложение
   Наука и техника
   Начертательная геометрия
   Оккультизм и уфология
   Остальные рефераты
   Педагогика
   Политология
   Право
   Право, юриспруденция
   Предпринимательство
   Прикладные науки
   Промышленность, производство
   Психология
   психология, педагогика
   Радиоэлектроника
   Реклама
   Религия и мифология
   Риторика
   Сексология
   Социология
   Статистика
   Страхование
   Строительные науки
   Строительство
   Схемотехника
   Таможенная система
   Теория государства и права
   Теория организации
   Теплотехника
   Технология
   Товароведение
   Транспорт
   Трудовое право
   Туризм
   Уголовное право и процесс
   Управление
   Управленческие науки
   Физика
   Физкультура и спорт
   Философия
   Финансовые науки
   Финансы
   Фотография
   Химия
   Хозяйственное право
   Цифровые устройства
   Экологическое право
   Экология
   Экономика
   Экономико-математическое мод
   Экономическая география
   Экономическая теория
   Этика
   Юриспруденция
   Языковедение
   Языкознание, филология

Главная > Блог


Пути снижения токсичности двигателей (ДВС)

Высокие темпы ужесточения норм на выбросы вредных веществ при повышенных требованиях к топливной экономичности автомобилей заставляют изыскивать средства, которые могли бы без существенного изменения конструкции двигателя путем применения дополнительных устройств в системах питания и зажигания воздействовать на процессы сгорания. Эти средства должны решать следующие основные задачи:

- обеднять до рационального уровня рабочую смесь на тяговых режимах ездового цикла и холостом ходе;

- ограничивать или прекращать подачу топливовоздушной смеси в цилиндры двигателя на режимах принудительного холостого хода;

- равномерно распределять смесь по цилиндрам;

- повышать надежность воспламенения топливовоздушной смеси.

Одним из основных средств, обеспечивающих эффективное снижение

выбросов вредных веществ, являются физико-химическая обработка ОГ.

Системы каталитической, термической и жидкостной нейтрализации ОГ, применяемое как дополнительное оборудование, позволяют без значительных изменений конструкции  двигателя существенно снизить выбросы вредных веществ.

Каталитическая нейтрализация ОГ

В системе выпуска двигателей происходят реакции окисления окиси углерода и углеводородов ОГ с избыточным кислородом. Эти процессы происходят с малой скоростью. Для ускорения протекающих реакций используют катализаторы, т.е. ускорители реакций.

Каталитические нейтрализаторы конструктивно состоят из входного и выходного устройств, служащих для подвода и выхода нейтрализуемого газо, корпуса и заключенного в нем реактора, представляющего собой активную зону, где и протекают каталитические реакции.

Реактор нейтрализатора работает в условиях, характеризуемых высоким уровнем и значительным перепадом температур. Кроме того,  нейтрализатор подвержен действию вибрационных нагрузок,

а материал из которого он изготовлен, работает в условиях агрессивных сред. Обеспечивая эффективную очистку отработавших газов, нейтрализатор по надежности не должен уступать основным узлам и агрегатам двигателя. На рис. 9 показано характерное температурное поле реактора нейтрализатора двигателя ВАЗ-2123.

Рис. 7.1. Температурное поле реактора нейтрализатора.

Как видно из рисунка, температура верхней решетки реактора изменяется от 320 до 4800С. Температурные поля в нейтрализаторе зависят от состава отработавших газов и температуры входящего в реактор потока воздуха.

Широкое применение нашли каталитические нейтрализаторы, разработанные в Центральной научно-исследовательской и конструкторско-технологической лаборатории токсичности двигателей (ЦНИЛТД) для грузовых автомобилей. На рис. 10 показана конструкция каталитического нейтрализатора НКД-241 для дизельного двигателя.

Рис. 7.2. Каталитический нейтрализатор НКД-241.

1 - корпус; 2 – реактор; 3 – сетка; 4 – теплоизоляция; 5 – катализатор; 6 – фланец.

Конструкция нейтрализатора осесимметрична и имеет вид «труба в трубе». Реактор состоит из наружной и внутренней перфорированных решеток. Наружная решетка вместе с дном во входной части представляет собой жесткую систему; внутренняя же решетка выполнена «плавающей», т.е. может перемещаться в осевом направлении (в пределах 4-5 мм) относительно наружной решетки. Слой катализатора, размещенный в кольцевом пространстве между внутренней и наружной решетками, отделен от них металлической сеткой, приваренной по концам к наружной решетке. Между сетками и решетками имеется зазор, равный 1-2 мм. Это исключает возникновение разрушающих сил трения, несмотря на большую длину реактора (около 400 мм).

При применении «плавающей» решетки существенно уменьшается возможность ее коробления из-за напряжений связанных  с перепадом температур на внутренней и наружной решетках.

Для бензиновых двигатель применяются нейтрализаторы SК-8090Б (США), Н-13 (ЦНИЛТД) и нейтрализаторы фирмы Тойота, показанные на рис. 7.3.

Рис. 7.3. Каталитические нейтрализаторы:

а - SК-8090Б и разрез ; б – Н-13; в – фирмы Тойота.

В нейтрализаторе ЦНИЛТД решетки вогнуты внутрь реактора и стянуты в центре болтом. При такой конструкции реактора обеспечивается высокая устойчивость при больших перепадах температур. Корпус катализатора представляет собой цилиндр с выпуклыми крышками, в котором под углом 50 к потоку воздуха расположен реактор.

В результате достигается необходимое соотношение между сопротивлением реактора и скоростным напором на входе в полость над ним при минимальной высоте нейтрализатора. При такой форме взаимное расположение входного и выходного патрубков может быть произвольным и определяется только требованиями компоновки на автомобиле. Входной и выходной патрубки полностью взаимозаменяемы. Они позволяют осуществить равномерное распределение газа по входному сечению реактора.

В зависимости от способности активизировать те или иные реакции катализаторы условно делят на:

- окислительные, на  которых преимущественно протекают реакции окисления углеводородов и окиси углерода;

-  восстановительные – для восстановления окиси азота;

- трехкомпонентные или бифункциональные, применяемые для нейтрализации всех трех основных токсичных компонентов.

Наиболее важный параметр катализатора – активность, т.е. способность ускорять тот или иной химический процесс. Широкое распространение в практике очистки автомобильных ОГ  получили катализаторы на основе благородных металлов – палладия и платины. Катализаторы, применяемые в реакциях восстановления NО содержат родий и рутений. В окислительных и восстановительных реакциях могут применяться относительно дешевые окислительные катализаторы на основе марганца, никеля, меди. Однако эти катализаторы менее долговечны, их эффективность значительно ниже, чем платино-палладиевые. Поэтому, несмотря на высокую стоимость, чаще всего используют катализаторы на основе благородных металлов.

Для бензиновых двигателей характерна низкая концентрация свободного кислорода в ОГ при работе с коэффициентом избытка воздуха α ≤ 1. Именно режимы с α ≤ 1 дают основную долю массовых выбросов продуктов неполного сгорания топлива. Для эффективной нейтрализации СО и СnНm  необходимо обеспечить подачу дополнительного воздуха перед нейтрализатором.

Наиболее простым устройством, с достаточной для практических целей точностью дозирующим подачу дополнительного воздуха на всех режимах работы двигателя, является эжектор (рис.7.4).

Рис.7.4. Схема эжектора

Простейший эжектор состоит из сопла 1, смесительной камеры 2 и диффузора 3.

Наиболее эффективны системы нейтрализации, обезвреживающие одновременно три основных токсичных компонента – СО, СnНm и NО. Трехкомпонентная система нейтрализации позволяет выполнить нормы по токсичности, принятые в России и странах Европы с большим запасом.

Термическая нейтрализация ОГ

В системе выпуска двигателя продолжается процесс окисления продуктов неполного сгорания топлива, происходящий в цилиндрах двигателя. Этот процесс можно ускорить созданием в системе выпуска благоприятных для этого условий – повышением температуры и времени реакции, подачей в зону окисления дополнительного воздуха.

Термический нейтрализатор представляет собой теплоизолированный объем со специальной организацией течения ОГ. Термическая нейтрализация не зависит от вида сжигаемого топлива, наличия присадок и позволяет использовать в двигателях этилированный бензин.

Варианты термических реакционных камер нейтрализаторов показаны на рис. 7.5.  

Рис. 7.5. Варианты термических реакторов.

Объем реакционной камеры для 60-80 % очистки должен быть равен двух - трехкратному объему двигателя. Воздух подается под выпускные клапаны и перемешивается с ОГ. Смесь поступает во внутреннюю цилиндрическую полость реакционной камеры, принимает рабочую температуру, перемешиваясь и контактируя с перегородками – рекуператорами тепла. Система подачи дополнительного воздуха с нагнетателем и элементами контроля и автоматического управления аналогична системе, применяемой с каталитическими нейтрализаторами.

Недостатки термической нейтрализации – в некотором снижении мощности и повышении удельного расхода топлива двигателем из-за возрастания противодавления в системе выпуска.

Жидкостная нейтрализация ОГ

Жидкостная нейтрализация как наиболее простой способ физико-химического воздействия на ОГ получила широкое применение. Очистка ОГ

жидкостным нейтрализатором включает следующие основные  процессы: улавливание мелкодисперсных частиц, адсорбцию, конденсацию м фильтрацию. Способ жидкостной нейтрализации, в наиболее простом его виде,  заключается в пропускании ОГ через слой воды или какого-либо химического раствора. Водорастворимые  компоненты ОГ – альдегиды, окислы серы, высшие окислы азота при этом нейтрализуются, сажевые и другие дисперсные частицы улавливаются жидкостью, ослабляется интенсивность запаха ОГ.

Окись углерода и окись азота не обезвреживаются. Для повышения эффективности нейтрализации применяют растворы химических реактивов. Наиболее эффективными являются водные растворы сульфата натрия Nа23, соды Nа2СО3 с добавкой гидрохинона С6Н6О2 для предохранения от преждевременного окисления основных химреагентов. Во многих случаях применяют техническую воду, обеспечив частой ее смены в нейтрализаторе. На рис. 10 показана система нейтрализации отработавших газов с жидкостным блоком распыливающего типа.

Рис. 7.6.Система нейтрализации ОГ с жидкостным блоком распыливающего типа.

1- каталитический блок; 2 – влагоотделитель; 3 – сопло; 4 – распылитель.

Эффективность работы жидкостного нейтрализатора зависит от режимов работы двигателя. Постоянная работа на режимах, близких к нормальным, приводит к перегреву нейтрализирующего раствора, резко снижая его поглотительную способность и увеличивая его расход.

Ограничивающим фактором применения жидкостных нейтрализаторов являются отрицательные температуры окружающего воздуха, когда возможно замерзание раствора в нейтрализаторе при неработающем двигателе.

При расчете годовых пробеговых выбросов загрязняющих веществ в ОГ автопарка колонны № 1312 на основании удельно-пробеговых выбросов на 1 километр пробега видно значительное преимущество применения систем нейтрализации ОГ на всех видах ДВС. Количество выделяющегося СО уменьшается в 4,5 раза, количество углеводородов – в два раза. Сравнительные показатели выбросов загрязняющих веществ приведены в таблицах 7.1 и 7.2.

Таблица 7.1. Годовые пробеговые выбросы загрязняющих веществ автомобилей автоколонны № 1852 не оснащенных систе  мами нейтрализации, кг

Грузоподъемность, т

Тип ДВС

СО

СnHm

NOХ

С

2

Pb

Т

Х

Т

Х

Т

Х

Т

Х

Т

Х

Т

Х

 

от 1,5 до 5

Б

68319

85471

12532

14816

1407

1407

-

-

259

322

63

78

Г

5405

6731

1128

1417

223

223

-

-

35,7

44,7

-

-

Д

1863

2265

331

402

1283

1283

91,3

132

164,4

204,6

-

-

Итого:

75587

94467

13991

16635

2913

2913

91,3

132

459,1

571,3

63

78

Таблица 7.2. Годовые пробеговые выбросы загрязняющих веществ автомобилей автоколонны № 1852  оснащенных системами  нейтрализации, кг

Грузоподъем-ность, т

Тип ДВС

СО

СnHm

NOХ

С

2

Pb

Т

Х

Т

Х

Т

Х

Т

Х

Т

Х

Т

Х

 

от 1,5 до 5

Б

15182

18993

6266

7408

1127

1127

-

-

179

219

32

38

Г

1201

1495

564

709

179

179

-

-

24,3

31,5

-

-

Д

414

503

165

202

1027

1027

45,6

66

114,7

143,3

-

-

Итого:

16797

20991

7025

8319

2333

2333

45,6

66

318

398,8

32

38




Комментарии