Куанышев Е.К.
ПОВЫШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ИНЖЕКТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ПО СОСТАВУ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ *
Аннотация:
современная стратегия защиты окружающей среды требует удовлетворение экологических показателей двигателей внутреннего сгорания санитарным нормам мировых стандартов. Основными нормируемыми экологическими стандартами токсичными компонентами выхлопных газов двигателей являются оксиды азота (NОх), монооксид углерода (СО), сажа (С) и углеводороды (CH). Решение задачи повышения экологических показателей ДВС приводит к необходимости внедрения в отечественное двигателестроение различных методов снижения токсичности отработавших газов (ГО). Применяются методы, позволяющие воздействовать на рабочий процесс двигателя таким образом, чтобы предотвратить образование в камере сгорания (ГС) повышенных концентраций токсичных компонентов ОГ. Другая группа методов направлена на улавливание или нейтрализацию уже образовавшихся токсичных компонентов в выпускной системе ДВС
Ключевые слова:
двигатель, форсунка, впрыск воды, монооксид углерода, оксиды азота
Одной из основных задач современного двигателестроения является улучшение экологических показателей двигателей внутреннего сгорания (ДВС). В связи с ростом численности автомобильного транспорта постоянно возрастает доля потребления нефтяного топлива. ДВС являются основными потребителями нефти (более 90%), и в ближайшее время по оценкам специалистов, серьёзной альтернативы им не появится. С целью улучшения экологических характеристик бензиновых двигателей целесообразен переход на альтернативные моторные топлива, которые зачастую связан с различными проблемами, такими как снижение динамических качеств транспортных средств (ТС), уменьшение полезной нагрузки и пробега на одной заправке, сложностью хранения топлива, значительным усложнением конструкции и др. Использование воды в качестве компонента горючей смеси является одним из действенных методов комплексного улучшения экологических показателей ДВС. Исследованиями установлено, что при их использовании возможно снижение токсичности отработавших газов (ОГ), повышение экономичности двигателя, снижение склонности двигателя к детонации, уменьшение нагарообразования. Обзор результатов исследований по влиянию воды (в составе горючей смеси) на улучшения экологических показателей ДВС Способы использования воды как компонента топлива разработаны и изучены недостаточно. В частности, отмечается невозможность оперативного изменения концентрации воды в смеси в зависимости от режимов работы двигателя, быстрое расслоение смеси, недостаточная изученность влияния воды на экологические и эксплуатационные показатели двигателя. Поэтому работы, направленные на исследование данных вопросов, являются актуальными [1]. Сущность способа заключается в том, что создаются два потока: поток чистого топлива в штатной топливной системе и поток воды. Оба потока поступают в смеситель статического типа, где смешиваются и в виде топливоводной смеси подаются через штатные форсунки впрыска топлива ДВС, причём вода добавляется к топливу непосредственно на входе в форсунку. Повышенный уровень выбросов углеводородов может быть обусловлен увеличением толщины закалочного слоя. Когда горячее пламя приближается к холодной стенке цилиндра, в конечном итоге топливо (углеводороды) будет терять слишком много тепла на стену и пламя погаснет. Так как вода охлаждает заряд, это может увеличить толщину слоя топливовоздушной смеси, которая закаливается и не горит. Таким образом, будет наблюдаться увеличение выбросов несгоревших углеводородов [2]. Дополнительная вода, вероятно, увеличивает количество водородных и кислородных радикалов, что будет способствовать более полному сгоранию. Это может быть одной из причин того, что вода может снизить CO. Для богатых условий снижение уровней СО с впрыском воды можно также объяснить реакцией конверсии водяного газа, в которой СО и Н2О сдвигаются с образованием СО2 и Н2. Процентное содержание CO имеет тенденцию к увеличению при увеличении степени сжатия в богатых условиях. Диссоциация CO2 значительно возрастает с повышением температуры. Повышенная степень сжатия увеличивает пиковую температуру цикла, что может привести к диссоциации CO2 в CO и O2. Однако увеличение крутящего момента может компенсировать увеличение CO, что приводит к более низкому изменению CO. Добавление воды снижает температуру и, следовательно, уменьшает диссоциацию. Это также может быть причиной того, что закачка воды имеет тенденцию к снижению выбросов CO [3]. Использование ТВС с концентрацией воды 0..20% от расхода топлива не приводит к значительному коррозионному износу деталей ЦПГ, и более того, позволяет существенно очистить их от нагара и предотвратить его образование при дальнейшей эксплуатации [4].
Номер журнала Вестник науки №2 (35) том 2
Ссылка для цитирования:
Куанышев Е.К. ПОВЫШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ИНЖЕКТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ПО СОСТАВУ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ // Вестник науки №2 (35) том 2. С. 87 - 90. 2021 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/4196 (дата обращения: 26.04.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2021. 16+