Введение
1. Постановка проблемы. цель и задачи исследований 18
1.1. Масштабы и факторы воздействия автотракторного парка на природную среду 18
1.2. Состав и образование основных токсичных компонентов отработавших газов дизелей 23
1.3. Токсичность основных компонентов отработавших газов дизелей... 32
1.4. Оценка и нормирование вредных выбросов дизелей 37
1.4.1. Отечественные и международные природоохранные стандарты... 37
1.4.2. Методы и приборы для анализа отработавших газов 41
1.5. Основные направления снижения вредных выбросов дизелей при эксплуатации 46
1.5.1. Средства воздействия на рабочий процесс двигателя 46
1.5.2. Средства очистки отработавших газов в выпускной системе двигателя 66
1.6. Выводы. Цель и задачи исследования 81
2. Общая методика исследований 84
2.1. Программа исследований 84
2.2. Методика теоретических исследований 85
2.3. Методика экспериментальных исследований 89
2.3.1. Оборудование и приборы для экспериментальных исследований... 91
2.3.2. Особенности используемых методик экспериментальных исследований 101
2.3.3. Тарировка приборов и оборудования, оценка точности и ошибок экспериментальных исследований 107
2.4. Выводы ПО
3 . Теоретические положення и моделирование рабочих процессов дизеля и средств снижения токсичных веществ . 111
3.1. Модели рабочих процессов в цилиндре дизеля 112
3.1.1. Модели индикаторного процесса дизеля 112
3.1.2. Модель тепловыделения в цилиндре дизеля с различными средствами снижения токсичных веществ 118
3.2. Теоретическое обоснование и моделирование средств воздействия на рабочий процесс дизеля 121
3.2.1. Устройство и принцип работы разделенной системы топливоподачи дизеля 121
3.2.2. Моделирование разделенной системы топливоподачи дизеля 124
3.2.3. Определение цикловой подачи топлива при использовании разделенной системы топливоподачи 128
3.2.4. Устройство и принцип работы системы рециркуляции отработавших газов дизеля 130
3.2.5. Модели молекулярных теплоємкостей 132
3.2.6. Выбор химического соединения для антидымной присадки, способ ее получения 136
3.2.7. Теоретическое обоснование механизма действия антидымной присадки на основе гидроксида железа (III) 140
3.3. Теоретическое обоснование и моделирование процессов в средствах очистки отработавших газов в выпускной системе дизеля... 152
3.3.1. Устройство и принцип работы термического нейтрализатора 152
3.3.2. Функциональная схема моделирования процессов в термическом нейтрализаторе 155
3.3.3. Анализ возможных химических реакций в термическом нейтрализаторе и их кинетика 156
3.3.4. Тепловой баланс термического нейтрализатора, определение оптимальной толщины его теплоизоляции 161
3.3.5. Сепарация сажи в циклоне термического нейтрализатора 166
3.3.6. Параметры газодинамического сопротивления термического нейтрализатора 170
3.3.7. Устройство и принцип работы сажевого фильтра 173
3.3.8. Функциональная схема моделирования процессов в сажевом фильтре 175
3.3.9. Математическая модель движения потока отработавших газов в сажевом фильтре 180
3.3.10. Модель динамики движения и сепарации сажи в закрученном потоке сажевого фильтра 185
3.3.11. Моделирование дисперсного состава сажи в отработавших газах дизеля 190
3.4. Оценивание параметров, точности и адекватности разработанных математических моделей 196
3.5. Выводы 197
4 . Параметрическая оптимизация средств снижения токсичных веществ и определение суммарной годовой токсичности при их установке на двигатель 198
4.1. Задачи параметрической оптимизации средств снижения токсичных веществ 198
4.2. Формирование критериев эффективности и оптимальности средств снижения токсичных веществ 200
4.3. Моделирование суммарной годовой токсичности дизеля, оборудованного средствами снижения токсичных веществ, в условиях эксплуатации 204
4.4. Выводы 212
5. Анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований процессов, протекающих в средствах снижения токсичных веществ 213
5.1. Процессы сгорания в цилиндре дизеля с различными средствами снижения токсичных веществ 213
5.2. Газодинамические процессы в средствах очистки отработавших газов 217
5.2.1. Газодинамическое сопротивление 217
5.2.2. Особенности распределения и неравномерности потока отработавших газов 220
5.3. Гидравлические характеристики разделенной системы топливоподачи 230
5.4. Исследование показателей эффективности дизеля с различными средствами снижения токсичных веществ 236
5.4.1. Дымность отработавших газов 239
5.4.2. Концентрации оксида углерода 244
5.4.3. Концентрации оксидов азота 249
5.4.4. Результаты измерений уровня шума дизеля с сажевым фильтром 254
5.5. Результаты параметрической оптимизации средств снижения токсичных веществ 255
5.6. Результаты эксплуатационных исследований 261
5.7. Выводы 263
6. Технико-экономическая и экологическая оценка эффективности разработанных средств снижения токсичных веществ 265
6.1. Суммарная годовая токсичность выбросов дизеля с различными средствами снижения токсичных веществ в условиях эксплуатации 265
6.2. Оценка технико-экономических и экологических показателей средств снижения токсичных веществ 272
Общие выводы 276
Литература... 278
Приложения 303
