Введение
1 Состояние вопроса. Цель и задачи исследования 9
1.1 Снижение токсичности отработавших газов как фактор повышения экологической безопасности дизелей 9
1.2 Вредные выбросы дизелей и их воздействие на окружающую среду 13
1.3 Оценка и нормирование вредных выбросов дизелей, природоохранные стандарты 16
1.4 Основные пути снижения вредных выбросов в процессе эксплуатации дизелей 21
1.5 Антидымные присадки к топливу, механизмы их действия 25
1.6 Выводы. Цель и задачи исследования 34
2 Общая методика исследований 36
2.1 Программа исследований 36
2.2 Методика теоретических исследований 38
2.3 Методика экспериментальных исследований 41
2.3.1 Оборудование и приборы для экспериментальных исследований 41
2.3.2 Тарировка приборов и оборудования, оценка точности и ошибок экспериментальных исследований 51
2.4 Выводы 54
3 Теоретические предпосылки снижения токсичности и дымности отработавших газов дизелей применением присадок к топливу 55
3.1 Выбор химических соединений для антидымных присадок на основе редкоземельных элементов 55
3.2 Механизм действия антидымных присадок на основе редкоземельных элементов 56
3.3 Тепловой расчёт рабочего процесса дизеля на топливе с антидымной присадкой декааква-2-сульфобензоат эрбия 59
3.4 Математическая модель процесса тепловыделения в цилиндре дизеля при добавлении в топливо антидымной присадки декааква-2-сульфобензоат эрбия 64
3.5 Математическая модель процесса образования сажи при горении в цилиндре дизеля топлива с антидымной присадкой декааква-2-сульфобензоат эрбия 70
3.6 Авторегрессионный метод математической идентификации параметров математических моделей рабочих процессов дизеля 44 11/12,5, работающего на топливе с присадками 77
3.7 Показатели эффективности использования антидымных присадок к топливу 81
3.8 Оценка точности разработанных математических моделей 83
3.9 Выводы по разработанным математическим моделям 85
4 Результаты экспериментальных исследований 87
4.1 Стендовые испытания дизеля с антидымными присадками в топливе 87
4.2 Анализ экологических показателей дизеля при использовании антидымных присадок на основе редкоземельных элементов 93
4.2.1 Анализ концентрации оксида углерода в отработавших газах дизеля 93
4.2.2 Анализ концентрации сажи в отработавших газах дизеля 102
4.2.3 Анализ концентрации оксидов азота в отработавших газах дизеля 111
4.2.4 Анализ концентрации углеводородов в отработавших газах дизеля 119
4.3 Анализ коэффициентов выхода токсичных компонентов и сажи с отработавшими газами дизеля, работающего на топливе с антидымными присадками 125
4.4 Выводы по результатам экспериментальных исследований 143
5 Сравнительный анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований 144
5.1 Анализ результатов физико-химических исследований антидымных присадок к дизельному топливу 144
5.2 Анализ результатов термогравиметрического анализа антидымных присадок к дизельному топливу 151
5.3 Анализ процесса тепловыделения при сгорании в цилиндре дизеля топлива с антидымной присадкой 160
5.4 Анализ процесса образования сажи при сгорании в цилиндре дизеля топлива с антидымной присадкой на основе редкоземельных элементов 172
5.5 Сравнительный анализ концентраций токсичных компонентов и сажи в отработавших газах дизеля при работе на топливе без присадок и с антидымными присадками 174
5.6 Сравнительный анализ коэффициентов выхода токсичных компонентов с отработавшими газами дизеля при работе на топливе с присадками 181
5.7 Результаты эксплуатационных исследований 183
5.8 Выводы по результатам сравнительного анализа 185
6 Экономическая оценка результатов исследования 187
6.1 Расчет годового экономического эффекта от применения антидымных присадок 187
6.2 Выводы 189
Общие выводы 190
Условные обозначения и сокращения 193
Список литературы 195
Приложения 206
