Введение
Анализ требований к экологическим и технико-экономическим показателям автомобильных дизелей и способам их улучшения 16
1.1. Нормирование выбросов вредных веществ с отработавшими газами 16
1.2. Требования по обеспечению экологической безопасности автомобильных дизелей в полном жизненном цикле 22
1.2.1. Стандартизация оценки по полному жизненному циклу 23
1.2.2. Методики оценки показателей автомобилей и автомобильных дизелей в полном жизненном цикле 25
1.3. Способы улучшения экологических и технико-экономических показателей автомобильных дизелей в полном жизненном цикле 27
1.3.1. Воздействие на рабочий процесс 28
1.3.2. Работа дизелей на альтернативных топливах 42
1.3.3. Нейтрализация отработавших газов 46
1.4. Цель и задачи исследования 53
Математическое моделирование процессов образования вредных веществ в цилиндре дизеля и параметров топливной аппаратуры 55
2.1. Обоснование выбора базовой модели для расчета рабочего процесса дизеля 56
2.2. Двухзонная математическая модель рабочего процесса и процессов образования оксидов азота в дизеле 58
2.2.1. Особенности модели 58
2.2.2. Расчет процесса сгорания 61
2.2.3. Расчет образования оксидов азота процесса сгорания 83
Математическая модель образования сажевых частиц в цилиндре дизеля 90
2.4.1. Состав и свойства дисперсных частиц 90
2.4.2. Современные представления о механизме образования сажевых частиц 95
2.4.3. Анализ существующих моделей образования и выгорания частиц 101
2.4.4. Математическая модель процессов образования и выгорания сажевых частиц 112
2.4.5. Проверка адекватности модели 117
2.4.6. Определение массовых выбросов сажевых частиц по дымности 121
Методика определения основных параметров топливной аппаратуры дизелей и построения размерных рядов топливных насосов высокого давления 125
2.5.1 Определение эффективного проходного сечения распылителя 127
2.5.2. Определение максимального давления и скорости топлива у насоса 129
2.5.3. Определение объемной скорости нагнетания топлива плунжером 131
2.5.4. Определение основных размеров толкателя и межсекционного расстояния 138
2.5.5 Определение основных размеров кулачка 141
2.5.6. Методика расчета конструктивных и регулировочных параметров аккумуляторной топливной системы 143
3. Методика оценки эколого-экономических показателей автомобильных дизелей в полном жизненном цикле 152
3.1. Анализ методик оценки эффективности методов и средств снижения вредных выбросов от транспортных средств 153
3.2. Методика оценки эколого-экономической эффективности способов повышения экологической безопасности автомобильных дизелей в полном жизненном цикле 159
4. Теоретическое и экспериментальное исследование путей совершенстования рабочего процесса автомобильных дизелей 173
4.1. Расчетные исследования влияния различных параметров процесса сгорания на основные показатели дизеля 174
4.2. Аппроксимирующие зависимости показателей дизеля от параметров сгорания и наддува 178
4.3. Исследование перспектив снижения выбросов оксидов азота автомобильными дизелями путем рециркуляции отработавших газов ;.-.. 186
4.3.1. Теоретическое исследование снижения выбросов оксидов азота путем рециркуляции отработавших газов 186
4.3.2. Экспериментальное исследование снижения выбросов оксидов азота путем рециркуляции отработавших газов 198
4.4. Исследование экологических показателей автомобильных дизелей при использовании внутрицилиндрового катализа 214
4.5. Расчетное исследование влияния параметров впрыскивания топлива и геометрии камеры сгорания на показатели автомобильного дизеля 226
4.5.1. Исследование влияния формы камеры сгорания на технико-экономические и экологические показатели дизеля 227
4.5.2. Исследование влияния параметров распылителя форсунки на технико-экономические и экологические показатели дизеля 230
4.5.3. Исследование влияния максимального давления и продолжительности впрыскивания топлива на экономические и экологические показатели дизеля 232
4.5.4. Исследование влияния характеристик впрыскивания топлива на экономические и экологические показатели дизеля 234
4.6. Разработка и исследования элементов топливной аппаратуры автомобильных дизелей 244
4.6.1. Разработка типоразмерного ряда насосов типа «Компакт» 244
4.6.2. Разработка и исследование аккумуляторной топливной системы для автомобильных дизелей 248
Исследование показателей дизелей при использовании диметилового эфира в качестве топлива 264
5.1. Теоретическое исследование влияния диметилового эфира на показатели автомобильного двигателя с воспламенением от сжатия 266
5.2. Разработка и исследование системы впрыска ДМЭ для дизелей 277
5.2.1. Расчетный анализ аккумуляторной системы для работы на диметиловом эфире 282
5.2.2. Экспериментальное исследование истечения диметилового эфира через распылитель форсунки 284
5.3. Экспериментальное исследование рабочего процесса дизеля при работе на диметиловом эфире 289
6. Разработка и исследование систем очистки отработавших газов дизелей 303
6.1. Исследование дизельных окислительных нейтрализаторов 304
6.2. Исследование систем нейтрализации оксидов азота в отработавших газах дизелей 314
6.3. Исследования фильтра дисперсных частиц с системой регенерации 328
6.4. Разработка концепции построения комплексной системы нейтрализации отработавших газов дизелей 350
Сравнительный анализ эколого-экономическои эффективности применения различных способов снижения вредных выбросов от дизелей с учетом их полного жизненного цикла 358
7.1. Анализ эколого-экономических показателей базового варианта дизеля в полном жизненном цикле 360
7.2. Сравнительный эколого-экономический анализ эффективности мероприятий по совершенствованию рабочего процесса дизеля 372
7.3. Сравнительный эколого-экономический анализ эффективности применения комплексной системы снижения вредных выбросов от дизеля 376
7.4. Сравнительный эколого-экономический анализ эффективности применения диметилового эфира в качестве топлива 380
Основные результаты и выводы 390
Список использованной литературы
