Delist.ru

Обоснование методов конвертации дизелей без наддува и с наддувом на питание природным газом с обеспечением норм по токсичности (15.05.2009)

Автор: Шишлов Иван Геннадьевич

ШИШЛОВ ИВАН ГЕННАДЬЕВИЧ

ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ КОНВЕРТАЦИИ ДИЗЕЛЕЙ БЕЗ НАДДУВА И С НАДДУВОМ НА ПИТАНИЕ ПРИРОДНЫМ ГАЗОМ С ОБЕСПЕЧЕНИЕМ НОРМ ПО ТОКСИЧНОСТИ

Специальность 05.04.02 – тепловые двигатели

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2009

Работа выполнена на кафедре «Теплотехника и автотракторные двигатели» Московского автомобильно-дорожного института (государственного технического университета)

доктор технических наук, профессор Луканин В.Н..

кандидат технических наук, профессор Хачиян А.С.

Официальные оппоненты-

доктор технических наук, профессор Кавтарадзе Р.З.

кандидат технических наук,

ведущий научный сотрудник ГНЦ РФ НАМИ Карницкий В.В.

Ведущая организация-

ИКЦ ОАО "Автодизель"

(Ярославский моторный завод) г.Ярославль.

Защита состоится «16» июня 2009 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.126.04 ВАК Минобрнауки РФ при Московском автомобильно-дорожном институте (государственном техническим университете) по адресу: 125319, г. Москва, Ленинградский пр-т, д.64, ауд. 42

С диссертаций можно ознакомиться в библиотеке МАДИ (ГТУ).

Автореферат разослан « » 2009 г.

Отзывы на автореферат просим представлять в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью, в адрес диссертационного совета.

Телефон для справок: (495) 155-93-24

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук,

профессор В. А. Максимов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы: Одним из основных потребителей энергетических ресурсов является автомобильный транспорт, на который приходится значительная доля потребления жидких топлив и выбросов вредных веществ в атмосферу. Малая мобильность существующих в настоящее время экологически чистых энергоносителей тормозит широкое внедрение энергоустановок нового типа на автотранспортные средства. Поэтому, наиболее целесообразным является дальнейшее использование в современных автомобильных транспортных средствах традиционных поршневых двигателей внутреннего сгорания (ПДВС), имеющих высокие степени совершенства и работающие на альтернативных топливах с сохранением соответствующего оборудования для их производства и хорошо развитой системой сервиса.

Перспективными заменителями традиционных топлив нефтяного происхождения являются метанол, этанол, эфиры, газовый конденсат, различные биотоплива и природный газ. Природный газ имеет благоприятные физико-химические и моторные свойства. Значительны его естественные запасы, развита сеть доставки от месторождений во многие регионы страны по магистральным газопроводам.

По мере расширения применения бензиновых двигателей с 3-х компонентными нейтрализаторами, вредные выбросы с отработавшими газами дизелей все в большей мере определяют состояние воздушного бассейна крупных городов. Минимизация нормируемых вредных выбросов при использовании в двигателях, создаваемых на базе дизелей, природного газа достигается ценой меньших затрат. Существенно меньшими, чем при применении жидких топлив оказываются выбросы ненормируемых пока веществ – бензола, альдегидов, бутадиена и др, вызывающих онкологические заболевания. Потенциально природный газ может обеспечивать также уменьшение примерно на четверть выбросов СО2, играющего важную роль в создании парникового эффекта. По приведенным причинам широкое применение природного газа в Российской Федерации на транспорте является целесообразным.

Следует отметить, что опыт разработки автомобильных газовых двигателей без наддува и с наддувом, обеспечивающих выполнение перспективных норм по вредным выбросам невелик, а информация о таких разработках в основном носит рекламный характер и не содержит результатов научных исследований и детальных

сведений о конкретных разработках, особенно применительно к двигателям с наддувом.

Цель работы: Разработка и научное обоснование методов конвертации дизелей без наддува и с наддувом, на питание природным газом с обеспечением выполнения норм по токсичности отработавших газов.

Объект исследования: Автомобильный дизель КАМАЗ (S/D=120/120) без наддува и с наддувом жидкостного охлаждения, работающий на компримированном природном газе.

Научную новизну работы представляют:

обоснование необходимости, для сохранения мощности базового дизеля без наддува, существенного снижения избытка воздуха в газовом двигателе до значений, при которых недопустимо высокими оказываются выбросы оксидов азота;

результаты исследований влияния рециркуляции охлажденных отработавших газов и впрыска тонко распыленной воды во впускной коллектор на выбросы NOx и мощностные показатели газового двигателя без наддува;

результаты исследований возможности обеспечения действующих норм по токсичности при конвертации 2-х рядного дизеля без наддува в газовый двигатель без наддува при использовании разработанной оригинальной системы подачи газа;

результаты расчетно-экспериментальных исследований, показавшие возможность сохранения мощности базового дизеля с наддувом и обеспечения высокого запаса крутящего момента в газовом двигателе, работающем на бедных смесях, выбором управляемой системы наддува;

результаты экспериментальных исследований, показавшие возможность обеспечения действующих норм по токсичности при конвертации дизеля с наддувом в газовый двигатель с наддувом, имеющего мощностные показатели базового дизеля и высокий запас крутящего момента, применением систем нейтрализации отработавших газов с использованием катализатора, способного при температурах ОГ после турбины ТКР обеспечить снижение вредных выбросов, включая метан, который, как и диоксид углерода, является парниковым газом, в том числе, с использованием преднейтрализаторов.

Практическая ценность и реализация результатов исследований: При создании в эксплуатационных предприятиях и на заводах на базе автомобильных дизелей газовых двигателей без наддува и с наддувом, обеспечивающих выполнение норм по вредным выбросам, могут быть использованы рекомендации по выбору степени сжатия, системы зажигания, управления и нейтрализации отработавших газов. Важное значение имеет использование также расчетно-экспериментального метода выбора параметров системы управляемого наддува, так как система наддува базового дизеля не обеспечивает приемлемых характеристик газового двигателя.

Страницы: 1  2  3  4  5  6  7