Введение 4
Глава 1 Критический анализ опубликованных материалов по теме диссертации. Формулировка цели и задач исследования 5
1.1 Механизм образования и разложения NOx при сгорании топливно-воздушных смесей 5
1.2 Особенности сгорания ТВС в поршневом ДВС с использованием искрового зажигания 10
1.3 Особенности механизма образования оксида азота в тепловых поршневых двигателях с внешним смесеобразованием 20
1.4 Исследования процессов распространения пламени с использованием явления электропроводности пламени 21
1.5 Обзор и анализ способов снижения выбросов NOx в поршневых ДВС с искровым зажиганием при применении альтернативных топлив 26
Глава 2 Экспериментальное оборудование и методика проведения экспериментов 37
2.1 Экспериментальная установка 38
2.2 Методика проведения эксперимента 51
Глава 3. Обработка результатов испытания 63
3.1 Концентрация оксида азота в отработавших газах 64
3.2 Изменение видимой средней скорости распространения пламени по составу газовоздушной смеси при изменении физико-химического состава топлива 66
3.3 Анализ распространения пламени с видимой средней скоростью в основной фазе сгорания в зависимости от состава смеси с добавкой газообразного водорода в бензовоздушную смесь 73
3.4 Сравнение скоростей распространения пламени при добавке водорода в метановоздушную и бензовоздушную смесь 76
3.5 Модель сгорания топливно-воздушной смеси, однородной по составу и фазе, в поршневом двигателе с искровым зажиганием при добавке химического активатора горения (водорода) 77
4 Обобщение результатов исследования 81
4.1 Методика расчётного определения концентрации оксидов азота в процессе проектирования и доводки тепловых поршневых двигателей 86
Заключение 89
Список литературы 91
Купить

Рассмотрев основные направления развития энергетических установок транспортных средств можно сделать вывод - в подавляющей основе энергетической машиной для всего наземного транспорта являются поршневые двигатели внутреннего сгорания. Поэтому работы по улучшению эффективных показателей и уменьшению токсичных выделений при эксплуатации поршневых двигателей являются актуальными, как прежде, так сейчас, представляя основные задачи для решения в процессе проектирования и доводке двигателей и установок.
Затруднения, возникающие при выполнении требований вновь вводимых экологических норм по отработавшим газам для поршневых энергетических установок с применением искрового зажигания при обеспечении эффективности их работы в настоящее время в основном приходится решать, используя системы и устройства нейтрализации токсичных выделений. Наиболее токсичными веществами в продуктах сгорания тепловых двигателей и установок являются несгоревшие углеводороды (НСН), угарный газ(СО) и окислы азота (NOx).
В настоящее время двигатели внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием для выполнения норм токсичности работают при коэффициентах избытка воздуха в диапазоне 0.98<а<1.1. Эксплуатация двигателей в этом диапазоне требуется для снижения количества вредных выделений CO и CH, но это способствует увеличению оксидов азота NOx.
Азот присутствует в воздухе и топливе. В нефтепродуктах содержится до 5 % азотистых соединений, что по массе азота составляет 0,3-0,6 %. Азот может реагировать в пять различных оксидов: оксид - NO, диоксид - NO2, полимеры - тетраоксид, триоксид и пентаоксид, суммарно обозначаемые символом NOx. В отработавших газах двигателей около 97 % NO, который сначала в системе выпуска, а далее и в атмосфере окисляется до NO2 . Оксиды азота разрушающим образом действуют на слизистые оболочки и могут оставаться в легких в виде азотистых кислот.
Степень влияния NOX на организм во много раз сильнее нежели CO. К серьезному поражению организма приводит вдыхание концентрации N0^0,01 % в течении 30 минут.
NOX сохраняются в окружающей их атмосфере до 3-4 дней и являются исходными продуктами для образования фотохимического смога. Поднимаясь в высшие слои атмосферы, они вызывают каталитическое разрушение озонового слоя планеты. Поэтому исследование и снижение окислов азота является на данный момент актуальной задачей.
Купить