Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Системы, обеспечивающие топливную экономичность, снижение дымности и токсичности транспортных двигателей внутреннего сгоранияСодержание книги
Похожие статьи вашей тематики
Поиск на нашем сайте
Совершенствование способов снижения расхода топлива и количества вредных выбросов. Для обеспечения ресурсосбережения и уменьшения выбросов загрязняющих веществ транспортными энергосиловыми установками применяются альтернативные рабочие процессы, устройства и технические системы, например, обеспечивающие поддержание оптимального температурного режима работы двигателя, физико-химическую обработку ОГ на выпуске и т.д. Пока не существует универсального способа значительного снижения расхода топлива и количества вредных выбросов с ОГ. Эта задача может быть решена только с применением комплексных подходов. Современная стратегия решения проблемы уменьшения токсичности ОГ бензиновых двигателей основана на применении трехкомпонентных каталитических нейтрализаторов. Для дизелей предполагается использовать окислительные каталитические нейтрализаторы и регенерируемые сажевые фильтры, обеспечивающие определенное улучшение гигиенических характеристик двигателей. Так, правилами Госгортехнадзора России при эксплуатации дизелей в условиях ограниченного воздухообмена (например, в рудниках горнодобывающей промышленности) применение каталитических и жидкостных нейтрализаторов обязательно, хотя данные устройства не обеспечивают ощутимого снижения выбросов Ряд адсорбентов, например цеолиты, позволяют эффективно очищать ОГ от Однако для обеспечения процесса очистки необходимо обезвоживание ОГ и снижение их температуры до 20... 30 °С. Весьма эффективным способом снижения выбросов оксидов азота можно признать и их каталитическое восстановление аммиаком. Отметим, что применение обоих способов требует наличия в выпускной системе двигателя дополнительного оборудования и организации в условиях эксплуатации весьма сложного и трудоемкого обслуживания систем автоматического регулирования процесса каталитического восстановления. В последние десятилетия для дизелей разрабатывались способы снижения токсичности, преимущественно основанные на совершенствовании рабочего процесса двигателей. В настоящее время это направление исследований практически исчерпано. В связи с ужесточением требований к двигателям с точки зрения выбросов вредных веществ наблюдается возрастание интереса к системам обезвреживания отработавших газов и более широкому применению альтернативных энергосиловых установок, например водородных двигателей, в том числе работающих на топливных элементах. На автомобилях и энергосиловых установках находят применение термические дожигатели, каталитические и жидкостные нейтрализаторы, регенерируемые сажевые фильтры, устройства улавливания топливных испарений и другие системы снижения токсичности (ССТ) и ресурсосбережения. Основные требования к системам снижения токсичности отработавших газов. ССТ в общем случае должны обеспечивать эксплуатацию техники в различных климатических условиях при температуре окружающего воздуха -60... +50 °С, относительной влажности 20... 98 % и соблюдении общетехнических требований, например, к противодавлению выпуска, обеспечивающему соответствующие мощностные и топливно-экономи-ческие показатели энергосиловой установки, или ее шумности. Ресурс ССТ и ее отдельных элементов при отсутствии механических повреждений и соблюдении правил эксплуатации должен составлять 80... 160 тыс. км пробега машины или 2...4 тыс. моточасов наработки двигателя. Действие системы снижения токсичности не должно приводить к ухудшению основных технических характеристик трактора или автомобиля. Необходимо, чтобы она была дешевой, относительно простой в обслуживании и имела оптимальные габариты и массу. Установка ССТ на транспортном средстве должна обеспечивать требования технической и противопожарной безопасности в соответствии с условиями его эксплуатации, что может быть достигнуто, например, введением защитных экранов, ограждений, тепловой изоляции и т. п. Улавливание паров бензина. Выброс паров бензина в атмосферу связан в первую очередь с его испарением из топливного бака и карбюратора. Уменьшение выброса паров из бака можно обеспечить ослаблением его нагрева элементами выпускной системы двигателя и солнечным излучением, применением топливного бака специальной конструкции с минимальным отношением площади поверхности испарения топлива к объему бака, установкой в нем перегородок, уменьшающих смачивание его внутренней поверхности при разгоне и торможении автомобиля, и т.п. Интенсивность испарения топлива из карбюратора определяется площадью неэкранированной поверхности, температурой поплавковой камеры, конструкцией главной дозирующей системы, наличием или отсутствием термоизолирующих прокладок и экранов, защищающих поплавковую камеру от теплового облучения горячими деталями двигателя. За рубежом корпус поплавковой камеры часто выполняют из материала с малой теплопроводностью, например из пластмассы. Для уменьшения испарения топлива современные автомобили оснащаются системами улавливания паров бензина (СУПБ). На практике нашли применение способы улавливания паров бензина из указанных систем двигателя с последующим накоплением их в адсорберах, содержащих поверхностно-активные вещества. По достижении в адсорбере избыточного давления, соответствующего накопительному режиму, пары бензина подаются в цилиндры двигателя либо направляются в каталитический нейтрализатор, В экологическом отделении ФГУП «НАМИ» были разработаны СУПБ для базовых отечественных моделей легковых и грузовых автомобилей, а также автобусов с бензиновыми двигателями (рис. 6.1). СУПБ включает в себя адсорбер 8, заполненный активированным углем, блоки 1 и 7 клапанов, а также жиклер 9 паропроводящей магистрали. Адсорбер заполнен поверхностно-активным веществом с высокой поглотительной способностью. Он должен иметь достаточно стабильные характеристики при изменении температуры окружающей среды и обеспечивать эффективную десорбцию (выделение накопленных паров при нагреве) и многократное повторение циклов адсорбция — десорбция. Он также должен обладать невосприимчивостью к атмосферной влаге и высокой механической прочностью. Рис. 6.1. Схема системы улавливания паров бензина: 1 — блок клапанов карбюратора; 2 — клапан для перекрытия балансировочного канала карбюратора; 3 — карбюратор; 4 — пароотделитель; 5 — герметичная пробка; 6 — топливный бак; 7 — блок клапанов топливного бака; 8 — адсорбер с активированным углем; 9 — жиклер паропроводящей магистрали При работе двигателя происходит регенерация адсорбента за счет продувки его воздушным впускным зарядом. Отвод паров бензина в этот период осуществляется либо в диффузор карбюратора, либо во впускной трубопровод. При работе автомобиля в теплое время года температура бензина в системе питания повышается до 70 °С, что приводит к образованию паровых пробок. Для их устранения впускной клапан блока 7 регулируют на открытие при избыточном давлении 1,5 кПа. Пароотделитель 4 предотвращает попадание жидкой фазы в пароотводящую магистраль. Перекрывание балансировочного канала поплавковой камеры необходимо для исключения попадания паров в атмосферу и их скапливания в горловине карбюратора и впускном трубопроводе. Такие системы СУПБ почти полностью улавливают топливные испарения. Установка СУПБ на серийные автомобили не оказывает влияния на показатели их топливной экономичности. В СУПБ только выпускной клапан, отрегулированный на давление открытия в 1,5 кПа, обеспечивает снижение количества образующихся паров бензина в 3 — 5 раз (бензин остается в топливном баке автомобиля). Использование СУПБ на легковом автомобиле позволяет экономить в среднем около 36 г бензина в сутки, а на грузовом — до 100 г. Согласно современным требованиям испарение паров бензина и других видов топлива и масла на автомобиле должно быть сведено к минимуму. Термические нейтрализаторы. Это устройства окислительного типа, в которых за счет остаточного или дополнительновводимого кислорода осуществляется дожигание продуктов неполного сгорания топлива. Процесс дожигания проводится в специальной реакционной камере, где температура должна поддерживаться в пределах 650...850 °С. В дизелях дожигание СО, и других горючих веществ обеспечивается кислородом, содержащимся в отработавших газах. Сущность каталитической очистки ОГ заключается в беспламенном окислении продуктов неполного сгорания топлива или восстановлении оксидов азота в присутствии катализатора. Так, догорание СО на поверхности катализатора описывается уравнением Каталитический гетерогенный процесс (например, процесс окисления СО и обычно представляют в виде нескольких стадий: диффузии реагентов из потока ОГ к поверхности активного слоя пористого катализатора; адсорбции (хемо-сорбции) реагентов с образованием промежуточных химических комплексов типа реагент — катализатор; перегруппировки атомов исходных компонентов ОГ с образованием промежуточных соединений типа продукт — катализатор; десорбции образовавшихся продуктов (например, с поверхности катализатора в поток ОГ. Таким образом, скорость нейтрализации ОГ определяется как диффузией, так и химической гетерогенной реакцией на поверхности катализатора. При этом скорость и завершенность процесса нейтрализации лимитируются самой медленной стадией. Для очистки от возможно применение восстановительных катализаторов. Селективное восстановление может происходить при добавлении в ОГ реагентов-восстановителей . При использовании СО осуществляются реакции Восстановление аммиаком происходит при температурах Возможно также неселективное восстановление при добавлении в ОГ метана, протекающее при температурах 350... в соответствии с уравнениями Трудности практической реализации данных методов восстановления состоят в сложности поддержания относительно узкого диапазона температур ОГ, при которых осуществляются реакции, и состава реагентов. Кроме того, при несовершенстве системы автоматического поддержания оптимальной температуры и состава реагентов в нестационарном режиме работы двигателя непрореагировавшие СО, и другие вещества сами по себе представляют опасность, так как являются вредными соединениями. По этой причине восстановительные процессы применительно к дизелям получили весьма ограниченное распространение. Каталитический гетерогенный процесс очистки ОГ современных бензиновых двигателей осуществляется в две стадии. Первая (окислительная) протекает при наличии свободного кислорода в ОГ. Вторая (восстановительная) заключается в каталитическом преобразовании оксидов азота в отсутствии кислорода. Жидкостная нейтрализация ОГ. Этот процесс может эффективно применяться для очистки ОГ от мелкодисперсных частиц (сажа, смолистые вещества, окалина и др.), связываемых водой, а также хорошо растворимых в воде химических веществ и др.). Жидкостная очистка позволяет уменьшить общий уровень токсичности двигателя, неприятный запах, слезоточивое воздействие, а также понизить температуру ОГ. Очистка с помощью жидкостного нейтрализатора (ЖН) отработавших газов включает в себя следующие основные процессы: улавливание мелкодисперсных частиц жидкой фазой реактора, их поверхностную адсорбцию, конденсацию и фильтрацию. Первая стадия — улавливание мелкодисперсных частиц — обеспечивается жидкостью, которая их поглощает. Второй стадией (адсорбцией) является процесс поглощения газовых компонентов ОГ жидкостью, в которой эти компоненты растворяются. Третья стадия (конденсация и фильтрация) происходит в ЖН при температуре ОГ, более низкой, чем порог насыщения каждого из нейтрализуемых газообразных компонентов. Затем следуют коагуляция аэрозольной смеси (слипание жидких и твердых частиц ОГ) и улавливание их с помощью фильтроэле-ментов. Растворение сопровождается диссоциацией образующейся согласно уравнению При растворении С02в щелочах происходит химическая адсорбция, скорость которой определяется концентрацией непро-реагировавших веществ. Поглотительная способность щелочного раствора по отношению к С02достаточно велика. Оксид азота практически нерастворим в воде, тогда как альдегиды достаточно хорошо растворяются в ней. При растворении в воде сернистокислого натрия и гидрохинона поглотительная способность раствора значительно возрастает. В таком растворе поглощение альдегидов составляет 90 % и более. В современных ЖН реализуются различные физические механизмы улавливания полидисперсных частиц, основными из которых являются гравитационное оседание, соударение частиц при тангенциальной закрутке газового потока, их инерционное соударение в процессах турбулентного перемешивания потока, захват частиц путем поверхностной или диффузионной адсорбции, электростатическое оседание и т. п. Непосредственная фильтрация ОГ находит все более широкое применение для улавливания частиц дизельного выпуска. Фильтр, как правило, представляет собой пористую структуру из моноблочного, гранулированного или волокнистого материала, в котором происходит механическое отделение твердых частиц от ОГ. Применяются также регенерируемые каталитические фильтры, в которых осуществляется процесс сжигания сажи и других сконденсированных углеводородных продуктов на поверхности пористого катализатора при температурах 300... 600 °С, чаще в присутствии катализатора из оксида меди.
|
||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-26; просмотров: 809; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.118.193.223 (0.01 с.) |