WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаОрганізація виробництва, Трудове право України, Cоцзахист → Засоби зниження токсичності автомобільних (тракторних) двигунів - Реферат

Засоби зниження токсичності автомобільних (тракторних) двигунів - Реферат

Реферат на тему:

Засоби зниження токсичності автомобільних (тракторних) двигунів

Для того, щоб токсичні картерні гази не викидалися в атмосферу, в сучасних бензинових двигунах застосовують систему примусової вентиляції картера. Під час роботи двигуна картерні гази, які просочуються через нещільність між деталями поршневої групи, відсмоктуються: на холостому ходу та малих навантаженнях — шлангом 4 через калібрований отвір 3 карбюратора у впускну трубу 1; на повних навантаженнях — шлангом 6 через повітроочисник 5; на проміжних режимах — через повітроочисник і калібрований отвір карбюратора. Гази піднімаються каналами у блоці 10 й головці 9 циліндрів під кришку 8 коромисел і далі через фільтрувальний елемент 7 для видалення часток оливи. Наявність розрідження в картері двигуна характеризує справну роботу системи вентиляції. Для перевірки її стану потрібно затиснути під час роботи двигуна з мінімальною частотою обертання колінчастого вала шланг, що підводить картерні гази до карбюратора: якщо двигун зупиняється — система діє нормально. Істотно впливає на кількість викидів NОх і СН бензиновими двигунами кут випередження запалювання (момент утворення іскри між електродами свічки в кутових градусах повертання колінчастого вала). Це зумовлено тим, що зі збільшенням кута зростає температура процесу згоряння, а відтак — кількість NОх. Зі зменшенням кута — згоряння дедалі більше переходить у зону розширення, зростає температура ВГ наприкінці процесу розширення та в системі випуску, що призводить до повнішого окислення СН. У момент запалювання мають перебувати відносно один одного у відповідному положенні колінчастий і розподільний вали та валик розподільника запалювання, тому нагадаємо: початковий кут випередження запалювання потрібно встановлювати з максимальною точністю, інакше відхилення за великих частот обертання колінчастого вала будуть великими; надійнішим засобом порівняно з контрольною лампою для встановлення кута є використання стробоскопа; частота обертання колінчастого вала багатьох двигунів на холостому ходу перебуває в межах 600...800хв-1 (двигуни з впорскуванням бензину за інтенсивного прогрівання можуть мати до 1800 хв-1), тобто відцентрові регулятори у більшості двигунів на холостому ходу не діють; вакуумний регулятор на холостому ходу майже завжди діє, тому під час встановлення запалювання або перевірки відцентрового регулятора його відмикають; остаточна перевірка встановлення запалювання здійснюється під час руху автомобіля без пасажирів (двигун прогрітий) на прямій передачі по рівному шляху. Якщо після різкого натискання на педаль керування дроселем розгін супроводжується короткочасною (2—3 с) детонацією — момент запалювання встановлено правильно. Численні дослідження засвідчили, що вдосконаленням процесу згоряння, оптимізацією керування складом суміші й кутом випередження запалювання не вдається досягти зниження токсичності ВГ до рівня встановлених норм. Тому набули поширення засоби для спеціальної обробки ВГ у випускній системі двигунів — нейтралізатори. Вони поділяються на два типи: каталітичні й термічні (поширення обмежене). Каталітичні нейтралізатори з вмістом 1—2 г платини й паладію призначені для окислення СО і СН. Щоб окислювальна реакція відбулася за короткий проміжок часу, протягом якого ВГ рухаються через нейтралізатор, у ньому має бути температура 250...800°С (якщо температура нижча, ефективність каталізатора мала, якщо вища — настає дезактивація нейтралізатора, що призводить до руйнування ділянок платинової поверхні; особливо швидко відбувається дезактивація при використанні етильованого бензину). Гранули оксиду алюмінію з вмістом каталітичного матеріалу розташовані всередині корпусу з жароміцної неіржавіючої сталі, для зниження вібраційного навантаження нейтралізатори приєднують до випускної системи двигунів через компенсатор або шарнірно. Для нейтралізації оксидів азоту з одночасним окисленням СО і СН, що утворюються в процесі згоряння суміші, застосовують триметалеві каталізатори (платина, паладій, родій). Використання етильованого бензину в системах із трикомпонентним нейтралізатором неприпустимо. Ефективна робота нейтралізатора можлива за підтримання складу суміші в межах a = 1,0 із високою точністю, що властиве системам впорскування бензину з електронним керуванням і зворотним зв'язком (від ВГ до складу суміші). Кількість палива, що впорскується в циліндр форсункою 4, залежить від тривалості дії, що визначається електронним блоком керування 1 залежно від сигналів вимірників витрати повітря 5 й частоти обертання колінчастого вала, а також від сигналу датчика кисню 3 (l-зонда), який реєструє відхилення складу суміші від стехіометричного. Така система називається замкненою, бо відхилення складу суміші від потрібного викликає появу сигналу порушення узгодження, що використовується для коригування тривалості імпульсу впорскування палива форсункою. Зовнішній і внутрішній електроди l-зонда виготовлені з платини (або її сплаву) і розділені шаром твердого електроліту з діоксиду цирконію. Зовнішній електрод , що омивається ВГ у випускній системі двигуна, захищений шаром кераміки, внутрішній — знаходиться у повітрі. Іонна провідність електроліту, що виникає внаслідок різниці парціальних тисків кисню на зовнішньому та внутрішньому електродах, викликає різницю потенціалів між електродами. Температурне поле роботоздатності l-зонда 300...900°С (вища ефективність за 850...900°С). Перевищення температури призводить до руйнування захисного шару електродів, використання етильованого бензину — до виходу з ладу датчика. Для прискорення прогрівання нейтралізаторів до робочих температур під час пуску і прогрівання двигунів застосовують різні методи: встановлення пристрою поблизу двигуна, електричне підігрівання тощо. У деяких конструкціях передбачено електричне підігрівання також l-зонда. Певний внесок у зниження токсичності ВГ двигунів з іскровим запалюванням зроблено впровадженням як палива стисненого й зрідженого газу. Досконаліше сумішоутворення пояснюється тим, що компоненти суміші надходять до сумішоутворювального пристрою в однаковому (газоподібному) агрегатному стані, внаслідок чого менше утворюється токсичних речовин неповного згоряння. Поліпшенням якості бензину (обмеження вмісту свинцю, сірки, ароматичних вуглеводнів) і застосуванням спеціальних присадок можна досягти помітного зменшення токсичності ВГ. Так, домішування до бензину 15% метанолу знижує шкідливі викиди на 25—30% (але він отруйний і корозійно агресивний відносно металів). 2. Дизелі. Вирішальний вплив на утворення токсичних речовин справляє процес згоряння вуглеводного палива в циліндрах, основний токсичний компонент якого — сажа. Чинниками, що зумовлюють димлення дизеля, є: технічний стан циліндропоршневої групи деталей, кут випередження впорскування палива форсунками, циклова подача, якість дизельного палива. Створення турбулентного руху заряду в процесі впуску, що поліпшує використання кисню під час згоряння, забезпечується заширмленням впускних клапанів, спіральними вставками у впускних трубах, а також застосуванням вихрових камер і передкамер. Кут випередження початку впорскування впливає на склад суміші, його відхилення від оптимального призводить до зростання димлення (зміна кута на 4...6° зумовлює збільшення димлення на 25—30%). Для оптимізації кута випередження початку впорскування палива залежно від частоти обертання колінчастого вала паливні насоси високого тиску сучасних дизелів обладнують автоматичними муфтами відцентрового типу: зі збільшенням частоти обертання кут збільшується, зі зменшенням — навпаки. Збільшення подачі палива, що здійснюється для збільшення потужності двигуна, порушує співвідношення компонентів суміші (паливо — повітря). Збільшується тривалість згоряння та кількість незгорілих вуглеводнів і сажі у ВГ (зростає димлення). Між димністю ВГ і вмістом у них сажі існує пряма залежність, на якій грунтується принцип дії приладів для діагностування систем живлення дизелів. Для зменшення димності ВГ і підвищення економічності дизелів з наддувом на перехідних режимах і режимі розгону (коли тиск наддуву недостатній і кількість палива, що подається в циліндри, не відповідає кількості повітря — відбувається неповне згоряння), призначений обмежувач димлення. Його встановлюють у задній кришці регулятора паливного насоса високого тиску, керується він тиском наддуву. Використання дизельного палива підвищеної здатності до самозаймання (характеризується цетановим числом) забезпечує краще згоряння і зменшення викидів NОх: що більше в дизельному паливі легких фракцій, то менше буде димність ВГ і вміст NОх. На зменшення емісії NОх і часток сажі спрямовано також застосування присадок. Можливе, наприклад, застосування антидимних присадок на основі барію (1% присадок знижує вміст сажі у ВГ на 70—80%). Застосовують також нейтралізатори. Ускладнюється поліпшення екологічних параметрів дизелів тим, зокрема, що заходи, спрямовані на зниження NОх, спричиняють, зазвичай, зростання викиду часток; використанню нейтралізаторів перешкоджає велика кількість сажі й кисню у ВГ і їх невисока температура. Як у двигунах з іскровим запалюванням, рециркуляція ВГ у дизелях застосовується для зниження викидів NОх (поширена в конструкціях безнаддувних європейських легкових автомобілів). У дизелях легкових автомобілів набули поширення каталітичні окислювальні нейтралізатори. Зумовлено це тим, що температура ВГ таких дизелів достатня для окислення СО, СН і розчинних органічних часток, але вона недостатня для утворення великої кількості сульфатів: за температури понад 300°С концентрація СО зменшується на 85—90%, СН — на 75—80%. Застосуванням стартових (додаткових) нейтралізаторів у режимах пуску і прогрівання досягається також зменшення викидів NОx. Використання для дизелів звичайного трикомпонентного нейтралізатора для зниження викидів NОx неможливе, бо він функціонує за a @ 1,0 (у дизелів a > 1,0).

Loading...

 
 

Цікаве