Снижение вредных выбросов совершенствованием рабочего процесса и конструкции систем двигателей

Контрольная работа

_Нормативы по защите окружающей среды

предмет

Проверил ______________ ______________ ___________________

подпись, дата должность, ученая степень инициалы, фамилия

Выполнил ____________ ЗФТ 12-06Б071208289 Кундиус И.П.

подпись, дата номер группы номер зачетной книжки инициалы, фамилия

Красноярск 2016

Список вопросов к выполнению контрольной работы

1. Снижение вредных выбросов совершенствованием рабочего процесса и конструкции систем двигателей….…………………..…………………..3

2. Влияние технического состояния автомобиля на количество вредных выбросов……………………………………………………………….……6

3. Оптимизация регулировок основных систем двигателя, как способ снижения вредных выбросов………………………………………..…...11

Снижение вредных выбросов совершенствованием рабочего процесса и конструкции систем двигателей.

Бензиновые двигатели Снижение одновременное СО, СхНу и NOx требует от бензиновых ДВС противоположных решений. Эффективными средствами уменьшения NOx является уменьшение угла зажигания, рециркуляция ОГ. Эти мероприятия могут снизить выброс NOx на 40–50%, но увеличивают расход топлива на 10–12%. При снижении угла зажигания уменьшается не только мощность, но и температура цикла, в результате чего снижается NOx, одновременно уменьшается и количество СхHу, поэтому угол зажигания выбирают из условия оптимальных углов зажигания на частичных режимах и на холостом ходу. Средний выброс токсичных веществ СО и СхHу у автомобилей с неисправным или неотрегулированным двигателем и его системами в 2–3 раза больше, чем при технически исправном его состоянии. Поэтому одно из обязательных условий снижения токсичности ОГ связано с улучшением технического состояния систем питания и зажигания путем своевременной и правильной их регулировки. Увеличение угла опережения (ранее зажигание) повышает в ОГ содержание СхHу и NOx на 12–16%. Величина СО и СО2 при этом не меняется. Уменьшение угла зажигания (позднее зажигание) – снижает концентрацию NOx на 25–30%, а СхHу – на 20–30%. Величина зазора между контактами прерывателя-распределителя влияет на отклонение угла опережения зажигания от оптимального. Эксплуатацион- ное нарушение зазоров вызывает увеличение выброса СхHу до 30%. Негерметичность клапана экономайзера – один из самых распространенных дефектов, увеличивает выброс СО в 1,5–2 раза на режимах малых и средних нагрузок. Превышение подачи ускорительного насоса в 2–3 раза выше оптимальной величины ведет к увеличению выбросов СО и СхHу в 1,5–2 раза. Гидравлическое сопротивление воздухоочистителей – при увеличении его в 2 раза, что соответствует примерно 100 тыс. км, повышается выброс СО примерно на 30%, а также способствует уносу масла в двигатель и повышен- ному выбросу канцерогенных веществ. Нарушение работы свечей зажигания – также наиболее встречающийся дефект. Увеличение зазора между электродами свечей зажигания приводит к увеличению выброса СхHу до 25%. Уменьшение зазора на 25% против нижнего предела оптимума повышает концентрацию СхHу до 40%. Одна неработающая свеча двигателя или две свечи, работающие с пере- боями, вызывают повышение СхHу в 2–2,5 раза. Предельный износ цилиндропоршневой группы у 8-цилиндрового двигателя ухудшает мощностные качества на 8–10%, экономические – на 14–19%, экологические – в 1,5–2 раза. Негерметичность выпускных клапанов, неудовлетворительное состояние седел и поверхностей приводит к увеличению СхHу. Увеличение зазора у впускных клапанов между штангой и коромыслом на 0,1 мм приводит к нарушению фаз газораспределения, что в свою очередь повышает концентрацию выбросов СхHу на 50–60%. Рециркуляция отработавших газов заключается в перепуске части отработавших газов во впускную систему. Клапан рециркуляции связан с дроссель- ной заслонкой карбюратора, и с увеличением оборотов увеличивается поступление отработавших газов, снижая максимальную температуру. На режимах холостого хода и принудительного холостого хода ОГ не поступают на всасывание. Доля перепускаемых ОГ не превышает 10%. При этом увеличивается в отработавших газах на 5–10% содержание СхНу. Расслоение топливной смеси. Снижение NO, CO и CхHу при работе на бедных смесях α>1,1, когда вследствие пропусков зажигания должно увеличиваться CхHу, можно достигнуть расслоением топливной смеси. Тогда в область свечи через специальный клапан или специальный канал подаётся не- большое количество обогащённой смеси α=0,6–0,8, а в общий объём камеры подаётся обеднённая смесь или воздух. Все эти мероприятия возможно осуществить для любых камер сгорания бензиновых ДВС. Дизели У дизелей различается три типа камер сгорания: предкамерные разделенного типа, неразделённого типа и полуразделённые. Лучшими по токсичности являются предкамерные разделённого типа, когда в дополнительную камеру впрыскивается всё топливо и его сгорание происходит при α<1, что ограничивает образование окислов азота при высокой температуре. В основной камере сгорание смеси происходит при избытке кислорода, но при пониженных температурах. Интенсивное вихреобразование способствует догоранию несгоревших частиц топлива и сажи. Поэтому выбросы токсичных веществ в 1,5–3 раза ниже, чем у дизелей с неразделенными камерами сгорания. Полуразделённые камеры обладают промежуточными свойствами. Для уменьшения токсичности у дизелей уменьшается угол опережения впрыскивания и увеличивается α (ограничивается цикловая подача Qц). Огра- ничение Qц на 30% от номинальной приводит к 70–80% снижению выбросов СО, CхHу и сажи. Снизить токсичность дизелей можно совершенствованием процессов топливоподачи. При электронном регулировании непосредственного впрыскивания бензина в цилиндры двигателя содержание СО в ОГ снижается до 0,8–1,0%, а CхHу до 280 млн –1, возрастает мощность и снижается удельный расход топлива. Для улучшения системы зажигания обеднённых смесей ведутся разработки систем зажигания с увеличенным временем разряда, подачей серии искр с транзисторным управлением, использование плазменных и лазерных способов воспламенения.