Комбинированная система снижения вредных выбросов двигателей внутреннего сгорания специальной техники, применяемой для работы в условиях ограниченных объёмов

Применение специальной техники с ДВС в условиях ограниченных объёмов при строительстве, например, при проходке тоннелей, а также при проведении работ по уходу за растениями в условиях замкнутых объёмов (в теплицах) приводит к изменению параметров воздушной среды за счёт её загрязнения вредными выбросами, содержащимися в отработавших газах (ОГ) двигателей. Кроме того, при добыче строительных материалов для предприятий строительного комплекса, при добыче полезных ископаемых (золота, алмазов, сырья для производства минеральных удобрений и т. д.) открытым способом возникает аналогичная проблема борьбы с загрязнением атмосферы карьеров вредными выбросами ОГ двигателей [24]. В настоящее время ее решают путем устройства соответствующих систем искусственной либо естественной вентиляции, что сопряжено со значительными материальными и энергетическими затратами и простоями техники ввиду существенного загрязнения атмосферы вредными веществами, не позволяющего обеспечить безопасную работу обслуживающего персонала.

Таким образом, улучшение экологических и технико-экономических показателей эксплуатации двигателей, связанное с уменьшением общего количества ОГ и содержания вредных выбросов в них, является актуальным.

В настоящее время отечественными [10, 12, 14, 16, 30, 35, 38, 41, 43, 48, 50, 51, 72, 74 ] и зарубежными [ 85, 86, 88, 93 ] учеными предложен ряд способов улучшения экологических и технико-экономических показателей транспортных и стационарных дизелей путем конструктивных изменений собственно двигателей, их систем, в том числе систем газовыпуска, топливоподачи и топжвоподготовки.

Однако отсутствие комплексности в применении предлагаемых способов не позволяет решить в полной мере вопрос сокращения вредных выбросов с ОГ и обеспечить требуемые экологические характеристики дизелей.

Целью данной работы является разработка структуры и исследование элементов комбинированной системы снижения вредных выбросов с ОГ ДВС специальной техники, применяемой для работы в условиях ограниченных объёмов, позволяющей получить сверхсуммарный эффект от совместного применения различных способов снижения токсичности ОГ.

В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие задачи:

Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований опубликованы в 13 печатных трудах, 3-х научно-технических отчетах о НИР [в том числе в 18,19,21,22, 26−30].

Новизна исследований подтверждена заявкой на изобретение, по которой получено положительное решение на выдачу патента.

В качестве дальнейших направлений исследований можно предложить следующие:

1. Разработка математических моделей и программ численного моделирования процессов в элементах комбинированной системы снижения вредных выбросов с ОГ ДВС.

2. Разработка математической модели комбинированной системы снижения вредных выбросов с ОГ ДВС и проведение расчетно-экспериментальных исследований по оптимизации системы.

3. Исследования комбинированной системы снижения вредных выбросов, содержащей дополнительно подсистему термохимической регенерации части дизельного топлива.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В настоящей работе обоснована и предложена комбинированная система снижения вредных выбросов с ОГ ДВС специальной техники, применяемой при возведении и эксплуатации ВСК, проведены экспериментальные исследования элементов системы, а также разработаны методики расчета оптимальной концентрации присадки в топливе и аппаратов системы.

В результате проведенных исследований получены следующие новые научные результаты:

1. Новая структура комбинированной системы снижения вредных выбросов с ОГ ДВС.

2. Оригинальная экспериментальная установка на базе дизеля 84 9,5/10, оснащенная экспериментальной системой снижения вредных выбросов, позволяющая получить количественные характеристики процессов в элементах системы.

3. Программа-методика проведения экспериментальных исследований элементов комбинированной системы снижения вредных выбросов.

4. Результаты экспериментальных исследований влияния присадки к топливу, контактной обработки ОГ в КОН и обогащения перепускаемой части ОГ кислородом в РНГ.

5. Рекомендации по реализации процессов в элементах системы, а также методики определения расчетной концентрации присадки в топливе, габаритов контактного охладителя и реактора-нейтрализатора ОГ.

Результаты исследований использованы:

— Международной академией прикладных исследований при разработке рецептуры элементоорганической присадки к дизельному топливу;

ВИТУ при создании опытной комбинированной системы снижения вредных выбросов с ОГ дизелей;

— при проведении плановых научно-исследовательских работ, выполнении курсового и дипломного проектирования в ВИТУ и СПбГАСЭ;

— центральным конструкторским бюро морской техники «Рубин» при разработке конструкторской документации системы снижения токсичности для оснащения станции стендовых испытаний дизелей Кронштадтского морского ордена Ленина завода (КМОЛЗ). Реализация результатов исследований подтверждена соответствующими актами о внедрении.

В работе нашли отражение результаты исследований по НИР «Спецтранс-1», «Источник-98», «Эколог-КС».