Методы снижения эмисссии вредных веществ автомобильных дизельных двигателей
статья

Закоян А.Ш.

мастер производственного обучения

СПб ГБПОУ «Автодорожный колледж»

Методы снижения эмиссии вредных веществ

автомобильных дизельных двигателей

В связи с увеличением количества автомобилей, а также ухудшением экологической ситуации в больших городах возникла необходимость поиска путей уменьшения эмисси вредных веществ (ВВ) автомобильными двигателями. В последние годы все большее распространение на транспорте получают дизельные двигатели. Такими двигателями оснащается подавляющее большинство грузовых автомобилей, автобусов и сельскохозяйственная техника.

До настоящего времени практически отсутствуют систематизированные данные об уровнях выбросов различных дизельных двигателей. Поэтому в данной статье поставлена задача собрать и проанализировать данные об уровнях выбросов ВВ с ОГ дизелей с различными видами топливной аппаратуры. Установлено, что снижение эмиссии токсичных веществ до уровня требований Евро-5, может быть получено только при одновременном использовании нескольких способов снижения токсичности отработавших газов. Обоснована эффективность и экономическая целесообразность использования для очистки отработавших газов комбинированных нейтрализаторов.

      Конструктивные особенности различных модификаций дизелей приводят к значительным отличиям их экологических показателей.
           Жесткие экологические требования вынуждают моторостроительные фирмы совершенствовать конструкцию дизелей, прежде всего за счет оптимизации формы камеры сгорания и модернизации топливной аппаратуры, так как эти элементы конструкции играют важную роль в смесеобразовании и сгорании, а соответственно и в рабочем процессе дизеля.
Среди автомобилей с дизелями преобладающее значение (83%) имели модели с разделенными камерами сгорания. Эти двигатели имели большие выбросы СН и большой удельный расход топлива. Поэтому в последнее десятилетие разработаны и производятся более экономичные дизели с неразделенной камерой сгорания (с непосредственным впрыском).
А это, наряду с введением более жестких экологических норм, было связано с внедрением топливоподающей аппаратуры и систем автоматического управления и регулирования новых поколений.

В современных дизелях конструктивные особенности выпускной системы обеспечивают снижение содержания в составе отработавших газов:

• оксидов азота;

• несгоревших углеводородов;

• сажи и других вредных веществ.

Уровень выброса углеводородов снижается путем использования в составе выпускной системы нейтрализаторов каталитического типа. Частично углеводороды в газообразном состоянии, а также и те, которые представлены сажей (твердыми элементами), сгорают в этих устройствах, благодаря кислороду, содержащемуся в отработанных газах. Снижение уровня выброса сажи также обеспечивается и с помощью специальных фильтров, устанавливаемых в выпускную систему двигателя.
          Как уже отмечалось, в последнее время внедряются в производство дизели с неразделенной камерой сгорания и топливоподающей аппаратурой нового поколения. Преимуществом новых дизелей являются высокие давления впрыскивания и возможность управления законом подачи топлива. Использование топливной аппаратуры аккумуляторного типа Common Rail и использование систем автоматического управления и регулирования позволяет обеспечить ступенчатый и многофазный впрыск. Также использование систем Common Rail и насос форсунок позволяет достигнуть высоких давлений впрыска (до 200 МПа), что улучшает распыливание топлива. Этот фактор не только является определяющим в процессе смесеобразования, но и относится к числу факторов, с помощью которых возможно решение противоречивых задач снижения выбросов оксидов азота (NOx), жесткости сгорания, механической нагруженности дизеля с одной стороны и расхода топлива, выбросов твердых частиц, оксида углерода (СО), углеводорода (СН) -с другой. Преимуществами многофазного впрыска является то, что представляется возможным снизить содержание оксидов азота (NOx) в ОГ при хорошем распыливании топлива.

Эффективность, присущая дизельным двигателям, обусловила их широкое применение в составе многих видов автомобиль, включая грузовые и легковые автомобили, промышленные и сельскохозяйственные агрегаты и устройства. Однако, как и у любого ДВС, работа дизеля сопровождается выбросом в атмосферу вредных веществ, предельный уровень содержания которых в Европе регулируется определенными стандартами. Последними из них являются ЕВРО-4 (2005 г.), ЕВРО-5 (2009 г.) и ЕВРО-6 (2015 г.).

         Совершенствование системы  питания  автомобилей  на сегодняшний день является актуальной проблемой. Бесспорно, что главной проблемой, без решения которой снижение степени негативного воздействия автотранспортных средств на окружающую среду невозможно, - это повышение уровня экологичности автотранспортных средств. Практика показывает, что ужесточение экологического контроля автотранспортных средств, эффективно лишь тогда, когда с ужесточением экологических требований повышается экологичность двигателей путём внедрения инновационных технологий: перевод автотранспортных средств на газ; разработка новых нейтрализаторов газов, разработка и внедрение инноваций, совершенствующих двигатель внутреннего сгорания. 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Беднарский В. В. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей. – Ростов н/Дону: Феникс.-2005 г.
2. Васильев, И.П. Повышение эффективности очистки отработавших газов дизелей / И.П. Васильев // Двигатели внутреннего сгорания. - 2014.
3. Вахламов В. К. Автомобили: Эксплуатационные свойства. – М.: Академия, 2005, 
4. Грехов Л. В., Иващенко Н. А., Марков В. А. Топливная аппаратура и системы управления дизелей: Учебник для вузов. — 2-е изд. — М.: Легион-Автодата, 2005. -344 с.
5. Грехов Л.В. Аккумуляторные топливные системы двигателей внутреннего сгорания типа Common-Rail. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000.
6. Луканин В. Н., Шатров М. Г, Двигатели внутреннего сгорания/В. Н. Луканин, М. Г. Шатров - М: Высш. школа, 2007 – 400 с.
7. Марков В.А. Способ улучшения экологических показателей дизелей / В.А. Марков, М.А. Савельев, А.В. Селиванов // Автомобильная промышленность. -2014. - №8. - С. 8-10.
8. Марков В.А., Баширов Р.М., Габитов И.И. Токсичность отработавших газов дизелей. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. — 376 с.
9. Морозов К. А. Токсичность автомобильных двигателей: — М.: Легион-Автодата, 2001. — 80 с.
10. Осыко В.В. и др. Устройство и эксплуатация автомобиля КамАЗ-4310:Учебное пособие / Осыков В.В., Петриченко И.Я., Алленов Ю.А., Цветков В.Н., Лысов М.А.-М.: Патриот, 2010.-351 с.: ил.