Способы улучшения экологических показателей дизельных энергетических установок

Главное значение и одновременно наибольшие трудности при улучшении экологических показателей транспортных дизелей связаны со снижением выбросов окислов азота NО_х, дымности (твердых частиц) отработавших газов (ОГ).

Для снижения токсичности и дымности ОГ рекомендуются следующие мероприятия.

Совершенствование процессов смесеобразования и сгорания. Преимущество этого способа заключается в том, что одновременно со снижением дымности ОГ и содержания в них окиси углерода СО и углеводородов СН улучшаются мощностные и экономические показатели двигателя. Существенное снижение токсичности ОГ можно получить путем наддува дизеля, увеличивая при этом обеднение смеси примерно до коэффициента избытка воздуха a_min = 2.

Топливо и присадки. Добавка к дизельному топливу в количестве до 1 % антидымных присадок, например, на основе бария, марганца, позволяет при больших нагрузках в несколько раз понизить дымность ОГ и содержание в них альдегидов и бензaпирена. Значительно улучшаются экологические показатели при использовании газодизельного процесса.

Техническое состояние дизеля. Интенсивность дымления и токсичность ОГ сильно зависят от технического состояния и регулировок топливоподающей аппаратуры. Недопустимы подтекание топлива из распылителя, неправильная регулировка давления начала впрыскивания, зависание иглы распылителя и т. п.

При засорении воздухоочистителя или потере герметичности клапанов токсичность ОГ может возрасти в результате снижения наполнения цилиндров и компрессии. В изношенном дизеле в пристеночную зону цилиндра попадают частички масла, что увеличивает выброс высокотоксичного бензaпирена в 8... 10 раз. Правильная эксплуатация, т. е. поддержание дизеля в хорошем техническом состоянии, и стабильность регулировок топливной аппаратуры в сочетании с систематическим контролем дымности и токсичности ОГ позволяют снизить общий выброс токсичных веществ на 30... 40 %.

Рециркуляция ОГ более эффективна на режимах малых и средних нагрузок, причем ее эффективность в дизелях с камерой сгорания в поршне выше, чем в дизелях с разделенными камерами. Естественно, что на больших нагрузках рециркуляция ОГ уменьшает индикаторный КПД и увеличивает выброс СО.

Сходное с рециркуляцией ОГ воздействие на снижение выхода NO_x имеет подача воды во впускной трубопровод или цилиндр дизеля. В последнем случае вода может впрыскиваться вместе с топливом раздельно или в виде водо-топливной эмульсии. При добавке воды в количестве 30 % (по массе) концентрация NO_х снижается в 2,5 раза. Одновременно снижаются выбросы СО и дымность ОГ. Добавка воды для подавления образования NO_х наталкивается на ряд практических трудностей, связанных с возможностью ее замерзания, появлением коррозии и увеличением износа некоторых деталей.

Дата добавления: 2015-07-19