Методы воздействия на рабочий процесс (часть 12) |
Токсичность двигателей внутреннего сгорания |
Видно (см. рис. 42 и 44), что рециркуляция отработавших газов является эффективным средством уменьшения N0. Рециркуляция 10% отработавших газов уменьшает выделение NOvпримерно вдвое. При рециркуляции вследствие разбавления топливовоздушного заряда продуктами сгорания процесс сгорания протекает несколько хуже, концентрации СО и СН в отработавших газах немного увеличиваются. Необходимо предпринимать специальные меры для их уменьшения. При исследовании двигателя ЗИЛ-130Ф (с форкамерно-факельным зажиганием) было установлено, что перепуск 10% газа (по массе) уменьшает концентрацию NOв 5 раз без существенного увеличения концентрации СО и при повышении расхода топлива не более чем на 1,5% [4]. Однако при этом перепускаемые отработавшие газы охлаждались в специальном холодильнике до 180—160° С. Данные по влиянию рециркуляции на показатели эффективности достаточно противоречивы. Очевидно, влияние рециркуляции на экономичность зависит от степени доводки двигателя, параметров его процесса (степени сжатия, турбулизации заряда), а также от испытательного цикла. Необходимо отметить, что снижение N0 при сочетании рециркуляции и изменения опережения зажигания обеспечивает лучшую экономичность двигателя, чем при изменении только угла опережения зажигания. Специальные исследования показали [71], что перепуск части отработавших газов во впускную систему не только уменьшает выделение NO.Y, но и существенно снижает износ поршневых колец двигателя. При работе двигателя практически на любом установившемся режиме перепуск 12% отработавших газов во впускную систему уменьшал износ поршневых колец примерно на 90%. Рециркуляция 12% отработавших газов при работе двигателя в условиях, имитирующих городское движение, привела к уменьшению износа поршневых колец примерно на 50%. Износ поршневых колец зависит от максимальной температуры цикла. Однако физическая сущность процессов, приводящих к уменьшению износа, пока еще не объяснена. Возможно, это связано с уменьшением коррозионного износа колец из-за уменьшения концентрации N0. При работе двигателя на этилированном бензине в системе рециркуляции и камере сгорания образуются отложения (нагар), которые содержат главным образом свинец, но точный состав их неизвестен. Отложения в калиброванных отверстиях системы перепуска приводят к нарушению ее нормальной работы. Для улучшения эффективных показателей двигателя целесообразно отработавшие газы подавать в цилиндр в конце процесса наполнения. При этом будет происходить как бы наддув отработавшими газами. На рис. 45 показана одна из возможных схем для такой рециркуляции, разработанная для двигателя МеМЗ-968. Цилиндры 1 и 4, 2 и 5, в которых рабочий процесс сдвинут на 360° поворота коленчатого вала, соединены попарно рециркуляционными трубопроводами 5. Рециркуляционные отверстия выполнены в нижней части цилиндров. Они открываются и закрываются при движении поршней. Через рециркуляционные отверстия и трубопроводы соединяются два цилиндра, в которых происходят соответственно конец расширения и конец наполнения. Из цилиндра, в котором происходит расширение, газы под повышенным давлением поступают в тот цилиндр, где заканчивается наполнение. Возможны и другие системы с использованием управляемых клапанов, но все эти системы не вышли пока из стадии лабораторных исследований. Newer news items:
Older news items:
|