Главная Обратная связь Поможем написать вашу работу!

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Влияние регулировочных, конструктивных и эксплуатационных параметров на экологию и экономичность дизеля



Если существующий двигатель не удовлетворяет Правилам IMO, то ему не выдается сертификат о предотвращении загрязнения двигателем воздуха. Такой двигатель должен пройти дополнительные стендовые ис­пытания для доводки экологических параметров. Они включают исследо­вания влияния конструктивных изменений или регулировочных парамет­ров на вредные выбросы.

 
 

Значительное влияние на выбросы NOx оказывает угол задержки впрыска топлива. Поданным фирмы МАН-«Бурмейстер и Вайн» впрыск топлива при 8° п.к.в. после ВМТ приводит к снижению выбросов прибли­зительно на 25 - 30% на различных нагрузках (рис. 6.2). Но при этом по­вышается удельный расход топлива - на 8-10% и увеличивается дымность на 2-5%. Таким образом, этот метод снижения выбросов на стен­дах завода может использоваться, если двигатель имеет запас по эконо­мичности, т.е. если он перекрывается допуском на величину удельного расхода топлива, а во время эксплуатации только для судов, работающих в местных акваториях, с жесткими экологическими требованиями.

 
Рис. 6.2. - Влияние угла задержки впрыска топлива на выбросы NOx и экономичность на различных нагрузках.

 

Для большой скорости впрыскивания топлива необходимо очень вы­сокое давление начала впрыскивания. Экспериментально установлено, что оптимальное значение nе может быть получено при давлении 150 МПа. При росте давления с 50 до 150 МПа nе повышается на 28%, уменьшается дымность ОГ в 4,75 раза, выброс СН в 1,6 раза и выброс NOx в 8,1 раза.

Наиболее ощутимый эффект по снижению вредных выбросов без снижения экономичности двигателя и повышения температурной напря­женности дают изменения конструкции топливной аппаратуры. Так, фир­ма МАН - «Бурмейстер и Вайн» предлагает заменить существующие рас­пылители форсунок на распылители, дающие низкое содержание NOx (low NOx).

Распылители имеют такую конструкцию, которая обеспечивает низ­кий удельный расход топлива с равномерной и низкой температурой и напряженностью деталей камеры сгорания.



Сопловый наконечник low NOx отличается от стандартного количест­вом, диаметром и расположением сопловых отверстий. Так, двигатель S50MC со стандартным распылителем имел 4 отверстия, диаметром 1,15 мм, а распылитель low NOx _ 6 отверстий, диаметром 0,95 мм и из­мененные углы их расположения. Выбор количества, проходных сечений отверстий и углов осуществлялся вначале расчетным методом по про­грамме оптимизации, а затем проводилась экспериментальная проверка на двигателе.

Относительно большой объем между распыливающими отверстиями и запорной иглой форсунки в стандартной конструкции имеет отрицатель­ное влияние на образование частиц сажи и СН.

Значительное влияние на токсичность выхлопных газов оказывает фа­за, продолжительность и форма впрыска. Оптимальный выбор этих пара­метров может осуществить аккумуляторная система впрыска топлива с электронным управлением.

У современных малооборотных двигателей оптимальная продолжи­тельность впрыска составляет 18-20 градусов поворота коленчатого вала и максимальное давление сгорания достигается во второй половине это­го периода. Для получения лучшего термического КПД и снижения токсичности выпускных газов топливо, впрыснутое после достижения максимального давления сгорания, должно подаваться и сгорать как можно быстрее.

В отличие от обычного насоса с кулачковым приводом, аккумуляторная система впрыска с электронным управлением может иметь регулиру­емый ход плунжера и подавать топливо под необходимым давлением и количеством, которое должно впрыскиваться при определенной нагрузке. Система может обеспечить как одиночный впрыск, так и двойной впрыск с варьированием впрыска по форме, фазам, продолжительности, давлению и т.п.



 

 

Рис. 6.3.- Влияние формы впрыска на эмиссию NOx (а) и экономичность двигателя (б). 1 - при постоянном давлении впрыска; 2 - двойной впрыск; 3 - традиционная, с распределительным валом

Рис. 6.4.- Влияние рециркуляции

выпускного газа на эмиссию

NOx малооборотных дизелей

 

 

Существенный эф­фект для снижения эмиссии NOx может быть достигнут при ре­циркуляции части отра­ботанных газов из выпу­скной системы на всасы­вание центробежного компрессора. При этом уменьшается концент­рация кислорода в сме­си газов в цилиндре, возрастают теплоем­кость и газовая постоян­ная рабочего тела и, как следствие, уменьшается температура газов в ци­линдре при сгорании топлива. Оба фактора обусловливают умень­шение количества NOx, образующихся в цилин­дре. Однако перепуск газов ведет к снижению коэффициента избытка воздуха при сгорании, поэтому такой способ применим, когда имеется достаточный запас по воздуху (например, на малых нагрузках). В дизелях, работающих на вы­сокосернистых топливах, этот способ неприемлем, так как в отработан­ных газах, перепускаемых на всасывание, содержится значительное ко­личество SOx. При наличии значительного количества паров воды в наддувочном воздухе будет происходить интенсивное образование серной кислоты в воздушном тракте и цилиндрах при про­дувке.

Рециркуляция части от­работанных газов, хотя и яв­ляется эффективным средст­вом уменьшения образования NOx (рис. 6.4), но очистка выпускного газа до того, как он смешива­ется с продувочным воздухом, сложна, а остаточные продукты процесса очистки: кислотные, грязевые и масляные образуют шлам, который труд­но удалить. Кроме того, следы серной кислоты в очищенном выпускном газе могут привести к коррозии компрессора на стороне всасывания ТК и в воздухоохладителе. Поэтому система рециркуляции выпускных газов в данный момент не считается готовой к практическому применению на больших двухтактных двигателях.



 

 

ВЫВОДЫ

Выводы по результатам курсового проекта не должны носить декларативный характер в виде перечня этапов проделанной работы, а должны отражать конкретные полученные результаты и их сравнение с прототипом.

 

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Правила технической эксплуатации морских и речных судов. Дизели. КНД 31.2.002.03-96. Нормативный документ морского транспорта Украины. 1996. –70 с.

2. Эксплуатация судовых дизельных энергетических установок; для вузов/ С.В.Камкин, И.В. Возницкий, В.Ф. Большаков и др. –М.: Транспорт, 1996. –432 с.

3. Возницкий И.В. Топливная аппаратура судовых дизелей – конструкция, проверка состояния и регулировка/ И.В. Возницкий. –М.: Моркнига, 2007. –128 с.

4. Камкин С.В. Эксплуатация судовых дизелей. Учебник для вузов/ С.В. Камкин и др. –М.: Транспорт, 1990. –344 с.

5. Топливо и топливные системы судовых дизелей/ Ю.А. Пахомов и др. Под ред. Ю.А.Пахомова. – Морской Регистр судоходства. – С-Пб.: Транспорт, 2001. – М.: РКонсульт, 2004. –496 с.

6. Судовые ДВС: Учебник / Ю.Я. Фомин, А.И. Горбань, В.В. Добровольский, А.И. Лукин и др. – Л.: Судостроение, 1989. – 344 с.

7. Мировое судовое дизелестроение. Концепции конструирования, анализ международного опыта: уч. пособие / Г.А. Конкс, В.А. Лашко. – М: Машиностроение, 2005. – 512с.

8. Возницкий И.В. Современные судовые среднеоборотные двигатели: уч. пособие / И.В. Возницкий. – СПб, 2006. – 140с.

 

 


Просмотров 720

Эта страница нарушает авторские права




allrefrs.ru - 2021 год. Все права принадлежат их авторам!