CC BY
97
УДК 662.76
ГРИЦУК И.В., к.т.н., доцент (ДонИЖТ), ВЕРБОВСКИЙ ВС., с.н.с., (Институт Газа НАН Украины), ЧЕРНЯК Ю.В., к.т.н., (ГосЭТУТ), ПРИЛЕПСКИЙ Ю.В., к.т.н., доцент (ДонИЖТ).
Уменьшение токсичности отработавших газов конвертированного газодизельного двигателя для использования егов стационарной энергетической установке
Введение
Газодизели в настоящее время работают на различных газовых топливах - на сжатом природном газе, на попутных газах нефтяных и газовых месторождений, на шахтном метане, на биогазе.
При конвертации в газодизель дизели работают по так называемому газодизельному циклу, т. е. на газовом топливе с присадкой жидкого топлива. В процессе впуска двигатель засасывает вместо воздуха готовую газовоздушную смесь. Температура конца сжатия (500-600°С) недостаточна для самовоспламенения газовоздушной смеси и воспламенение ее достигается впрыском небольшой порции жидкого топлива с помощью стандартных топливного насоса и форсунок дизелей. Порция жидкого топлива составляет 10-20 % его нормального расхода при работе по обычному дизельному циклу. Интенсивность воспламенения газовоздушной смеси факелом жидкого топлива значительно больше, чем при зажигании от искры. Процесс сгорания основной массы горючей смеси протекает примерно при постоянном объеме, при этом используются все преимущества самого дизеля, т. е. сохраняется высокая степень сжатия дизеля, но воспламенение происходит от впрыскиваемого жидкого топлива. При такой работе дизель снабжается баллоном с газом, регулятором давления газа и газосмесительным устройством [1, 2].
Газодизельный процесс не вызывает значительных переделок двигателя и сохраняет его стандартную топливную аппаратуру, т. е. возможность работы на жидком топливе. К
недостаткам такого процесса относят необходимость иметь две системы питания для одного двигателя и некоторую сложность системы качественного регулирования двигателя во всем диапазоне скоростных и нагрузочных режимов Широкого применения перевод транспортных дизелей на питание газовым топливом приводных двигателей для газодизельных электростанций пока не получил, но интерес к нему постоянно растет [1, 31].
Эффективность применения газодизельного двигателя по сравнению с чисто газовым или чисто дизельным в условиях эксплуатации доказана в таких условиях, когда большую часть своего цикла нагружения он работает на номинальном режиме, что очень актуально для приводных двигателей, применяемых на рефрижераторном подвижном составе [2].
Исследования проводились на стационарном газодизельном двигателе в составе газодизельного электроагрегата АГД-100С-Т400-1Р, описанном в [3, 4] при номинальной мощности 100 кВт и при частичных нагрузках 12, 30, 50, 70 кВт. Проводилось несколько серий экспериментальных исследований (опытов), снимались нагрузочные характеристики двигателя в диапазоне мощностей 0.. .100 кВт.
В первой серии газодизель работал в режиме дизеля, т.е. только на дизельном топливе [4]. Во второй серии опытов запальная доза дизельного топлива поддерживалась постоянной на всех нагрузках. Изменение мощности осуществлялось за счет изменения расхода газового топлива [4]. В третьей серии опытов определялся закон подачи газовоздушной
смеси [5]. Токсические характеристики работы газодизеля снимались на всех режимах.
Анализ последних исследований и публикаций
В настоящее время вопросами использования альтернативных топлив для работы энергетических установок занимаются многие институты НАН и ВУЗы Украины.
Постановка задачи
Цель исследования заключалась в определении содержания вредных веществ в отработавших газах при учете влияния обогащения газовоздушной смеси, воспламеняемой минимальной запальной дозой дизельного топлива.
Основная часть
При решении вопроса о переводе дизельного двигателя на газодизельное топливо необходимо установить экологические последствия замены топлива.
Характерные особенности процесса образования токсичных компонентов в газодизельном двигателе.
Сгорание топлива в газодизельном двигателе имеет много особенностей, влияющих на образование токсичных веществ. Рабочим агентом в таком двигателе являются бедные гетерогенные битопливные смеси. Время пребывания рабочей смеси в камере сгорания составляет несколько миллисекунд. Поэтому экологические показатели двигателя во многом определяются коэффициентом избытка воздуха а.
Сгорание гетерогенной смеси приводит к неравномерности температуры в разных частях камеры сгорания двигателя. Процесс горения газодизельного топлива условно разделяется на три стадии: задержка воспламенения, сгорание топлива и распространение пламени по камере сгорания с последующим догоранием топлива в процессе расширения.
В период задержки воспламенения в камере сгорания появляются многочисленные очаги воспламенения. Капли жидкого топлива движутся от распылителя форсунки к стенкам камеры сгорания, под действием конвекции нагреваются и испаряются, воспламеняя смесь воздуха с природным газом. Большое влияние на процесс воспламенения газовоздушной смеси имеет локальное распределение коэффициента избытка воздуха.
В центре струи находится большая часть дизельного топлива в виде крупных капель, окруженных диффузионным пламенем. Высокие температуры способствуют образованию оксидов азота. Между сердцевиной струи и зоной бедной смеси благодаря радиационному подогреву от пламени происходит быстрое испарение и воспламенение капель дизельного топлива. Выгорание углеводородов сопровождается накоплением оксида углерода. По мере удаления от оси струи смесь обедняется. Неполное сгорание газового топлива происходит вследствие малого времени пребывания в зоне высоких температур, при чрезмерном обеднении и плохом перемешивании смеси.
Еще одной причиной образования продуктов неполного окисления является охлаждение стенок цилиндра, что приводит к образованию несгоревших углеводородов.
Состав отработавших газов газодизельного двигателя. Отработавшие газы (ОГ) представляют собой сложную многокомпонентную смесь газов, паров, капель жидкостей и дисперсных твердых частиц. Все токсичные компоненты, содержащиеся в ОГ, можно разделить на две основные группы: продукты неполного сгорания углеводородов топлива -монооксид углерода, углеводороды, альдегиды, сажа, и продукты окисления химических элементов, входящих в состав топлива и воздуха, - оксиды азота и серы. ОГ состоят из содержащихся в воздушном заряде азота N2 и кислорода О2, продуктов полного сгорания топлива (диоксида углерода СО2 и водяного пара Н2О), молекул, образующихся в результате термического синтеза из воздуха при высоких температурах (оксиды азота NOx), продуктов неполного сгорания топлива (монооксида углерода СО, углеводородов СтНп, дис-
персных твердых частиц, основным компонентом которых является сажа), а также оксидов серы, альдегидов, продуктов конденсации и полимеризации (таблица 1 и 2) [8, 31, 32]. Кроме продуктов сгорания топлива в ОГ присутствуют продукты сгорания смазочного масла и вещества, образующиеся из присадок к топливу и маслу. [6,7,8,9,10,11].
Для сравнения токсичности различных компонентов ОГ двигателей внутреннего сго-
В мировой практике нормируются удельные массовые выбросы вредных веществ, отнесенные к мощности, вырабатываемой двигателем.
рания используется коэффициент их агрессивности (таблица 3), учитывающий не только отношения ПДК, но и вероятность накопления в атмосфере вредных веществ, их вторичных химических превращений, оседание твердых частиц на поверхность земли, воздействие токсичных компонентов на с/х растения и животных.
При определении суммарной токсичности ОГ токсикологическая значимость СО, N0^ СтНп, твердых частиц (ТЧ) и оксидов серы БОх оценивается как отношение 1 : 41,1 :
Таблица 1. - Усредненный состав ОГ двигателей внутреннего сгорания (ДВС.)
Компонент ОГ Концентрация в ОГ Токсичные компоненты ОГ дизелей на режиме полной нагрузки
Бензиновый двигатель Дизель Концентрация г/м3 Удельный выброс, г/(кВт-ч)
Азот, N2 74 - 77% 74 - 78% - -
Кислород, О2 0,3 - 10% 2,0 - 18% - -
Водяной пар, Н2О 3,0 - 5,5% 0,5 - 9,0% 15 - 100 -
Диоксид углерода, СО2 (углекислый газ) 5,0 - 12,0% 1,0 - 12,0% 40 - 240 -
Монооксид углерода, СО (угарный газ) 0,5 - 12% 0,005 - 0,4% 0,25 - 2,5 1,5 - 12,0
Оксиды азота N0^ в том числе 0,01 - 0,8% 0,004 - 0,5% 1,0 - 8 10 - 30
монооксид азота, N0 - 0,004 - 0,5% 1,0 - 4.5 6 - 18
диоксид азота, N02 - 0,00013 -0,013% 0,1-0,8 0,5-2,0
Углеводороды, СтНп 0,2 - 3% 0,009-0,3% 0,25-2,0 1,5-8,0
Бенз(а)пирен, С20Н12 до 25 мкг/м3 0,05-1,0% до 10 мкг/м3 (0,2- 0,5>10"6 (1- 2)-10"6
Сажа С 0 - 0,004 г/м3 0,01 - 1,1 г/м3 0,05 - 0,5 0,25 - 2,0
Оксиды серы, в том числе до 0,008% 0,002-0,02% - -
диоксид серы, Б02 0 - 0,04г/м3 0,0018 - 0,02% 1,0 - 0.5 0,4 - 2,5
триоксид серы, Б03 - (0,4 -6)-10"4% - -
Альдегиды ЯСН0, в том числе 0 - 0,2% 0 - 0,002% 1,0 - 10,0 -
Формальдегид, НСНО 0 - 0,2% (1 - 19)-10" 4% - -
Акролеин СН2СНСНО - (1 - 1,3)-10"4% 0,001 - 0,04 0,06 - 0,2
3,16 : 200 : 22 [12], однако на основе анализа мость СО, Шх, СНх и ТЧ - 1 : 15,3 : 11,5 : 46 современных норм на токсичность ОГ пред- [31] ложена следующая токсикологическая значи-
Таблица 2. - Показатели токсичности компонентов ОГ дизелей и их предельно допустимые концентрации.
Компонент ОГ Класс опасности Порог восприятия запаха, мг/л Предельно допустимая концентрация, мг/м3
Среднесуточная в атмосфере населенных пунктов В воздухе рабочей зоны Максимальная разовая
Оксиды азота N0^ (в пересчете на N0^ 2 0,0002-0,008 0,04 2,0 0,085
Монооксид углерода, СО 4 - 3,0 20,0 5,0
Углеводороды, СНх (в пересчете на С) 2-4 0,0007-0,6 1,5 100 5,0
Сажа, С 3 - 0,05 4,0 0,15
Альдегиды ЯСНО в том числе: 2-3 0,000070,004 0,01-5,0 0,2-0,5 0,01-3,0
Формальдегид НСНО 2 0,000070,004 0,012 0,5 0,035
Акролеин СН2СНСН0 2 0,00007 0,03 0,7 0,03
Диоксид серы Б02 3 0,000870,003 0,05 10,0 0,5
Триоксид серы Б03 2 - - 1,0 -
Бенз(а)пирен С20Н12 1 - 1-10"6 15-10"5 -
Таблица 3. - Относительная токсичность основных компонентов ОГ и их относительный условный коэффициент агрессивности
Компонент ОГ Относительная токсичность компонентов ОГ с учетом ПДК, ПДКсо/ПДК Относительный условный коэффициент агрессивно-
рабочей средне- максимальной
зоны суточной разовой сти, Аi
Монооксид углерода, СО 1 1 1 1
Оксиды азота, N0x 10 75 58,8 41,1
Углеводороды, СтНп 0.5 2 1 3,16
Твердые частицы (сажа), С 5 60 33,3 200 (дизельное топливо)
Оксиды серы, Б0х 2 60 10 22
Следует также отметить, что полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) и оксиды серы не являются нормируемыми токсичными компонентами, а выбросы ТЧ и ПАУ взаимосвязаны. При значительной замене дизельного топлива природным газом в условиях газодизельного процесса количество оксидов серы и наличие сажи сводится к минимуму, поэтому в данном исследовании они исключены из анализа.
Анализ приведенных соотношений показал, что токсичность двигателя зависит, главным образом, от оксидов азота, оксидов углерода и несгоревших углеводородов.
Образование оксидов азота в газодизеле. Изучением механизмов образования оксидов азота при горении углеводородных топлив занималось очень много ученых во всем мире. Базовыми трудами являются в этом вопросе являются [13, 14, 15, 16, 17, 18].
Доказано, что реакции окисления азота имеют термическую природу с цепным механизмом. Установлена зависимость скорости реакции от мгновенной температуры газа, зависящей от калорийности топливовоздушной смеси. Довольно подробно образование оксидов азота в поршневых двигателях рассматривается в работах [19, 20, 21].
Наибольшее количество N0 образуется в локальных зонах камеры сгорания (КС) заряда с низкими коэффициентами избытка воздуха а, сгорающих первыми с максимальными температурами сгорания, т. к. они имеют наибольшее время пребывания при максимальных температурах. В процессе расширения происходит снижение температуры, что приводит к «замораживанию» концентрации N0 при наибольших их значениях. Скорость реакции образования оксидов азота в бедных смесях определяется мгновенной локальной температурой (локальные температуры газов в КС высокооборотных стационарных газодизелей достигают 2000К). Более 90% оксидов азота N0;^ приходится на долю N0., т.к. окисление до диоксида N02 происходит при температурах ниже 650-700К. Доля N0x в суммарных токсичных выбросах составляет 3080% по массе [22, 23].
Увеличение коэффициента избытка воздуха при снижении нагрузки приводит к уменьшению средней температуры топливо-воздушной смеси и, соответственно, к снижению концентрации N0. В очень бедных сме-99 : выход N0 резко снижается из-за пониже-I наибольших температур цикла [24]. С повышением давления выход N0x в бедных смесях возрастает. Повышение давления вызыв< 100 ет увеличение подвижности реакции за счет роста абсолютной величины равновесной концентрации [N0], пропорциональной давлению, и увеличения времени охлаждения, приводящего к «закалке» N0.
На выход N0 влияет угол опережение 100 впрыска и период задержки воспламенения. При уменьшении угла снижается наибольшая температура цикла и, соответственно, выброс N0 [25]. Исследователи [26] установили, что уменьшение угла опережения впрыска до одной третьей его оптимального по экономичности значения снижает выброс N0 в четыре-пять раз. Экономичность при этом ухудшается на 10%. Увеличение цетанового числа топлива уменьшает период задержки воспламенения, снижает наибольшую температуру цикла, уменьшает выброс N0.
Образование оксида углерода. Монооксид углерода СО является промежуточным продуктом химической реакции углеродсодержащего топлива с кислородом воздуха. В условиях КС газодизеля углеводороды, кислород, пары воды распадаются с образованием радикалов типа ОН, СНО и СН3, углерода, атомарных кислорода и водорода, групп ОН и СНО, в результате рекомбинации которых образуется монооксид углерода [31, 32]. На начальном участке выгорания углеводородов идет накопление оксида углерода, а затем его окисление по длине камеры сгорания. [18, 27, 28]:
СНО + ОН ^ СО + Н2О С + ОН ^ СО + Н
В дополнение к приведенным реакциям при высоких температурам в КС дизеля наблюдается диссоциация диоксида углерода, описываемая формулой:
2 СО2 о 2 СО + О2
При последующем сгорании на такте расширения или во выпускном трубопроводе монооксид углерода окисляется до диоксида, реакции которых протекают только в присутствии водяного пара или водорода:
СО + ОН о СО2 + Н СО + О о СО2.
Основной причиной больших концентраций СО в ОГ газодизеля является малое время пребывания в камере сгорания, составляющее несколько миллисекунд. Объемная концентрация СО может достигать 5-6%. Другим источником образования СО являются высокотемпературные зоны топливного факела, в которых химическое равновесие смещено в сторону диссоциации диоксида углерода СО2 с образованием СО и О2 по приведенной выше реакции. В процессе последующего сгорания и расширения возможно доокисление оксида углерода.
В определенный момент расширения происходит «закалка» оксида углерода. При составе смеси, близком к стехиометрическо-му, температура «закалки» равна ~1020К [29].
Образование несгоревших углеводородов. Легкие газообразные углеводороды СтНп (метан, этан, пропан, этилен, ацетилен и др.) образуются при термическом распаде топлива. Одна из основных причин образования СтНп -наличие в КС зон с низким коэффициентом избытка воздуха, где происходит пиролиз высокомолекулярных углеводородов топлива и образуются углеводороды с меньшим числом атомов углерода в молекуле. В основном это зоны ядра факела и зоны срыва пламени. Если в процессе расширения в цилиндре двигателя доступ кислорода в эти зоны ограничен, углеводороды попадут в отработавшие газы.
Углеводороды могут также образовываться в переобедненных зонах, вследствие переохлаждения фронта горения потоками избыточного воздуха и при соприкосновении с охлаждаемыми стенками КС.
При увеличении цикловой подачи топлива обогащение смеси уменьшает концентрацию кислорода, ведет к уменьшению количества топлива в периферийной зоне, а также на стенках камеры сгорания. Более высокая температура способствует окислению несго-ревших углеводородов.
Еще одной причиной образования СтНп является наличие холодных пристеночных слоев в КС. В процессе сгорания топлива пл< 101 мя распространяется к стенке, от которой отводится теплота. На охлажденных стенках происходит рекомбинация образовавшихся при горении радикалов в легкие углеводороды [30]. Имеет место и эмиссия углеводородов в составе топливных испарений.
Исследование токсичности отработавших газов газодизеля, проведенные на экспериментальном стенде [3]. На рисунке 1, 2 приведены результаты экспериментальных исследования показателей токсичности отработавших газов при работе газодизеля с применением качественного регулирования подачи воздуха. Работа газодизеля в дизельном режиме показана на рисунке 1, а в газодизельном режиме при минимальной 12% запальной дозе дизельного топлива (запальная доза была определена экспериментально [4]) - на рисунке 2.
Анализируя протекание кривых на рисунках хорошо видно, что выброс оксидов азота N0x увеличивается с ростом мощности двигателя. Максимальное количество N0x соответствует номинальной нагрузке, минимальное - режиму холостого хода. Это закономерно, т.к. при качественном регулировании избытка воздуха переход на номинальную нагрузку приводит к обогащению смеси (а уменьшается в 4,5 раз при дизельном процессе и в 4 раза при газодизельном процессе) и повышению максимальных температур в камере сгорания. При работе на газодизельном топливе выход оксидов азота N0x уменьшился более чем в 2 раза, что говорит о снижении максимальных температур процесса горения.
Выбросы оксидов углерода СО при работе на газодизельном топливе выше, чем на дизельном в пределах почти всей нагрузочной характеристики, однако величина этих выбросов при работе по газодизельному циклу не-
значительна и не превышает 0,22 - 0,24% при увеличением нагрузки. При газодизельном
средних нагрузках. Это свидетельствует о не- процессе наблюдается рост СО на частичных
совершенстве регулирования совместного го- нагрузках и снижение концентрации при вы-
рения газового и дизельного топлива. На ди- ходе на номинальную нагрузку. зельном процессе концентрация СО растет с
6 4
2
МСЬг.нл А1
1ет 14т ИМ)
ют
Ч1
ь -
сод 0,12
008
0,06 СтНпД
11) В) X) <10 К ЙС1 14 30 90 №.кБт
Рисунок 1. - Содержание токсических компонентов в отработавших газах дизеля.
2
СтНп,%
0,2
ОО. "И,
0,2
600
\
ь,
10 20 20 10 Ь0
70 ВО 60 Ыи.кБт
Рисунок 2. - Содержание токсичных компонентов в отработавших газах при работе в газо-
дизельном режиме при §=12%.
Максимальные значения концентраций углеводородов СтНп соответствуют режиму холостого хода и малым нагрузкам. С ростом нагрузки концентрация снижается. Выбросы углеводородов при работе по газодизельному циклу более большие в пределах почти всей нагрузочной характеристики и достигают максимального значения 0,22% при мощности 12 кВт.
Характер изменения выхода СО и углеводородов можно объяснить увеличением избытка воздуха при работе газодизеля на частичных нагрузках, что приводит к чрезмерному обеднению газового топлива, снижению максимальных температур в камере сгорания, и, как следствие, к неполному сгоранию углеводородных примесей. При номинальной нагрузке смесь обогащается, температура повышается, что способствует интенсивному окислению топлива. Концентрации СтНп и СО при этом снижаются.
Результаты экспериментальных исследований подтверждают вывод о необходимости обогащения газовоздушной смеси при частичных нагрузках. Кроме этого, результаты экспериментальных исследований показали резкое повышение концентрации N0;^ при снижении а<2, что связано с повышением температуры в камере сгорания. Следовательно, а<2 является допустимым по токсичности отработавших газов пределом обогащения газовоздушной смеси в газодизельном двигателе.
Экспериментальные исследования подтвердили стремительный рост выхода оксидов азота при а<2. Увеличение а привело к монотонному росту объемной концентрации СО и углеводородов, что объясняется ухудшением полноты сгорания природного газа по мере обеднения смеси.
Сравнение полученных результатов показало закономерный рост концентрации оксидов азота у газодизеля на частичных нагрузках до 370 млн-1 и выше. В отработавших газах обедненной смеси газодизельного процесса выход оксидов азота не превышал 150
млн-1. Выход СО и углеводородов при обогащении смеси снизился, соответственно, в ~2 и в 4 раза.
102 При оценке интегральной токсичности ОГ двигателя на режимах испытательного цикла на каждом режиме определялись концентрации в ОГ токсичных компонентов (См0х, Ссо, Сснх) и рассчитывались их часовые массовые выбросы (ЕМ0х, Есо, Еснх). Полученные значения вредных выбросов суммировались за весь цикл испытаний по каждому компоненту (с учетом коэффициентов К;, отражающих долю времени каждого режима) и затем делением на условную среднюю мощность дизеля за испытательный цикл Е^Ые; К;) определялись удельные выбросы вредных веществ по формулам [30, 31]:
J-i. J-3
ъ-Ъъ-ктк-К)
-К)
jj. JJ
(X)
Полученные значения удельных выбросов токсичных компонентов, отнесенные к единице вырабатываемой мощности (eNOx, еСо, еСНх, еТЧ) сравнивались с предельно допустимыми нормами [30, 31].
При работе исследуемого газодизеля при работе на газодизельном топливном режиме без оптимизации избытка воздуха улучшился удельный выброс оксидов азота по сравнению с дизельным процессом (таблица 4). Обогащение газовоздушной смеси значительно улучшило удельные показатели токсичности, рассчитанные по указанным выше методикам, отработавших газов для всех компонентов, кроме углеводородов.
Изменение удельного выброса токсичных веществ в зависимости от нагрузки при изменении коэффициента избытка воздуха показано в таблице 5, где отмечено значительное улучшение показателей процесса при
всех нагрузках. В таблице приведены выбросы дачи газовоздушной смеси: перед и после оп-вредных веществ в зависимости от закона по- тимизации по избытку воздуха [5]. Таблица 4. - Удельные выбросы вредных веществ газодизелем.
Компонент, г/кВт-ч Топливо
дизельное газодизельное
^•тах ^•тт
КОх 14,2 6 7,2
СО 9,3 22 5,5
СтНп 0,4 64,5 12,8
Таблица 5. - Удельные выбросы вредных веществ газодизельным двигателем при различной нагрузке.
Нагрузка,% N0* СО СтНп
г/к Вт-час
^тах ^•тш ^тах ^•тт ^тах ^•тш
30 4,9 6,9 36,3 11,6 141,8 22
50 4,7 5,2 26,9 7,2 63,8 13,7
70 7 5 19 5,9 38 10,4
100 4,8 4,6 6,8 4,2 12,8 5,2
Данные таблицы 5 говорят о снижении удельной токсичности отработавших газов по СО и сумме углеводородов на всех нагрузках. Особенно значительное снижение токсичности получено на частичных нагрузках по СО и СтНп. При использовании газодизельного оборудования удалось достичь соответствия основных исследуемых компонентов ОГ нормам выбросов (г/кВт-ч) для БиЯО-3 [31] во всем диапазоне нагрузок для данного двигателя в сравнении с базовым двигателем при его работе по дизельному циклу.
Выводы
При экспериментальном исследовании показателей токсичности отработавших газов конвертированного газодизельного двигателя для использования его в стационарной энергетической установке установлен предел обогащения газовоздушной смеси, при устойчивой минимальной запальной дозе дизельного топлива 12%, позволивший существенно снизить расход газового топлива и при этом была снижена токсичность отработавших газов газодизельного двигателя, которая удовлетворя-
ет современным требованиям по токсичности во всем диапазоне нагрузок, особенно значительное снижение токсичности получено на частичных нагрузках по СО, КОх и СтНп.
Список литературы
1. Постарнак С.Ф., Романов В. А. Дизели рефрижераторного подвижного состава. -М.: Транспорт, 1989. - 288 с.
2. Брайковская Н.С., Черняк. Ю.В., Ве-рбовский В.С., Грицук И.В. Использование природного газа в качестве топлива для тепловозных дизельных двигателей // Локомотив-информ. Международный информационный научно-технический журнал. Харьков: Издательство «Подвижной состав». - 2009, №1112. - 72 с., стр. 6-8.
3. Вербовский В.С., Грицук И.В. Особенности экспериментальной установки для исследования универсальной системы питания и регулирования газодизельной электростанции / Збiрник наукових праць Дон1ЗТ. - До-нецьк: Дон1ЗТ, 2010 - Випуск №21. 257с., С. 124-137.
4. Вербовский В.С., Грицук И.В. Экспериментальные исследования процесса работы газодизельного двигателя с целью снижения запальной дозы дизельного топлива / Збiрник наукових праць Дон1ЗТ. - Донецьк: Дон1ЗТ, 2010 - Випуск №22. 211с., с. 142-153
5. Вербовский В.С., Грицук И.В. Экспериментальное исследование эффективности работы газодизельного двигателя при оптимизации коэффициента избытка воздуха на частичных нагрузках / Збiрник наукових праць Дон1ЗТ. - Донецьк: Дон1ЗТ, 2010- Випуск №23. 244с., с. 86-93
6. Филиппов А.З. Токсичность отработавших газов тепловых двигателей. - Киев: Вища школа. Головное изд.-во, 1980. - 160 с.
7. Звонов В.А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания. - М.: Машиностроение, 1981. - 160 с.
8. Кульчицкий А.Р. Токсичность автомобильных и тракторных двигателей. - Владимир: Изд-во Владимирского государственного университета, 2000. - 256 с.
9. Лиханов В.А., Сайкин А.М. Снижение токсичности автотракторных дизелей. -М.: Колос, 1994. - 224 с.
10. Марков В. А. , Баширов Р.М. , Габи-тов И. И. Токсичность отработавших газов дизелей. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана., 2002. - 376 с.
11. Henein N.A., Bolt J.A. Kinetic Considerations in the Autoignition and Combustion of Fuel Sprays in Swirling Air. - CIMAC 9th International Congress on Combustion Engines Stockholm, Svezia, 1971, paper A-7
12. Экологические аспекты применения моторных топлив на транспорте / В.Ф. Куте-нев, В.А. Звонов, В.И. Черных и др. // Автомобильные и тракторные двигатели: Межвуз. Сб. - М.: Изд-во ТУ МАМИ, 1998. - Вып. 14. - С.150-160.
13. Зельдович Я.Б., Садовников П.Я., Франк-Каменецкий Д.А. Окисление азота при горении: М.-Л. Наука, 1947. - 146 с.
14. Семенов Н.Н. Развитие цепных реакций и теплового воспламенения. М.: Знание, 1969. - 94 с.
15. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных явлений. М.: Наука, 1966,320 с.
16. Fenimore C.P. Formation of nitric oxide from fuel nitrogen in ethylene flames. - Combustion and Flames, 1972, v.19, №2, P.289-296
17. Fenimore C.P. Formation of nitric oxide in premixed hydrocarbon flames. P1. - In:13th symposium of combustion. The combustion Institute. - 1971, P. 373-380 10
18. Сигал И.Я. Защита воздушного б сейна при сжигании топлива.-Изд.«Недра»,1988, 312 с.
19. Семенов Б.Н., Смайлис В.И., Быков В.Ю. и др. Возможности сокращения выброса окислов азота с отработавшими газами быстроходного форсированного дизеля при сохранении высокой топливной экономичности // Двигателестроение. - 1986. - №9. - С.3-6.
20. Двигатели внутреннего сгорания: Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей / В. П. Алексеев, В. Ф. Воронин, Л.В. Грехов и др. Под ред. А.С. Ор-лина, М.Г. Круглова. - М.: Машиностроение, 1990. - 228 c.
21. Звонов В.А. Токсичность ДВС. -Машиностроение, 1981. - 160 с.
22. Лиханов В.А., Сайкин А.М. Снижение токсичности автотракторных дизелей. -М.: Колос, 1994. - 224 с.
23. Смайлис В.И. Современное состояние и новые проблемы экологии дизелестроения // Двигателестроение. - 1991. - №1. - С.3-6.
24. Rounds FG., Pearsall H.W. - Diesel Exhaust Odor: Its. Evaluation and Relation to Exhaust Gas Composition - Paper 863 presented at SAE National Diesel Engine Meeting, 1965 in Vehicle Emissions, SAE TPS-6, P.45-69
25. Bolt J.A., Henein N.A. Diesel Engine Ignition and Combustion - The University of Michigan, Contract n. DA-20-018-AMC-1669 (T), Final Report 06720,1969
26. Малов Р. В. Малотоксичные дизели подземного транспорта. - В кн. Защита воздушного бассейна от загрязнения токсичными выбросами транспортных средств. Харьков: БКМП, 1977, т.2, С.142
27. Жегалин О.И., Лупачев П. Д. Снижение токсичности автомобильных двигателей. -М.: Транспорт, 1985. - 120 с.
28. Малов Р.В. Рабочие процессы и экологические качества ДВС // Автомобильная промышленность. - 1992. - №9. - С.10-15.
29. Образование вредных составляющих отработавших газов в камере сгорания ДВС. -В кн.: Поршневые и газотурбинные двигатели, 1972, №10, С.21-26
30. Токсичность отработавших газов дизелей / В. А. Марков, Р.М. Баширов, И.И. Габитов и др. - Уфа: Изд-во Башкирского государственного аграрного университета, 2000. - 144 с.
31. Марков В.А., Гайворонский А.И., Грехов Л. В., Иващенко Н. А. Работа дизелей на нетрадиционных топливах. - М.: Изд-во «Легион-Автодата», 2008.- 464с.
32. Двигуни внутршнього згорання / Под ред. А.П.Марченко, А.Ф.Шеховцова -Харюв, Прапор, 2004 - 360
Аннотации:
У статп обгрунтоваш результаты проведених до-слщжень показнишв токсичносп ввдпрацьованих газ1в конвертованого газодизельного електроагрегату 1 екс-периментально шдтверджена межа збагачення газопо-вггряно! сум1ш1, при стшкш мшмальнш запальнш доз1 дизельного палива 12%, що дозволила ютотно понизити витрату газового палива 1 при цьому була знижена ток-
сичшсть в1дпрацьованих ra3iB газодизельного двигуна. Експериментально пiдтверджено, що одержанi резуль-тати задовольняють сучасним вимогам за токсичшстю у всьому дiапазонi навантажень. Показано, що особливо значне зниження токсичносп одержано на часткових навантаженнях по СО, NOx i CmHn.
В статье обоснованы результаты проведенных исследований показателей токсичности отработавших газов конвертированного газодизельного электроагрегата и экспериментально подтвержден предел обогащения газовоздушной смеси, при устойчивой минимальной запальной дозе дизельного топлива 12%, позволивший существенно снизить расход газового топлива и при этом была снижена токсичность отработавших газов газодизельного двигателя. Экспериментально подтверждено, что полученные результаты удовлетворяют современным требованиям по токсичности во всем диапазоне нагрузок. Показано, что особенно значительное снижение токсичности получено на частичных нагрузках по СО, N0х и СтНп.
In the article the results of the conducted researches of indexes of toxic of working gases of the converted of gas-diesel engine electro-aggregate are grounded and the limit of enrichment of mixture of gas - air mixture is experimentally confirmed, at the steady minimum primer dose of diesel fuel 12%, allowing substantially to reduce the expense of gas fuel and the toxic of working gases of gasdiesel engine here was reduced. It is experimentally confirmed, that the got results are satisfied to the modern requirements on toxic in all range of loadings. It is shown that the especially considerable decline of toxic is got on the partial loadings on CO, NOx and CmHn.
