CC BY
45
78
Вестник РУДН, сер. Инженерные исследования, 2001, № 1, с. 78-79
УДК.621.436.629.
ВЛИЯНИЕ ОРГАНИЧЕСКОЙ ПРИСАДКИ К ДИЗЕЛЬНОМУ ТОПЛИВУ НА СНИЖЕНИЕ ДЫМНОСТИ И ВЫБРОС ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ С ОТРАБОТАВШИМИ ГАЗАМИ ДВИГАТЕЛЯ
В.П.Шкаликова, М.А.Мигин
Кафедра Комбинированных ДОС Российского университета дружбы народов Россия, 117198 Москва, ул. Миклухо-Маклая, б,
Приводятся результаты рабочего процесса дизеля 8ЧН 130/140 при работе на топливе с добавкой вторичного продукта с присадкой карбамида по сравнению с работой двигателя на обычном дизельном топливе. Испытания показали, что выброс твёрдых частиц с отработавшими газами уменьшается, а дымность падает.
Современные ГОСТ 305-82 и ТУ на дизельные топлива не указывают на содержание в своем составе легкого газойля каталитического крекинга, состоящего преимущественно из большого количества ароматических углеводородов. Этот вторичный продукт является главным виновником увеличения в отработавших газах твердых частиц, в том числе альдегидов, кетонов и полициклических соединений, вредно влияющих на здоровье человека. Так, акролеин, являющийся альдегидом, вызывает сильное раздражение верхних дыхательных путей и воспаление слизистых оболочек глаз. Наибольшую опасность для здоровья человека из полициклических ароматических углеводородов представляет бенз(а)пирен. Накапливаясь до критических концентраций в организме человека, он вызывает раковые заболевания.
Выделение сажи с отработавшими газами само по себе безобидно, но на её поверхности могут аккумулироваться вредные вещества, в том числе и бенз(а)пирен. Кроме бенз(а)пирена по степени вредности влияния на здоровье человека относят еще бенз(а)антрацен, дибензантрацен и некоторые другие. Поэтому в настоящее время за рубежом и в России обращают большое внимание на дымность и выброс твердых частиц с отработавшими газами дизеля, поскольку в мире все большее количество автомобилей снабжается двигателями с воспламенением от сжатия, то есть дизелями, как наиболее экономичными двигателями.
Известно, что наиболее эффективным фактором, снижающим дымность и выброс твердых частиц, является применение металлоорганических присадок, а эффективность действия таких присадок связана с количеством и характером воздействия на окислительные процессы металлов, в них содержащихся. Однако применение их в топливе повышает его зольность, ограниченную ГОСТ 305 -82 до 0,01%.
Однако многие органические соединения, в том числе и карбамид, содержащий в молекуле две аминные группы, но не имеющий в своем составе металла, обладают способностью уменьшать количество продуктов неполного сгорания. Являясь нестойкими соединениями, органические присадки способны распадаться на активные радикалы. Так, карбамид содержит две аминные группы №12, активно атакующие межуглеродные связи углеводородов. Процесс распада такой присадки начинается ещё в предпламенный период, интенсифицируя процесс окисления углеводородов топлива при низких температурах. Самое большое количество несгоревших углеводородов выделяется при пуске и малых нагрузках дизеля. Уменьшение этого выброса зависит от активности присадки и её способности активизировать процесс окисления углеводородов топлива. Кроме того, вероятно, чгго аминные группы карбамида диспергируют сажистые частицы, внедряясь в них, и вступая с ними в химические реакции. Это приводит к разрыхлению сажи, что способствует лучшему проникновению кислорода внутрь конгломератов сажи.
Дымность (К%) отработавших газов и выброс твердых частиц на установившихся режимах работы дизеля 8ЧН 130/140 в зависимости от содержания в топливе ароматических углеводородов и присадки карбамида при п=2000 мин"* представлены в таблице 1.
Шкалшова В.П., Митин М.А. Влияние.
79
Таблица 1
Дизельное топливо Ароматические углеводороды Присадка карбамида, % К, % Кмин, % Кмакс, % Выброс тв. частиц. г/кВт-ч
Базовое топливо (ДГ) 8 — 6 5 35 0.048
ДТ+25%Ар.Угл. 33 - 11 9 47 0,082
ДГ+25%Ар.Угл. + 0,2% карбамида 33 0,2 8 6 38 0,051
ДТ+25%Ар.Угл. + 0,5% карбамида 33 0,5 5 5 34 0,046
Являясь инициатором воспламенения, присадка карбамида интенсифицирует процесс окисления на всех режимах работы дизеля. Следует отметить, что в сравнительных испытаниях дизеля 8ЧН 130/140 все смесевые топлива с добавкой 25% ароматических углеводородов отличались по своему составу только добавкой карбамида. Регулировка топливной аппаратуры была настроена на работу двигателя на дизельном топливе и была постоянной. Исходные цетановые числа всех дизельных топлив были равны 45 единицам. Однако добавка присадки увеличивала цетановое число, что уменьшало период задержки воспламенения. При одинаковой регулировке топливной аппаратуры это приводило к снижению Pz и, следовательно, мощности. Такая интенсификация окисления снижает количество твердых частиц в отработавших газах за счет снижения количества недоокислевшихся углеводородных соединений. Особенно это касается удельного выброса твердых частиц (г/кВт-ч).
При работе дизеля на топливе с присадкой, являющейся инициатором воспламенения, требуется обязательная перерегулировка топливной аппаратуры двигателя, связанная с уменьшением угла опережения впрыска.
ЛИТЕРАТУРА
1. Чулков П.В. Моторные топлива: ресурсы, качество, заменители. Справочник.
М.:"Политехника", 1998. - 416с.
2. Данилов А.М. Присадки и добавки. Улучшение экологических характеристик нефтяных топлив. - М.: Химия, 1996. - 232с.
3. Лазарев Д.В., Шкаликова В.П. Применение спиртовых растворов металлоорганических присадок в дизельном топливе.// Актуальные проблемы теории и практики инженерных исследований. Сб. науч. тр. - М.: Машиностроение, 1999. - С. 134 - 137.
INFLUENCE OF ORGANIC ADDITIVE TO DIESEL FUEL TO REDUCE AMOUNT CARBON BLACK AND HARD PARTICLESS WITH ENGINE OUT GASES.
V.P.Shkalikova, M. A. Mitin
Russian Peoples’ Friendship University Miklukho-Maklaya St., 6, Moscow, 117198, Russia
The article examines problem of use organic additive to diesel fuels as a method of reducing amount of carbon black and hard particles with engine going out gases.
