Рециркуляция отработавших газов

При увеличении степени рециркуляции возрастает длительность задержки воспламенения, уменьшается скорость тепловыделения и значительно снижается выброс NO_х (рис. 64). Эти эффекты усиливаются при охлаждении рециркулирующих газов. На полных нагрузках рециркуляция вызывает значительный рост выброса сажи, поэтому она особенно целесообразна на средних и малых нагрузках.

Охлаждение рециркулирующих газов уменьшает выбросы N0_х и частиц.

Рис.64

Нейтрализация отработавших газов

Каталитические окислительные нейтрализаторы достаточно широко используются для быстроходных дизелей легковых автомобилей и небольших грузовиков. Этому способствует то, что тем­пература ОГ этих дизелей достаточна для окисления СН, СО, растворимых органических составляющих частиц и альдегидов, а с другой стороны, она недостаточна для образования большого количества сульфатов. При высоких температурах в нейтрализаторе сначала выходящий из цилиндров SO₂ окисляется до SO₃, а затем SO₃ реагирует с парами воды, органическими и неорганическими частицами, образуя сульфаты, которые существенно увеличивают количество частиц. По этой причине использование каталитических окислительных нейтрализаторов для дизелей грузовых автомобилей затруднено.

Нейтрализация NO_X на основных режимах работы дизеля потребовала разработки специальных нейтрализаторов, названных селективными (или DENOX). Они работают с подачей в систему выпуска (до нейтрализатора) аммиака NH₃, мочевины (NH₂)₂CO и углеводородного топлива, для химического связывания свободного О₂, содержащегося в ОГ.

Топлива и присадки

Увеличение цетанового числа топлива уменьшает выброс N0_х дизелями грузовых автомобилей, но увеличивает выброс частиц высокооборотными дизелями легковых автомобилей.

Уменьшение содержания в дизельном топливе ароматических углеводородов может заметно снизить выброс канцерогенных веществ.

Добавка к дизельному топливу в количестве до 1% присадок, например, на основе бария или марганца позволяет в несколько раз понизить дымность ОГ и содержание в них альдегидов и бензαпирена. Использование спиртов в качестве добавок к дизельному топливу сопровождается значительным снижением выброса частиц при одновременном уменьшении выбросов NO_X и СО. Однако выбросы СН при этом сильно возрастают.

Использование вместо дизельного топлива диметилэфира (ДМЕ) обеспечивает снижение шума, выбросов частиц, NO, и СН. Важным преимуществом ДМЕ является его бездымное сгорание.

В качестве другого альтернативного топлива для дизелей может использоваться растительное масло из рапса. В чистом виде использовать рапсовое масло нельзя, так как его сгорание вызывает закоксовывание форсунок, образование отложений в топливной системе и смол в смазочной системе.

После соответствующей переработки рапсового масла может быть получено топливо, близкое по своим характеристикам к ДМЕ. Из-за присутствия в нем метилэфира оно получило обозначение МЭРМ (метиловый эфир рапсового масла).

Основные экологические преимущества МЭРМ в качестве топлива для дизелей: уменьшение выбросов СН и частиц, а также полициклических ароматических углеводородов.

Конвертирование дизеля в газодизель целесообразнее производить, используя смешанное регулирование нагрузки, что позволит избежать большого обеднения смеси и связанного с ним значительного выброса СН.

Фильтры для частиц

Очистить ОГ от частиц с помощью соответствующих фильтров можно сравнительно легко. Однако фильтры при этом быстро забиваются, а противодавление на выпуске сильно возрастает.

Для интенсификации выжигания сажи используют катализаторы (благородные металлы или медь), а также присадку к топливу церия. Эти мероприятия понижают температуру выгорания углеводородосодержащих частиц до 300...400 °С. Лучшие образцы фильтров требуют очистки через 10... 12 ч работы, сложность и стоимость их высоки, а надежность недостаточна.

В перспективе фильтры могут оказаться необходимыми для удовлетворения норм Евро IV и Евро V.

Список использованной литературы

1. Теплотехника. Под ред. В.Н. Луканина. Учебник для ВУЗов.

М.-«Высшая школа», 2002-673 с.

2. Двигатели внутреннего сгорания. Под ред. В.Н. Луканина.

Учебник для ВУЗов . М. «Высшая школа», 2004-478с.

3. Транспортная энергетика. Под ред. Ю.Г. Котикова.

Учебник для ВУЗов .М. «Академия», 2006-270 с.