2
СОДЕРЖАНИЕ
ЗВЕДЕНИЕ...........................................................4
лава 1. Образование токсичных компонентов в отработавших газах и износ деталей цилиндро - поршневой группы в условиях эксплуатации.........................................................6
1.1. Образование токсичных компонентов отработавших газов в условиях эксплуатации....................................................6
1.2. Износ деталей цилиндро - поршневой группы в условиях эксплуатации...................................................18
1.2.1 Износ деталей цилиндро-поршневой группы......................18
1.2.2 Оценка ресурса дизелей с учетом условий эксплуатации.........37
1.2.3 Метод оценки интенсивности износа деталей ЦПГ................38
1.3. Качественная связь токсичности ОГ дизеля и износа деталей цилиндро-поршневой группы...............................................44
1.4. Выводы по главе 1 и Остановка задачи..........................51
Глава 2. Анализ метдоик ускоренных испытаний двигателей на надежность.........................................................54
2.1. Анализ выполненных работ по созданию методик ускоренных испытаний......................................................57
2.2. Внешние факторы, подлежащие воспроизведению при ускоренных испытаниях и способы их воспроизведения................................60
I
2
І
з
2.3. Разработка режимов ускоренных испытаний и формирование блока режимов ускоренных испытаний...............................................67
Глава 3. Разработка методик исследования изменения токсичности дизеля
при ускоренных испытаниях на износостойкость.....................84
3.1. Разработка методики испытаний.......................................85
Глава 4. Исследование изменения токсичности дизеля при ускоренных
испытаниях на износостойкость....................................99
Выводы....................................................................ПО
Список использованной литературы........................................ 113
і
3
10
случае он представляет собой последовательность процессов разложения углеводородных топлив, образование активных углеродных частиц в пламени, рост ядер сажи, агломерация частиц и, наконец, окисления сажи. Содержание сажи зависит от всех перечисленных процессов, из которых наиболее изучен последний.
При температурных условиях, типичных для пламени, предшественниками появления сажи являются наиболее устойчивые радикалы молекул углеводородов. Рост первичных частиц сажи во время сгорания топлива протекает очень быстро в наиболее горячих зонах пламени. По мнению японских исследователей [3], основной параметр, определяющий образование частиц сажи, это уровень температур локальных зон пламени вокруг дискретных капель топлива. Образование сажи максимально при температуре горения около 1800°С и уменьшается как при повышении, так и снижении температуры. При температурах горения ниже 1700°С и выше 2130°С условия образования сажи отсутствуют. Именно интервал 1700-2130°С является основным в процессе сгорания в дизеле.
Последующий за стадией образования частиц сажи процесс коагуляции частиц - физический процесс. Идущий за коагуляцией окислительный процесс в основном связан с горением сажи при наличии атомов кислорода.
Содержание сажи в ОГ зависит от типа топлива, струкгуры топливного факела и характера его взаимодействия с воздушным потоком и стенками камеры сгорания, температуры пламени и является результатом двух конку-
10
]]
рирующих процессов - образования сажи и окисления. Эти процессы в свою очередь зависят от режима работы двигателя, особенностей конструкции и состояния деталей цилиндро-поршневой группы.
Некоторые исследователи [6, 7] отмечают, что частицы сажи могут образовываться и в присутствии кислорода. Так, пиролиз топлива с образованием углерода зарегистрирован на ранних стадиях горения в зонах бедных смесей, а при работе дизеля на малых нагрузках - и в зоне ядра факела. Од-
I
| нако вследствие избытка кислорода в указанных условиях образовавшиеся ' частицы сажи полностью выгорают. Пиролиз молекул углеводорода в ядре I струи топлива при работе дизеля с большими нагрузками в условиях дефици-! та кислорода, высокой температуры газа и большого содержания углеводородов с высокой температурой кипения приводит к образованию ацетилена и водорода. В этом случае образование сажи связано с одновременной конденсацией и дегидрогенизацией ацетилена. Поэтому можно предположить, что сажа образуется и из топлива, попавшего на стенки камеры сгорания.
Образовавшиеся частицы сажи интенсивнее окисляются в турбулентном пламени, формирующимся на стадии диффузионного тепловыделения. В целом протекание реакций зависит от концентрации кислорода вблизи поверхности сажистой частицы, от температуры среды и времени пребывания в ней. Атомы кислорода играют важную роль в догорании сажи, и их активность мало зависит от природы и микроструктуры частицы.
Уровень дымности ОГ дизелей в основном зависит от следующих факторов: состава топлива, угла опережения начала впрыска топлива, скорости и
п
- Київ+380960830922