ББК 31.365

П18

УДК 621.431:621.436.068

Рецензенты: Рязанцев Н.К. д-р техн. наук, профессор, генеральный

Конструктор КП «Харьковское конструкторское бюро

двигателестроению»

Ерощенков С.А., д-р техн. наук, профессор, заведующий

кафедрой «Теплотехника и тепловые двигатели» Украинской

государственной академии железнодорожного транспорта

Парсаданов І.В. Підвищення якості і конкурентоспроможності дизелів

На основі комплексного паливно-екологічного критерію: Монографія. -

Харків: Видавничий центр НТУ “ХПІ”, 2003, - 244 с. – Російською мовою

ISBN 966-593-319-1

Рассмотрены проблемы повышения качества и конкурентоспособности дизелей на основе комплексного топливно-экологического критерия. Дан анализ методов оценки, уровня показателей топливной экономичности и выбросов вредных веществ с отработавшими газами дизелей самоходных сельскохозяйственных машин и грузовых автомобилей украинского производства. Предложены направления работ при реализации комплексного повышения качества дизелей на основе улучшения топливной экономичности и снижения токсичности отработавших газов с учетом реальных условий эксплуатации, а также приведены результаты экспериментальных исследований дизелей при использовании дизельного и альтернативных топлив. Дан прогноз уровня перспективного комплексного топливно-экологического критерия дизелей самоходных сельскохозяйственных машин и грузовых автомобилей.

Для студентов двигателестроения, научных сотрудников, преподавателей, аспирантов, студентов.

Іл. 52. Табл. 48. Библиогр.: 184 назв. ББК 31.365

Рекомендовано до друку Вченою радою НТУ “ХПИ”

Протокол №5 від 30 травня 2003 р.

ISBN 966-593-319-1 © І.В. Пасаданов, 2003 р.

СОДЕРЖАНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ.............................................................................................................. 4

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ,

СОКРАЩЕНИЙ И ТЕРМИНОВ ..................................................................................... 5

ВВЕДЕНИЕ ....................................................................................................................... 7

РАЗДЕЛ 1. РОЛЬ ДИЗЕЛЕЙ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ И СЕЛЬСКО-

ХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН В ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ

И ЭКОЛОГИЧЕСКОМ БАЛАНСАХ УКРАИНЫ ...................................... 9

1.1. Влияние дизелизации автомобильного транспорта и
сельскохозяйственной техники на топливно-энергетический

баланс Украины............................................................................................. 9

1.2. Перспективы применения альтернативных топлив в дизелях .............. 12

1.2.1. Газовые топлива ..................................................................................... 16

1.2.2. Восполняемые источники энергии (растительные масла) ................. 19

1.2.3. Водотопливные эмульсии ...................................................................... 21

1.3. Экологические проблемы эксплуатации дизелей грузовых
автомобилей и сельскохозяйственных машин......................................... 23

1.4. Оценка экономического ущерба от вредного воздействия
отработавших газов на окружающую среду.............................................. 29

РАЗДЕЛ 2. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ И УРОВЕНЬ ТОПЛИВНО-

ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДИЗЕЛЕЙ ГРУЗОВЫХ
АВТОМОБИЛЕЙ И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН
УКРАИНСКОГО ПРОИЗВОДСТВА ....................................................... 33

2.1. Методы оценки и нормирование топливной экономичности

дизелей грузовых автомобилей и сельскохозяйственных машин.......... 33

2.2. Показатели расхода топлива современных дизелей грузовых

автомобилей и сельскохозяйственных машин украинского

производства.............................................................................................. 37

2.3. Методы оценки и нормирование вредных выбросов дизелей

грузовых автомобилей и сельскохозяйственных машин........................ 42

2.3.1. Оценка загрязненности атмосферного воздуха
отработавшими азами ДВС ................................................................... 42

2.3.2. Нормативная документация, регламентирующая выбросы
вредных веществ с отработавшими газами дизелей
грузовых автомобилей и сельскохозяйственных машин..................... 45

2.3.3. Виды испытаний по оценке вредных выбросов
отработавших газов дизелей грузовых автомобилей и
сельскохозяйственных машин ............................................................... 54

2.4. Особенности образования и определения твердых частиц в

отработавших газах дизелей грузовых автомобилей и
сельскохозяйственных машин ................................................................. 57

2.5. Расчетно-экспериментальный метод определения твердых
частиц в отработавших газах .................................................................... 64

2.6. Экологические показатели дизелей грузовых автомобилей
и сельскохозяйственных машин украинского

производства .............................................................................................. 70

РАЗДЕЛ 3. МОДЕЛИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДИЗЕЛЕЙ ГРУЗОВЫХ

АВТОМОБИЛЕЙ И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН............. 74

3.1. Модели эксплуатации дизелей сельскохозяйственных
колесных и гусеничных тракторов .......................................................... 76

3.2. Модель эксплуатации дизеля зерноуборочного комбайна .................... 81

3.3. Модель эксплуатации дизеля грузового автомобиля.............................. 82
РАЗДЕЛ 4. КОМПЛЕКСНЫЙ КРИТЕРИЙ ТОПЛИВНОЙ

ЭКОНОМИЧНОСТИ И ТОКСИЧНОСТИ ОТРАБОТАВШИХ
ГАЗОВ ДВС................................................................................................. 90

4.1. Разработка метода комплексной оценки топливной
экономичности и токсичности отработавших газов ДВС...................... 90

4.2. Анализ факторов, определяющих величину комплексного
критерия расхода топлива и токсичности отработавших

газов............................................................................................................ 97

4.2.1. Расход топлива ....................................................................................... 99

4.2.2. Токсичность выбросов отработавших газов......................................... 101

4.2.3. Показатель относительной опасности загрязнения для
территорий.............................................................................................. 104

4.2.4. Поправка, учитывающая характер рассеивания
отработавших газов дизелей ................................................................. 106

4.3. Оценка комплексных показателей топливной экономичности
и токсичности отработавших газов дизелей грузовых

автомобилей и сельскохозяйственных машин украинского

производства............................................................................................. 107

РАЗДЕЛ 5. ПУТИ ПОВЫШЕНИЕ КОМПЛЕКСНОГО КРИТЕРИЯ

ТОПЛИВНОЙ ЭКОНОМИЧНОСТИ И ТОКСИЧНОСТИ

ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДИЗЕЛЕЙ.................................................... 114

5.1. Пути повышения комплексного критерия топливной
экономичности и токсичности отработавших газов
комбайнового дизеля................................................................................. 114

5.2. Пути повышения комплексного критерия топливной

экономичности и токсичности отработавших газов

тракторных дизелей .................................................................................. 118

5.3. Пути повышения комплексного критерия топливной

экономичности и токсичности отработавших газов
автомобильного дизеля............................................................................. 124

5.4. Факторы, влияющие на топливную экономичность и

токсичность отработавших газов дизелей............................................... 127

РАЗДЕЛ 6. ПОВЫШЕНИЕ КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ И

КАЧЕСТВА ДИЗЕЛЕЙ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ И

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН НА ОСНОВЕ

КОМПЛЕКСНОГО КРИТЕРИЯ ТОПЛИВНОЙ ЭКОНОМИЧНОСТИ

И ТОКСИЧНОСТИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ

6.1. Повышение эффективности смесеобразования и сгорания ................. 148

6.2. Комплексная оценка эффективности мероприятий по
повышению комплексного критерия топливной
экономичности и токсичности отработавших газов............................. 167

РАЗДЕЛ 7. КОМПЛЕКСНЫЙ КРИТЕРИЙ ТОПЛИВНОЙ

ЭКОНОМИЧНОСТИ И ТОКСИЧНОСТИ ОТРАБОТАВШИХ
ГАЗОВ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ДИЗЕЛЕЙ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН............................................................ 177
7.1. Циклы стендовых испытаний дизелей грузовых автомобилей
и сельскохозяйственных машин для определения
комплексного критерия топливной экономичности и
токсичности отработавших газов перспективных дизелей..................... 177

7.2. Критерий топливной экономичности и токсичности
отработавших газов дизелей грузовых автомобилей и
сельскохозяйственных машин при работе на
альтернативных топливах ......................................................................... 182

7.3. Перспективный уровень комплексного критерия
топливной экономичности и токсичности отработавших
газов дизелей грузовых автомобилей и
сельскохозяйственных машин................................................................... 187

ЗАКЛЮЧЕНИЕ............................................................................................................... 191

ПРИЛОЖЕНИЯ.............................................................................................................. 194

Приложение А. Расчет выброса твердых частиц с

отработавшими газами дизелей............................................ 194

Приложение Б. Расчет вредных веществ в отработавших газах дизеля

на установившемся режиме и приведенного выброса

вредных веществ с учетом показателя относительной

агрессивности......................................................................... 195

Приложение В. Результаты расчета комплексных показателей

топливной экономичности и токсичности

отработавших газов серийных дизелей СМД-31................. 197

Приложение Г. Результаты расчета комплексных показателей
топливной экономичности и токсичности
отработавших газов модернизированных дизелей
СМД-31 .................................................................................. 205

Приложение Д. Результаты расчета комплексного критерия топливной

экономичности и токсичности отработавших газов

дизелей СМД-31 при работе на дизельном и

альтернативных топливах ................................................... 213

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ............................................................................................. 229

СОДЕРЖАНИЕ ............................................................................................................. 242