Содержание

Введение. Техническое задание. Токсичность, влияние ее на человека. Допустимые нормы по отработавшим газам. Анализ токсичности и требования по ГОСТ 14846 согласно Евростандарту. Токсичность и влияние на организм человека отработавших газов. Выбросы и соответствующие системы контроля двигателей. Анализ способов нейтрализации вредных веществ выпускных газов. 3.1 Нейтрализация выпускных газов 3.1.1 Термический нейтрализатор Каталитический окислительный нейтрализатор Жидкостные катализаторы Каталитический нейтрализатор 3.2 Способы снижения оксидов азота Система окислительного нейтрализатора NOx. Схема и принцип работы окислительного нейтрализатора Расчет потребляемых компонентов для работы окислительного нейтрализатора Технологические расчеты. 4.3.1 Расчёт топливного насоса 4.3.2 Расчёт форсунки 4.3.3 Подбор ёмкости для мочевины 4.3.4 Расчёт на прочность пружины Технико-экологические показатели 5.1 Экономические затраты на систему окислительного нейтрализатора 5.1.1 Определение прямых эксплуатационных затрат Безопасность жизнедеятельности Источники загрязнения и разрушения экосистем Нормирование загрязнения атмосферного воздуха Способы очистки газовых выбросов в атмосферу Литература Приложения

Стр.

Введение

В настоящее время Россия остается в числе ограниченного круга мировых производителей, имеющих развитую дизелестроительную промышленность, призванную обеспечить экономическую, энергетическую, транспортную и оборонную безопасность страны. Исходя из положений «Основных направлений государственной политики развития автомобильной промышленности России на период до 2005 года», утвержденных постановлением правительства РФ № 0286 от __ марта 1999 года и «Концепции развития автопрома до 2010», которая была одобрена 21 марта 2002 года, дизелестроительная область в этих документах включена в перечень приоритетных отраслей промышленности, а производство двигателей рассматривается не только с позиции их применения как автомобильных компонентов, но и как самостоятельного продукта для использования в самых различных целях, где обеспечивается выполнение прогрессивных, технических требований, прежде всего по экологии, топливной экономичности, надежности.

Значительной частью отечественного дизелестроения является производство двигателей ОАО «КАМАЗ». С момента пуска завода произведено около 2,63 миллиона двигателей. При этом, начиная с 2001 года, все грузовики, сходящие с главного сборочного конвейера автозавода, оснащаются дизелями только уровня EVRO 1 и EVRO 2. На их базе камские моторостроители создают десятки модификаций двигателей. При этом акцентируется внимание на необходимости разработки и производства новейших конструкций и создание мощностей по выпуску отдельных компонентов двигателей и их систем, которые не выпускались раньше или производились в недостаточных количествах. В первую очередь это касается турбокомпрессоров и теплообменников охлаждения надувочного воздуха, топливной аппаратуры с повышенной энергией впрыска, электронных систем регулирования подачи топлива, нейтрализаторов отработавших газов и других систем снижения выбросов вредных веществ.

Еще в начале 1995 года руководством «КАМАЗа» было принято решение об ускорении разработок и внедрение в производство дизелей мирового уровня по экологическим показателям. Коренная модернизация двигателей «КАМАЗ» завершился в сентябре 1995 года сертификацией трех моделей на соответствие требованиям EVRO 1 – 740.20—260 , 740.21—240 и 740,11—240 ,

Наиболее перспективным для применения в составе модернизированных транспортных автомобилей стал дизель «КАМАЗ-740» с номинальной мощностью 260 л/с при частоте вращения коленчатого вала 2200 об/мин и максимальным крутящим моментом 110 кг*м. Этот турбонаддувной двигатель с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха является продуктом глубокой модернизации прежних моторов с разунификацией близкой к 100 процентам. Его технико-экономические показатели находятся на уровне мировых аналогов, что подтверждено как стендовыми, так и лабораторно – дорожными и эксплутационными испытаниями автомобилей.

Именно поэтому этот дизель был выбран для первоочередной доводки до требований правил № 49 – 02 В (EVRO – 2) . Двигатель прошел все необходимые испытания и был сертифицирован на соответствие требованиям EVRO – 2 .

Для этого потребовалось внести серьезные конструктивные изменения в топливоподающую аппаратуру, газораспределительный механизм, головку цилиндров, цилиндропоршневую группу и в систему газотурбинного наддува. Кроме этого была проведена необходимая оптимизация систем охлаждения двигателя , охлаждение надувочного воздуха , впуска и очистки воздуха , выхлопа отработавших газов .

В последнее десятилетие ведутся исследования по снижению вредных примесей ДВС в атмосферу. Одним из лучших вариантов использования в современной практике являются следующие способы снижения выбросов оксидов азота:

а) использование водно – топливной эмульсии

б) применение метанола в качестве добавок

( для бензиновых двигателей)

в) использование каталитических конвертеров

г) понижение степени сжатия

д) применение окислительного нейтрализатора

е) снижение максимальной температуры сгорания.

Наиболее перспективным и с лучшим эффектом можно использовать окислительный катализатор, подобные исследования уже проводились в таких странах как Германия и Америка. Среди отечественного транспорта одним из массовых используемых автомобилей является «КАМАЗ», который требует определенной модернизации для снижения выбросов оксидов азота.

1.Техническое задание

Спроектировать систему по сокращению выбросов диоксида азота согласно требованиям европейских и отечественных стандартов для повышения экологических свойств двигателя. Выполнить задание на примере двигателя КамАЗ – 740.

Таблица 1.1

Краткая характеристика КамАЗовского двигателя.

Двигатель : дизельный с воспламенением от сжатия Тип Номинальная мощность квт ( л.с ) 176(240)
Частота вращения коленчатого вала при номинальной мощности об/мин.	2200
Расположение и число цилиндров	V – образное , 8
Диаметр цилиндра и ход поршня , мм	120/120
Рабочий объем , л	10,85
Степень сжатия	16
Максимальный крутящийся момент Н*м (кгс*м)	833(85)
Количество потребляемого топлива , л/100км	25

Таблица1.2

Концентрация токсичных веществ в выпускных

газах двигателя КамАЗ-740

Тип двигателя	СН мил-1	СО, %	NOx млн-1	Сажа г/м3
Двигатель с принудительным воспламенением	100- 3500	0,2-6	400- 4500	0,05
Дизели с нераздельными камерами сгорания	50- 1000	0,05-0,3	200- 2000	0,1-0,3
Дизели с раздельными камерами сгорания	50- 300	0,03-0,05	200- 1000	0,1-0,15

Отечественные автомобили с дизельными двигателями могут использовать по дорогам европейских стран, так как концентрация отработавших веществ в выпускных газах превышает допустимые нормы согласно требованиям Евро-1, Евро-2 и т.д. Одним из компонентов отработавших веществ является диоксид азота. В отечественной практике не оказалось особого внимания на нормирование оксидов азота в отработавших газах. Огромное количество грузового автотранспорта оснащено двигателями заводов ЯМЗ и КамАЗ, из-за невыполненного требования стандартов на выброс отравляющих веществ в отработавших газах отечественный автопарк несёт большие экономические потери при перевозке грузов по странам Европы. Для выполнения этих требований применяются следующие системы очистки и уменьшения выбросов оксидов азота:

1. Использование водно-топливной эмульсии

2. Применение метанола в качестве добавок (для бензиновых двигателей)

3. Использование каталитических конвертеров

4. Понижение степени сжатия

5. Применение окислительного нейтрализатора

6. Снижение максимальной температуры сгорания

Нами применяется способ по снижению диоксида азота на основе использования каталитического конвертера. В основе этого способа лежит осуществление каталитических свойств по расщеплению оксидов азота.

2.Токсичность , влияние на человека и допустимые нормы по отработавшим газам

2.1 Анализ токсичности и требования по ГОСТ 14846 Евро 1 , Евро 2 , Евро 3 , Евро 4

Токсичностью является ядовитость , способность некоторых химических элементов , соединений и биогенных веществ оказывать вредное воздействие на организм человека , растений , животных.

Задача снижения выбросов вредных веществ автомобиля решается как путем совершенствования процессов сгорания дизельного топлива в двигателе , так и за счет устранения вредных частиц выброса благодаря применения мочевины и многоступенчатого катализатора. При применение каталитических преобразователей – нейтрализаторов весь объем отработавшего газа проходит через нейтрализатор , который выполняет следующие функции : дожигание вследствие чего сокращается количество CH и CO ; каталитическое окисление ( платина , палладий ) при t 480 ⁰ С , в результате чего вредные примеси превращаются в H₂ O ( пар ) и СО₂ . В ряде схем каталитические преобразователи объединяются с системой подачи воздуха в выхлопной коллектор , что улучшает качество очистки . При преобразовании CH и СО нейтрализатор называется двухступенчатым . При дополнительном воздействии на NO_х (с использованием катализатора на основе соединений радия ) . Это соединение разлагается на кислород и азот . Такие нейтрализаторы называются 3^х ступенчатыми и практически обеспечивают безвредный состав отработавших газов . Преобразование NO_х возможно только в том случае , если состав рабочей смеси регулируется.