Реферат: Альтернативные экологичные виды топлива для автомобилей - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Альтернативные экологичные виды топлива для автомобилей

Банк рефератов / Экология, охрана природы

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 20 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Автомобильный транс порт как источник загрязнения окружающей среды. Причины образования то ксичных компонентов в отработанных газах ДВС В последние годы в связи с ростом плотности движения автомобилей в город ах резко увеличилось загрязнение атмосферы продуктами сгорания двигат елей. Выпускные газы двигателей внутреннего сгорания (ДВС) состоят в осн овном из безвредных продуктов сгорания топлива - углекислого газа и паро в воды. Однако в относительно небольшом количестве в них содержатся веще ства, обладающие токсическим и канцерогенным действием. Это окись углер ода, углеводороды различного химического состава, окислы азота, образую щиеся в основном при высоких температуре и давлении. При горении углеводородного топлива происходит образование токсичных веществ, связанное с условиями горения, составом и состоянием смеси. В дв игателях с принудительным воспламенением концентрация окиси углерода достигает больших значений из-за недостатка кислорода для полного окис ления топлива при их работе на богатой топливом смеси. При движении автомобилей в городе и на дорогах с переменным уклоном и ча сто меняющимися скоростями с включенной передачей и открытой дроссель ной заслонкой двигателям приходится около 1/3 путевого времени работать в режиме принудительного холостого хода. На принудительном холостом хо ду двигатель не отдает а, напротив, поглощает энергию, накопленную автом обилем. При этом нерационально расходуется топливо, усиленное всасыван ие которого приводит к наибольшему выбросу токсичных газов СО и СН в атм осферу. Автомобильные выхлопные газы -- смесь примерно 200 веществ. В них содержатс я углеводороды--не сгоревшие или не полностью сгоревшие компоненты топл ива, доля которых резко возрастает, если двигатель работает на малых обо ротах или в момент увеличения скорости на старте, т.е. во время заторов и у красного сигнала светофора. Именно в этот момент, когда нажимают на аксе лератор, выделяется больше всего несгоревших частиц: примерно в 10 раз бол ьше, чем при работе двигателя в нормальном режиме. К несгоревшим газам от носят и обычную окись углерода, образующуюся в том или ином количестве п овсюду, где что-то сжигают. В выхлопных газах двигателя, работающего на но рмальном бензине и при нормальном режиме, содержится в среднем 2,7% оксида углерода. При снижении скорости эта доля увеличивается до 3,9%, а на малом хо ду--до 6,9%. Основными эксплуатационными факторами, влияющими на уровень вредных в ыбросов двигателей, являются факторы, характеризующие состояние детал ей цилиндропоршневой группы (ЦПГ). Повышенный износ деталей ЦПГ и отклон ения от их правильной геометрической формы являются причиной увеличен ия концентрации токсичных компонентов в отработавших газах (ОГ) и картер ных газах (КГ). Базовой деталью ЦПГ, от которой зависит работоспособность и экологично сть двигателя, является цилиндр, т. к. герметичность камеры сгорания зави сит от уплотняющей способности кольца в сопряжении с цилиндром. От техни ческого состояния цилиндров и поршневых колец главным образом зависит интенсивность роста зазоров между кольцами и канавками поршней. Таким о бразом, контроль и регулировка зазора между кольцом и цилиндром в процес се эксплуатации являются существенным резервом снижения количества вр едных примесей в ОГ и КГ посредством улучшения условий сгорания топлива и снижения количества масла, оставшегося в надпоршневом пространстве. Токсичными выбросами ДВС являются отработавшие и картерные газы. С ними поступает в атмосферу около 40% токсичных примесей от общего выброса. Соде ржание углеводородов в отработавших газах зависит от технического сос тояния и регулировок двигателя и на холостом ходу колеблется от 100 до 5000% и б олее. При общем небольшом количестве картерных газов равном 2-10% отработав ших газов в общем загрязнении атмосферы, доля картерных газов составляе т около 10% у мало изношенных двигателей и вырастает до 40% при эксплуатации д вигателя с изношенной цилиндропоршневой группой, т.к. концентрация угле водородов в картерных газах в 15-10 раз выше, чем в отработавших двигателя. Ко личество КГ, а так же их химический состав зависят от состояния деталей Ц ПГ, осуществляющих уплотнение камеры сгорания. От величины зазоров межд у трущимися деталями ЦПГ зависит проникновение газов из цилиндра в карт ер и обратно. При этом увеличивается доля углеводородов с канцерогенным и свойствами из-за повышенного угара масла и увеличенного расхода карте рных газов через замкнутую систему вентиляции картера. К достижению предельного износа двигателя выбросы увеличиваются в сре днем на 50%. На примере ускоренных испытаний, проведенных в НАМИ, установле но что износ двигателя увеличивает выбросы ОГ углеводородов в 10 раз. Осно вная масса двигателей с повышенной дымностью ОГ приходится на двигател и, прошедшие капитальный ремонт. Степень разуплотнения камеры сгорания зависит от износа деталей ЦПГ, от клонения их макрогеометри от правильной геометрической формы. При увел ичении неплотностей камеры сгорания происходит возрастание СО и СН и сн ижение СО2 в результате ухудшения условий сгорания топлива. Кроме снижен ия качества организации рабочего процесса, зазоры между кольцом и цилин дром, а также зазоры между кольцом и канавкой поршня приводят к увеличен ию количества масла, попавшего в надпоршневое пространство, к увеличени ю отклонения от заданной динамики тепловыделения в процессе сгорания, а , следовательно, - к увеличению общей массы токсических выбросов. Масло со ставляет 30-40% твёрдых частиц ОГ. Базовой деталью ЦПГ является цилиндр, от которого зависит экономическа я и экологическая целесообразность эксплуатации двигателя. Износ гиль з цилиндров имеет выраженную форму овала, большая ось которого располож ена в плоскости качания шатуна. Причиной образования овальности цилинд ров главным образом является увеличенная нагрузка поршней на гильзы им енно в плоскости качания шатунов. На овальность цилиндров влияет также н есовершенство технологии сборки блока цилиндров. Изменение макрогеоме трии цилиндров (овальности и конусности) после сборки двигателя также пр иводит к ухудшению прилегания поршневых колец к зеркалу цилиндра. Извес тно, что при установке гильз в блоки различных марок ДВС, овальность в цил индрах увеличивается в 2-3 раза. Очень важно отметить, что характер искажения макрогеометрии гильз цили ндров после сборки и в процессе эксплуатации одинаков для большинства к онструкций блоков цилиндров с “мокрыми гильзами”. Большая ось овала цил индра, образующегося при сборке, в зоне остановки верхнего компрессионн ого кольца в верхней мёртвой точке поршня имеет такую же направленность , как и большая ось овала, образующегося при эксплуатации. Такой характер деформации цилиндров объясняется большей деформацией блока в местах м ежду расточками под гильзы. Снижение овальности цилиндров способствует снижению интенсивности из носа колец и канавок поршней, что в целом способствует улучшению работы поршневых колец и улучшению уплотнения камеры сгорания. Известно, что за мена маслосъёмных колец после выработки предельного ресурса в некотор ой степени восстанавливает средний уровень токсичности двигателя. Бес спорно, если при замене колец произвести регулировку овальности цилинд ров до уровня предельной величины на изготовление новых гильз, то эффект будет намного значительнее. Разработка новых способов смешения и растворения и математического оп исания воздействия соответствующих присадок и добавок в нефтяном топл иве позволит значительно сократить время на разработку новых составов альтернативных топлив и предсказания их физико-химических свойств, что позволит довести рабочий процесс двигателя при использовании новых ал ьтернативных топлив. Анализ отечественной и зарубежной литературы показал, что развитие пер ехода на новые виды топлива будет проходить три основных этапа. На перво м этапе будет использоваться стандартное нефтяное топливо, спирты, доба вки водорода и водородсодержащих топлив, газовое топливо и различные их сочетания, что позволит решить проблему частичной экономии нефтяного т оплива. Второй этап будет базироваться на производстве синтетических т оплив, подобных нефтяным, производимых из угля, горючих сланцев и т.д. На э том этапе решатся проблемы долгосрочного снабжения существующего парк а двигателей новыми видами топлива. На заключительном, третьем этапе буд ет характерен переход к новым видам энергоносителей и энергосиловых ус тановок (работа двигателей на водороде, использование атомной энергии). Перевод ДВС на водород и водородсодержащее топливо представляет собой сложный социально-экономический процесс, для осуществления которого п отребуется крупная перестройка ряда отраслей промышленности, поэтому на первом этапе наиболее приемлемым вариантом является работа дизелей с добавками водородсодержащих топлив. Крайне ограниченные сведения в л итературе об особенностях горения углеводородного топлива с добавками водорода и аммиака в дизелях не позволяют однозначно ответить на вопрос о влиянии водородсодержащих топлив на показатели рабочего процесса ди зеля. Также крайне слабо исследован вопрос о применении в дизелях синтетичес кого жидкого топлива (СЖТ), вырабатываемого из угля. Различные литератур ные данные не позволяют дать однозначную оценку влияния СЖТ на рабочий п роцесс, в связи с тем, что его физико-химические свойства очень сильно зав исят от исходного сырья и технологии переработки. Наиболее вероятным источником моторного топлива могут служить спирты, однако следует учесть их крайне плохие моторные свойства в случае испол ьзования их в дизелях. Применяемые способы использования спиртовых топ лив требуют дополнительного усложнения конструкции (установка карбюра торов, свечей зажигания или второй топливной системы), либо удорожания т оплива (использование добавок, повышающих цетановое число). Наиболее опт имальным в этой ситуации может служить способ использования растворов этанола или метанола с дизельным топливом в дизелях. Исследование влияния различных типов альтернативных топлив проводило сь для нескольких типов быстроходных дизелей с различными способами см есеобразования, поэтому было необходимо получить как можно более полну ю информацию о протекании процессов топливоподачи, сгорания, сажеобраз ования, токсичности и т.д. Поэтому была разработана и внедрена автоматиз ированная система регистрации и обработки информации на базе ПК. Для это го комплекса был разработан пакет прикладных программ, включающий прог рамму сбора информации с различных датчиков во время испытаний, програм мы обработки полученных данных по анализу индикаторной диаграммы, резу льтатов оптического индицирования, топливоподачи и обсчета параметров режима. Для одновременной подачи цикловой порции дизельного топлива и газа в ци линдр автором разработана специальная двухтопливная форсунка, которая дополнялась отдельной магистралью, состоящей из штуцера подвода газа и каналов в корпусе форсунки и распылителя. В канале корпуса форсунки выпо лнен обратный клапан, прижимаемый к седлу пружиной. В канал распылителя запрессована цилиндрическая вставка с винтовой нарезкой на поверхност и, которая образует смесительно-аккумулирующую камеру, соединяющуюся с подъигольной полостью распылителя форсунки. На базе разработанной форсунки была изготовлена топливная система диз еля, позволяющая подавать различные виды газообразных добавок к топлив у. Наиболее эффективно проводить рассмотрение особенностей рабочего про цесса при использовании альтернативных топлив, обладая информацией о п ространственном распределении полей концентрации сажи и температуры. На сегодняшний день существует в основном двухмерное представление те мпературно-концентрационной неоднородности в цилиндре дизеля. В резул ьтате была поставлена задача экспериментального исследования простра нственного распределения полей температуры и концентраций сажи. В рабо те использовалось оригинальное экспериментальное оборудование для оп ределения массовой концентрации сажи, основанное на оптическом индици ровании цилиндров, и программно реализованные методики определения те мпературных полей. Расчетные исследования растворимости газа (водорода, аммиака и др.) осно вывались на следующих предположениях: во-первых -процесс растворения ид ет в смесительно-аккумулирующей камере и распылителе форсунки; во-вторы х - растворение протекает в соответствии с моделью обновления поверхнос ти, т.е. поверхность контакта топлива с газом обновляется с частотой, равн ой частоте колебания давления топлива в нагнетательном трубопроводе в ысокого давления. Одним из путей преодоления трудностей приготовления смесей дизельного топлива с альтернативными является применение третьего компонента - со вместного растворителя дизельного топлива и спирта. Совместный раство ритель должен иметь свойства дизельного топлива и спирта, т.е. его молеку ла должна иметь как полярные свойства, так и алифатическую составляющую для образования связей с углеводородами. Рассчитать полные термодинамические характеристики полученного трой ного раствора можно с помощью теорий UNIFAC или UNIQUAC, использующих метод решето к. Попытки использования водорода в качестве топлива для двигателей внут реннего сгорания известны достаточно давно. Так, например, в двадцатые г оды исследовали вариант использования водорода как добавки к основном у топливу для двигателей внутреннего сгорания дирижаблей, что давало во зможность увеличить дальность их полета. Использование водорода в качестве топлива для ДВС представляет собой к омплексную проблему, которая включает обширный круг вопросов: - возможность перевода на водород современных двигателей; - изучение рабочего процесса двигателей при работе на водороде; -определение оптимальных способов регулирования рабочего процесса обе спечивающих минимальную токсичность и максимальную топливную экономи чность; -разработку системы топливоподачи обеспечивающую организацию эффекти вного рабочего процесса в цилиндрах ДВС; - разработку эффективных способов хранения водорода на борту транспорт а; - обеспечение экологической эффективности применения водорода для ДВС; -обеспечение возможности заправки и аккумулирования водорода для двиг ателей. Решение этих вопросов имеет вариантный уровень, однако, общее состояние исследований по этой проблеме можно рассматривать, как реальную базу дл я практического применения водорода. Подтверждением этому являются пр актические испытания, исследования вариантных двигателей работающих н а водороде. Так, например, фирма "Mazda" делает ставку на водородный роторно-по ршневой двигатель. Исследования в этой области отличаются широким спектром вариантов исп ользования водорода для двигателей внешнего и внутреннего смесеобразо вания, при использовании водорода в качестве присадки, частично замещая топливо водородом, и работе двигателя только на водороде. Обширный перечень исследований определяет необходимость их системати зации и критического анализа. Использование водорода известно в двигат елях, работающих на традиционных топливах нефтяного происхождения, а та кже в сочетании с альтернативными топливами. Так, например, со спиртами (э тиловый, метиловый) или с природным газом. Возможно использование водоро да в сочетании с синтетическими топливами, мазутами и другими топливами. Исследования этой области известны как для бензиновых двигателей, так и для дизелей, а также для других типов двигателей. Некоторые авторы работ этой тематики считают, что водород является неизбежностью и необходимо лучше подготовиться к встрече с этой неизбежностью. Отличительной особенностью водорода является его высокие энергетичес кие показатели, уникальные кинетические характеристики, экологическая чистота и практически неограниченная сырьевая база. По массовой энерго емкости водород превосходит традиционные углеводородные топлива в 2,5-3 р аза, спирты - в 5-6 раз, аммиак - в 7 раз. Качественное влияние на рабочий процесс ДВС водорода определяется, пре жде всего, его свойствами. Он обладает более высокой диффузионной способ ностью, большей скоростью сгорания, широкими пределами воспламенения. Э нергия воспламенения водорода на порядок меньше, чем у углеводородных т оплив. Реальный рабочий цикл определяет более высокую степень совершен ства рабочего процесса ДВС, лучшие показатели экономичности и токсично сти. Чтобы приспособить существующие конструкции поршневых ДВС, бензиновых и дизелей к работе на водороде, как основном топливе, необходимы определ енные изменения, в первую очередь - конструкции топливоподающей системы . Известно, что применение внешнего смесеобразования приводит к уменьше нию наполнения двигателя свежим окислителем, а значит и снижению мощнос ти до 40%, из-за низкой плотности и высокой летучести водорода. При использо вании внутреннего смесеобразования картина меняется, энергоемкость за ряда водородного дизеля может возрастать до 12%, или может быть обеспечена на уровне, соответствующем работе дизеля на традиционном углеводородн ом дизельном топливе. Особенности организации рабочего процесса водор одного двигателя определяются свойствами водородно-воздушной смеси, а именно: пределами воспламенения, температурой и энергией воспламенени я, скоростью распространения фронта пламени, расстоянием гашения пламе ни. Практически во всех известных исследованиях рабочего процесса водород ного двигателя отмечается трудноконтролируемое воспламенение водоро дно-воздушной смеси. Воздействие на преждевременное воспламенение пут ем подачи воды во впускной трубопровод или путем впрыска «холодного» во дорода исследованы и дают положительные результаты. Остаточные газы и горячие точки камеры сгорания интенсифицируют прежд евременное воспламенение водородно-воздушной смеси. Это обстоятельств о требует дополнительных мероприятий по предупреждению неконтролируе мого воспламенения. В то же время, низкая энергия воспламенения в широки х пределах коэффициента избытка воздуха позволяет использовать сущест вующие системы зажигания при переводе двигателей на водород. Самовоспламенение водородно-воздушной смеси в цилиндре двигателя при степени сжатия, соответствующей дизелям, не происходит. Для самовосплам енения этой смеси необходимо обеспечить температуру конца сжатия не ме нее 1023К. Возможно, воспламенение воздушной смеси от запальной порции угле водородного топлива, за счет увеличения температуры конца сжатия приме нением наддува или подогревом на впуске воздушного заряда. Водород в качестве топлива для дизелей характеризуется большой скорос тью распространения фронта пламени. Эта скорость может превышать 200 м/с и вызывать возникновение волны давления, перемещающейся в камере сгоран ия со скоростью свыше 600 м/с. Высокая скорость сгорания водородно-воздушны х смесей, с одной стороны, должна оказывать положительное влияние на пов ышение эффективности рабочего процесса, с другой стороны, этим предопре деляются высокие значения максимального давления и температуры цикла, более высокая жесткость рабочего процесса водородного двигателя. Повы шение максимального давления цикла влечет снижение моторесурса двигат еля, а повышение максимальной температуры приводит к интенсивному обра зованию окислов азота. Возможно снижение максимального давления за сче т дефорсирования двигателя или сжигания водорода по мере его подачи в ци линдр на такте рабочего хода. Снижение эмисси окислов азота до незначите льного уровня возможно путем обеднения рабочей смеси или путем использ ования воды, подаваемой во впускной трубопровод. Так, при а>1,8 эмиссия окис лов азота практически отсутствует. При подаче воды по массе в 8 раз больше , чем водорода, эмиссия окислов азота снижается в 8… 10 раз. Список литературы 1. http://www.sciteclibrary.ru 2. Вагнер В.А., Матиевский «Осуществление добавки водорода к топливу и ее в лияние на показатели работы дизеля» // Двигателестроение.-1985.- №2.- С. 11-13. 3. Вагнер В.А., Синицын В.А., Батурин С.А. «Снижение сажевыделения и радиацион ной теплоотдачи» // Двигателестроение.-1985, №8.-С. 11-13. 4. Вагнер В.А., Новоселов А.Л., Лоскутов А.С. Снижение дымности дизелей / Алт. кр аев, правление Союза НИО СССР,-Барнаул: Б.и., 1991-140 с. 5. Магидович Л.Е., Румянцев В.В., Шабанов А.Ю. особенности тепловыделения и ра бочего процесса дизеля, работающего с добавками водорода: Двигателестр оение.-1983.- №9.- с.7-9.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
WADA вскрыла Акрополь и отменила результаты первой олимпиады.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по экологии, охране природы "Альтернативные экологичные виды топлива для автомобилей", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru