ОЦЕНКА СОДЕРЖАНИЯ ДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ В ОТРАБОТАВШИХ ГАЗАХ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Загрязнения атмосферы выбросами вредных веществ ухудшают экологическую обстановку в мире. Отработавшие газы дизельных двигателей являются одним из основных загрязнителей окружающей среды. На текущий момент не удается определить степень и границу порогового уровня загрязнения воздуха, ниже которого частицы не оказывают влияния на здоровье человека. В статье рассмотрены актуальные вопросы нормирования и контроля дисперсных частиц. Для исследовательских работ наиболее удобны методы измерения, обеспечивающие быстрое получение результата. Однако легитимным, с точки зрения законодательства, является гравиметрический способ исследования, требующий соблюдения определенной процедуры регулировок и расчетов. Он предусматривает наличие сложной системы разбавления пробы, настройка которой должна учитывать как температурные, так и кинетические параметры измеряемого потока. Для обеспечения точности измерения и воспроизводимости результатов загрузка фильтра должна находиться в регламентируемом диапазоне, для чего параметры разбавления следует выбирать не только исходя из типа двигателя, но и из его уровня выброса. Способы оценки горячей пробы отработавших газов обладают большим быстродействием, а результаты коррелируются с показателями эффективности сгорания. Однако такой подход не учитывает ряд процессов, происходящих при остывании газов в окружающей среде. Поэтому в данном случае результаты измерения должны оцениваться в рамках определенных граничных условий применительно к объекту исследования. Трудность достижения современных экологических норм обусловлена сложным фракционным составом и многостадийностью процесса образования вредных компонентов. Приведены расчетные зависимости между частицами и дымностью, сделан их сравнительный анализ. Проанализированы методы измерения и исследования дисперсных частиц на основании результатов испытания двигателя при различных значениях параметров топливоподачи (давления впрыска и угла опережения впрыска топлива).

1. Кабаева, И. В. О распространении и оседании пылевых частиц размером до 10 мкм в горизонтальном турбулентном потоке [Электронный ресурс] / И. В. Кабаева, А. Г. Шестаков, А. С. Артюхин // Интернет-вестник ВолгГАСУ. 2007. Вып. 2 (3). Режим доступа: http://vestnik.vgasu.ru/attachments/2-3-12_0507.pdf. Дата доступа: 21.04.2016.

2. Единообразные предписания, касающиеся подлежащих принятию мер по ограничению выбросов загрязняющих газообразных веществ и взвешенных частиц из двигателей с воспламенением от сжатия, предназначенных для использования на транспортных средствах, а также выбросов загрязняющих газообразных веществ из двигателей с принудительным зажиганием, работающих на природном газе или сжиженном нефтяном газе, и предназначенных для использования на транспортных средствах: Правила ЕЭК ООН № 49-06 / введ. 01.01.2015. Минск: Госстандарт; Минск: БелГИСС, 2014. 602 с.

3. Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения двигателей с воспламенением от сжатия для установки на сельскохозяйственных и лесных тракторах в отношении выброса загрязняющих веществ этими двигателями: Правила ЕЭК ООН № 96-03, 1995. 502 с.

4. О безопасности колесных транспортных средств: ТР ТС 018–2011: [принят 09.12.11: вступает в силу 01.01.15] / Евразийская экономическая комиссия. Минск: Белорусский государственный институт стандартизации и сертификации, 2012. 273 с.

5. О безопасности сельскохозяйственных и лесохозяйственных тракторов и прицепов к ним: ТР ТС 031–2012: [принят 20.07.2012: вступает в силу 15.02.2015] / Ев-разийская экономическая комиссия. Минск: Белорусский государственный институт стандартизации и сертификации, 2013. 39 с.

6. Кутенев, В. Ф. О реальном выбросе твердых частиц автомобильным транспортом / В. Ф. Кутенев, В. В. Степанов, В. К. Азаров // Журнал ААИ. 2013. № 4 (81). С. 45–47.

7. Health Assessment Document for Diesel Engine Exhaust: Report EPA/600/8-90/057F. Washington (DC): National Center for Environmental Assessment, Office of Research and Development. USA: Environmental Protection Agency, 2002. 669 p.

8. PAH Content of Diesel Fuel and Automotive Emission: Research Report VTT-R-1155-06 / Päivi Aakko [et al.]. USA, 2006. 54 р.

9. Heck, Ronald M. Catalytic Air Pollution Control: Commercial Technology / Ronald M. Heck, Robert J. Farrauto, Suresh T. Gulati. New York: Wiley, 2002. 391 р.

10. Kittelson, D. Particle Formation and Models / D. Kittelson, M. Kraft // Encyclopedia of Automotive Engineering. 2015. No 1 (23). Р. 107–130.

11. Hardenberg, H. Grenzen der Rumassnbestimmung aus Optishen Transmessungen / Н. Hardenberg, H. Albreht // MTZ: Motortechn. Z. 1987. No 2. Р. 51–54.

12. Парсаданов, И. В. Повышение качества и конкурентоспособности дизелей на основе топливно-экологического критерия / И. В. Парсаданов. Харьков: Изд-во Центр НТУ «ХПИ», 2003. 244 с.

13. Филипосянц, Т. Р. К вопросу об ускоренных методах контроля и доводки дизелей по экологическим параметрам / Т. Р. Филипосянц, А. Г. Иванов // Экология двигателя и автомобиля: сб. науч. тр. НАМИ. М., 1998. С. 19–25.

14. Экология автомобильных двигателей внутреннего сгорания / В. А. Звонов [и др.]. Луганск: ВНУ имени В. Даля, 2004. 268 с.

15. Alkidas, A. C. Relationship Between Smoke Measurements and Particulate Measurements / А. С. Alkidas // SAE Technical Paper. 1984. No 840412. Р. 316–322.

16. Muntean, G. G. A Theoretical Model for the Correlation of Smoke Number to Dry Particulate Concentration in Diesel Exhaust / G. G. Muntean // SAE Paper. 1999. No 1999-01-0515. P. 316–322.

17. Eine Neue Messmethodik der Bosch-Zahl Mit Erhoehter Empfindlichkeit / R. Christian [et al.] // MTZ. 1993. Vol. 54. № 1. Р. 16–22.