КМЦ

Показатели выбросов при работе по внешней характеристике

Мощность и экономичность (в энергетическом эквиваленте) двигателя при питании его ДМЭ и ДТ оказались практически одинаковыми. На всех режимах, включая режим запуска и холостого хода, двигатель устойчиво работал на ДМЭ при полностью бездымном выхлопе (коэффициент оптической плотности К = 0), в то время как при работе на ДТ наблюдался типичный для дизелей уровень дымности отработавших газов, соответствующий К=17…28%. Уровень абсолютных и удельных вредных выбросов при работе на ДМЭ, оцениваемый по методике Правил № 49–02 ЕЭК , № 49-02 ЕЭК ООН, имел следующие особенности:

1. Уровень выбросов окислов азота (NO_x) на всех режимах был существенно меньше, чем на ДТ. Особенно значительная разница — снижение в 2…3 раза — наблюдалась на наиболее нагруженных режимах Ne = 50…100%.
2. При нагрузке Ne = 50…100% на режиме максимального крутящего момента (n = 1600 об/мин) уровень выбросов несгоревших углеводородов (СН) понижался на 20…70% по сравнению с ДТ, а на режимах малых нагрузок (Ne = 10…20%) значительно превышал уровень на дизельном топливе, достигая 2000…3000 чнм.
3. Уровень выбросов окиси углерода (СО) при работе на ДМЭ на всех режимах превышал соответствующие величины на ДТ, достигая 1000 чнм.

По сравнению с природным газом работа двигателя на режимах внешней характеристики на ДМЭ обеспечивала уменьшение выбросов NO_x — в 2,5…3,0 раза, СО — в 5…6 раз, а СН — в 3,0…3,5 раза.

Природный газ в качестве топлива для транспортного двигателя (без использования нейтрализатора) имеет преимущества лишь по сравнению с бензином. Поэтому в программах конвертирования двигателей и перехода на газовое топливо предусматривается применение 3-ступенчатых каталитических нейтрализаторов, например, фирмы J.Matthey со степенью очистки газов: от NO_x — 35…80%, от СО — 85…95%, от СН — 50…80%. И только в этом случае уровень вредных выбросов приближается к достигнутому при работе на ДМЭ без дополнительной очистки отработавших газов.

Снижения уровня выбросов СО и СН, зарегистрированного в опытах с ДМЭ на малых нагрузках, можно добиться путем оптимизации топливоподачи и воздухоснабжения. Применение каталитического нейтрализатора при работе двигателя на ДМЭ приведет к практически полному устранению вредных выбросов.

В плане первых мероприятий по совершенствованию рабочего процесса на режимах малых нагрузок, где наблюдается повышенный уровень выбросов СО и СН, подготовлена к проверке опытная конструкция выхлопной трассы двигателя, перепускающая часть отработанных газов мимо турбокомпрессора. Кроме того, ведется дальнейшее совершенствование топливной системы грузового автомобиля.

Проведенные исследования показали, что наиболее трудно решаемая экологическая задача значительного уменьшения выбросов окислов азота и дымности с переводом дизеля на работу на ДМЭ полностью решается. Специалисты считают, что новые жесткие нормы отработанных газов (ULEV, EURO-3) не могут быть достигнуты без применения ДМЭ.