Иондалған бу-ауа қоспасын жіберу жүйесі бар аз уытты дизель қозғалтқышын зерттеу



Бұл мақалада Иондалған бу-ауа қоспасын жіберу жүйесі бар аз уытты дизель қозғалтқышын зерттеудегі маңызы, дизель қозғалтқышының сипаттамасы, ішкі жану қозғалтқышының отын-ауа қоспасына су құю құрылғысының құрылымын талдау қарастырлған.

Түйінді сөздер: пайдаланылған газдар, дизель, дизель қазғалтқышы, іштен жану қозғалтқышы.

В данной статье рассмотрены значение исследования малотоксичного дизельного двигателя с системой подачи ионизированной паровоздушной смеси, характеристики дизельного двигателя, анализ структуры установки наливной воды в топливно-воздушную смесь двигателя внутреннего сгорания.

Ключевые слова: отработавшие газы, дизель, дизельный двигатель, двигатель внутреннего сгорания.

Парктің өсуі және көлік техникасының өнімділігі пайдаланылған газдардың (ПГ) шығарындысының артуына алып келеді. Әсіресе, бұл мәселе жер асты қазбалары мен тоннельдерде өздігінен жүретін тау-кен жабдығын пайдалану кезінде өткір тұр. Пайдаланылған газдарды араластыру үшін жер асты қазбаларына желдету ауасын беруді ұлғайту қажет. Ауа шығынын көлденең қима ауданына ауа жылдамдығын қосу түрінде ұсынуға болады:

,

Ауа жылдамдығы белгілі бір шектермен шектеледі, сондықтан ауа беруді арттыру үшін қазбаның көлденең қимасының ауданын ұлғайту қажет, бұл қазбаны жүргізуге кететін шығындардың айтарлықтай артуына әкеледі, сондықтан желдету қарқындылығы техникалық және экономикалық шектерге ие.

Уытты компоненттердің шекті рұқсат етілген шоғырлануы үнемі қатайтылады. Осының салдарынан зиянды заттардың шоғырлануының төмендеуі жер асты жағдайларында дизель көлігінің өнімділігін одан әрі арттыру үшін неғұрлым перспективалы бағыт болып табылады.

Жер асты мақсатындағы көлік техникасы пайдаланылған газдарды бейтараптандырудың екі сатылы жүйесімен жабдықталған иінді біліктің айналымы бойынша дефорацияланған жалпы өнеркәсіптік мақсаттағы дизельді қозғалтқыштармен жиі жабдықталады. Бейтараптандырғыштардың жұмысы пайдаланылған газдардың температурасына байланысты. Температура 300-ден 250°С-ге дейін төмендеген кезде газ платина катализаторымен тазарту тиімділігі 90-дан 40 % — ға дейін төмендейді.

СО тотығуы үшін қажетті жылу режимін тек жүкпен автомобиль қозғалысы кезінде қамтамасыз етуге болады, бұл циклдің жалпы уақытының шамамен 31 % құрайды. Қалған уақыт каталитикалық бейтараптандырғыш жұмыс істемейді. Сұйықтықты бейтараптандырғышта пайдаланылған газдардың температурасының ұлғаюында сұйықтықтың булануға шығыны артады және ерітіндінің жұту қабілеті азаяды.

Екі сатылы бейтараптандыру жүйесін пайдалану үнемділік пен қуаттың 3–5 % — ға төмендеуіне әкеледі.

Бұдан басқа, пайдаланылған газдардың уытты компоненттерін бейтараптандыру көмірсутек отынының жануының теріс салдарларын болдырмау процесі болып табылады, ал жану процесіне әсер ететін әдістер бар.

Еңбек өнімділігі мен энергия жарақтылығының артуы парктің өсуімен, Көлік және қосалқы машиналардың жүк көтергіштігі мен типажымен сүйемелденеді. Уыттылықты төмендету жөніндегі іс-шаралардың жеткіліксіз тиімділігі желдету қондырғыларының өнімділігін арттыруды талап етеді, бұл тау-кен өндіру кәсіпорны жағдайында әрдайым мүмкін емес. Сондықтан Дизельдердің пайдаланылған газдарының уыттылығын мүмкіндігінше аз шығынмен төмендетуге мүмкіндік беретін зерттеулер өзекті болып табылады.

Мақалада теориялық зерттеулер негізінде өздігінен жүретін Көлік машиналарының тиімділігін арттыру үшін жерасты мақсатындағы Дизельдердің пайдаланылған газдардың уыттылығын азайтудың тиімді әдісі негізделген. Идея жер асты мақсатындағы дизельді шығаруда иондалған бу-ауа қоспасын беру болып табылады.

Дизель шығуының зиянды әсерін талдау негізінде пайдаланылған газдардың негізгі уытты компоненттері, күйе, , және альдегидтер болып табылатыны анықталды. Олардың шоғырлануын төмендету үшін әр түрлі іс-шаралар көзделеді: отынды бүрку бұрышын өзгерту; пайдаланылған газдарды рециркуляциялау; таза зарядты салқындату; отынды ауамен алдын ала толтыру; шығарылымда дросселирлеу; суды жұмыс қоспасына қосу.

Жұмыс қоспасында су қоспасының үш негізгі әдісі бар: су жылытатын эмульсия түрінде, суды тікелей цилиндрлерге немесе шығару құбырына бүрку. Отын ретінде 40 % суотын эмульсияны пайдалана отырып, 1 сағ 18/20 қозғалтқышындағы О. А. Гладков пен Е. Ю. Лерманның зерттеулері отын көмірсутектерін тотығуға қатысқан суотын эмульсиядан оттегінің үлесі 60 % құрағанын көрсетті. Су мөлшері 45–50 % кезінде — ның 5–8 есе, күйе — 10 еседен артық,-3–5 есе төмендеуін қамтамасыз етуге болады, тиімді отын шығыны 15–18 г/кВт сағ төмендейді.

Демек, цилиндрлер бойынша біркелкі бөлінген су диссоциациясы өнімдері көмірсутек отынының толық жануына ықпал етеді және азот тотықтарының пайда болуына кедергі жасайды.

Бұл жағдайда жұмыс режиміне байланысты берілетін судың мөлшерін реттеу мүмкіндігі бар; жіберу кезінде беру ажыратылады; су ағызатын эмульсияны дайындау үшін қосымша жабдықтардың қажеттілігі жойылады.

Суды бөлудің біркелкілігі, әдетте, әрбір цилиндрге жеке Форсунканы орнатумен қамтамасыз етіледі. Бірақ А. Ф. Коневтің салыстырмалы зерттеулері техникалық-экономикалық көрсеткіштерді жақсарту бойынша берудің тиімді тәсілі, конструкцияның қарапайымдылығы енгізу құбырына су беру болып табылатынын көрсетті.

Лютер және Абтхоф мәліметтері бойынша, дизельдің құйылатын құбырына пленкалы қоспасы бар су инжекциясы берілетін судың мөлшеріне байланысты концентрациясын 2 есе және одан да көп төмендетуге мүмкіндік береді.

Жоғарыда айтылған деректер су қоспасын қолданудың орындылығы туралы қорытынды жасауға мүмкіндік береді. Дизельді шығаруда су беру құрылғыларының артықшылықтары мен кемшіліктерін бағалау үшін патенттік зерттеулер жүргізілді, олар иондалған бу-ауа қоспасын беруге арналған құрылғыны таңдауға мүмкіндік берді.

Ішкі жану қозғалтқышының отын-ауа қоспасына су құю құрылғысы. (Патент РФ № 2002093)

Қолданылуы: қозғалтқыш, Іштен жану қозғалтқыштарының отын-ауа қоспасын өңдеуге арналған құрылғы. Өнертабыстың мәні; құрылғыда 8 су буландырғышы бар су беру магистралі, 1 қозғалтқышты іске қосу құбырымен байланысқан және тұрақты токтың негізгі қоректендіру көзіне қосылған 3 және теріс 4 электродтармен жабдықталған ионизатор бар. 1 құбыр диэлектрлік материалдан жасалған 2 келте құбырмен жабдықталған. Оң электрод 3 цилиндр түрінде орындалған және 2 келте құбырында орналасқан. Теріс 4 электроды иілген түтікше су бүріккіш түрінде орындалған. Су берудің 9 магистралінде бу құбырында 16 термиялық ажыратқышы бар 15 автоматты реттеу жүйесімен байланысты тұрақты токтың қосымша көзінің 14 электр жетегі бар 13 сорғы орнатылды.

Сур. 1. Ішкі жану қозғалтқышының отын-ауа қоспасына су құю құрылғысы. (Патент РФ № 2002093)

Өнертабыс машина жасауға, атап айтқанда қозғалтқышқа, атап айтқанда Іштен жану қозғалтқышының отын-ауа қоспасына су құюға арналған құрылғыларға жатады.

1-суретте ұсынылған құрылғының схемасы көрсетілген.

Ішкі жану қозғалтқышының 1-ші енгізу құбыры диэлектрлік материалдан жасалған 2 келтеқұбырмен жабдықталған, онда цилиндр түріндегі 3 оң электрод және теріс электрод болып табылатын ионизатордың бүріккіші орналасқан. 3 және 4 электродтар электродтарда жоғары кернеуді қамтамасыз ететін 5 Тұрақты токтың негізгі қуат көзіне қосылған. 4-ші теріс электрод су иілген құбырлы бүріккіш түрінде 6-ші бу құбыры арқылы Бакпен байланысты, 8 н буландырғыш су құбыры (су беру магистралі) 9-ші сүзгіші бар.(О, қайта іске қосатын құбыр 11 қайта іске қосатын клапаны бар 12. Қосымша көзден электр жетегі бар 9 су құбыры 13 сорғымен жарақталған!4 термиялық ажыратқышы бар автоматты реттеу жүйесімен жабдықталған тұрақты токтың қоректенуі 16 бу құбырында 7, 8 буландырғыш ішкі цилиндрлік •беті бар жылан түрінде орындалған. Құбырлы бүріккіштің шүмегі (4 электрод) 1 ішкі жану қозғалтқышының іске қосу құбырының осі бойынша орналасқан.

Құрылғы келесідей жұмыс істейді.

Іштен жану қозғалтқышы іске қосылады (көрсетілмеген). Қыздырғаннан кейін құбыр 17 пайдаланылған газдардың термиялық ажыратқыш 16 қызады және жүйесін қамтиды автоматты реттеу 1.5. Қоректену тұрақты токтың қоректену көзіне беріледі, ол сорғы 13 іске қосылады. Сорғыш бактан 6-дан 10-су құбырына және 8-буландырғыш арқылы су береді, мұнда су қызады және 7-бу құбыры мен бүріккіш арқылы ионизаторға беріледі. Қатты электр нөлдің әсерінен теріс зарядталған су бөлшектері периферияға, 3 оң электродқа ұмтылады және иондалған ауамен жылжи отырып, 1 ішкі жану қозғалтқышының іске қосу құбыры арқылы иондалған ұсақ дисперсті бу-ауа қоспасы түрінде цилиндрлерге түседі. Егер 9 су құбырындағы қысым рұқсат етілген мәннен асып кетсе, 12 қайта жіберу клапаны ашылады және 11 қайта жіберу құбырындағы су 6 багқа түседі.

Ұсынылған құрылғының қарапайымдылығы оның әмбебаптығымен үйлеседі. Ионизатор өзінің су және ауа бөлшектерінің иондалуының негізгі функциясынан басқа, тұрақты токтың жоғары кернеуінің әсерінен су бөлшектерінің өте күшті диссоциациясына ықпал ете отырып, электр диффузорының рөлін атқарады, бұл ішкі жану қозғалтқышының цилиндрлері бойынша судың біркелкі болуына әкеледі. Ішкі жану қозғалтқышының жұмыс режиміне байланысты суды дәл мөлшерлеу автоматты реттеу жүйесімен жабдықталған тұрақты токтың қоректендіру көзінен электр жетегі бар 13 сорғымен қамтамасыз етеді.

Қозғалтқышты сынау отынның химиялық энергиясын механикалық энергияға түрлендіру тиімділігін кешенді бағалау мақсатында жүргізіледі. Дизельді қозғалтқыштың іс жүзіндегі циклінің жетілдірілуін термодинамикалық бағалау мақсатында. Және өзгеретін параметрлерге байланысты көрсеткіштердің өзгеруін талдау жүйесімен жабдықталған. Зерттеу барысында типтік сипаттамалар анықталады:

1. жылдамдық;
2. жүктеме;
3. шартты механикалық ысыраптар;
4. бос жүріс сипаттамасы.

Бұл сипаттамалар қозғалтқыш жұмысының энергия-экономикалық көрсеткіштері, сондай-ақ оның динамикалық қасиеттері бойынша ауқымды ақпарат береді.

Арнайы сипаттамалар алынады

1. отын бүрку озу бұрышы бойынша реттеу,
2. шығарудағы қысым бойынша,
3. шығарудағы қысым,
4. пайдаланылған газдардың түтінділігі мен уыттылығы.

Дизель қозғалтқышын зерттеудің барлық түрлерін жүргізу кезінде дайындаушы зауыттың немесе МЕМСТ бойынша техникалық құжаттамасына сәйкес жинақтау қажет. Қозғалтқышқа қызмет көрсетпейтін жабдық жүктемесіз сынақтар кезінде алынады немесе жұмыс істейді. Қозғалтқыштың жүйелері мен тетіктерін реттеу зауытқа сәйкес келуі тиіс. Сынау алдында дизель зауыттық нұсқаулыққа сәйкес сынауға ұшырауы тиіс.

Пайдаланылған газдарды бұруға, отынмен, сумен, электр энергиясымен қоректендіруге арналған құрылғылар және қосылатын өлшеу аппаратурасы барлық режимдерде отынның қуаты мен шығынын 1 % — дан артық өзгертпеуі тиіс. Ауа шығынын өлшеуге арналған аспап пен ауа тазартқыштың арасындағы ресивер көлемі сыналатын қозғалтқыш цилиндрінің 100 көлемінен кем болмауы тиіс.

Осы зерттеудің мақсаты G_w су берудің әртүрлі мәндері кезінде дизельді қозғалтқыштың жұмыс процесіне иондалған бу-ауа қоспасының әсерін, U_H иондану кернеуін, отын бүрку басталуының озу бұрышын және қозғалтқыштың иінді білігінің айналу жиілігін зерттеу болып табылады. Классикалық (бір факторлы) эксперимент әдістерімен параметрлердің өзгеруінің кең ауқымында мұндай көп рет зерттеуді эксперименттің көп еңбек сыйымдылығы мен өндірілмеуінің салдарынан қиын жүзеге асыру.

Осыған байланысты, осы зерттеуде жеке факторлардың шығу функциясына (зерттелетін параметр) әсерін тәуелсіз сандық бағалауды анықтауға, жекелеген түрленетін параметрлердің немесе олардың үйлесімдерінің оңтайлы мәнін анықтауға, сондай-ақ факторлық кеңістіктің кез келген зерттелетін нүктесінде шығу параметрлерінің қатесін анықтауға мүмкіндік беретін эксперименттерді математикалық жоспарлау әдісі қолданылды.

Шығыс параметрлерін таңдау экспериментті жоспарлау кезінде оларға қойылатын талаптар негізінде жүзеге асырылады. Осы талаптарға сәйкес осы жұмыста дизель қозғалтқышының есептік циклінің параметрлерін, индикаторлық және тиімді көрсеткіштерді, ДВС уытты сипаттамаларын және белсенді жылу бөлу сипаттамаларын алады.

Ұсынылған құрылғымен жабдықталған Д-245 Іштен жану қозғалтқышын стендтік зерттеу отын шығынының 4 % — ға төмендегенін және азот тотығының концентрациясының 2–2, 5 есе төмендегенін көрсетті.

Әдебиет:

1. Абдрахимов У. Т., Данияров Н. А., Жалгасбеков А. З. Қазақстан Республикасы жағдайында өздігінен жүретін жабдықтың шассиін өндіру мүмкіндігі туралы. ҚарМТУ хабаршысы, Қарағанды 2002 ж., ж. 4
2. Әуезов М. Т., Сакенов М. Д. Обзор средств механизации подземных рудников Республики Казахстан / / ССГОК 50 жылдығына арналған Халықаралық ғылыми-техникалық конференция, Рудный қ., 2004
3. Жалғасбеков А. З. ішкі жану қозғалтқышының отын-ауа қоспасына су құю құрылғысы. РФ патенті № 2002093