Секция «Теория и практика развития транспортных систем»


Изменение выбросов вредных веществ



страница53/57
Дата06.06.2016
Размер3.5 Mb.
1   ...   49   50   51   52   53   54   55   56   57

Изменение выбросов вредных веществ

на различных скоростных режимах воздействием

магнитного поля на подачу топлива и воздуха

в двигатель автомобиля

В.С. Морозова, В.Л. Поляцко, А.А. Сапунов

Приводится анализ интенсификации рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания (ДВС) обработкой топлива и воздуха магнитным или электрическим полем с целью повышения экологических показателей. Показаны результаты снижения содержания токсичных компонентов в отработавших газах ДВС при исполь­зовании разработанного авторами способа.

Транспорт и мировая теплоэнергетика являются основными мировыми потребителями топлива и воздуха атмосферы и, одновременно, основными экологическими загрязнителями атмосферы и всей окружающей среды.

Начиная с прошлого столетия ученые США, Франции, Германии, Японии и России разрабатывают различные мероприятия по интенсификации рабочих процессов энергетических установок и двигателей внутреннего сгорания (ДВС) воздействием на подачу топлива или воздуха электрическим, магнитным или электромагнитным полем. В настоящее время известно уже более 300 изобретений по повышению экологических показателей ДВС обработкой топлива и воздуха, поступающих в двигатель, магнитными или электрическими полями.

Предлагаемыми изобретениями разработаны и запатентованы многочисленные устройства и приспособления, воздействующие в основном магнитным полем на подаваемое в двигатель топливо в виде магнитных фильтров, активаторов, озонаторов, ионного генератора с положительным и отрицательным потенциалом электродов; полых корпусов с гранулами из ферромагнитного материала; электромагнитов с катушкой на топливопроводе; корпусов с системой постоянных кольцевых магнитов, обращенных друг к другу одноименными полюсами и др.

Все предлагаемые способы и конструктивные решения, как показывают исследования авторов, действительно способствуют снижению выбросов вредных веществ с отработавшими газами, но в большинстве своем имеют очень сложную конструкцию и технологию изготовления.

В основе предлагаемых способов лежит такое явление физики, как внутреннее изменение поляризации электронных орбит вещества, помещенного во внешнее магнитное или электрическое поле, при воздействии которого происходит переориентация электронных орбит или векторов орбитальных магнитных моментов. При этом может происходить дробление вещества на более мелкие частицы на молекулярном или атомарном уровне.

Частицы вещества под действием магнитного или электрического поля, деформируясь, превращаются в диполи, и приобретают свой положительный или отрицательный заряд.

Так как для работы любого ДВС используются два вещества: топливо и воздух, целесообразно предположить, что воздействовать на эти вещества нужно разноименными полюсами, в результате чего диполи топлива и воздуха будут ориентированы на разноименные полюсы и, попадая в зону взаимодействия (карбюратор или камеру сгорания), будут вступать в реакцию друг с другом в большем объеме, то есть большее количество молекул топлива будут окислены молекулами кислорода, что интенсифицирует рабочий процесс ДВС, улучшая его экологические и экономические показатели.

Такой способ интенсификации работы любого ДВС был запатентован нами и в настоящее время проводятся исследования по его влиянию на выбросы вредных веществ (ВВ) с отработавшими газами автомобиля.

В качестве исследуемого объекта использован легковой автомобиль марки ВАЗ 21213 «Нива» с серийной комплектацией топливоподающей и воздушной систем.

В качестве регистрирующей аппаратуры использовался отечественный многокомпонентный газоанализатор «Автотест–02.03» научно-производственной фирмы «МЕТА», принцип действия которого основан на инфракрасной спектроскопии.

Для исследования содержания ВВ в выбросах с отработавшими газами выбраны четыре режима частоты вращения коленчатого вала двигателя: 4500 мин–1 – режим максимального крутящего момента; 3000 мин-1 и 700 мин–1 – режим повышенной и минимальной частоты холостого хода; 1500 мин–1 – режим рециркуляции. Полученные результаты представлены в таблице 1.

Воздействие магнитного поля на топливо и воздух исследовалось при установке магнитов постоянного тока. На днище топливного бака были установлены положительным полюсом к топливу два кольцевых магнита общей массой 1,41 кг. На воздухозаборник фильтра установлены отрицательным полюсом к проходящему воздуху два магнита общей массой 1,15 кг. Полученные данные приведены в табл. 1. Методика измерений соответствовала требованиям ГОСТ Р 52033–2003.

Полученные результаты показали, что содержание в выбросах наиболее токсичных компонентов СО, СН, NOx на всех частотах вращения коленчатого вала при воздействии магнитного поля снижается, а количество конечного продукта окисления углерода СО2 и молекул кислорода О2 увеличивается и в наибольшей степени на одном из самых токсичных режимов – минимальной частоте холостого хода.

Таблица 1



Выбросы вредных веществ с отработавшими газами


n, мин–1
Компоненты ВВ

Серийная система подачи топлива и воздуха

Система подачи топлива и воздуха с воздействием магнитным полем




4500

3000

1500

700

4500

3000

1500

700

СО, %

4,03

6,49

10,04

10,01

1,61

5,62

7,0

2,1

СН, ppm

363

520

1245

1354

258

448,5

594

446,5

NOx, ppm

1108

201

68

72

1020

198

67

62

CO2, %

14,1

12,16

8,08

7,98

14,75

12,85

10,65

14,2

O2, %

0,60

0,68

0,91

1,61

0,70

0,71

0,945

3,19

λ

0,913

0,855

0,750

0,755

0,970

0,876

0,812

1,216

Процентные изменения выбросов ВВ представлены в табл. 2, где значения со знаком «минус» обозначают уменьшение, а со знаком «плюс» – увеличение показателя.


Таблица 2

Процентное изменение выбросов ВВ с воздействием

магнитного поля


Компоненты

ВВ


n, мин–1




4500

3000

1500

700

Изменение выбросов ВВ, %

СО

–60

–13,5

–30

–79




СН

–29

–13,7

–53

–67




NOx

–8

–1,5

–3,7

–14,0




CO2

+4,6

+5,6

+32

+78




O2

+16,7

+3

+5

+98




λ

+6,2

+2,5

+8,3

+61

В заключение можно отметить, что дальнейшую работу необходимо проводить в направлении определения оптимальной величины магнитного (электромагнитного) поля для снижения выбросов ВВ с отработавшими газами транспортных ДВС.




Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   49   50   51   52   53   54   55   56   57


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница