Дизельные двигатели внутреннего сгорания. На ближайшую перспективу поршневые двигатели внутреннего сгорания останутся основным типом автомобильных двигателей, причем большое развитие должны получить дизельные двигатели внутреннего сгорания. Дизельные двигатели внутреннего сгорания начали широко применяться после второй мировой войны на грузовых автомобилях большой грузоподъемности. Но в последние годы такие преимущества дизельного двигателя внутреннего сгорания, как меньший удельный расход топлива (на 30-35%) и более низкая токсичность отработавших газов, обусловили их широкое применение не только на грузовых автомобилях большой и средней грузоподъемности и автобусах, но и на легковых автомобилях. У многих массовых зарубежных моделей легковых автомобилей существуют модификации с дизельным двигателем внутреннего сгорания.
В дизельных двигателях внутреннего сгорания (в отличие от карбюраторных) в цилиндры поступает, а затем сжимается только чистый воздух, необходимый для обеспечения процесса горения топлива.
Топливо подается форсункой при подходе поршня в верхнюю мертвую точку. К этому времени давление в цилиндре достигает 3,5-5,5МПа, а температура - 500 - 600С. В этих условиях смесь топлива с воздухом самовоспламеняется.
Небольшое, по сравнению с карбюраторным двигателем внутреннего сгорания, содержание СО и CnHm в отработавших газах дизельного двигателя внутреннего сгорания объясняется особенностью его рабочего процесса. Для дизельного двигателя внутреннего сгорания обычно коэффициент избытка воздуха составляет 1,3-1,4; особенно сильно смесь обедняется при работе двигателя на холостом ходу. Максимальное содержание NOx в отработавших газах, как и у карбюраторного двигателя внутреннего сгорания, соответствует наиболее экономичным режимам работы и объясняется высокими температурами в камере сгорания.
К недостаткам дизельного двигателя внутреннего сгорания с точки зрения токсичности отработавших газов относятся повышенное содержание сажи, соединений серы и неприятный запах отработавших газов. Большое содержание сажи связано с неоднородностью рабочей смеси, в результате чего распад (пиролиз) углеводородных соединений топлива сопровождается выделением чистого углерода. С отработавшими газами выносится только около 1% углерода, а большая его часть сгорает в двигателе. Более высокое содержание соединений серы объясняется тем, что в состав дизельного топлива входит до 1% серы, которая в процессе сгорания топлива окисляется до SO.
Отработавшие газы являются основным источником токсических веществ, выделяемых при работе дизельного двигателя внутреннего сгорания. С картерными газами и за счет испарений из топливной системы выделяется очень небольшое (в отличие от карбюраторного двигателя внутреннего сгорания) количество CnHm.
Работы по снижению токсичности отработавших газов дизельных двигателей внутреннего сгорания в основном сводятся к уменьшению выделения NOx и сажи. Добиваются этого как за счет совершенствования процессов смесеобразования и сгорания рабочей смеси, так и путем установки дополнительных устройств в системе выпуска, использования топлива с различными присадками, уменьшающими образование сажи.
Роторно-поршневые двигатели внутреннего сгорания. В качестве возможной замены поршневого двигателя внутреннего сгорания было сконструировано и предложено большое количество роторно-поршневых двигателей внутреннего сгорания. Роторно-поршневой двигатель фактически опередил изобретение поршневого двигателя внутреннего сгорания, к 1910г. перечень роторно-поршневых двигателей насчитывал более 2000 моделей. Наиболее удачной конструкцией является в настоящее время двигатель, разработанный Ф.Ванкелем в 1954г., поэтому очень часто роторно-поршневые двигатели называют двигателями Ванкеля. В середине 60-х годов несколько фирм освоили серийное производство автомобилей с роторно-поршневыми двигателями. В СССР была выпущена опытная партия автомобилей ВАЗ-21018 с роторно-поршневыми двигателями мощностью 48кВт (70 л.с.).
Применение нанотехнологий для защиты окружающей среды
В настоящее время наноразмерные материалы находят себе применение во
многих областях современной науки и техники. Такой класс материалов проявляет
принципиально новые свойства, что позволяет создавать новые и более эффективные
устройства [1]. Разумеется, разнообразие с ...