Возможность уменьшения техногенной нагрузки дизельного двигателя на окружающую среду путём изменения степени сжатия

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Сельскохозяйственное производство является источником загрязнения окружающей среды, поэтому решение проблемы снижения вредных выбросов с отработавшими газами дизелей, применяемыми в АПК, является важной и актуальной. Вопреки всем прогнозам применение экологически чистых двигателей, способных составить конкуренцию поршневым двигателям, ограничено в сельскохозяйственном производстве.

Исследование направлено на решении одной из ключевых задач современности — снижение техногенной нагрузки от вредных выбросов дизельных двигателей на окружающую среду путём изменения степени сжатия.

Цель работы — поиск способов уменьшения техногенной нагрузки на окружающую среду от вредных выбросов дизелей мобильных машин путём изменения степени сжатия.

Материалы и методы. Экспериментальные данные были получены при стендовых испытаниях дизеля 4ЧН 15/18 по ГОСТ 14846-2020. Методы испытаний соответствовали ГОСТ 10448-2014. По программе испытаний отбирались отработавшие газы дизеля, проводился анализ их состава и дисперсности твердых частиц при степенях сжатия ε = 13,5…14,5…15,5 по нагрузочной характеристике при 1900 мин-1.

Результаты. Обнаружено, что увеличение степени сжатия с 13,5 до 15,5 привело к снижению выбросов с отработавшими газами твердых частиц (ТЧ), углеводородов (CxHy) и оксида углерода (СО), однако по всей нагрузочной характеристике от Ре=0 до Ре=1,24 МПа при 1900 мин-1 выбросы оксидов азота (NOx) увеличились. При снижении ε до 13,5 техногенная нагрузка на окружающую среду уменьшилась в 1,15 раза

Заключение. Степень сжатия может быть принята за регулируемый параметр при решении задач снижения выбросов оксидов азота с отработавшими газами и незначительно влияет на изменение выбросов ТЧ и СО. При уменьшении степени сжатия с 14,5 до 13,5 техногенная нагрузка на окружающую среду снижается в 1,15 раз. Для получения лучших результатов рекомендовано применение комплексных методов, например, одновременное изменение степени сжатия и каталитической нейтрализации.

Об авторах

Алла Александровна Мельберт

Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова

Автор, ответственный за переписку.
Email: aamelbert@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3973-8315
SPIN-код: 5949-5831
Scopus Author ID: 57194693283

доктор техн. наук, профессор кафедры «Безопасность жизнедеятельности»

Россия, 656038, Барнаул, пр-кт Ленина, д. 46

Екатерина Александровна Машенская

Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова

Email: suzuki468@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3122-0412
SPIN-код: 8323-5725

соискатель, кафедра "Безопасность жизнедеятельности"

Россия, 656038, Барнаул, пр-кт Ленина, д. 46

Александр Юрьевич Калин

Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова

Email: aleksandr.aleksandr.74@bk.ru
ORCID iD: 0009-0005-2028-798X
SPIN-код: 6446-5236

канд. с.-х. наук, доцент кафедры «Безопасность жизнедеятельности»

Россия, 656038, Барнаул, пр-кт Ленина, д. 46

Илья Сергеевич Литвиненко

Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова

Email: litvinenko.i.s@mail.ru
ORCID iD: 0009-0001-1213-4503
SPIN-код: 3516-0704

преподаватель кафедры «Безопасность жизнедеятельности»

Россия, 656038, Барнаул, пр-кт Ленина, д. 46

Список литературы

  1. Novoselov AL, Melbert AA, Zhuikova AA. Reduction of harmful diesel emissions. Novosibirsk: Nauka; 2007. (In Russ.)
  2. Melbert AA, Nguyen TH. Results of modeling the anthropogenic load on the environment from harmful emissions from diesel engines of mobile machines used in agricultural work. Bulletin of the ASAU. 2022;9:101–106. (In Russ.) doi: 1053083/1996-4277-2022-215-9-101-106
  3. Nguyen TrH. Methods and means of ensuring environmental safety in the mechanization of industrial processes in agriculture [dissertation] Barnaul; 2023. (In Russ.) Accessed: 01.05.2024. Available from: https://vak.minobrnauki.gov.ru/advert/100072669
  4. Zhegalin OI, Lupachev PD. Reducing the toxicity of automobile engines. Moscow: Transport; 1985. (In Russ.)
  5. Etminan M, Myhre G, Highwood EJ, Shine KP. Radiative forcing of carbon dioxide, methane, and nitrous oxide: A significant revision of the methane radiative forcing. Geophysical Research Letters. 2016;43(24)(12):12614–12623. doi: 10.1002/2016GL071930
  6. Golovatenko AG. Improving the environmental friendliness and efficiency of automotive engines. Tractors and agricultural machinery. 2004;9:16–17. (In Russ.)
  7. Strelnikov VA, Istomin SV, Tsyptsyn VI. Reduction of toxic emissions of tractor diesels. Tractors and agricultural machinery. 2003;10:6–8. (In Russ.)
  8. Efros VV, Gorbunov PV. Improvement of environmental indicators of off-road diesel engines. Izv. vuzov. Mechanical engineering. 2007;8:25–27. (In Russ.)
  9. Razleitsev NF. Modeling and optimization of the combustion process in diesels. Kharkiv: Higher School; 1980. (In Russ.) EDN: YJCMCF
  10. Ladommatos N, Abdelhalim S, Zhao H. The Effects of Exhaust Gas Recirculation on Diesel Combustion and Emissions. International Journal of Engine Research. 2000;1:107–126. doi: 10.1243/1468087001545290
  11. Badamasi M, Nura M, Gali HM. Diesel Engine Modification Techniques to Minimize its Exhaust Emission (Theoretical Survey). International Journal on Theoretical and Applied Research in Mechanical Engineering. 2016;5(1):1–7.
  12. Khazin ML. Environmental standards of the countries of the world for mining machinery and equipment. Subsoil use. 2020;20(3):291–300. (In Russ.) doi: 10.15593/2712-8008/2020.3.9
  13. Melbert AA, Nguyen TrH, Mashensky AV. The use of fuel supply equipment with increased injection pressure to reduce the anthropogenic load on the environment. Tractors and agricultural machinery. 2022;89(5):325–331. (In Russ.) doi: 10.17816/0321-4443-108145

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Влияние степени сжатия на уровни вредных выбросов дизеля 4ЧН15/18 по нагрузочной характеристике при 1900 мин1: a — содержание оксидов азота (СNOx) и твёрдых частиц (СТЧ) в отработавших газах при изменении степени сжатия ε с 13,5 до 15,5; b — содержание оксида углерода (ССо) и углеводородов (ССхНу) в отработавших газах при изменении степени сжатия ε с 13,5 до 15,5; с — дисперсность твёрдых частиц (dТЧ) при изменении степени сжатия ε с 13,5 до 15,5.

Скачать (242KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).