Підвищення ефективності колісної машини під час виконання сільськогосподарської операції : дипломна робота ... магістра

Abstract

Поршневі двигуни внутрішнього згоряння – надзвичайно економічні та зручні джерела енергії – використовують практично у всіх галузях людської діяльності. Вони виробляють понад 80% енергії, що споживається людством. Їх широке поширення зумовлене тим, що внаслідок багаторічного розвитку, який став можливим завдяки загальному науково-технічному прогресу, успіхам металургії та машинобудування, вони досягли досить високих енергетичних та економічних показників, мають достатню надійність і добре освоєні в технологічному відношенні. За довгостроковими науковими прогнозами в найближчому майбутньому бензинові двигуни і дизелі, як і раніше, становитимуть основу транспортної енергетики [4]. Однак відпрацьовані гази (ВГ), що викидаються з поршневих двигунів внутрішнього згоряння (ПДВЗ) в атмосферу, містять велику кількість шкідливих речовин (ШР), які завдають непоправної шкоди здоров’ю людини, навколишньому середовищу, впливаючи на родючість грунту та врожайність культур. У сучасному двигунобудуванні зниження екологічної шкоди, що завдається ПДВЗ, є найважливішим самостійним завданням. Сказане свідчить про існування протиріччя між безальтернативною нині та у найближчій перспективі потребою людства продовжувати широке використання ПДВЗ для своїх потреб, з одного боку, та шкідливим впливом їх ВГ на людину та довкілля (НС) – з іншого. Огляд способів підвищення екологічної безпеки дизелів показав, що через особливості їхнього робочого процесу заходи, спрямовані на зниження викидів продуктів неповного згоряння, оксиду вуглецю, вуглеводнів та шкідливих частинок супроводжується зростанням викидів оксидів азоту. Тому для забезпечення відповідності дизелів діючим і перспективним нормам з токсичності з використанням методів зниження ВГ поршневими ДВЗ, що включають поєднання систем рециркуляції відпрацьованих газів (РВГ) з охолодженням ВГ та нейтралізації ВГ [1, 6, 7]. Застосування систем РВГ та їх нейтралізації показує, що ефективність використання зазначених способів суттєво залежить від температури ВГ (при цьому шкідливі як малі, так і надмірно високі її значення). Однак більшу частину часу силові установки мобільної техніки працюють на змінних швидкісних та навантажувальних режимах. В результаті температура ВГ коливається в широких межах (від 120 до 750°С і вище), що створює проблему забезпечення оптимальної реалізації зазначених способів підвищення екологічної безпеки ПДВЗ. В даний час для забезпечення доцільної температури ВГ використовують традиційні рекуперативні теплообмінники [5, 8, 9, 15, 16, 17], що характеризуються значною масою, металоємністю (кольорових металів) тощо. Крім того, слід зазначити, що створення надійного та ефективного теплообмінника для охолодження ВГ є складним завданням через відкладення та забруднення, що виділяються з ВГ дизеля. В плані виключення зазначених негативних особливостей традиційних теплообмінників значний інтерес становить використання для охолодження ВГ вихрових труб (ВТ). Роботи [3, 9, 10] свідчать про теоретичну можливість використання ВТ для часткового вирішення зазначеної вище проблеми.