Публикация научных статей.
Вход на сайт
E-mail:
Пароль:
Запомнить
Регистрация/
Забыли пароль?
https://wos-scopus.com
Научные направления
Поделиться:
Разделы: Техника
Размещена 28.06.2017. Последняя правка: 06.10.2017.

ПРОБЛЕМНЫЕ АСПЕКТЫ РАЗВИТИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Нарзуллаев Комилжон Собиржонович

-

Наманганский инженерно-строительный институт

Старший преподаватель

Аннотация:
В данной статье представлен анализ вредного влияния структурных элементов выхлопных газов поршневых двигателей внутреннего сгорания. Ужесточение «Евро» норм по экологической безопасности транспортных средств и путь поиска решения данной проблемы.


Abstract:
This article presents an analysis of the harmful effect of the structural elements of the exhaust gases of internal combustion engines. The toughening of the "Euro" standards for the environmental safety of vehicles and the way to find solutions to this problem.


Ключевые слова:
топливо; нефть; природный газ; двигатель внутреннего сгорания; углеводороды; вредные вещества; выбросы; углекислый газ; углеводородные соединения; оксид азота; канцерогены; двуокись азота; сажа; свинец.

Keywords:
fuel; oil; natural gas; internal combustion engine; hydrocarbons; harmful substances; emissions; carbon dioxide; hydrocarbon compounds; nitric oxide; carcinogens; nitrogen dioxide; soot; lead.


УДК 62-12

Введение

В настоящее время основным видом топлива - применяемым в автомобильном транспорте являются продукты, полученные из переработанной нефти.

Принятие во многих европейских странах строгих мер по экологической безопасности транспортных средств делает данный вид транспорта малопривлекательным и способствует повышению себестоимости автомобиля.

Одним из основных критериев по покупательской привлекательности автомобильного транспорта является его свободная обеспеченность горюче смазочными материалами. Однако по данным некоторых известных мировых исследовательских центров сокращение мировых запасов углеводородов может вызвать кризис мирового автомобильного рынка.

По результатам исследований Американского института нефти в США практически 43% нефти используется для удовлетворения потребностей транспортной отрасли. Также установлено, порядка 95% разведанных источников нефти будут исчерпаны в течении 50-60 лет. Полное истощение нефтегазоносных месторождений на планете ожидается в ближайшие 100 лет [1]. Доказанных запасов нефти и газа в мире при текущих уровнях потребления и добычи хватит соответственно на 54 и 64 года.

Подобную точку зрению поддерживает Британская нефтяная компания «Бритиш Петролеум». Согласно отчету BP, извлекаемые запасы нефти на конец 2011 года составили 1,653 млрд баррелей. «При текущем уровне потребления доказанных запасов в мире хватит на 54 года при сохранении нынешнего объема добычи», - отметил в ходе презентации отчета генеральный директор «ВР» Боб Дадли [2].

Другим источником топлива для двигателей  внутреннего сгорания  остаётся природный газ. Что касается газа, то его извлекаемые запасы составляют 208,4 трлн кубометров. По оценкам экспертов разведанные запасы газоносных месторождений могут удовлетворить спрос потребителей  в течении 64 лет.

Ввиду этого очень острой становится проблема поиска альтернативы для топлива на углеводородной основе, в первую очередь для таких продуктов  как бензин и дизельное топливо.

Актуальность

В настоящее время основным силовым устройством транспортных средств остаются поршневые двигатели внутреннего сгорания. С одной стороны наблюдается сокращение горюче-смазочных материалов для них, с другой стороны строгие требования к экологической безопасности. В этой связи поиск решения данной проблемы и определения основных задач для автомобильных компаний не теряют свою остроту.

Цели и задачи

Целью данной работы является анализ проблемных аспектов нехватки углеводородных запасов для ДВС и экологических норм безопасности транспортных средств. К поставленным задачам отнесем: определение основных направлений решения данной проблемы.

Воздействие двигателей внутреннего сгорания на окружающую среду становится критерием поиска модели решения возникшей проблемы. В ряде стран уже приняты строгие меры по экологической безопасности транспортных средств, которые направлены на поддержание состояния мирового автотранспортного парка на уровне заданных экологических норм за счет технического контроля и высококачественного обслуживания.

Основным видом горючего материла для двигателей внутреннего сгорание остается бензин и дизельное топливо, в составе которых основными топливообразующими элементами являются углеводороды C и H. Помимо этого в состав топлива входят некоторые добавки и увеличители октанового числа [3].

Технологическое несовершенство двигателя внутреннего сгорания является, наряду с промышленными выбросами, источником производства вредных веществ. Даже применение электронного впрыска горючего в камеры сгорания не дают желаемого эффекта.

Кроме того, количество вредных для человека, животных и окружающей среды выбросов: окиси углерода и других вредных веществ вырастают с увеличением наработки двигателя и часто превышают норму[4]. Так, при пробеге в 15 тыс. км. легковой автомобиль потребляет 4350 кг кислорода и через коллекторы выпускает 3250 кг углекислого газа, 530— угарного газа СО, 93— углеводородные соединения HC (несгоревшее топливо и масло) и 27 кг оксиды азота NO и NO2. [5]

Неисправный двигатель выделяет токсичных компонентов в 2—3 раза больше. Кроме того, в атмосферу выбрасывается около 80 % массы свинца, содержащегося в тетраэтилсвинце, добавляемом к бензинам в качестве антидетонатора.

Таблица 1. Евронормы для легковых автомобилей (г/км) [6]

Класс

Дата

СО

ТНС

NMHC

NOx

HC+NOx

PM

Дизельные двигатели

Евро-1

Июль 1992

2,72 (3,16)

-

-

-

0,97(1,13)

0,14 (0,18)

Евро-2

Январь 1996

1,0

-

-

-

0,7

0,08

Евро-3

Январь 2000

0,64

-

-

0,50

0,56

0,05

Евро-4

Январь 2005

0,50

-

-

0,25

0,30

0,025

Евро-5

Сентябрь 2009

0,500

-

-

0,180

0,230

0,005

Евро-6

Сентябрь 2014

0,500

-

-

0,080

0,170

0,005

Бензиновые двигатели

Евро-1

Июль 1992

2,72 (3,16)

-

-

-

0,97 (1,13)

-

Евро-2

Январь 1996

2,2

-

-

-

0,5

-

Евро-3

Январь 2000

1,3

0,20

-

0,15

-

-

Евро-4

Январь 2005

1,0

0,10

-

0,08

-

-

Евро-5

Сентябрь 2009

1,00

0,100

0,068

0,060

-

0,005

Евро-6

Сентябрь 2014

1,00

0,100

0,068

0,060

-

0,005

                   

 

В дизельных двигателях, считавшихся экологически безопасными по сравнению с бензиновыми двигателями, много канцерогенных веществ и окислов азота, дыма, которые проникая во внутренние органы человека могут вызвать появление злокачественных опухолей.

К наиболее токсичным компонентам в выхлопе автомобиля относятся окись углерода СО, окись NO и двуокись азота NO2, сажа, свинец.

С целью снижения вредных выбросов в окружающую среду правительства многих стран вводят нормы экологического стандарта «Евро». Следует отметит, что «Евро» экологические стандарты, регулирующие содержание вредных веществ в выхлопных газах у автомобилей и спецтехники, были введены Европейской экономической комиссией ООН.

Подобное принятие мер по экономической и экологической безопасности приводит к сокращению реализации автомобильной техники, ужесточению порядка сертификации автотранспорта.

Совершенствование двигателей внутреннего сгорания (ДВС) требуют крупных капиталовложений, наукоёмкого технологического производства, главное много времени. Поэтому современные двигатели внутреннего сгорания не совсем отвечают предъявляемым к ним требованиям, или же в промежутке короткого времени теряют свои качественные показатели.

Заключение

В целом автомобили с поршневыми двигателями внутреннего сгорания не обладают положительными характеристиками, улучшение их экологических характеристик требует крупных капитальных затрат и переоснащение производственного цикла.

Поэтому главной задачей автомобильных компаний должны стать следующие:

  • снижение вредных выбросов в окружающую среду;
  • снижение расходов на традиционное топливо;
  • поиск альтернативных видов ГСМ;
  • разработка концептуально новых видов силовых систем автомобилей.

Библиографический список:

1. «Водород против нефти». [Электронный ресурс]. URL: http://www.EnergoKeeper.com. / (Дата обращения 23.04.2017).
2. «BP подсчитала, на сколько лет хватит запасов нефти и газа». Портал новостей LB. [Электронный ресурс]. URL: http://www.vkurse.ua. / (Дата обращения 28.04.2017).
3. Шароглазов Б. А., Фарафонтов М. Ф., Клементьев В. В. Двигатели внутреннего сгорания: теория, моделирование и расчёт процессов: Учебник по курсу «Теория рабочих процессов и моделирование процессов в двигателях внутреннего сгорания». – Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2004. – 344 с.
4. Теория двигателей внутреннего сгорания. Учебник / И.Г.Дьяченко. Перевод с украинского языка. - Харьков: ХНАДУ, 2009.-500 с.
5. Воздействие двигателей внутреннего сгорания на окружающую среду. [Электронный ресурс].URL: http://eueregesundheit.narod.ru/ (Дата обращения 20.05.2017).
6. Экологические стандарты Евро. [Электронный ресурс]. URL: http://www.autoopt.ru/articles/products/ (Дата обращения 19.05.2017).




Рецензии:

28.06.2017, 20:22 Феофанов Александр Николаевич
Рецензия: Рецензия на статью Нарзуллаева Комилжона Собиржоновича «ПРОБЛЕМНЫЕ АСПЕКТЫ РАЗВИТИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ» В статье был проведен анализ проблемных аспектов , связанных с нехваткой углеводородных запасов для двигателей внутреннего сгорания и соблюдения экологических норм безопасности транспортных средств. Сформулировано, что в настоящее время основным силовым устройством транспортных средств остаются поршневые двигатели внутреннего сгорания. Проведен анализ складывающийся экологической ситуации на планете, а так же приведены экспертные оценки запасов традиционных видов топлива для двигателей внутреннего сгорания. Сделан вывод о том, что на данный момент наблюдается сокращение горюче-смазочных материалов для двигателей такого типа, и с другой стороны предъявляются все более строгие требования к количеству выбрасываемых в атмосферу вредных веществ. В этой связи поиск решения проблемы, связанной с потенциальной нехваткой горючего для двигателей внутреннего сгорания и необходимостью снижения вредных выбросов в атмосферу такими двигателями, является актуальной задачей. Приведена статистика потребления двигателем внутреннего сгорания воздуха и выброса вредных веществ в атмосферу. Технологическое несовершенство двигателя внутреннего сгорания является, наряду с промышленными выбросами, источником производства вредных веществ. Указанно, что с целью снижения вредных выбросов в окружающую среду правительства многих стран вводят нормы экологического стандарта «Евро». Приведена таблица сравнения требований к выбросу различных видов вредных веществ, установленных в стандартах «Евро» для бензиновых и дизельных двигателей, начиная с 1992 года. На основе анализа требований такого вида стандартов был сделан вывод о том, что современные двигатели внутреннего сгорания не совсем отвечают предъявляемыми к ним требованиями, или же в промежутке короткого времени теряют свои качественные показатели. В заключении определенны задачи автомобильных компаний, которые должны быть решены с целью удовлетворения потребности снижения вредных выбросов в атмосферу с одной стороны, и возможной необходимостью перехода на альтернативные виды топлива, с другой. Автору необходимо более конкретно описать пути выхода из обозначенной в статье проблематики. Необходимо проверить статью на наличие ошибок . После доработки статья может быть принята к публикации. Д.т.н., проф. Феофанов А.Н. (ФГБОУ ВО МГТУ "СТАНКИН")

30.06.2017 13:13 Ответ на рецензию автора Нарзуллаев Комилжон Собиржонович:
Уважаемый Александр Николаевич! Искренне благодарю Вас за Вашу рецензию за потраченное время. Я ознакомился с Вашей рецензией и учту при доработки статьи. Прошу Вас Александр Николаевич и в дальнейшем не "проходить мимо моей статьи", С уважением и благодарностью, Комилжон Нарзуллаев



Комментарии пользователей:

Оставить комментарий


 
 

Вверх