Мониторинг параметров токсичности двигателя и селективное управление функционированием его систем

Автор: Гриценко Александр Владимирович, Альметова Злата Викторовна, Аношина Маргарита Витальевна, Лыков Алексей Михайлович

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение @vestnik-susu-engineering

Рубрика: Расчет и конструирование

Статья в выпуске: 2 т.19, 2019 года.

Бесплатный доступ

Изменение технического состояния ДВС при эксплуатации таких систем, как система питания, система зажигания, цилиндропоршневая группа, система впуска и выпуска приводит к ухудшению процесса сгорания, росту токсичных компонентов и, как следствие, ведет к ускорению выработки ресурса катализатора. В свою очередь, отказ катализатора приведет к несоответствию экологического класса автомобиля существующим нормам ЕВРО и последующая замена отказавшего элемента не поменяет ситуации, а для устранения первопричины отказа катализатора требуется замена некоторых элементов систем. В связи с этим в процессе эксплуатации ДВС актуальна разработка способов контроля динамики изменения концентрации токсичных компонентов СО, СН, СО2 и О2 в отработавших газах, что возможно при использовании портативных газоанализаторов, встроенных в систему выпуска отработавших газов. Работа портативного газоанализатора может быть организована дискретно, в виде тестовых режимов мониторинга параметров токсичности, например, на холостом ходу, в режиме разгона, на постоянных мощностных и нагрузочных режимах, при работе избирательно отдельных цилиндров двигателя. В данном исследовании с целью дозагрузки цилиндров осуществляется полное и частичное отключение цилиндров разработанным портативным прибором - догружателем бензинового двигателя. Измерение параметров токсичности производится четырехкомпонентным газоанализатором. Проведенный комплекс исследований показал высокую эффективность контроля технического состояния цилиндропоршневой группы, систем топливоподачи и зажигания и других систем путем контроля параметров токсичности отработавших газов. При высокой селективности воздействия нагрузки на отдельные цилиндры и при ее существенной вариации можно предупредить отказ катализатора, в том числе и за счет адаптивности исполнительных элементов под изменение технического состояния отдельных узлов.

Еще

Двигатель, диагностирование, частота вращения коленчатого вала, токсичность, каталитический нейтрализатор, топливная экономичность

Короткий адрес: https://sciup.org/147231740

IDR: 147231740   |   DOI: 10.14529/engin190202

Список литературы Мониторинг параметров токсичности двигателя и селективное управление функционированием его систем

  • Research progress in the development of natural gas as fuel for road vehicles / M.I. Khan, T. Yasmeen, M.I. Khan, M. Farooq, M. Wakeel // Renewable and Sustainable Energy Reviews. - 2016. - Vol. 66. - P. 702-741. DOI: 10.1016/j.rser.2016.08.041
  • Бердов, Е.И. Отключение части цилиндров двигателя как способ улучшения топливно-экономических показателей тракторно-транспортного агрегата / Е.И. Бердов, С.Ю. Федосеев // АПК России. - 2015. - Т. 72. - № 2. - С. 20-24.
  • Assessing the impacts of ethanol and isobutanol on gaseous and particulate emissions from flexible fuel vehicles / G. Karavalakis, D. Short, R.L. Russell et al. // Environmental Science and Technology. - 2014. - Vol. 48 (23). - P. 14016-14024. DOI: 10.1021/es5034316
  • Gurgenci, H. Investigating the use of methane as diesel fuel in off-road haul road truck operations / H. Gurgenci, S.M. Aminossadati // Journal of Energy Resources Technology. - 2009. - Vol. 131 (3). - Paper 032202. DOI: 10.1115/1.3185350
  • Stein, R.A. An overview of the effects of ethanol-gasoline blends on SI engine performance, fuel efficiency, and emissions / R.A. Stein, J.E. Anderson, T.J. Wallington // SAE International Journal of Engines. - 2013. - Vol. 6 (1). - P. 470-487. DOI: 10.4271/2013-01-1635
  • Gonçalves, M. Emissions variation in urban areas resulting from the introduction of natural gas vehicles: Application to Barcelona and Madrid greater areas (Spain) / M. Gonçalves, P. Jiménez-Guerrero, J.M. Baldasano // Science of the Total Environment. - 2009. - Vol. 407 (10). - P. 3269-3281.
  • DOI: 10.1016/j.scitotenv.2009.01.039
  • Milkins, E.E. Gaseous fuel injection system for the operation of heavy duty engines on natural gas / E.E. Milkins, R.G. Allen, V.D. Edsell // Proceedings - Society of Automotive Engineers, 1990. - P. 203-209.
  • Pasechnik, D.V. Gas fuel supply system for injection engines ZMZ / D.V. Pasechnik // Journal of Automotive Industry. - 2004. - Vol. 5. - P. 12-15.
  • Улучшение эксплуатационных характеристик двигателя с применением нанотехнологий / С.М. Гайдар, В.Н. Свечников, А.Ю. Усманов, М.И. Иванов // Труды ГОСНИТИ, 2013. - Т. 111. - С. 4-8.
  • Fault detection system for the air path of common rail diesel engines with low pressure EGR / C. Eck, U. Konigorski, F. Cianflone et al. // SAE Technical Papers. - 2011. - Paper 2011-01-0701.
  • DOI: 10.4271/2011-01-0701
  • Kimmich, F. Model based fault detection for the injection, combustion and engine-transmission / F. Kimmich, R. Isermann // IFAC Proceedings. - 2002. - Vol. 15 (1). - P. 203-208.
  • Hajari, S.C. Diagnosis and repair of excessively emitting vehicles / S.C. Hajari // Journal of the Air and Waste Management Association. - 1996. - Vol. 46 (10). - P. 940-952.
  • DOI: 10.1080/10473289.1996.10467529
  • Gumus, M. Application of phase change materials to pre-heating of evaporator and pressure regulator of a gaseous sequential injection system / M. Gumus, A. Ugurlu // Applied Energy. - 2011. - Vol. 88 (12). - P. 4803-4810.
  • DOI: 10.1016/j.apenergy.2011.06.053
  • Гребенников, А.С. Диагностирование автотракторных двигателей по внутрицикловым изменениям угловой скорости коленчатого вала: дис. … д-ра техн. наук / А.С. Гребенников. - Саратов, 2002. - 292 с.
  • Иванов, Р.В. Диагностирование ДВС по параметру мощности механических потерь: автореф. дис. … канд. техн. наук / Р.В. Иванов. - Волгоград, 2010. - 40 с.
  • Лешаков, И.А. Математическая модель расчета основных параметров каталитических нейтрализаторов / И.А. Лешаков, И.Н. Кравченко, М.Н. Ерофеев // Современные наукоемкие технологии. - 2013. - № 5. - С. 76-80.
  • Исаенко, П.В. К расчету гидравлического сопротивления очистителя-нейтрализатора для систем выпуска отработавших газов машин автотранспортного комплекса / П.В. Исаенко, В.Д. Исаенко // Вестник Томского гос. архитектур.-строит. ун-та. - 2006. - № 1. - С. 95-106.
  • Гребенников, А.С. Диагностирование автотракторных двигателей по внутрицикловым изменениям угловой скорости коленчатого вала: дис. … д-ра техн. наук / А.С. Гребенников. - Саратов, 2002. - 292 с.
  • Патент № 2474805 РФ, G01M 15/04. Способ диагностирования выпускного тракта поршневого двигателя внутреннего сгорания / А.В. Гриценко, С.С. Куков, К.А. Цыганов, А.В. Горбунов; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Челябинская государственная агроинженерная академия». - № 2011139288; заявл. 26.09.11; опубл. 27.02.13, Бюл. № 6.
  • Исаенко В.Д. Основы теории надежности и диагностика автомобилей: учеб. пособие / В.Д. Исаенко, А.В. Исаенко, П.В. Исаенко. - Томск: Томский гос. архитектур.-строит. ун-т, 2007. - 238 с.
  • Регулирование дизеля методом отключения-включения цилиндров или циклов / Н.Н. Патрахальцев, С.В. Страшнов, Б.А. Корнев, И.С. Мельник // Двигателестроение. - 2011. - № 3. - С. 7-12.
  • Химченко, А.В. Снижение неравномерности крутящего момента двигателя с отключением цилиндров на режимах частичного нагружения / А.В. Химченко, Д.Г. Мишин, А.В. Бузов // Двигатели внутреннего сгорания. - 2013. - № 1. - С. 46-51.
Еще
Статья научная