Вплив забрудненості сажового фільтра на ступінь очищення відпрацьованих газів
Автор: Скоп Костянтин Ігорович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Автомобільний транспорт
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Неминуче збільшення чисельності автомобільного транспорту призводить до зростання рівня викидів шкідливих речовин, які утворюються при роботі двигунів внутрішнього згорання. Особлива увага приділяється дослідженю впливу частинок сажі на навколишнє середовище загалом і людину зокрема, оскільки відпрацьовані гази дизельних двигунів – це одна з основних причин забруднення навколишнього середовища, яка вимагає вжиття заходів, щодо зменшення їх негативного впливу. Для реалізації цієї мети, а саме зменшення кількості частинок сажі у випускній системі автомобілів обладнаних дизельним двигуном обов’язковим стало встановлення сажового фільтра. Основним завданням якого є затримання та подальше окислення накопичених частинок сажі [1-2]. В основу базової системи зниження токсичності та димності відпрацьованих газів дизельних двигунів покладено каталітичний нейтралізатор та сажовий фільтр, які розташовані послідовно з метою отримання максимальної ефективності очищення. Всі сажові фільтри поділяються на два основні види: DPF (англ. Diesel Particulare Filter) – фільтр закритого типу без можливості очищення та FAP (англ. Filtre a Particules) – фільтр закритого типу з можливістю видалення сажі. У першому розділі роботи проведено огляд літературних джерел за темою дослідження, описано шляхи забруднення навколишнього середовища дизельними двигунами та шляхи зменшення шкідливих викидів дизельними двигунами в атмосферу, проаналізовано види сажових фільтрів та їх конструктивні особливості, а також способи визначення ступеня забрудненості сажового фільтра. У другому розділі проаналізовано методи очищення сажових фільтрів та способи їх регенерації, зокрема термомеханічне очищення, пневматичне з використанням пульсацій повітря високого тиску, очищення за допомогою високочастотних ультразвукових хвиль, гідравлічне очищення потоком води, використанням спеціальних паливних присадок, термічну регенерацію (пасивну і активну). Окремим випадком є хімічне очищення, яке виступає ефективним методом видалення накопичених частинок сажі, золи та інших забруднень, оскільки поєднує в собі прийоми пневматичного та гідравлічного методу очищення з використанням спеціальних миючих засобів. В даному розділі також виконано підбір обладнання для проведення експериментальних досліджень. У третьому розділі роботи представлено результати еспериментальних досліджень та проведено їх аналіз, зокрема визначено вплив забрудненості сажового фільтра на ступінь очищення відпрацьованих газів на основі виміряних параметрів димності (натурального та лінійного показника поглинання світлового потоку), а також значення тиску повітря перед фільтувальним елементом за сталої величини повітряного потоку до та після хімічного очищення. Вимірювання параметрів димності дало змогу визначити, що забруднений фільтрувальний елемент сажового фільтра негативно впливає на ступінь очищення відпрацьованих газів дизельних двигунів від шкідливих речовин. Оскільки, в результаті хімічного очищення фільтрувального елемента сажового фільтра досліджуваних автомобілів вдалося: ? зменшити середні значення натурального показника поглинання світлового потоку: Opel Vivaro 2.0 CDTI – у 2,3 рази, Ford Transit Connect 1.5 TDCI – у 1,46 рази, Mercedes Sprinter 2.2 CDI – у 1,32 рази; ? знизити тиск перед фільтувальним елементом сажового фільтра за сталої величини повітряного потоку: Opel Vivaro 2.0 CDTI – у 17,5 разів, Ford Transit Connect 1.5 TDCI – у 4 рази, Mercedes Sprinter 2.2 CDI – у 6,25 рази. Об’єкт дослідження: методи очищення сажових фільтрів дизельних двигунів та їх регенерація. Предмет дослідження: вплив методу хімічного очищення сажового фільтра на тиск повітря перед фільтрувальним елементом, димність відпрацьованих газів та інші додаткові параметри. Мета роботи – зменшення негативного впливу сажі, яка викидається автомобілями обладнаними дизельними двигунами на навколишнє середовище методом хімічного очищення сажового фільтра. Ключові слова: викиди шкідливих речовин, сажовий фільтр, димність, відпрацьовані гази, фільтрувальний елемент, двигун внутрішнього згорання, хімічне очищення, сажа, регенерація. Перелік використаних літературних джерел: 1. Літвін Р. Г., Скоп К. І. Методи очищення сажових фільтрів дизельних двигунів та їх регенерація // Current challenges of science and education: proceedings of II International scientific and practical conference, Berlin, Germany, October 16-18, 2023. – 2023. – C. 140-145. 2. Скоп К. І. Вплив забрудненості сажового фільтра на ступінь очищення відпрацьованих газів // 81-ша Студентська науково-технічна конференція: збірник тез доповідей, жовтень 2023 року, Львів. – 2023. – C. 222-223.