РЕАЛІЗАЦІЯ НА БАЗІ МІКРОТУНЕЛЮ МЕТОДУ ДИНАМІЧНОГО КОНТРОЛЮ КОНЦЕНТРАЦІЙ ТВЕРДИХ ЧАСТИНОК У ВІДПРАЦЬОВАНИХ ГАЗАХ ДИЗЕЛІВ

Авторы

  • А. П. Полив’янчук Харківський національний університет міського господарства імені О.М. Бекетова http://orcid.org/0000-0002-9966-1938

DOI:

https://doi.org/10.20998/0419-8719.2020.1.08

Ключевые слова:

дизель, відпрацьовані гази, тверді частинки, динамічний контроль, мікротунель, концентрація, димність

Аннотация

Проаналізовано сучасні методи динамічного контролю викидів твердих частинок з відпрацьованими газами дизелів. Розглянуто принципи дії та технічні характеристики методів: Method for Real-Time Mass Microbalances, Tapered element oscillating microbalance – ТЕОМ, Quartz Crystal Microbalance – QCM та Laser Induced Incandescence – LII. Встановлено, що точність цих методів забезпечує можливість вимірювань наднизьких концентрацій твердих частинок з чутливістю до ±2 мкг/м3 в діапазонах: 1,25 … 0,25 … 0,063 мг/м3, відповідно до вимог норм Євро-3, Євро-4,5 та Євро-6, а швидкодія вказаних методів забезпечує можливість контролю миттєвих значень викидів твердих частинок в ході виконання транзієнтних випробувальних циклів дизелів: European Transient Cycle (ETC), Worldwide Transient Vehicle Cycle (WTVC), Worldwide heavy-duty transient cycle (WHTC) та ін. На основі аналізу вказаних методів, світового та вітчизняного досвіду створення і експлуатації систем екологічної діагностики дизелів запропоновано для практичного застосування метод динамічного контролю концентрацій твердих частинок з оптичним чутливим елементом. Сутність даного методу полягає у непрямому визначені миттєвих концентрацій твердих частинок за показником оптичної непрозорості – димності відпрацьованих газів дизеля з використанням емпіричної залежності між цими величинами, яка встановлюється в ході калібрування оптичного детектора твердих частинок гравіметричною системою – мікротунелем МКТ-2. Розглянуті принципова схема даного методу, технічні засоби для його реалізації, до яких відносяться: частковопотокова система розбавлення відпрацьованих газів повітрям з МКТ-2 та динамічний детектор твердих частинок. Встановлено максимально допустимі значення коефіцієнтів розбавлення відпрацьованих газів повітрям в МКТ-2, при яких забезпечується потрібна точність вимірювань концентрацій твердих частинок оптичним детектором з чутливістю ± 0,1 % за шкалою Hartridge при відповідності рівнів викидів твердих частинок дизеля вимогам норм Євро 3-6.

Библиографические ссылки

Regulation No 49. Revision 6. Uniform provision concerning the approval of compression ignition (C.I.) and natural gas (NG) engines as well as positiveignition (P.I.) engines fuelled with liquefied petroleum gas (LPG) and vehicles equipped with C.I. and NG engines and P.I. engines fuelled with LPG, with regard to the emissions of pollutants by the engine. / United Nations Economic and Social Council Economic Commission for Europe Inland Transport Committee Working Party on the Construction of Vehicles: E/ECE/TRANS/505, 2013. – 434 p.

Oswald M. Die dynamische Partikelmessung ein notwendiges Hiltsmittel bei der Eutwick-lung von Dieselmotoren / M. Oswald // VDI-BER. – 1988. – № 681. – P. 365-377.

Andersson J.D. UK Particle Measurement Programme. Phase 1. Heavy Duty Methodology Development / J.D. Andersson // Final Report. Ricardo Consulting Engineers Ltd. – 2002. – 136 p.

Lianga Z. Investigation of SVOC nanoparticle emission from light duty diesel engine using GC×GC-ToF-MS / Z. Lianga, J. Tiana, S. Rezaeia, Y. Zhanga // School of Mechanical Engineering, University of Birmingham. – 2015. – 31 р.

Burtscher H. Literature Study on Tailpipe Particulate Emission Measurement for Diesel En-gines / H. Burtscher // GRPE Fachhochschule Aargau, University of Applied Science. – 2001. – 45 р.

Anderson J.D. UK Particle Measurement Programme. Phase 2. Heavy Duty Methodology Development / J.D. Anderson // Final Report. Ricardo Consulting Engineers Ltd. – 2003. – 222 p.

Tsugio A. Particulate matter emission characteristics under transient pattern driving / A. Tsugio, S. Tatsuji, H. Morimasa // SAE Technical Papers. – 1989. – №890468. – P. 151-163.

Steven H. Development of Worldwide Harmonized Heavyduty Engine Emissions Test Cycle / H .Steven // Final Report ECE-GRPE WHDC Working Group. Informal document No2 GRPE 42nd session: TRANS/WP 29/GRPE/2001/2. – 2001.– 58 p.

Worldwide Harmonized Heavy Duty Emissions Certification Procedure / Draft Global Technical Regulation (GTR). UN/ECE-WP 29 – GRPE WHDC Working Group. – 2004. – № GRPE-48-7. – 86 p.

Polivyanchuk, A. Mathematical modeling of diesel engine operation mode influence on mass emission of particulate matter with exhaust gases using microtunnel / A. Polivyanchuk, I. Gritsuk, E. Skuridina // Theoretical and practical aspects of the development of the European Research Area: monograph. Riga, Latvia: “Baltija Publishing”, – 2020. – Р. 269-301. Doi: 10.30525/978-9934-588-53-2-56.

Schraml S. Simultaneous measurement of soot mass concentration and primary particle size in the exhaust of DI diesel engine by time-resolved laser-induced incandescence (TIRE-LII) / S. Schraml, S. Will, А. Leipertz // SAE Technical Papers, 2001. – № 010146. – 8 p.

AVL Opacimeter: State-of-the-art emission measurement. URL [електронний ресурс]: https://avl.com/-/avl-opacimeter.

Hardenberg H. Grenzen der Ruβmassnbestimmung aus Optishen Transmessungen / H. Hardenberg, H. Albreht // MTZ: Motortechn. Z. – 1987. – № 2. – Р. 51–54.

ISO 8178-1: 2017. Reciprocating internal combustion engines. Exhaust emission measurement. Part 1: Test-bed measurement of gaseous and particulate exhaust emissions, 2017. – 150 p.

Polivyanchuk A.P. Improving the accuracy of the gravimetric method for control particulate matter in diesel exhaust / A.P. Polivyanchuk, I.V. Gritsuk, E.A. Skuridina // New stages of development of modern science in Ukraine and EU countries: monograph. Riga, Latvia: “Baltija Publishing”, 2019. – P. 223-244. Doi: 10.30525/978-9934-588-15-0-59.

Опубликован

2020-08-31

Выпуск

Раздел

ЭКОЛОГИЗАЦИЯ ДВС