ПОКРАЩЕННЯ ЕКОЛОГІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВОХТАКТНОГО ДИЗЕЛЯ ПІД ЧАС ЕКСПЛУАТАЦІЇ

Автор(и)

  • О.В. Єриганов Одесский национальный морской университет, Україна
  • В.І. Кирнац Одесский национальный морской университет, Одесса, Украина, Україна https://orcid.org/0000-0002-8308-7994
  • Р.О. Бруснік Одесский национальный морской университет, Україна
  • В.С. Глєбов Одесский национальный морской университет, Україна https://orcid.org/0000-0002-8801-2377
  • П.А. Гончаренко Одесский национальный морской университет, Україна https://orcid.org/0000-0003-4665-2859
  • В.І. Холденко Одесский национальный морской университет, Україна https://orcid.org/0000-0003-0071-7055

DOI:

https://doi.org/10.20998/0419-8719.2022.2.09

Ключові слова:

оксиди азоту, вимоги МАРПОЛ, екологічні вимоги, рециркуляція вихлопних газів, кут випередження впорскування палива, моделювання робочого процесу, індикаторна діаграма, робочий процес

Анотація

Розвиток світового судноплавства відбувається за умов вимог, що постійно посилюються, щодо зменшення концентрацій токсичних складових газоподібних продуктів згоряння вуглеводневих палив. Межі концентрацій цих речовин регламентуються відповідно з додатком VI Конвенції MARPOL 73/78. Серед контрольованих компонентів відпрацьованих газів дизеля найнебезпечнішими для людей та довкілля є оксиди азоту. Проте зменшення вмісту оксидів азоту неминуче пов'язані з обмеженнями максимальної температури циклу, тобто термічного ККД, отже, і з погіршенням паливної економічності двигуна. На даний момент з метою зменшення викидів оксидів азоту великими транспортними дизелями найширше застосовується рециркуляція відпрацьованих газів у повітряний ресивер. Істотним недоліком застосування цієї схеми є необхідність охолодження відпрацьованих газів та їх додаткового очищення, що призводить до збільшення масогабаритних характеристик системи та її здорожчання. Тому для здешевлення логічним виглядає поєднання рециркуляції відпрацьованих газів з іншими способами зменшення викидів оксидів азоту. Для двигунів, що вже експлуатуються, одним з таких способів виглядає зміна кута впорскування палива: відомо, що чим пізніше після верхньої мертвої точки (ВМТ) почнеться згоряння палива, тим нижче внаслідок падіння температури повітряного заряду буде кількість оксидів азоту, що утворилися. Розрахунок викидів оксидів азоту був змодельований для головного двигуна MAN-B&W 7S50MC-С, встановленого на судні "LILA SHANGHAI". Спочатку модель, створена із застосуванням пакета AVL-BOOST, була верифікована, виходячи з результатів індиціювання. Після верифікації було здійснено розрахунок викидів оксидів азоту NOx при варіації кута початку згоряння палива в номінальному режимі. Склад газів у ресивері приймався незмінним. При зсуві кута початку згоряння палива далі від ВМТ спостерігалося погіршення паливної економічності та падіння циліндрової потужності при одночасному зменшенні маси оксидів азоту NOx, що викидаються. Тим не менш, можна сказати, що екологічність двигуна покращується набагато швидше, ніж погіршуються його потужно-економічні характеристики. Наведені розрахунки показують, що для двигунів, які вже перебувають в експлуатації, зміна кута впорскування палива дозволяє зменшити викиди оксидів азоту. Тому даний підхід без особливих труднощів можна поєднувати з іншими методами, здешевлюючи таким чином екологічне вдосконалення двигуна.

Біографії авторів

О.В. Єриганов, Одесский национальный морской университет

ассистент  и аспирант кафедры судовых энергетических установок и технической эксплуатации

В.І. Кирнац, Одесский национальный морской университет, Одесса, Украина

канд. техн. наук, доцент кафедры судовых энергетических установок и технической эксплуатации

Р.О. Бруснік, Одесский национальный морской университет

ассистент  и аспирант кафедры судовых энергетических установок и технической эксплуатации

В.С. Глєбов, Одесский национальный морской университет

аспирант кафедры судовых энергетических установок и технической эксплуатации

П.А. Гончаренко, Одесский национальный морской университет

аспирант кафедры судовых энергетических установок и технической эксплуатации

В.І. Холденко, Одесский национальный морской университет

старший преподаватель  и аспирант кафедры судовых энергетических установок и технической эксплуатации

Посилання

International Maritime Organisation. Nitrogen Oxides (NOx) – Regulation 13. URL :

https://www.imo.org/en/OurWork/Environment/Pages/Nitrogen-oxides-(NOx)-%E2%80%93-Regulation-13.aspx.

MAN Engines, available at: https://www.engines .man.eu/global/en/fascination-and-technology/scr-system/SCR-System.html.

Cummins, available at: https://www.cummins.com/ en/in/engines/bsiv-selective-catalytic-reduction-scr.

Herdzik Jerzy Problems of Nitrogen Oxides Emission Decreasing from Marine Diesel Engines to Fulfil the Limit of Tier 3 // Middle Pomeranian scientific society of the environment protection. – 2020. – Vol.21. – Р. 659-671, available at: https://www.researchgate.net /publication/341742135.

AVL Global, available at: https://www.avl.com /simulation?uj=32114676-39629041&ujName=Cloud% 20Computing.

H. G. Pattas K. Stickoxidbildung bei der ottomotorischen Verbrennung. – 1973. – MTZ. – vol. Nr. 12. – Р. 397-404.

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-11-15

Номер

Розділ

ЕКОЛОГІЗАЦІЯ ДВЗ