Двигатели внутреннего сгорания. 2010. №2 PDF (Size:7770 МБ)

УДК 621.1.018А.П. Поливянчук, канд. техн. наукЭкологизация ДВСПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ ГРАВИМЕТРИЧЕСКОГОМЕТОДА ИЗМЕРЕНИЙ УДЕЛЬНОГО ВЫБРОСА ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ СОТРАБОТАВШИМИ ГАЗАМИ ДИЗЕЛЯВведениеСегодня в число основных экологическихнормативов дизелей входит показатель РТ (от англ.Particles - частицы) – удельный выброс твердыхчастиц (ТЧ) с отработавшими газами (ОГ) дизеля.Для определения данной величины используетсягравиметрический метод, суть которого состоит внепосредственном измерении массы ТЧ, содержащихсяв разбавленных воздухом ОГ при работедвигателя на установленных режимах испытаний.С ужесточением международных экологическихнормативов (с 1993 г. в странах ЕС нормывыбросов ТЧ уменьшились в 18 раз [1]) возрослитребования к точности измерительных методов иоборудования, используемых в экологическом диагностированиидизелей. Анализ практическогоприменения гравиметрического метода измерениймассовых выбросов ТЧ показывает его несовершенство,которое проявляется в следующем: а)регламентируемая точность измерительного оборудованиядопускает достаточно высокие инструментальныепогрешности измерений показателяРТ; б) установленные требования к условиям проведенияиспытаний допускают возможность возникновениясущественных методических погрешностейизмерений величины РТ. В данной работепредлагается ряд мероприятий по усовершенствованиюупомянутого метода измерений, позволяющихсущественно повысить его точность.Постановка задачиЦелью исследований являлось повышениеточности гравиметрического метода измеренийудельного выброса ТЧ путем снижения инструментальнойи методической погрешностей измеренийданной величины. Для достижения данной целирешены следующие задачи: 1) анализ несовершенствагравиметрического метода измерений удельноговыброса ТЧ и предложение мероприятий поего усовершенствованию; 2) разработка методикиопределения результирующей погрешности измеренийРТ; 3) оценка точности гравиметрическогометода измерений до и после совершенствования.110Анализ исследуемой проблемы. Рекомендациипо совершенствованию гравиметрическогометодаУдельный выброс ТЧ определяется на основерезультатов испытаний дизеля по циклу с помощьюзависимостей:PTcpPTmass=cp nPen∑ PTmassi⋅WFii=1=, (г/кВт·ч), (1)∑ Pei⋅WFii=1где PT cp mass, PT massi – средний за цикл и измеренныйна i-м режиме массовые выбросы ТЧ (г/ч); P cp е, P еi– средняя за цикл и измеренная на i-м режиме эффективнаямощность дизеля (кВт·ч); WF i – весовойфактор i-го режима; n – число режимов испытательногоцикла.PTmassiM fi= ⋅qi⋅Gexhi, (г/ч), (2)Msamiгде M fi – масса ТЧ, собранная на фильтрах на i-мрежиме (мг); M sami – масса пробы разбавленных ОГ,прошедшая через фильтры на i-м режиме (г); q i –коэффициент разбавления ОГ воздухом; G exhi –массовый расход ОГ в выхлопной системе дизеля(кг/ч).Таким образом показатель РТ – величина, определяемаякосвенным путем по результатам прямыхизмерений величин M fi , M sami , q i , G exhi и P еi .Погрешности определения данных величин, допускаемыенормативными документами [2], соответствуютсреднему классу точности измерительногооборудования, их значения в реальных условияхиспытаний могут быть уменьшены.С целью снижения инструментальной погрешностиизмерений показателя РТ рекомендуетсямероприятие 1: использовать для измеренияпараметров, определяемых непосредственно в ходеиспытаний, приборы и системы высокого классаточности.Анализ результатов исследований фирмы Mitsubishi[3] (рис. 1) показывает, что при определенииудельного выброса дизельных ТЧ возникают методическиепогрешности измерений, обусловленныевлиянием на результаты испытаний 2-х факторов:ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2'2010