Экологическое нормирование выбросов вредных веществ двигателями внутреннего сгорания грузовых автомобилей с отработавшими газами

Введение. Сегодня особенно актуальной становится задача не только нормирования выбросов вредных веществ двигателями автомобилей, но также и совершенствование системы контроля средств бортовой диагностики и систем нейтрализации в эксплуатации.

Цель исследования – оценка содержания аммиака, выделяемого отработавшими газами двигателя автомобиля; обоснование комплексного контроля бортовой системой диагностики автомобиля азотосодержащих выбросов и анализ работы системы SCR-NH₃ для её дальнейшего совершенствования.

Методология и методы. Выполнен расчёт объёмной концентрации аммиака в расчётном коридоре движения автомобиля на трассах населённых пунктов для оценки уровня загрязнения окружающей среды исходя из допустимой Правилами ООН № 49-05 концентрации NH₃.

Результаты и научная новизна. В исследовании рассматриваются вопросы о поддержании экологических характеристик автотранспортных средств в эксплуатации, работе системы бортовой диагностики систем нейтрализации вредных веществ, функциональности элементов электронного управления двигателем. Расчёты показывают, что даже при предельно допустимой концентрации в воздухе ниже предельной величины на 25% суммарное воздействие вредных веществ увеличивает вредный эффект в 1,5 раза.

Практическая значимость. Предложены подходы по дальнейшему совершенствованию методов контроля бортовой системы диагностики и, в частности, контроля пороговых значений выбросов NH₃. Для эффективного функционирования систем нейтрализации вредных веществ в течение всего срока эксплуатации автомобиля предлагается установить действенную систему замены нейтрализаторов автомобиля, вышедших из строя при эксплуатации. Результаты исследования позволят разработчикам и экспертам, участвующим в обсуждении поправок к Правилам ООН № 49, выполнить работы в направлении нормирования, контроля выбросов аммиака в эксплуатации для грузовых автомобилей с системами нейтрализации SCR-NH₃.

1. Гетия И.Г., Шумилин В.К., Шабанов А.В., Шумилина Г.И. Глобальные проблемы экологии и автотранспорт (Часть 1). Учебное пособие. – М.: МГУПИ, 2015. – С. 118.

2. Кутенёв В.Ф., Кисуленко Б.В., Шюте Ю.В. Экологическая безопасность автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Экология. – М.: Машиностроение, 2009. – 253 с.

3. Азаров В.К., Кутенёв В.Ф., Козлов А.В., Теренченко А.С. Анализ возможностей повышения энергетической эффективности и улучшения экологических показателей современного легкового автомобиля массового производства применением новых энергетических установок // Труды НАМИ. – 2012. – № 249. С. 15–22.

4. Правила ЕЭК ООН № 49. Единообразные предписания, касающиеся подлежащих принятию мер по ограничению выбросов загрязняющих газообразных веществ и взвешенных частиц двигателями с воспламенением от сжатия и двигателями с принудительным зажиганием, предназначенными для использования на транспортных средствах: поправки серии 06 ООН. URL: http://www.unece.org/fileadmin/DAM/trans/main/wp29/wp29regs/2018/R049r6am6r.pdf (дата обращения: 03.10.2018).

5. Панчишный В.И. Нейтрализация оксидов азота в отработавших газах дизелей // Двигателестроение. 2005. – № 2. – С. 35–42.

6. Панчишный В.И., Воробьёв И.Ю. К вопросу моделирования систем нейтрализации автомобильных двигателей // Труды НАМИ. – 2018. – № 4 (275). С. 23–37.

7. Грушко Я.М. Справочник. Вредные неорганические соединения в промышленных выбросах в атмосферу. – Л.: Химия, 1987. – С. 101.

8. Демидов А.А., Надарейшвили Г.Г., Титченко А.Ю. Контроль концентрации аммиака в системах селективного восстановления оксидов азота дизелей // Механика машин, механизмов и материалов. – 2015. № 3 (32). – С. 42–46.

9. Кульчевский А.Р. Исследование процессов образования и разработки методов снижения выбросов вредных веществ с ОГ дизелей внедорожных машин: дисс. … д-ра техн. наук. – Владимир, 2006. – С. 337.

10. Шабанов А.В., Соломин В.А., Шабанов А.А. Способ повышения эффективности системы нейтрализации оксидов азота дизельного ДВС и эффективности его работы // Известия МГТУ МАМИ. – 2018. № 4 (38). – С.77–84.

11. Шабанов А.В. Анализ возможности повышения эффективности ДВС за счёт использования энергии выхлопных газов // Журнал ААИ. – 2017. – № 3 (104). – С. 26–29.