Качмар Роман Ярославович. Оптимізація періодичності контрольно-регулювальних робіт систем живлення і запалювання бензинових автомобільних двигунів за показником токсичності відпрацьованих газів : дис... канд. техн. наук: 05.22.20 / Національний транспортний ун-т. - К., 2005.
Анотація до роботи:
Качмар Р.Я. Оптимізація періодичності контрольно-регулювальних робіт систем живлення і запалювання бензинових автомобільних двигунів за показником токсичності відпрацьованих газів. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.20 - експлуатація та ремонт засобів транспорту – Національний транспортний університет, Київ, 2005.
Дисертація присвячена визначенню періодичності додаткових контрольно-регулювальних робіт щодо систем живлення і запалювання бензинових автомобільних двигунів за показником токсичності відпрацьованих газів.
Встановлено вплив нерівномірності фракційного та групового складу палива, регулювань систем живлення і запалювання (СЖЗ) та зношення елементів циліндропоршневої групи на збільшення токсичності відпрацьованих газів. Вибрано нормативну базу та метод визначення впливу цих чинників на токсичність відпрацьованих газів за вмістом оксиду вуглецю. Експлуатаційними випробуваннями карбюраторних двигунів виявлено вплив розрегулювань СЖЗ та зношеності циліндрів на токсичність відпрацьованих газів ДВЗ. За результатами встановлена оптимальна періодичність контрольно-регулювальних робіт щодо СЖЗ за пробігом АТЗ з використанням критерію мінімального ризику - 1,25 тис.км (за дорожніми дослідженнями – 2,5 тис.км).
Застосування знайдених оптимальних періодичностей виконання робіт щодо систем живлення і запалювання практично уможливлює часткове розв’язання проблеми зниження забруднення повітряного басейну пересувними джерелами і дасть за попередніми розрахунками екологічний та економічний ефекти в межах м. Львова відповідно: скорочення викидів шкідливих речовин, зведених до СО, до 263 тонн, що відповідає економії від запобігання забруднення у розмірі 57,138 тис грн на рік.
Сучасний етап розвитку галузі транспорту держави характерний формуванням підвищених вимог до екологічної безпеки, зокрема автотранспортних засобів. Незважаючи на існуючі вимоги щодо токсичності і димності ВГ автомобільних двигунів і щодалі наближення їх до європейських, створення відповідних служб контролю, концентрації шкідливих речовин у повітрі міст не знижуються, а навпаки - підвищуються. Існуючі конструктивні та технологічні заходи зниження токсичності ВГ двигунів (в тому числі карбюраторних ДВЗ, автомобілів з якими близько 55 %), у повній мірі не забезпечують ефективного дотримання нормативів. У дисертації розроблено і запропоновано новий підхід у забезпеченні нормативних рівнів токсичності ВГ, який базується на науково-обгрунтованих періодичностях виконання контрольно-регулювальних операцій щодо СЖЗ бензинових двигунів.
На підставі аналізу наукових джерел, присвячених розв’язанню проблеми зниження токсичності ВГ ДВЗ, а також аналізу забруднень автомобілями повітряного басейну (м. Львів), контролю його різними засобами, обгрунтовано вибір основного елемента засобу діагностики токсичності ВГ за вмістом СО – лямбда-давач. Оцінку токсичності ВГ за вмістом оксиду вуглецю обгрунтовано за результатами досліджень інших вчених (вміст СО порівняно з СН і NO становить на різних режимах роботи ДВЗ від 0,75 до 7 об.%).
Лабораторними дослідженнями за міським їздовим циклом із зміною регулювальних параметрів СЖЗ встановлено основні залежності вмісту СО від КВЗ і положення гвинта якості суміші та ступеня зносу поверхонь деталей ЦПГ: при заводських регулюваннях вміст СО на холостому ході 0,5 об.%, масовий викид СО за цикл 91,5 г/випр.; викид токсичних речовин, зведений до СО 301,71 г/випр.; максимальні значення викиду, відповідно 5,84 об.%, 138,26 г/випр., 362,82 г/випр. при зменшенні КВЗ і збагаченому перерегулюванні гвинта холостого ходу. Встановлено вплив ступеня зносу деталей ЦПГ: на модельованому АТЗ пробігу 35 тис. км вміст СО у ВГ збільшився із 0,85 до 2,23 об.% при зменшенні середнього значення компресії у циліндрах із 0,96 до 0,78 МПа.
Експлуатаційними випробуваннями автомобілів з карбюраторними двигунами встановлено, аналогічний до лабораторних, вплив параметрів СЖЗ та зношеності кілець і циліндрів на токсичність ВГ ДВЗ: пробіги для кожного з досліджуваних автомобілів, на яких токсичність ВГ коливалась від номінального значення (QCО=0,5 об. %) до обмеженого стандартом на холостому ходу (QCО=1,5 об. %), змінюються від максимального 4,43 тис. км до мінімального 0,41 тис. км. Це засвідчило збіжність результатів лабораторних та експлуатаційних випробувань і дало змогу встановити періодичність КРР щодо СЖЗ за пробігом АТЗ – 2,5 тис. км. Ці роботи повинні виконуватися додатково один раз в циклі пробігу АТЗ до ТО-1 і додатково 4 рази у циклі пробігу до ТО-2.
Досліджено і виявлено для двигунів ЗМЗ легкових автомобілів математичні залежності масового МСО і сумарного масового МСУМ викидів СО у ВГ автомобільних бензинових двигунів за міським їздовим циклом від об’ємного вмісту QCO його на холостому ходу: із збільшенням QCO до 5%, МСО і МСУМ прямопропорційно зростають відповідно від 91,5 до 149,8 г/випр. і від 301,71 до 362,82 г/випр. Знайдено поліноми, якими описують зміни токсичності (за вмістом СО) ВГ від режиму роботи ДВЗ (частоти обертання колінчастого вала).
На підставі результатів лабораторних та дорожніх досліджень, розроблено математичну модель оптимізації періодичності за критерієм мінімуму сумарного ризику від підвищення токсичності ВГ і затрат на виконання додаткових КРР у циклах ТО АТЗ з урахуванням імовірнісного характеру втрати нормативних регулювальних параметрів СЖЗ.
З використанням діагностичного засобу на основі l-давача, розробленого термоанемометричного витратоміра палива та витратоміра повітря, відповідного аналого-цифрового перетворювача і комп’ютера Celeron-366 розроблено для лабораторних випробувань систему керування, з поточним контролем відповідних параметрів СЖЗ, які впливають на токсичність ВГ бензинових автомобільних ДВЗ. На розроблений термоанемометричний витратомір бензину отримано патент України на винахід. Результати лабораторних випробувань засобу дали змогу запроектувати комп’ютеризований засіб для періодичного (поточного) контролю токсичності ВГ автомобілів на лінії.
Застосування і дотримання встановлених періодичностей КРР щодо СЖЗ разом з поточним контролем відповідними державними органами рівня токсичності ВГ практично уможливлює, разом з іншими відомими методами і засобами, розв’язання проблеми зниження забруднення повітряного басейну АТЗ. Це принесе екологічний ефект в межах міст з населенням 700-900 тис.жителів скорочення шкідливих викидів з ВГ автомобільних двигунів на 263 тонни і економічний ефект 57,138 тис. грн на рік.
Результати дисертаційної роботи прийняті до впровадження у Державному управлінні екології та природних ресурсів у Львівській області, органами Державтоінспекції м. Львова; запропонована періодичність виконання додаткових контрольно-регулювальних робіт впроваджена у систему технічних обслуговувань автомобілів ПП “Авто-Макс”. Результати досліджень впроваджені також в лабораторний практикум з дисципліни “Експлуатація і обслуговування машин” на кафедрі ЕРАТ Національного університету “Львівська політехніка”.
Публікації автора:
Форнальчик Є.Ю., Качмар Р.Я., Преснер Б.М. Аналіз рівня токсичності відпрацьованих газів бензинових двигунів // Зб. наук. пр. асоціації “Автобус” “Проектування, виробництво та експлуатація автотранспортних засобів і поїздів” – Львів, 2001. - С. 141-145.
Форнальчик Є.Ю., Качмар Р.Я., Преснер Б.М., Гулай В.І. Вибірковий аналіз викидів оксиду вуглецю з відпрацьованими газами автомобілів//Автошляховик України. - 2002. - №2. - С. 16-19.
Дмитрів В.Т., Форнальчик Є.Ю., Качмар Р.Я. Термоанемометричний лічильник витрати палива для автомобільних двигунів // Зб. наук. пр. Харківського Національного автомобільно-дорожного технічного університету. – Харків: ХНАДТУ. – 2003. – С. 63-68.
Форнальчик Є.Ю., Качмар Р.Я. Вплив пробігу автомобіля на токсичність відпрацьо-ваних газів бензинових двигунів // Зб. наук. пр. асоціації “Автобус” “Проектування, вироб-ництво та експлуатація автотранспортних засобів і поїздів” – Львів, 2003. - С. 164-169.
Форнальчик Є.Ю., Качмар Р.Я. Визначення періодичності обслуговування систем живлення-запалення бензинових ДВЗ за показником токсичності відпрацьованих газів//Збірник наукових праць НТУ. – К.: НТУ, 2004. - № 9. – С. 74-80.
Форнальчик Є.Ю., Качмар Р.Я. Інформаційно-технологічна структура комп’ютеризованих засобів для діагностування системи живлення-запалення ДВЗ // П’ятий міжнародний симпозіум українських інженерів-механіків у Львові: Тези доповідей. – Львів, КІНПАТРІ ЛТД. – 2001. – С. 146.
Форнальчик Є.Ю., Качмар Р.Я. Про застосування л-зонду для визначення токсичності відпрацьованих газів бензинових двигунів // Автоматизация: проблемы, идеи, решения: Материалы междунар. науч.-техн. конф. – Севастополь, 2002. – С. 161-163.
Fornalchyk J., Kachmar R. Impact of formation and faction structures of gasolines on toxicity of exit gass of automobiles of general purpose // Problemy recyklingu: II Miкdzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna. – Rogьw (Poland). - 2002. – P. 45-50.
Качмар Р.Я. Лабораторні дослідження токсичності відпрацьованих газів за міським їздовим циклом // Шостий міжнародний симпозіум українських інженерів-механіків у Львові: Тези доповідей. – Львів, КІНПАТРІ ЛТД. – 2003. – С. 176.
Форнальчик Є.Ю., Качмар Р.Я., Оліскевич М.С. Визначення впливу пробігу та періодичності обслуговування систем живлення-запалення бензинових ДВЗ на токсичність відпрацьованих газів // Problemy recyklingu: II Miкdzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna. – Rogьw (Poland). - 2003. – P. 25-28.
Качмар Р. Я. Визначення періодичності контрольно-регулювальних робіт автомобільних двигунів за показником токсичності / 60 наукова конфер. проф.-викл.складу і студ. НТУ. Тези доповідей. – К.: НТУ, 2004. – С. 17.
Качмар Р. Я. Сподівані екологічний та економічний ефекти від зменшення токсичності відпрацьованих газів автомобілів / 61 наукова конфер. проф.-викл.складу і студ. НТУ. Тези доповідей. – К.: НТУ, 2005. – С. 27.
