Анотація до роботи:

Шапко С.В. Підвищення стабільності екологічних показників дизельного автомобіля, обладнаного каталітичним нейтралізатором. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.02 – автомобілі та трактори. - Національний університет “Львівська політехніка”. – Львів, 2004.

Дисертація присвячена підвищенню стабільності екологічних показників дизельного автомобіля, обладнаного каталітичним нейтралізатором відпрацьованих газів, в умовах експлуатації. Робота містить узагальнений аналіз існуючих методів покращення екологічних характеристик автомобіля застосуванням систем нейтралізації ВГ і підвищення їх стабільності; методики теоретичних та експериментальних досліджень; математичні моделі та оцінні критерії стабільності; результати досліджень екологічних характеристик автомобіля; метод розрахунку екологічних показників автомобіля, обладнаного каталітичним нейтралізатором, з урахуванням вимог міжнародних та національних стандартів. За результатами досліджень виявлені причини погіршення екологічних показників в експлуатації. Встановлено, що для підвищення стабільності характеристик автомобіля необхідно забезпечити умови, які виключають забруднення каталітичних блоків сажею. Це досягається впливом на формування структури потоку ВГ. За результатами досліджень розроблена конструкція нейтралізатора, яка захищена патентом України на винахід.

1. На основі аналізу спеціальних наукових джерел та практичного стану виявлено потребу у підвищенні стабільності екологічних показників дизельного автомобіля, обладнаного каталітичним нейтралізатором ВГ, який має низьку стабільність екологічних показників. Вже при пробігу автомобіля 12 тис. км його показники залежно від типу нейтралізатора погіршуються в 1,6-3,6 рази. Це відбувається при використанні гранульованого каталізатора - внаслідок стирання гранул, а при використанні блокового каталізатора – внаслідок забруднення каналів сажею.

2. Забруднення каналів каталітичного блока проходить внаслідок нерівномірності розподілу швидкостей руху потоку ВГ. У периферійний ділянці швидкість менша ніж у центральній в 3-4 рази. Після пробігу автомобіля 16 тис. км забрудненою стає приблизно 75 % загальної площі каталітичного блока.

3. Підвищенню стабільності екологічних показників автомобіля з КН сприяє відповідне формування потоку ВГ, які рухаються через канали каталізатора. Вирівнювання швидкостей потоку ВГ підвищує їх у найбільш сприятливій до забруднення периферійній ділянці каталізатора приблизно у 2 рази, а напір – в 4 рази, що створює умови для його самоочищення за рахунок встановлення в середину дифузора додаткового конусу.

4. Виконання продувок при перекритті одного з каналів КН, створених додатковим конусом, викликає збільшення у відкритому каналі швидкості потоку ВГ удвічі, а напору - в 4 рази. Разом з вирівнюванням потоку виникають умови для періодичного створення напорів у 10-16 разів більших, ніж у типових конструкціях автомобільних КН з блоковим каталізатором.

5. Для каталітичних блоків з круглими поперечними перерізами очисні характеристики КН на початку експлуатації мало залежать від характеру розподілу швидкостей потоку ВГ. Нерівномірність швидкостей впливає не стільки на величину екологічного показника автомобіля, обладнаного новим каталізатором, скільки на його стабільність під час експлуатації.

6. Отримана поліномінальна залежність зміни екологічної характеристики автомобіля в експлуатації, яка оцінюється ступенем очищення ВГ нейтралізатором.

7. За допомогою експериментально встановлених залежностей можливо контролювати екологічні показники автомобіля без використання складних вимірювальних засобів, застосувавши для цього лише давач тиску, який сигналізує в певний момент про потребу проведення продувки КН для поновлення його очисних властивостей без демонтажу з автомобіля.

8. Розроблено метод розрахунку екологічних показників автомобіля з КН, алгоритми якого враховують вимоги національних та міжнародних стандартів, періодичність планових ТО автомобіля, мінімізацію витрат на обладнання автомобіля КН і його обслуговування. Вони можуть бути використані на стадії проектування дизельного автомобіля або обладнання серійного автомобіля каталітичними нейтралізаторами ВГ.

9. Створена і захищена патентом України конструкція КН, яка забезпечує підвищення ефективності очищення ВГ і стабільність екологічних показників автомобіля.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ ВИКЛАДЕНО У ТАКИХ ПУБЛІКАЦІЯХ:

1. Шапко С.В. Математическое описание стабильности экологических характеристик автомобиля с каталитическим нейтрализатором в эксплуатации. // Регіональний міжвузівський збірник наукових праць: “Системні технології”. – Випуск 4(15). – Дніпропетровськ, 2001. - С. 24-29.

2. Шапко В.Ф., Шапко С.В. Підвищення стабільності екологічних показників автомобіля вдосконаленням конструкції каталітичного нейтралізатора. // Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету: “Транспорт. Дорожні та будівельні машини”. - Випуск № 4/2003 (21).- Кременчук, 2003. - С. 91-95.

3. Гутта О.Й., Шапко С.В. Оцінні показники стабільності екологічних характеристик автомобіля, обладнаного каталітичним нейтралізатором. // Збірник наукових праць Асоціації підприємств України по виробництву автобусів “Автобус” Міністерства промислової політики України: “Проектування, виробництво та експлуатація автотранспортних засобів і поїздів”. – Випуск 7.- Львів, 2003. - С. 69-73.

4. Пат. 38022А Україна, МПК 7 F01N3/1 / Каталітичний нейтралізатор відпрацьованих газів двигуна внутрішнього згоряння / В.Ф.Шапко, С.В.Шапко (Україна).-№ 2000052815. Заявл. 17.05.2000; Опубл. 15.05.2001, Бюл. № 4.- 4 с.

5. Шапко С.В. Экспериментальные исследования структуры потока в проточной полости автомобильного каталитического нейтрализатора. // Науч. тр. КГПИ: “Проблемы создания новых машин и технологий”. – Кременчук, 1997. - С. 206-209.

6. Шапко В.Ф., Дунь С.В., Шапко С.В. Исследование условий работы каталитического нейтрализатора, влияющих на очистку отработавших газов автомобиля с дизельным двигателем от токсичных веществ и самоочистку катализатора от сажевых отложений. // Науч. тр. КГПИ: “Проблемы создания новых машин и технологий”. – Кременчук, 1998. - С. 280-283.

7. Шапко С.В. К методу расчета автомобильного каталитического нейтрализатора. // Науч. тр. КГПИ: “Проблемы создания новых машин и технологий”. – Кременчук, 1998. - С. 283-287.

8. Шапко С.В. Основы математического описания структуры потока отработавших газов в блочном катализаторе автомобильного нейтрализатора. // Науч. тр. КГПИ: “Проблемы создания новых машин и технологий”. – Кременчук, 1999. - С. 308-311.

9. Шапко В.Ф., Шапко С.В., Барвинок В.Г. Исследование стабильности экологических характеристик дизельных автомобилей, оснащенных каталитическими нейтрализаторами отработавших газов. // Науч. тр. КГПИ: “Проблемы создания новых машин и технологий”. - Выпуск 2/1999. – Кременчук, 1999. - С. 327-332.

10. Шапко С.В. Методика проведения экспериментальных исследований автомобильного каталитического нейтрализатора. // “Матеріали науково-технічної конференції молодих вчених і спеціалістів Кф ХДПУ” (тези доповідей). - Кременчук,1994. - С.5-6.

11. Шапко С.В. Моделирование газодинамического потока в проточной полости автомобильного каталитического нейтрализатора. // “Актуальные вопросы охраны окружающей среды от антропогенного воздействия” (тези доповідей). - Кременчуг,1994. - С.23-24.

12. Барвинок В.Г., Шапко С.В. Результаты эксплуатационных испытаний каталитических нейтрализаторов на автомобиле КрАЗ-6510. // “Актуальные вопросы охраны окружающей среды от антропогенного воздействия” (тези доповідей). - Кременчуг,1994. - С.32-33.