Кількість колісних транспортних засобів з кожним роком зростає.
В експлуатації транспортні засоби чинять негативний вплив на навколишнє середовище через викиди забруднюючих речовин з відпрацьованими газами та використання палив нафтового походження. Свій негативний вплив транспортні засоби найвідчутніше проявляють у великих містах, де їх концентрація на дорогах суттєво більша в порівнянні із заміськими та магістральними трасами.
На величину витрати палива та кількість викидів забруднюючих речовин впливає багато факторів, одним з яких є тепловий стан двигуна транспортного засобу. Тому дослідження раціонального методу прогрівання двигуна, як напряму поліпшення паливної економічності і екологічних показників автомобіля є актуальним завданням.
За результатами огляду праць попередніх дослідників виявлено взаємозв’язок між збільшенням витрати палива та викидів забруднюючих речовин. Проте конкретних об’єктивних показників цього взаємозв’язку не встановлено.
Зменшення викидів забруднюючих речовин пов’язується з ефективною роботою каталітичного нейтралізатора, але досягнення ефективності планується додатковими технічними засобами, які можуть бути відсутні на конкретних транспортних засобах.
Тому виникає необхідність теплової підготовки двигунів і нейтралізаторів раціональним методом прогрівання двигуна.
Для реалізації поставленої мети була розроблена методика досліджень, проведені розширені експериментальні дослідження за низьких температур показників роботи двигуна, зокрема концентрацій забруднюючих речовин з ВГ, запропонована методика раціонального прогрівання двигуна.
За програмою експериментальних досліджень визначали параметри двигуна і його систем в дорожніх умовах. Також були проведені дослідження умовного руху легкового автомобіля Hyundai Getz за режимами Нового Європейського їздового циклу на стенді з біговими барабанами.
Була уточнена математична модель руху автомобіля з урахуванням поточного теплового стану двигуна і можливості додаткового підведення теплоти до впускного повітря.
Наукова новизна одержаних результатів.
1. Встановлено, що найбільш доцільним, з точки зору економії бензину і зменшення викидів забруднюючих речовин з відпрацьованими газами методом прогрівання двигуна сучасного легкового автомобіля за низьких температур атмосферного повітря є комбінований метод, який включає прогрівання в режимі холостого ходу і в режимі руху;
2. Розроблено методику визначення впливу підігрівання повітря на впуску в двигун на паливо-економічні та екологічні показники сучасного легкового автомобіля в період прогрівання за низьких температур атмосферного повітря, передбачено два підходи: за заміряними концентраціями забруднюючих речовин в розбавлених відпрацьованих газах та за розрахунками на уточненій математичній моделі викидів забруднюючих речовин;
3. Для реалізації розробленої методики і оцінки показників витрати бензину і екологічних показників в процесі прогрівання двигуна запропоновано ввести коефіцієнти впливу температурного стану, які дозволяють кількісно оцінити названі показники в порівнянні з показниками прогрітого двигуна;
4. Встановлено, що підігрів повітря на впуску в двигун при прогріванні охолодної рідини від 20°С до 50°С в режимах їздового циклу зменшує витрату палива на 4,0% і викиди основних забруднюючих речовин на 6…7%.
Практичне значення одержаних результатів.
Практичне значення роботи складають:
1. Рекомендації щодо використання комбінованого методу прогрівання двигуна сучасного легкового автомобіля з системою впорскування бензину, каталітичним нейтралізатором і зворотним зв’язком в умовах низьких температур атмосферного повітря;
2. Експериментальні дані впливу підігрівання повітря на впуску в двигун з системою впорскування бензину, каталітичним нейтралізатором і зворотним зв’язком на паливну економічність і екологічні показники легкового автомобіля;
3. Експериментальні дані по впливу температурного стану двигуна на витрату палива та викиди забруднюючих речовин з відпрацьованими газами сучасного легкового автомобіля;
4. Екологічні показники та показники паливної економічності автомобіля з системою впорскування бензину, каталітичним нейтралізатором і зворотним зв’язком за руху за режимами Європейського їздового циклу.
5. Теоретичні та практичні результати роботи, що отриманні при проведенні дисертаційних досліджень, прийняті до використання Департаментом транспортної інфраструктури виконавчого органу Київської міської ради (Київська міська державна адміністрація), а також використовують у навчальному процесі Національного транспортного університету (м. Київ) при підготовці курсів «Стратегія сталого розвитку», «Системи ДВЗ», «Математичне моделювання в дослідженнях двигунів внутрішнього згорання» та «Екологізація двигунів внутрішнього згорання»
Ключові слова: автомобіль з каталітичним нейтралізатором, умови експлуатації, прогрівання двигуна, витрата палива, екологічні показники, забруднюючі речовини, відпрацьовані гази
