Особенности применения средств нейтрализации токсичных веществ отработавших газов двигателя специальной полицейской машины СПМ-3

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Специальная полицейская машина СПМ-3 «Медведь» (ОКР «БТР-ВВ») является новым в подклассе бронетанковой техники, предназначенной именно для силовых структур МВД России и может применяться в качестве транспортного средства для перевозки личного состав, носителя вооружения и других целей, которая обладает несущим бронированным корпусом капотной компоновки. СПМ-3 оснащается дизельной силовой установкой ЯМЗ-536 с эффективной мощностью 229 кВт по ГОСТ 14846-81 и удельным расходом топлива 217 г/(кВт*ч) при номинальной частоте вращения коленвала двигателя 2300 мин-1, соответствующий требованиям экологической безопасности стандарта Евро-2, нейтрализатором токсических веществ отработавших газов, к сожалению в соответствии тактико-техническим заданием на разработку данной машины, не комплектуется.

Однако на страже экологической безопасности на территории Российской Федерации (РФ) стоят отечественные нормативно-правовые документы и действующие экостандарты «Евро», введенные Европейской экономической комиссией (ЕЭК) ООН, которые определяют регулирование содержания вредных токсических элементов в составе отработанных газов у военной автомобильной и специальной техники, которые необходимо соблюдать на всех транспортных средствах специального назначения, независимо от ведомственной принадлежности.

Эволюция требований экологических норм, начиная с требований стандарта Евро-1, введенный в Европейском союзе (ЕС) в 1992 году впервые предусмотрели предельные выбросы двигателями с принудительным зажиганием: монооксида углерода (CO) - не более 2,72 г/км; сложных по строению и связям углеводородов (СН) -- не более 0,72 г/км и различных по состоянию и свойствам соединений азота и кислорода (NOx) -- не более 0,27 г/км. На смену данным нормам в 1995 году вступили в силу стандарта Евро-2, в котором были ужесточены в несколько раз предельные нормы по содержанию в выхлопных газах углеводородов (СН) не более 0,29 г/км, данный стандарт в Российской Федерации вступил в силу только во второй половине 2005 года. В дальнейшем нормы Евро-3, введенные в ЕС в 1999 году, заменены в 2005 году стандартом Евро-4. С начала 2008 года любые средства транспортирования грузов и пассажиров, которые произведены или ввезенны в Россию начиная, должны были соответствовать требованиям экологическим нормам Евро-3. В нормах Евро-3 уменьшены на 30-40 процентов у таких показателей, как монооксид углерода (СО), оксиды азота, сложные углеводороды, которые способствуют повышению канцерогенности отработавших газов, частности в дизельных двигателях - это кристаллические частицы в виде сажи, которые в совокупности воздействия на организм человека, и в первую очередь вызывают раковые поражения организма. В ЕС на начало 2005 года ввели эконормы Евро-4, который заменил в 2009 году новый экостандарт Евро-5, который ужесточил нормативные показатели на 65-70 процентов. В РФ с 1 января 2013 года все ТССН, которые производятся или ввозятся на территорию России, должны удовлетворять требованиям экостандарта Евро-4, однако дана возможность использования шасси и базовых машин, соответствующих сертификации нормам Евро-3, выпущенных до конца 2012 года. Требования стандарта Евро-5 в России действительны с 1 января 2015 года, в котором снижены нормы по содержанию основных токсических веществ: СН - до 0,05 г/км, CO - до 0,8 г/км и NOx - до 0,06 г/км. Следует отметить, что с начала 2015 года в Европе уже вступили в силу нормы стандарта Евро-6, которые также ужесточают нормативные показатели по экологической безопасности, которые также придется соблюдать и территории России.

Анализ требований экологической безопасности показывает, что переход от различных норм стандартов ЕЭК ООН имеет целый ряд проблем, на решение которых предполагается выделение огромных материальных и финансовых средств для инженерного и технологического обеспечения, т.к. более строгие регламенты требуют уменьшения содержания в отработанных газах основных токсических веществ: сложных оксидов азота NOx более чем в четыре раза, а выбросов сажевых частиц - в три раза. Дополнительно законодательные органы требуют, чтобы силовые установки ТССН отвечали данным показателям стандартов в течении не менее семи лет эксплуатации, а также вводят обязательность проверок их соответствия на контролирующие органы.

Для выполнения требований норм экологической безопасности мировыми и отечественными конструкторами разработаны различные способы и методы по нейтрализации токсических веществ отработавших газов, соответственно производителями предлагается многочисленный ряд систем, конструкций и приборов. Основными способами для дизельных силовых установок являются: снижение за счет воздействия на рабочие процессы двигателя; конструктивные изменения камер сгорания, впусных и выпускных каналов; изменение физико-химических показателей топлива; конструктивные изменения систем топливоподачи и ее дозирования; применение водотопливных эмульсий для снижения температуры в конце процессов сжатия и сгорания; рециркуляция отработавших газов; применение специальных нейтрализаторов; применение специальных сажевых фильтров и другие.

В целях приведения выбросов токсических веществ отработавших газов силовой установки ЯМЗ-536 специальной полицейской машины СПМ-3 «Медведь» к нормативным показателям требований стандарта Евро-5 предлагается внедрить в систему выпуска отработанных газов данной машины каталитический катализатор системы селективной обработки отработавших газов c добавкой мочевины AdBlue типа SCR и электронагреваемым сажевым фильтром для дополнительного дожигания сажевых частиц отработавших газов, особенно на режимах запуска и прогревания двигателя. В результате проверочного теплового расчета и анализа предлагаемой конструктивной схемы и технического решения экологические показатели силовой установки рядного двигателя ЯМЗ-536 в соответствии с требованиями ГОСТ Р41.96-2005 получили следующие данные: NОx = 2,12 г/кВт.ч; CH = 0,47 г/кВт.ч; CO = 1,5 г/кВт.ч; PM = 0,03 г/кВт.ч, что примерно согласуется с нормами стандарта Евро-5.

Считаю, что предложенная модернизация силовой установки ТССН СПМ-3 позволит соблюдать содержание вредных веществ в отработавших газах у автомобилей и спецтехники внутренних войск МВД России в пределах установленного законодательство РФ нормах, так как специальная техника силовых структур является полноправным и активным участником дорожного движения на территории Российской Федерации.

Литература

токсический бронетанковый двигатель нейтрализация

1. Волкодаева М.В., Хватов В.Ф., Федцов Д.В., Исмаилов Э.Н. Положительные факторы ввода в действие специального технического регламента «О требованиях к выбросам автомобильной техники»// Двигателестроение. -- 2009. -- № 3. -- С. 24-28.

2. Кульчицкий А.Р. Токсичность автомобильных и тракторных двигателей: Учеб.пос. для высшей школы.-2-е изд., испр. и доп. - М.: Академический Проект, 2004. - 400 с.

3. Мельник Г.В. Развитие двигателестроения за рубежом (по материалам конгресса CIMAC 2013)// Двигателестроение. -- 2013. -- № 3. - С. 39-53.

4. Перспективные технологии снижения выбросов NOx cудовых дизелей (материалы конгресса CIMAC 2013)// Двигателестроение. -- 2014. -- № 2. -- С. 38-54.

5. Силовой агрегат ЯМЗ-7Э536-200 для специальной полицейской машины СПМ-3. Технические условия на опытные образцы 536.1000300-20 ТУ, 2009. - 23 с.

Размещено на Allbest.ru