-5-
Посвящение: внуку — с надеждой на преемственность...
Нет такой плохой книги, в которой не
было бы чего-либо хорошего.
Сервантес
ВВЕДЕНИЕ
Научно-технический прогресс принес человечеству несомнен-
ные блага, но он имеет и оборотную сторону: истощение природных
ресурсов, загрязнение окружающей среды, утраты биосферы и т.д.
Данные явления порождены активным воздействием научной, трудо-
вой, военной и другими видами деятельности человечества, которые
существенно обострили экологические проблемы цивилизации.
Научно-технический прогресс в автомобилестроении, практи-
ческая реализация требований к автомобильной технике с целью по-
вышения эффективности требуют создания и применения двигателей
с высокими энергетическими, экологическими и экономическими
показателями.
Составляя основу мобильной энергетики, поршневые двигатели
внутреннего сгорания и в ближайшей перспективе сохранят за собой
ряд важных преимуществ перед другими видами энергоустановок:
лучшую топливную экономичность, более высокую приспособляе-
мость к переменным режимам работы, высокую надежность, а
также возможность полной автоматизации управления режимами
работы.
В настоящее время в качестве силовых установок используются в
основном поршневые двигатели внутреннего сгорания: двигатели с при-
нудительным воспламенением (карбюраторные), с воспламенением от
сжатия (дизельные) и комбинированные (с турбонаддувом).
В последнее время наметился значительный рост парка дизель-
ных двигателей, и, согласно исследованиям [7, 40, 42], в скором бу-
-6-
дущем они составят основную часть. На январь 2000 года дизельный
парк составил 31%, а к 2010 году он вырастет до 93% [67, 70].
Рост парка дизельных двигателей объясняется следующими
факторами: лучшей внешней характеристикой двигателя (мощность,
крутящий момент), экономичностью (по сравнению с бензиновым),
единством топлива.
При широком применении и высокой роли автомобильная тех-
ника, является в то же время источником загрязнения окружающей
среды: от 95 до 99% выбросов приходится на отработавшие газы
(ОГ). На долю автотранспорта, по данным Минздрава, приходится
свыше 70% от общего объема выбросов загрязняющих веществ в ат-
мосферу [42, 70].
Преимущественно техника работает в верхней части режима
частичных нагрузок и на режиме полных нагрузок. Очевидно, что
мероприятия по уменьшению вредных выбросов в атмосферу, сниже-
нию расхода топлива и более благоприятному характеру изменения
мощности и крутящего момента должны разрабатываться, в первую
очередь, для этих режимов.
К таким мероприятиям следует отнести совершенствование
процессов топливоподачи и смесеобразования.
Одним из перспективных и эффективных способов нетрадици-
онного совершенствования процесса смесеобразования является
предварительная электромагнитная обработка топлива, чему и
посвящена эта монография.
Автор приносит благодарность и признательность Баженову
Юрию Викторовичу за помощь в подборе материалов и участие в ис-
следованиях, а также: Татарнову В.В, Русакову Б.А., Захарову А.Е.,
Антонову А.В.. Жукову А.В., Павлову А.Н.
-7-
Какова деятельность человека,
таков он сам, его природа,
таковы его ...болезни.
Гиппократ
1.	ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ
1.1.	Загрязнение воздуха автомобильным транспортом
Чрезвычайно актуальной проблемой является обеспечение
охраны окружающей среды в условиях эксплуатации топливных и
смазочных систем автотранспортного комплекса. При наличии не-
благоприятных метеорологических условий (туман, безветрие и
т.д.) загрязнение окружающего воздуха ОГ может в 2,8-3,5 раза
превышать значение предельно допустимой концентрации, табл. 1.1
[14,70].
Таблица 1.1
Допустимые среднесуточные величины концентрации токсичных
компонентов в атмосферном воздухе, мг/м3
Компоненты	Количество
Окислы азота	0,2
Бензол	о,з
Бензин	0,5
Окислы углерода	1,0
Свинец и его соединения	0,001
1 етраэтилсвинец	0,0002
Бенз(а) пирен	0,00005
Результаты исследований загрязнения воздуха автомобильным
транспортом представлены в табл. 1.2.
Таблица 1.2
Концентрация токсичных компонентов ОГ в атмосфере улиц
Характеристика района	Окислы азота, мг/м3, в пересчете на N2O5		Бенз(а) пирен, мг/м3	Окись углерода, мг/м3	
			Концен- трация		
	средняя	макси- мальная	средняя	сред- няя	макси- мальная
Улица с двусторонней застройкой	0,21	0,57	10,8	11,4	17,6
Улица с односторонней застройкой	0,12	0,26	10,7	10,7	16,2
Двор	0,10	0,20	4,7	8.2	10,8
Туннель	0,15	0,24	94,1	30,9	60,9
На пересечениях улиц с интенсивным движением загрязнение
воздуха в течение месяца в среднем сохраняется на уровне 28,1 мг/м3,
а в пунктах, удаленных от таких улиц, - на уровне 17,4 мг/м3.
Очевидно, что концентрация вредных веществ в атмосферном
воздухе значительно превышает предельно допустимую концентра-
цию отдельных компонентов - выбросов (ОГ) автомобилей.
1.2.	Состав отработавших газов двигателей внутреннего
сгорания
Точно определить количество вредных выбросов в атмосферу
двигателями практически невозможно. Величина выброса вредных
веществ зависит от многих факторов, таких, например, как конструк-
тивные параметры, процессы подготовки и сгорания смеси, режим
работы двигателя, его техническое состояние и др. Однако на основа-
нии данных о среднем статистическом составе смеси для отдельных
видов двигателей и соответствующих им величин выброса токсичных
веществ на 1 кг израсходованного топлива можно определить сум-
марную эмиссию.
Состав отработавших газов (табл. 1.3) существенно зависит от
режима работы двигателя. На основании статистических исследова-
ний установлено, что в условиях уличного движения в городах долю
времени работы двигателя на отдельных режимах можно представить
следующим образом: на холостом ходу и на средних частотах враще-
ния - 35% времени, на постоянных частотах вращения - 29%, с уско-
рением - 22%, с замедлением - 14% [67].
В табл. 1.4 и 1.5 приведено содержание токсичных и нетоксич-
ных компонентов в отработавших газах при различных условиях ра-
боты автомобилей (режимах работы двигателей) с двигателями с ис-
кровым зажиганием (ИЗ) и с дизельными двигателями (ДД) [70].
Таблица 1.3
Средний состав отработавших газов двигателей
Компоненты	Проценты (объемные)		
	Двигатели с искровым зажиганием (ИЗ)	Дизельные двигатели (ДД)	Примечание
Азот	74...77	76...78	Нетоксичный
Кислород	0,3...8	2...18	«
Водяной пар	3,0...5,5	0,5...4	«
Двуокись угле-			
рода	5,0...12	1...10	«
Окись углерода	0,5...10	0,01...0,5	Токсичный
Окислы азота	О...О,8	0,0002...0,5	«
Углеводороды	0.2...3	0,009...0,5	«
Альдегиды	0...0,2	0,001... 0,009	«
Сажа	0...0,04г/м3	0,01...1 г/м’	«
- 10
Таблица 1.4
Среднее процентное содержание токсичных компонентов в ОГ
Компоненты	Режимы работы двигателя							
	Холостой ход и средняя частота враще- ния		Средняя посто- янная частота вращения с нагрузкой		Разгон		Замедление	
	ИЗ	дд	ИЗ	ДД	ИЗ	ДД	ИЗ	ДД
Окись углерода	7,0	Следы	2,5	0,1	1,8	Следы	2,0	Следы
Углеводороды Окислы азота,	0,5	0,04	0,2	0.02	0,1	0,01	1,0	0,03
чнм	30	60	1050	850	650	250	20	30
Альдегиды, чнм (1чнм* - =- 0,0001 %)	30	10	20	20	10	10	300	30
Примечание:
* чнм - частей на миллион
Таблица 1.5
Среднее процентное содержание нетоксичных компонентов в ОГ
Компоненты	Режим работы двигателя					
	Холостой ход и средняя час-		Полная нагрузка			
			Частота вращения			
	тота вращения		средняя		большая	
	ИЗ	ДД	ИЗ	ОД	ИЗ	ДД
Двуокись уг- лерода Водяной пар Кислород Водород Азот	6.5..8 7...10 1...1.5 0.5...4 71	3.5 3.5 16 77	7...11 9...11 0.5...2 0.2...1 74	5.5 5.0 12 0.1 Т1	12...13 10...1 0.1...0.4 0.1...0.2 76	7 5 10 77
Средние условия работы автомобилей в городах и процент вы-
деляемых отработавших газов приведены в табл. 1.6.
Таблица 1.6
Условия работы автомобилей и доли выброса ОГ в этих условиях
Режим работы двигателя	Доля в общем времени работы, %	Доля от общего количества отра- ботавших газов, %
Холостой ход и средняя частота вращения Разгон 11остоянная, большая частота вращения Замедление	15 37,7 16.0 32,3	4,2 69,9 16.8 9,1
Приведенные данные показывают, что при замедлении и при
работе на небольших частотах вращения в отработавших газах двига-
телей с искровым зажиганием содержится большое количество про-
дуктов неполного сгорания топлива. В дизельных двигателях, вслед-
ствие сгорания смеси с большим избытком воздуха, обнаруживаются
только следы этих продуктов. Поэтому дизельные двигатели при хо-
рошем техническом состоянии и правильном обслуживании в значи-
тельно меньшей степени загрязняют атмосферный воздух.
Оценочно определить количество токсичных веществ, выбра-
сываемых двигателями в атмосферу, можно на основании данных о
расходе основных сортов топлив.
В таблице 1.7 сопоставлены величины токсичных выбросов
различными силовыми установками.
12
Таблица 1.7
Токсичные выбросы различными силовыми установками
Силовые установки	Выброс в целом, г/л.с. ч.		
	СО	спнш	N02
Двигатель с искровым зажиганием, рабо- тающий па бензине Двигатель с искровым зажиганием, рабо- тающий па сжиженном газе Дизельный двигатель с непосредственным впрыском Дизельный предкамерный двигатель	28 26 3,6 1,7	9 3 2,2 0,2	16 13 8,6 5,8
Выброс токсичных компонентов отработавших газов, приходя-
щихся на 1 кг сгоревшего топлива, с учетом средней величины коэф-
фициента избытка воздуха приведен в табл. 1.8.
Из данных табл. 1.8 видно, что общее количество токсичных
веществ, выделяемых при сгорании 1 кг топлива в дизельном двига-
теле, в 10 раз меньше, чем при сгорании 1 кг бензина в карбюратор-
ном двигателе. В огработавших газах дизельных двигателей содер-
жится в 5 раз больше сажи, которая являегся продуктом крекинга и
неполного сгорания топлива.
Таблица 1.8
Количество токсичных компонентов
при сгорании 1 кг топлива, в г
Компонент	Вид топлива	
	Бензин	Дизельное топливо
Окись углерода	465,59	20,81
Углеводород	23,28	4,16
Окислы азота	15,83	18,01
- 13-
Окончание табл. 1.8
Компонент	Вид топлива	
	Бензин	Дизельное топливо
Ангидрид серной кислоты	1,86	7,80
Альдегиды	0,93	0,78
Сажа	1	5
Свинец	0,5	-
Всего	508,99	51,56
В составе ОГ дизелей такие компоненты, как окись углерода,
окислы (оксиды) азота, альдегиды, углеводороды и сажа.
Так, например, широко используемый дизель типа КамАЗ-740
за час работы может выбрасывать более 5 кг вредных веществ, в со-
став которых входят: 1,5 кг СО; 0,4 кг СхНу; 2,9 кг N0x и 0,2 кг
твердых частиц [41, 42, 70].
В зависимости от режима работы дизеля на долю сажи прихо-
дится до 90% суммарных выбросов ОГ, т.е. около 17 кг сажи на одну
тонну сжигаемого дизельного топлива.
Сажа выполняет транспортную функцию, адсорбируя на своей
поверхности полициклические ароматические углеводороды (ПАУ)
мутагенного, тератогенного и аллергенного действия, т.е. сажа со-
держит адсорбированные углеводороды, подвергшиеся частичному
распаду при крекинге, продукты частичного окисления - альдегиды и
вещества, образовавшиеся при распаде полимерных соединений, т.е.
циклические ароматические углеводороды. На рис. 1.1 показано из-
менение содержания в саже циклических ароматических углеводоро-
дов и альдегидов двигателя с непосредственным впрыском в зависи-
мости от величины коэффициента избытка воздуха а.
14-
Рис. 1.1. Влияние коэффициента избытка воздуха а на содержание аромати-
ческих углеводородов и альдегидов в саже: 1 - ароматические
углеводороды; 2 - альдегиды
Вследствие этого сажа тоже становится токсичной. В соот-
ветствии с санитарными нормами сажа адсорбирует вредные веще-
ства, которые токсичнее углеводородов в 30 раз, окиси углеводо-
рода в 20 раз, и только токсичность окислов азота превышает их ток-
сичность в 1,7 раза [67].
Сравнительно недавно было установлено, что сажа еще и значи-
тельно активизирует канцерогенную или бластомогенную активность
ПЛУ, в частности, сильнейшего из них - бснз(а)пирена.
Таким образом, сажа характеризуется отрицательным экономи-
ко-социальным эффектом, связанным с повышением задымленности
окружающей среды.
-15-
1J. Воздействие топлив и отработавших газов на организм
человека
Результаты представленных исследований состава атмосферно-
го воздуха свидетельствуют о значительном загрязнении воздуха уг-
леводородами и другими вредными выбросами автомобилей. Под-
твердилась также связь между заболеваемостью некоторыми болез-
нями жителей городов и степенью загрязнения воздуха углеводоро-
дами. Результаты статистических исследований показывают, что
смертность и частота заболеваний жителей городов находятся в пря-
мой зависимости от общего загрязнения воздуха. Это свидетельствует
о том, что степень загрязнения воздуха является значительной и
опасной для здоровья людей.
Длительное пребывание человека в таких условиях может по-
влечь за собой снижение трудоспособности, вызывая повышенную
утомляемость.
При подготовке к выезду в закрытом помещении с объемом
около 500 м3 уже в начале работы двигателя концентрация вредных
веществ ОГ достигает предельно допустимого значения, что в ряде
случаев вызывает гибель людей.
Даже незначительное по дозе, но длительное воздействие токсич-
ных компонентов ОГ способствует снижению устойчивости внимания и
объема усваиваемой информации у водителей (персонала) до 65%, сни-
жению кратковременной памяти на цифровые и другие символы - на
20-60%, увеличению времени ответных реакций на световые и звуко-
вые раздражители - на 5-10%.
Замеры проб воздуха, взятых из кабин автомобилей в различ-
ных условиях эксплуатации, показали превышение предельно до-
пустимых норм окиси углерода СО, бенз(а)пирена и альдегидов в
1,1 -е- 1,3 раза [16, 71]. При такой концентрации СО и альдегидов рез-
ко повышается содержание карбоксигемоглобина в крови человека,
что приводит к резкой утомляемости и дорожно-транспортным про-
исшествиям.
Опасность токсичных выбросов транспортных средств для
здоровья людей можно определить двумя способами. Один из них
прост, но весьма неточен. Он заключается в определении концентра-
ции или содержания отдельных компонентов отработавших газов в
атмосферном воздухе и сопоставлении полученных результатов с
-16 -
предельно допустимыми концентрациями вредных соединений в воз-
духе. Более трудным является способ, состоящий в непосредственном
прослеживании за влиянием загрязненного отработавшими газами
воздуха на здоровье человека.
Предельные концентрации вредных или токсичных компонентов
в воздухе (табл. 1.9) устанавливаются в качестве гигиенических норм,
т.е. с точки зрения непосредственной охраны здоровья человека.
Таблица 1.9
Предельно допустимая концентрация токсичных компонентов в
атмосферном воздухе у рабочих мест
Токсичные компоненты	мг/дм’	Объемные, %	Чнм*
Окись углерода - СО	0,03	0,0024	24
Окись азота (в пересчете на N2O5)	0,005	0,00025	25
Двуокись серы - SO2 Углеводороды: Бензол - С6Нб, гексан - СбН„	0,02	0,0007	7
Гептан - C7HiS	0,1	-	-
Акролеин -СНг СНСНО	0. 001	0.00037	3,7
Альдегиды	0,005	0,0004	4
тетраэтилсвинец - Pb (CjHs)# (в пересчете на свинец - РЬ)	000005	-	-
Примечание:
* чнм - частей на миллион
Однако не следует забывать о большом вреде для здоровья че-
ловека длительного воздействия малых концентраций вредных ве-
ществ и общего воздействии нескольких токсичных компонентов.
Точно определить степень и диапазон вредного воздействия загряз-
ненного воздуха на здоровье людей весьма сложно, тем более что в
разных условиях они часто бывают различными.
17
В настоящее время лучше всего изучены и исследованы по-
следствия вредного воздействия отработавших газов, содержащихся в
атмосферном воздухе. В определенные времена года в городах появ-
ляется ядовитый смог, сильно раздражающий слизистую оболочку.
Исследованиями было установлено, что причиной этого явления слу-
жат вредные выбросы автомобильных двигателей. Наблюдения пока-
зывают, что такие раздражения возникают только при солнечной без-
ветренной погоде, а при других условиях даже относительно большая
концентрация отработавших газов в воздухе не вызывает сильного
раздражения. Под воздействием солнечных лучей, главным образом
ультрафиолетового излучения, происходят фотохимические реакции с
участием некоторых компонентов отработавших газов, в результате
чего образуются вещества, сильно раздражающие слизистую оболочку.
В таких реакциях, наряду с различными углеводородами и дру-
гими органическими соединениями, участвуют и окислы азота. В ре-
зультате фотохимических процессов образуются озон и соединения,
обладающие сильными оксидирующими свойствами. Данные соеди-
нения даже в очень малых количествах оказывают сильное токсичное
воздействие на организм человека.
Изучены также последствия воздействия на организм человека
отдельных компонентов токсичных выбросов. Особенно опасными
для здоровья человека являются окись углерода и окислы азота.
Окись углерода вызывает торможение функций активных центров
образования гемоглобина, вследствие чего нарушаются окислитель-
ные процессы в организме, что может привести к смерти.
При отравлении окисью углерода на первой стадии обычно по-
являются головные боли, сердцебиение, удушье, боли в животе и
рвота. На второй стадии отравления возникает сонливость, приводя-
щая, как правило, к потере сознания.
Особое внимание следует обратить на явление хронического
отравления небольшими дозами окиси углерода, которое может про-
исходить при объемной концентрации СО, равной 0,01%. Отравле-
нию такого рода подвержены водители, работники службы движения
и пешеходы в больших городах. Хроническое отравление выражается
-19-
мозг и селезенку, - а также вызывает нарушения в обмене углеводов.
Хроническое отравление малыми дозами двуокиси серы проявляется
и в виде головных болей, бессонницы, раздражения слизистой обо-
лочки, а в некоторых случаях - хронического бронхита и конъюнкти-
вита.
Сильнодействующими токсичными веществами являются сви-
нец и его соединения. Около 80% массы свинца, содержащегося в
тетраэтилсвинце, добавляемом в бензин, выбрасывается с отработав-
шими газами в атмосферу. Соединения свинца накапливаются в орга-
низме, вызывая нарушения в обмене веществ и кроветворных процес-
сах [38].
Независимо от существующего различия мнений относительно
степени вредности отработавших газов во всем мире в целях охраны
здоровья человека проводятся серьезные мероприятия, направленные
на ограничение загрязнения воздуха автомобилями.
Возникает настоятельная необходимость осуществления ком-
плексных мероприятий по охране окружающей среды.
С катаклизмами природы надо бороться,
но вторгаться в нее чрезмерно нельзя!
Вернадский
1.4.	Воздействие отработавших газов на окружающую среду
Загрязнение окружающей среды токсичными компонентами
отработавших газов приводит к большим экономическим потерям в
хозяйстве, гак как токсичные вещества вызывают нарушения в росте
растений, что, в свою очередь, способствует снижению урожаев и по-
терям в животноводстве. Вредному воздействию особенно подверже-
ны хозяйства, расположенные вблизи крупных городов и транспорт-
ных магистралей. Кроме того, отработавшие газы способствуют ус-
корению процессов разрушения изделий из пластмассы и резины, а
также облицовки и конструкции зданий.
-20-
К числу токсичных компонентов отработавших газов, оказы-
вающих непосредственное воздействие на окружающую среду, отно-
сятся: окись углерода, углеводороды, окислы азота, сажа и соедине-
ния свинца. Далее мы рассмотрим воздействие этих веществ на рас-
тительный мир, а косвенно также на животный мир и частично на
почву.
Воздействие окиси углерода, наиболее значительного в количе-
ственном отношении токсичного компонента, является относительно
наименее опасным. Непосредственную опасность для растений пред-
ставляют двуокись серы, окислы азота, продукты фотохимических
реакций и этилен. Накапливаясь в растениях, эти соединения создают
также опасность для животных и людей. Данные соединения могут
вызывать повреждения растений, проявляющиеся, например, омерт-
вением или нарушением их роста и развития. При этом следует отме-
тить, что такие соединения, как углеводороды и соединения свинца
при их обычной концентрации в воздухе не являются вредными для
растений.
В растениях может аккумулироваться значительное количество
свинца, зависящее от продолжительности воздействия воздуха, со-
держащего соединения свинца. При этом установлено, что сами рас-
тения маловосприимчивы к действию свинца, что создает дополни-
тельную опасность для животных и людей.
Содержание в воздухе свинца и углеводородов из огработав-
ших газов автомобилей относительно невелико, поэтому они не пред-
ставляют серьезной опасности для растений. Однако, если растения,
произрастающие вблизи дорог с интенсивным движением, использу-
ются для корма животных, они могут быть опасны для них.
Распространение в атмосферном воздухе свинца от отработавших
газов карбюраторных двигателей зависит от ряда факторов: например,
источника выброса, окружающей среды дорог, метеорологических усло-
вий, рельефа местности и т.п. Содержание свинца в растениях, находя-
щихся в непосредственной близости от дорог, в значительной степени
зависит от их расстояния от источника выброса (рис. 1.2).
-22-
трации свинца в кормах и пищевых продуктах возникнет угроза здо-
ровью людей и животных на обширных территориях.
Отрицательные последствия воздействия отработавших газов
на почву носят весьма ограниченный характер. Грунтовые и поверх-
ностные воды в большей степени подвержены опасности загрязнения
топливом, маслами и смазками. Даже минимальное количество этих
веществ может сильно изменить качество воды и привести к тяжелым
последствиям в отношении живых организмов. Пленка из углеводо-
родов на поверхности воды затрудняет процессы окисления, что так-
же отрицательно влияет на живые организмы.
Как указывалось выше, непосредственную опасность для рас-
тений представляют двуокись серы и окислы азота. Особенно опас-
ной для лесов и зеленых массивов является двуокись серы, разру-
шающая хлорофилл. Исследованиями установлено, что при длитель-
ном воздействии SOj, даже при ее концентрации в воздухе порядка
0,015 - 0,035 мг/м3, потери в приросте древесной массы хвойных де-
ревьев составляют около 20%. Предельной концентрацией SO2 для
многих возделываемых растений является ее средняя концентрация,
равная 0,14 мг/м3. Установлено также, что концентрация S02, состав-
ляющая в летнее время 0,08 ... 0,10 мг/м3, а в осеннее и зимнее время
0,20 мг/м3, способствует постепенной гибели деревьев. Приведенные
данные свидетельствуют о том, что растения чувствительны даже к
очень малым концентрациям SO2, в воздухе. Отсюда возникает обос-
нованное опасение, что при возрастании интенсивности движения
автомобилей и соответствующих атмосферных условиях под воздей-
ствием отработавших газов может быть нанесен серьезный вред рас-
тениям, особенно чувствительным к SO2 [16, 67, 70].
В значительно меныней степени изучено воздействие на расте-
ния окислов азота. Установлено, что их непосредственное токсичное
влияние на растения проявляется при концентрации окислов азота в
воздухе в пределах 0,5 - 6 мг/м3. При концентрации, близкой к ниж-
нему пределу, токсичное воздействие окислов азота обнаруживается
через несколько десяткой часов. При концентрации, близкой к верхне-
му пределу, повреждения растений появляются уже после двух часов
-23-
воздействия окислов азота. В результате реакций окислов азота, про-
исходящих в воздухе под действием солнечных лучей, возрастает
токсичность их воздействия. Продуктом этих фотохимических реак-
ций является озон, который вступает в реакции с ненасыщенными
углеводородами и двуокисью азота, образуя соединения, очень вред-
ные для растений. Растения получают также повреждения в результа-
те совместного воздействия NO2 и SO2.
Возникает настоятельная необходимость осуществления ком-
плексных мероприятий по охране окружающей среды. Одним из наи-
более перспективных и в то же время малоизученных направлений в
решении этой проблемы является электромагнитная обработка топ-
лива.
-24-
Знание - столь драгоценная вещь.
Что его не зазорно добывать из любого источника.
Абу-ль-Фарадж
2.	ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ОБРАБОТКА ТОПЛИВ
(СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ
МЕТОДОВ И СПОСОБОВ)
2.1.	Анализ процессов смесеобразования и сгорания
2.1.1.	Карбюраторные двигатели. Решающее влияние на
уровни выбросов двигателей оказывает способ организации рабочего
процесса [2,4,5]. Понятие «чистоты» работы двигателя в технической
литературе стран Запада включает низкий уровень выбросов вредных
веществ с ОГ, низкий уровень шума и малую виброактивностъ.
При разных способах смесеобразования к параметрам подачи
топлива (мелкости распиливания, распределению топлива по камере
сгорания и т.п.) предъявляются различные требования, которые опре-
деляют конструкцию двигателя. При этом во все системы топливопо-
дачи активно адаптируется электронное микропроцессорное управле-
ние, являющееся важнейшим элементом mhoi«функционального ре-
гулирования, необходимого для выполнения всё ужесточающихся
требований по экологии.
Известно, что эффективные показатели ОГ двигателей во мно-
гом зависят от равномерности распределения смеси по цилиндрам.
Ухудшение равномерности распределения смеси по цилиндрам сопро-
вождается одновременным снижением мощности двигателя на 4 - 5%,
увеличением удельного расхода топлива на 9 - 12% и, как следствие,
значительным ростом токсичности ОГ. Качество процесса смесеобра-
зования в значительной мере определяется поверхностным натяже-
нием капель топлива.
2.1.2.	Дизельные двигатели. Работа дизелей характеризуется
изменением в широком диапазоне частоты вращения коленчатого ва-
ла и крутящего момента, в то же время к ним предъявляются жесткие
требования по допустимому уровню шума, дымности и токсичности
-25-
отработавших газов (ОГ). Кроме того, стремление получить высокие
удельные мощности и низкие удельные расходы топлива, низкую
дымность и себестоимость дизеля является причиной использования
дизелей с различными способами смесеобразования, каждому из ко-
торых присущи определенные положительные и отрицательные свой-
ства.
Оптимизация процессов смесеобразования и тепловыделения
выдвигает определенные требования к процессу подачи топлива. В
наиболее перспективных дизелях:
-	топливо должно впрыскиваться в цилиндр в мелко распылен-
ном виде с хорошей проникающей способностью факела топлива в
среде сжатого воздуха;
-	в начальный момент в сгорании должно участвовать неболь-
шое количество топлива, а скорость подачи должна увеличиваться по
мере роста температуры в цилиндре;
-	продолжительность сгорания должна быть по возможности
короткой;
-	топливная аппаратура должна создавать одинаковые условия
для работы различных цилиндров дизеля.
Это достигается обеспечением идентичности характеристик
впрыскивания. Различия в этих показателях приводят к неравномер-
ной нагрузке цилиндров при работе, снижают ресурс дизеля и ухуд-
шают топливную экономичность.
Длина топливного факела зависит от давления впрыскивания и
массы капель топлива. Для каждых видов и типов камер сгорания
существуют определенные уровни давлений впрыскивания, обеспе-
чивающие оптимальное смесеобразование.
В целом, следует отметить, что топливная аппаратура дизеля
должна обеспечить подачу за короткий промежуток времени (0,001-
0,01 с) точно дозированных относительно малых порций топлива (Ю-
200 см3) в заданный период рабочего цикла в цилиндры дизеля, в со-
ответствии с порядком их работы, под высоким (150 МПа и более)
давлением, изменяющимся по определенному закону [2].
При работе на режимах холостого хода отсутствие необходимой
равномерности подач топлива по цилиндрам затрудняет обеспечение
устойчивой работы дизеля и приводит к осмолению деталей камеры его-
-26 -
рания и форсунки, увеличивает минимально устойчивую частоту вра-
щения коленчатого вала в режиме холостого хода.
С целью обеспечения идентичности характеристик впрыскива-
ния в конструкциях форсунок жестко регламентируется высота подъе-
ма иглы распылителя (допуск в отечественных форсунках до 0,07 мм,
в форсунках зарубежных фирм - до 0,03 мм) [16, 67]. Одновременно
ужесточаются требования к эффективному проходному сечению рас-
пылителя - допустимые отклонения от номинального значения состав-
ляют 6% и в перспективе должны быть снижены до 2%. Таким обра-
зом, требованиями к топливной системе высокого давления дизелей
являются:
-	топливо должно поступать в цилиндр дизеля в мелкодисперс-
ном виде по определенному закону;
-	возможность управления моментом начала впрыскивания и
количеством подаваемого в цилиндр топлива в соответствии с режи-
мом работы двигателя;
-	впрыскивание должно происходить с оптимальным давлени-
ем, величина которого зависит от типа камеры сгорания, способа сме-
сеобразования, режима работы двигателя и др.;
-	длительный межремонтный ресурс топливной аппаратуры и
идентичность характеристик впрыскивания между цилиндрами дизе-
ля и от цикла к циклу на протяжении всего гарантийного срока экс-
плуатации.
Особенности условий работы дизелей (например, в военной
технике) предъявляют и ряд специфических требований к работе топ-
ливной системы:
-	во-первых, топливная система должна обеспечивать стабиль-
ность показателей топпивоподачи на протяжении всего гарантийного
срока эксплуатации;
-	во-вторых, топливная система должна обеспечивать легкий
пуск двигателя при отрицательной температуре окружающей среды.
Для надежного пуска дизеля, при отрицательной температуре ок-
ружающего воздуха, необходимо улучшение распыливания топли-
ва. Это достигается увеличением давления впрыскивания. В боль-
шинстве случаев пусковая подача в 1,5-3 раза выше номинальной;
-	в-третьих, зависящий от характеристик топливоподачи про-
цесс сгорания топлива в цилиндре дизеля должен обеспечивать ми-
-27-
нимальный уровень токсичности отработавших газов. В районах мас-
сового скопления техники вопрос улучшения экологических показа-
телей дизелей является актуальной задачей, т.к. может наблюдаться
значительное превышение допустимых норм концентрации токсич-
ных веществ в окружающем воздухе, что отрицательно отражается на
здоровье людей, животных, нормальном развитии растений и т.д. По-
этому снижение токсичности отработавших газов в некоторых случа-
ях является даже острой производственной необходимостью.
Все эти требования должны учитываться при проектировании
топливоподающих систем дизелей. Выполнение именно этих требо-
ваний обеспечит качественное протекание рабочего процесса, улуч-
шение эффективных показателей и уменьшение токсичности и дым-
ности дизеля.
В совершенствовании отмеченных показателей двигателя при-
нимают участие все его системы и элементы конструкции. Поэтому
все они должны отвечать высокому уровню развития и взаимной со-
гласованности.
Анализ конструкции современных дизелей показывает большое
разнообразие применяемых в них камер сгорания и осуществляемых в
них типов смесеобразования. Тип смесеобразования, как правило, оп-
ределяется назначением, уровнем форсирования, размерностью, при-
меняемыми материалами и конструкцией двигателя. До недавнего
времени выбор типа смесеобразования в основном определялся исклю-
чительно высокой экономичностью. В последнее десятилетие при вы-
боре типа смесеобразования конструкторы стали учитывать шумность
рабочих процессов и уровни вредных выбросов. Этим объясняется
возврат ряда фирм к конструкциям вихрекамерных и предкамерных
дизелей для автомобилей.
Наиболее распространённым типом смесеобразования в дизе-
лях является объёмный, обеспечиваемый применением камер сгора-
ния цилиндрического типа, имеющих конический выступ на днище.
Такой тип смесеобразования присущ дизелям АО «Камаз», АО «Ав-
тодизель», фирм «Лейланд», «Вольво», «Перкинс», «Татра» и др.
Разновидностями этого типа камер сгорания являются цилиндриче-
ские без выступа на днише (фирмы MTU) [70].
Полуразделённые камеры сгорания, обеспечивающие плё-
ночное смесеобразование, применяются на автомобильных двига-
телях фирмы MAN, предприятий «Татра» и «RABA-MAN». В на-
-28-
шей стране полуразделённые камеры сгорания применяются лишь
на тракторных дизелях АО ЧТЗ и АО ММ3. В дизелях ЗИЛ примене-
ны камеры, обеспечивающие пристеночное смесеобразование.
Совершенствование смесеобразования является перспективным
направлением снижения токсичности, однако требует значительных
капиталовложений.
Следует отметить, что при анализе перспектив снижения уров-
ня эмиссии NOX и уменьшения дымности необходимо различать
эмиссию у новых и находящихся в эксплуатации дизелей. По прогно-
зам, современное состояние технологии производства дизелей и
средств ограничения эмиссии позволяет выполнить нормы «Евро 2»
допустимой эмиссии для новых автомобилей с минимальным запасом
на увеличение эмиссии при эксплуатации. Выполнение этих норм без
средств дополнительной обработки ОГ во время эксплуатации не
достигнуто ещё ни одним изготовителем дизелей.
Топливоподающие системы являются важнейшим инструмен-
том по формированию процессов сгорания и управлению работой
двигателя.
Качество процессов топливоподачи характеризуется целым ря-
дом показателей, среди которых следует выделить дальнобойность
факела, тонкость и однородность его распиливания, особенности ха-
рактеристики впрыскивания по углу поворота коленчатого вала и др.
Чем совершеннее качество распиливания топлива и короче продол-
жительность впрыска, тем интенсивнее и короче процесс тепловыде-
ления, выше индикаторный К11Д при меньшем значении степени по-
вышения давления и ниже уровень выбросов с ОГ дизеля.
Наибольший вклад в развитие систем топливоподачи внесла и
продолжает вносить фирма R. Bosch. Развитие топливной аппаратуры
для транспортных дизелей осуществляется ею по направлениям:
-	совершенствование традиционной топливной аппаратуры
раздельного типа;
-	создание нового поколения индивидуальных (для каждого ци-
линдра) малогабаритных систем топливоподачи раздельного типа, так
называемых «столбиковых» ТНВД;
-	создание (в содружестве с американской фирмой DTUS) ново-
го поколения насос - форсунок и других систем топливоподачи.
-29-
Использование в двигателе топливной аппаратуры с высоким
давлением распыливания топлива связано с применением мощного
привода ТНВД.
Наряду с отмеченным, в настоящее время активно ведутся так-
же поисковые работы по адаптации электрических и электронных
систем управления топливной аппаратурой, элементами двигателя и
автомобиля. Они пока уступают механическим системам по надёжно-
сти, но превосходят их в простоте и функциональных возможностях.
Итак, процесс смесеобразования в дизельных двигателях харак-
теризуется рядом особенностей. Главной из них является впрыскива-
ние топлива и подача несвязанного с потоком топлива воздуха непо-
средственно в камеру сгорания двигателя. Тогда решающую роль в
таком двигателе будет решать форма и размеры капель впрыскивае-
мого топлива, его однородность и температура.
Чтобы достигнуть этого, топливо предварительно обрабатыва-
ется физическими способами. Для этого применяют устройства по
обработке топлива до впрыскивания его в цилиндры с помощью по-
стоянных магнитов, электромагнитов, подогрева или системы ультра-
звукового распиливания капель топлива.
Конструктивные мероприятия, направленные на улучшение об-
щих условий смесеобразования (увеличение тонкости и однородности
распыливания топлива, улучшение перемешивания и т.д.), должны
способствовать улучшению качества процесса смесеобразования.
В качестве таких мер (помимо модернизации топливных маги-
стралей двигателя) совершенствуются конструкции впускной систе-
мы; форсунки и насосы, а также видоизменяются камеры сгорания.
Однако указанные мероприятия лишь в некоторой (далеко не
полной) степени приводят к улучшению процессов смесеобразования
и распределения горючей смеси по цилиндрам двигателя.
Рассмотренные выше особенности процесса смесеобразования
в карбюраторных и дизельных двигателях, в свою очередь, опреде-
ляют особенности протекания рабочего процесса, выраженные в цик-
ловой неравномерности процесса сгорания.
Неидентичность последовательных циклов зависит от режима ра-
боты двигателя и резко возрастает по мере обеднения смеси. Существует
мнение, что именно рост невоспроизводимости сгорания в последова-
-30-
тельных циклах определяет предел эффективного обеднения смеси, при
котором достигается наименьший удельный расход топлива.
Академики Семенов Н.Н. и Воинов А.Н. считают, что в основ-
ном цикловая неравномерность процесса сгорания обусловлена раз-
личиями в скоростях сгорания в отдельных рабочих циклах, являю-
щихся следствием случайных сочетаний условий, благоприятствую-
щих развитию (или наоборот) начального очага горения.
К ним относятся:
-	различие турбулентных характеристик и движения заряда в
зоне камеры сгорания;
-	неидентичностъ состава горючей смеси в последовательных
циклах;
-	неравномерное распределение заряда в последовательных
циклах.
Следовательно, с ростом обеднения смеси возрастает невоспро-
изводимость процесса сгорания. Однако повышением степени одно-
родности и интенсивности турбулизации смеси можно уменьшить
разбросы в различии протекания отдельных циклов и, одновременно,
расширить пределы эффективного обеднения смеси [1-5].
Эго влияние было доказано экспериментальным сравнением
рабочего процесса двигателя при впрыске и питании его заранее при-
готовленной однородной смесью паров бензина с воздухом [4].
При работе на однородной топливовоздушной смеси сгорание
стало более стабильным. При этом расширились пределы эффектив-
ного обеднения смеси и повысилась экономичность двигателя. Стало
очевидным влияние качества процесса смесеобразования на цикло-
вую неравномерность процесса сгорания.
Таким образом, по результатам анализа процессов смесеобразо-
вания и сгорания выявлен ряд существенных недостатков:
-	недостаточная тонкость и однородность распыления топлива;
-	цикловая неидентичностъ процесса сгорания.
Эго приводит к заметному ухудшению основных показателей
работы двигателя. Причем наиболее неблагоприятно процессы смесе-
образования и сгорания протекают на режимах малых и частичных
-31 -
нагрузок, которые являются основными рабочими режимами при
движении машин с невысокими скоростями и малоопытными водите-
лями.
Улучшения качества процесса смесеобразования можно дос-
тичь за счет более тонкого распиливания топлива. Целесообразно
решать этот вопрос не только увеличением аэродинамических воз-
действий, но и путем снижения поверхностного натяжения капель
топлива каким-либо способом, приемлемым для условий эксплуата-
ции две.
Это позволит (при прочих равных условиях) добиться улучше-
ния тонкости и однородности распиливания топлива, а значит, и ка-
чества процесса смесеобразования.
Таким образом, для дальнейшего совершенствования процессов
смесеобразования необходимо разработать принципиально новые
способы, позволяющие, в первую очередь, улучшить тонкость и од-
нородность распиливания топлива на частичных нагрузках и обеспе-
чить надежность и стабильность зажигания обедненных смесей.
При электромагнитной обработке топлива на его капли, кроме
молекулярных сил, определяющих их прочность, воздействуют и
электрические силы, направленные в противоположную сторону и
снижающие поверхностное натяжение капли, что приводит к более
тонкому распылению топлива, лучшему сгоранию и, как следствие,
снижению дымности [9,10,30].
Не говори всегда, что знаешь,
но знай всегда, что говоришь.
Клавдий
2.2. Сравнительный анализ способов электрической и маг-
нитной обработки топлива
2.2.1.	Магнитная обработка топлив. Известно установлен-
ное на топливопроводе высокого давления форсунки устройство, пред-
ставляющее собой постоянный магнит с интенсивным полем, предна-
значенным для предварительной обработки топлива с целью обеспече-
ния более полного сгорания и уменьшения нагарообразован ия [18].
-32-
Однако устройство неэффективно из-за недостаточного воздействия
магнитных полей на весь объем быстродвижущегося топлива.
Поэтому, с точки зрения изучения устройств магнитной обра-
ботки топлив, вызывает интерес устройство для обработки топлива,
представленное на рис. 2.1 [51].
Рис. 2.1. Устройство для обработки топлива: / - виток провода;
2 - цилиндрический корпус-обойма; 3 ферромагнитные гранулы;
4 - катушка зажигания; 5 - распределитель зажигания;
6 — топливопровод; 7 - топливный насос; 8 - карбюратор
Устройство работает следующим образом.
При протекании токов между катушкой зажигания 4 и прерыва-
телем-распределителем 5 в топливопроводе 6 возникает магнитное
поле. Системой, возбуждающей магнитное поле в трубопроводе б,
является виток провода 1 совместно с полой ферромагнитой обоймой
2, охватывающей трубопровод 6.
Виток провода ! является соединительным элементом катушки
зажигания 4 и прерывателя-распределителя зажигания 5. В предлагае-
мом устройстве реализуется виток провода 1 вокруг топливопровода
6 с фиксацией посредством цилиндрической неметаллической обой-
-33-
мы 2, наполненной ферромагнитными гранулами 3. для усиления
внутреннего магнитного поля с одновременным его экранированием.
Гранулы 3 выполняются из ферро-магнитного материала с малой
электропроводностью и коэрцитивной силой.
Гранулы 3 также изолированы друг от друга лаковым покрыти-
ем с целью снижения магнитных потерь на вихревые токи и перемаг-
ничивание цилиндра. Магнитная обработка бензина локализована на
участке топливопровода б от топливного насоса 7 к карбюратору 8.
Таким образом, для подмагничивания топлива карбюраторных
ДВС используются уже имеющиеся в системе зажигания средства с
добавлением лишь фиксирующей цилиндрической обоймы 2 с фер
ромагнитными изолированными гранулами 3, выполняющей одно-
временно две функции: механического закрепления витка провода на
шланге и усиления экранирования создаваемого магнитного поля.
2.2.2.	Электромагнитная обработка топлива в ДВС. На рис. 2.2.
представлено устройство для обработки топлива в ДВС [55]. Уст-
ройство работает следующим образом.
Топливо подается по входному топливопроводу 6 от двигателя
(не показан) во впускной канал 4 впускного фланца 2. Далее по впу-
скному каналу 25 в проставке 23 и впускному каналу 10 отрицатель-
ного электрода 9 в рабочий канал 12. Затем топливо по каналам 11
положительного электрода 8, выпускному каналу 26 в проставке 24 и
выпускному каналу 5 выпускного фланца 3 направляется в выходной
топливопровод 7 двигателя. Электрическое питание от источника 22
’.шзкогс напряжения по электрической цепи 21 через регулятор напря-
жения 28 и контакты 19 и 20 подается на обмотку 16 низкого напря-
жения.
Обмотки низкого 16 и высокого 15 напряжения работают по
принципу взаимной индукции. Прерывистый ток, создаваемый ис-
точником 22 низкого напряжения, вызывает изменение магнитного
поля вокруг обмотки 16. Изменяющееся магнитное поле индуктирует
ЭДС в обмотке высокого напряжения 15, величина которого определя-
ется соотношением числа витков в обмотках 16 и 15.
- 34-
Рис. 2.2. Устройство для обработки топлива:
1 — корпус; 2 — впускной фланец; 3 - выпускной фланец; 4 — впускной
клапан; 5 - выпускной клапан; 6 - входной топливопровод; 7 - выходной
топливопровод; 8 - положительный электрод; 9 - отрицательный электрод;
10,25 - впускной канал; 11,26- выпускной канал; 12 - рабочий канал;
13 - блок высокого напряжения; 14 - сердечник; 15 - обмотка высокого
напряжения; 16 - обмотка низкого напряжения; 17,18,19,20 контакт;
21 цепь проводов; 22 - источник низкого напряжения; 23,24 - проставки;
27 - уплотняющая втулка; 28 - регулятор напряжения; 29 - набор
металлических пластин
От одного конца обмотки 15 через контакт 17 электрический
ток подается на положительный электрод 8, а от второго конца об-
мотки 75 через контакт 18 на отрицательный электрод 9. При этом
между электродами 8 и 9 в рабочем канале 12 создается элекгриче-
ское поле, воздействующее на поток топлива.
Воздействие электрического поля на поток топлива заключает-
ся в ослаблении молекулярных связей и оптимизации процесса вос-
пламенения топлива и его горения.
Одновременно обмотками низкого 16, высокого 75 напряжения
и сердечником 14 создается магнитное поле, силовые линии которого
охватывают рабочий канал 12 и, соответственно, воздействуют на по-
-35-
ток топлива в рабочем канале 12. Магнитное поле, создаваемое обмот-
ками 15, 16 и сердечником 14 в рабочем канале 12, изменяет' углеводо-
родную структуру топлива, что приводит к облегчению окислитель-
ных процессов, выравниванию распределения молекул в объеме ка-
меры сгорания цилиндров двигателя (не показаны) и улучшению ус-
ловий смесеобразования. Фланцы 2 и 3, имеющие электрический кон-
такт с электродами 9 и 8, на которые подано высокое напряжение,
выполнены из электроизоляционного материала для исключения
травмирования электрическим током высокого напряжения.
Для этого также применяют проставки 23 и 24 (с каналами 25 и
26 для прохода топлива), размещенные между фланцами 2 и 3 и элек-
тродами 9 и 8. Они выполнены из электроизоляционного материала,
исключающего электрический контакт электродов 8 и 9 с фланцами 2
и 3, что позволяет выполнять фланцы 2 и 3 из металла и изолировать
запитанные высоким напряжением электроды 8 и 9 от окружающей
среды, т.е. исключить опасность травмирования персонала электри-
ческим током высокого напряжения.
Уплотняющая втулка 27 предназначена для более качественно-
го уплотнения от проникновения топлива из рабочего капала 12 в
блок 13 высокого напряжения (с обмотками 15 и 16). Отсутствие это-
го может привести к повреждению обмоток и неисправности устрой-
ства. Пространство, занятое обмотками, заполняют изолирующей
жидкостью, например трансформаторным маслом, для более качест-
венной изоляции обмоток 15 и 16 и лучшего их охлаждения. Регуля-
тор напряжения 28 включают в цепь 21 источника 22 низкого напря-
жения для регулирования величины напряжения (напряженности)
электрического поля между электродами 8 и 9. Сердечник 14 выпол-
нен из набора металлических пластин 29 для уменьшения вихревых
токов и повышения КПД устройства.
Такое выполнение устройства, т.е. объединение в едином кор-
пусе гидравлической части (электроды и каналы для прохода топли-
ва) и электрической части (обмотки с сердечником) позволяет упро-
стить конструкцию устройства с одновременным исключением опас-
ности травмирования электрическим током высокого напряжения.
-36
При этом также исключено повреждение электрических ком-
муникаций, а также снижены потери электрического потенциала на
электродах и обеспечена добавочная обработка топлива магнитным
полем.
Интересна система для обработки топлива электрическим
полем в ДВС, представленная на рис. 2.3 [56].
Рис. 2.3. Система для обработки топлива электрическим полем:
1.2.3 - электроды: 4 - копус: 5 - входной канал: 6 - выходной канал;
7 - входной топливопровод; 8 - выходной топливопровод; 9 - отверстия;
10-зазоры; 11,12 - высоковольтный преобразователи; 13 - положительный
полюс; 14 - отрицательный полюс; 15,16 - датчики сигналов;
17- датчик режима работы двигателя; 18 - ис точник низкого
напряжения; 19 - кожух
-37-
Система работает следующим образом.
Топливо от насоса (не показан) двигателя по входному топли-
вопроводу 7, через входной канал 5, отверстия 9 в первом 1 и втором
2 электродах, через зазоры 10 между вторым 2 и третьим 3 электро-
дами и далее через отверстия 9 третьего электрода 3 подается в вы-
ходной канал бив выходной топливопровод 8 к топливоподающим
устройствам (не показаны) двигателя.
Электрическое питание ог источника 18 низкого напряжения
подается на первый 75 и второй 16 датчики сигналов и далее на пер-
вый 77 и второй 12 высоковольтные преобразователи энергии. Сигнал
от датчика 17 режима работы двигателя подается на первый 75 и вто-
рой 16 датчики сигналов. Высокое напряжение от положительного
полюса 13 первого 77 высоковольтного преобразователя энергии по-
дается на третий электрод 3, а от отрицательного полюса 14 - на вто-
рой электрод 2. Высокое напряжение от положительного полюса 13
второго 12 высоковольтного преобразователя энергии подается на
первый электрод 7, а от отрицательного полюса 14 - на второй элек-
трод 2.
Топливо, проходя через отверстия 9 первого электрода 7, поля-
ризуется и, проходя по зазорам 10 между вторым 2 и третьим 3 элек-
тродами, обрабатывается под воздействием электрического поля
(т.е. изменяет свою углеводородную структуру), что способствует
более качественному распыливанию топлива и его сгоранию с повы-
шением индикаторного КПД двигателя.
При работе двигателя в зависимости от режима его работы
(частоты вращения, мощности и т.д.) меняется значение (величина)
сигнала от датчика 77 режима работы двигателя. Затем этот сигнал (в
первом 75 и втором 16 датчиках) модулирует (изменяет) параметры
(напряжение, частоту) тока от источника 18 низкого напряжения. Это
приводит к изменению параметров (напряжения, частоты) сигналов
от первого 77 и второго 72 высоковольтных преобразователей энер-
гии, которые, в свою очередь, создают между первым 7 и вторым 2,
между вторым 2 и третьим 3 электродами переменные электрические
поля, воздействующие на поток топлива.
Общее воздействие электрического поля, создаваемого между
электродами 7, 2 и 3, на поток топлива заключается в ослаблении мо-
лекулярных связей и оптимизации процессов воспламенения и горе-
ния топлива. В свою очередь, изменение воздействия электрического
-38-
поля на поток топлива в зависимости от режима работы двигателя (в
т.ч. и скорости потока топлива) вызвано необходимостью формиро-
вания различной напряженности электрического поля для каждого
конкретного режима (или группы режимов) работы двигателя.
Возможность раздельного регулирования параметров электри-
ческого поля между первым 1, вторым 2 и третьим 3 электродами за
счет снабжения системы вторым 12 высоковольтным преобразовате-
лем энергии, первым 15 и вторым 16 датчикамим сигналов и датчи-
ком 27 режима работы двигателя позволяет оптимизировать процесс
обработки топлива как на предварительной стадии воздействия элек-
трического поля от первого 1 и второго 2 электродов (когда происхо-
дит поляризация молекул топлива и требуются одни параметры элек-
трического поля), так и при последующем воздействии электрического
поля от второго 2 и третьего 3 электродов (когда требуются параметры
электрического поля, отличные от первых, и происходят структурные
изменения в топливе).
Такое выполнение системы с раздельным регулированием на-
пряженности электрического поля между различными электродами, в
зависимости от режима работы двигателя, а также объединение в
едином корпусе электродов, двух высоковольтных преобразователей
энергии и двух датчиков сигналов, подключенных к датчику режима
работы двигателя и источнику низкого напряжения, позволяет повы-
сить эффективность обработки топлива электрическим полем с
одновременным исключением опасности травмирования обслужи-
вающего персонала электрическим током высокого напряжения. При
этом также исключается повреждение электрических коммуникаций в
эксплуатации.
Наибольший интерес представляет устройство для магнитной
обработки жидкости по патенту РФ (рис. 2.4) [52].
Устройство работает следующим образом.
При работе двигателя топливо поступает через входное отвер-
стие 6 во внутреннюю проточную камеру 4 каркасного элемента, и,
проходя по камере 4, обтекает шарики 5. Одновременно вследствие
питания обмотки 1 током, например, переменного напряжения, в ка-
мере 4 наводится магнитное поле, силовые линии которого взаимо-
действуют с магнитными полями шариков 5, так что последние уста-
навливаются в камере соответственно направлению силовых линий
-39-
магнитного поля, создаваемого обмоткой 1. Так как топливо, проходя
по камере 4, обтекает шарики 5, то оно пересекает силовые линии
магнитного поля и подвергается магнитной обработке.
Рис. 2.4. Устройство дня магнитной обработки жидкости:
7 - обмотка катушки; 2 - втулка с буртиком; 3 - крышка;
4 - проточная камера; 5 - рабочие элементы (шарики);
6 - входное отверстие; 7 - выходное отверстие; 8 - корпус
Вместе с тем при подаче тока переменного напряжения к обмот-
ке 1 происходит нагрев топлива вследствие потерь в самой обмотке 7 и
на гистерезис и вихревые токи в элементах устройства.
В связи с тем, что питание осуществляется током переменного
напряжения, направление силовых линий магнитного поля меняется с
часто той тока, а шарики 5 из-за неплотного заполнения камеры 4 по-
стоянно смещаются и поворачиваются, что предотвращает облитера-
цию щелей между ними и повышает эффективность обработки.
При подаче от источника питания тока постоянного напряже-
ния смещение шариков 5 происходит в момент включения и выклю-
чения устройства в работу.
Таким образом, внутри камеры 4 достигается постоянное воздей-
ствие магнитного, электрического и теплового полей на топливо, сго-
рание которого в двигателе происходит с большей эффективностью.
-40-
Целью изобретения устройства для обработки топлива в
карбюраторном ДВС [54], представленного на рис. 2.5, являлось по-
вышение эффективности устройства для обработки топлива.
Рис. 2.5. Устройство для обработки топлива:
1 - составной корпус из диэлекгрйка; 2 - верхняя часть корпуса; 3 - нижняя
часть корпуса; 4 - электрод-пластина; 5 - электрод сетка; 6 - насадки;
7 - сферические тела; 8 - высоковольтные разъемы: 9 - выходной канал;
10 - камера основной обработки топлива; 11 - выходное отверстие;
12 - центральный стакан; 13 - отражатель; 14 - центральное отверстие;
15- осевые отверстия; 16 - втулка; 17 - торец пластины; 18 - зазор для об-
работки топлива; 19 — камера предварительной обработки топлива;
20 - сливной канал; 21 - пробка; 22 - входной канал; 23 - отверстия;
24 - торец втулки; 25 - водоотделительная камера
-41 -
Устройство для обработки топлива работает следующим обра-
зом. Топливо под давлением от бензонасоса поступает по входному
каналу 22 в водоотделительную камеру 25. Струя топлива из канала 22
попадает на профилированную поверхность отражателя 13, в результате
чего под воздействием гравитационных сил вода и механические
примеси частично отделяются от потока и вместе в частью топлива
по зазору 18 отводятся в нижнюю часть камеры 19 предварительной
обработки, откуда могут быть удалены через сливной канал 20. При
этом в результате воздействия электрического поля между торцем 17
пластины 4 перфорированного положительного электрода и поверхно-
стью втулки 16 дополнительного - отрицательного электрода топливо
частично поляризуется, а вода разлагается. Водород, образовавшийся
в результате ее разложения, проходит из зазора 18 к мембране отра-
жателя 13 и через нее попадает в камеру 10 основной обработки топ-
лива и далее по выходному каналу 9 в карбюратор. Часть топлива, не
прошедшая по зазору 18 через осевые отверстия 75, попадает в каме-
ру 19 предварительной обработки топлива, где смешивается с час-
тично поляризованным в зазоре 18 топливом и через отверстия 23
пластины 4 поступает в камеру 10 основной обработки.
Под воздействием импульсного электрического поля между
пластиной 4 положительного электрода и сеткой 5 отрицательного
электрода в камере 10 происходит обработка топлива высоковольт-
ным разрядом, чему дополнительно способствует насадок 6, из кото-
рого обработанное топливо по выходному каналу 9 поступает в кар-
бюратор.
Электромагнитная обработка топлива в ДВС [53] представ-
лена на рис. 2.6.
Устройство работает следующим образом.
В катушку 3 подается переменный электрический ток и созда-
ется переменное магнитное поле, воздействующее на гранулы 8 из
магнитствердого материала. Гранулы 8 втягиваются с сетчатого дня 6
в катушку 3 и совершают при этом сложные движения во взвешенном
состоянии с шестью степенями свободы. Создается псевдоожижен-
ный слой, который в первом приближении не зависит от скорости
воздуха, подаваемого снизу.
-42-
Рис. 2.6. Устройство для смесеобразования двигателя внутреннего сгорания:
1 - корпус; 2 - воздушный фильтр; 3 - катушка; 4 - емкость;
5 - боковые стенки; 6 - дно; 7 - верх; 8 - гранулы; 9 - трубка для
подачи жидкого топлива; 10 — от водной трубопровод
Катушка охлаждается потоком воздуха, при этом воздух не-
сколько подогревается. На псевдоожиженный слой гранул подается
сверху распыленное жидкое топливо, которое смачивает наружную
поверхность гранул, значительно увеличивая поверхность испарения.
Поскольку гранулы совершают сложное движение, жидкое топливо
интенсивно испаряется и его пары хорошо смешиваются с воздухом.
Этому помогает противоток распыленного топлива и воздуха, дви-
жущегося навстречу, а также движение гранул, которые сами раз-
мельчают и испаряют капли топлива со своей поверхности. Амплиту-
да колебаний гранул 8 зависит от числа витков катушки 5 и от вели-
чины протекающего по ней переменного тока. Частота колебаний
гранул зависит от частоты переменного тока.
Совершая сложные движения, гранулы способствуют дробле-
нию капель жидкого топлива на более мелкие; при этом с развитой
-43-
наружной поверхности гранул происходит интенсивное испарение
топлива.
Смешение воздуха происходит с парами полностью испаривше-
гося жидкого топлива, что повышает эффективность смешивания
воздуха и паров топлива, а сгорание приготовленной смеси происхо-
дит с большей эффективностью, с обеспечением полного сгорания
топлива в цилиндрах ДВС и сокращением выброса в атмосферу ток-
сичных веществ в отработавших газах.
Известно устройство, содержащее форсунку и подсоединенный к
ее корпусу топливопровод высокого давления, на наружной поверхно-
сти которого установлена обмотка, соединенная с источником напря-
жения для обработки топлива полями высокой напряжет гости [53].
Недостатком рассмотренных устройств является недостаточное
воздействие электрического поля на весь объем быстродвижущейся
жидкости - топлива, что ведет к низкой электризации, которая, в
свою очередь, приводит к неполному сгоранию топлива, снижая эф-
фективность устройств.
Без светоча науки и с
нефтью будут потемки.
Д.И. Менделеев
2.2.3.	Трибоэлектризация жидкостей (топлив, масел) на неф-
тяной основе. Жидкости на нефтяной основе: топлива, рабочие жид-
кости, смазочные масла и т.п. - являются неполярными диэлектрика-
ми, которым в большей степени свойственно возникновение электри-
ческих потенциалов при внешних воздействиях (разные виды трения,
фазовые превращения при изменении температуры), которое носит
название - трибоэлектризация.
Трибоэлектризация жидких диэлектриков связана с существо-
ванием двойного электрического слоя, образующегося на границе
раздела фаз. В соответствии с теорией двойного электрического слоя
Квинке - Гельмгольца-Туи на границе раздела жидкой и твердой фаз
происходит разделение зарядов.
-44-
Автором и другими исследователями [34, 35, 36, 46, 51, 68] пред-
лагается использовать электрополевос воздействие этого явления для
обработки (электризации и очистки) жидкостей на нефтяной основе.
На основании проведенных автором исследований сконструи-
ровано, изготовлено и испытано устройство для обработки (очистки)
неполярных жидкостей. На рис. 2.7 показан разрез устройства, рабо-
тающего следующим образом. В устройстве создается система по-
следовательно расположенных электрических полей, возникающих и
действующих между каждой парой указанных элементов - электро-
дов, разделенных изолирующими прокладками - втулками 6.
Рис. 2.7. Устройство для обработки (очистки) неполярных жидкостей:
1 - корпус; 2 - входной; 3 - выходной патрубок; 5 - сетчатые
фильтроэлементы-элекгроды; 6 - изолирующие прокладки-втулки;
7 - пластины-электроды; 8 - отверстия
При поступлении диэлектрической жидкости в корпус 1 через
входной патрубок 2 происходит ее фильтрация и электризация при
прохождении через сетчатые фильтроэлементы 5, через отверстия 8
пластины 7. Вследствие электризации между соседними электродами
(сетчатым 5 и пластиной 7) создается электростатическое поле, ак-
тивно осаждающее частицы загрязнений при зарядовом (кулонов-
-45-
ском) и поляризационном воздействии. Осаждение особенно активно
идет около и внутри сетчатого элемента 5.
С целью повышения эффективности сгорания топлива разрабо-
тана система подачи топлива в камеру сгорания, представленная на
рис. 2.8 [51].
Насосом 1 через трубопровод 3 и входной конический патрубок
5 топливо подается во внутреннюю полость 7 корпуса 4. Проходя че-
рез пористый диэлектрический материал 8 (например, стеклоткань,
лавсан) топливо электризуется, являясь диэлектрической жидкостью.
Электрически заряженное топливо через патрубок 6 и трубопровод 3
поступает к топливораспылительному устройству 2, где смешивается
с окислителем, образуя горючую смесь, сгорание которой происходит
с большей эффективностью. Недостаток системы: достаточно боль-
шое сопротивление прохождению топлива через пористый материал,
что требует повышения мощности топливоподающего насоса.
Рис. 2.8. Система подачи топлива в камеру сгорания:
1 - насос; 2 - топливораспыливающее устройство; 3 - трубопровод;
4 - корпус; 5 - входной конический патрубок; 6 - выходной конический пат-
рубок; 7 - полость корпуса; 8 - диэлектрический материал;
9,10- зоны электризации топлива
- 46-
Опасное упражнение: перескакивать на выводы.
Финэйгл
Выводы. В большинстве рассмотренных устройств топливо
обрабатывается только при прохождении его по топливопроводам.
Следовательно, электромагнитному воздействию подвергаются лишь
наружные слои, что делает данную обработку малоэффективной.
К тому же некоторые конструкции сложны и не технологичны и тре-
буют специальных навыков при установке и эксплуатации.
Одним же из основных недостатков следует считать отсутствие
совместного эффекта: трибоэлектризации топлива и его электромаг-
нитной обработки, а также отсутствие диэлектрической изоляции вы-
ходных топливопроводов. Это в целом снижает эффективность ис-
пользования устройств.
-47 -
Нет силы противостоять дерзанию познания.
Гегель
3. ТРИБОЭЛЕКТРИЗАЦИЯ БЕНЗИНА
В КАРБЮРАТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЯХ
3.1.	Математическое описание влияния трибоэлектрической
обработки бензина на поверхностное натяжение
Показатели эффективности и токсичность отработавших газов у
карбюраторных двигателей во многом зависят от качества процесса
смесеобразования, который в значительной мере определяется тонко-
стью и однородностью распыления топлива, что достигается при по-
мощи аэродинамического воздействия воздушного потока на медлен-
но вытекающую струю топлива [1-6,9].
При этом средний радиус (около 5 • 104 м) образующихся капель
(при дроблении струи топлива) оценивается выражением [10-13]:
г.=^,	(3.1)
и>в
где К- постоянная распылителя;
wB - скорость воздуха в диффузоре, м/с;
о - коэффициент поверхностного натяжения, Н/м;
g - ускорение свободного падения, м/с2.
Из данной формулы следует, что тонкость распыления зависит
от величины поверхностного натяжения топлива и скорости воздуш-
ного потока в диффузоре. Однако увеличение скорости воздуха в
диффузоре карбюратора имеет вполне определенный предел [9]. Уве-
личение скорости воздуха свыше 100 м/с уже практически не улуч-
шает тонкости распыления топлива, что указывает на ограниченность
данного способа совершенствования процесса смесеобразования.
Одним из наиболее эффективных способов улучшения тонко-
сти распыления топлива является электромагнитная обработка топли-
ва. Рядом исследователей показано, что воздействие электромагнит-
ного поля на воду, моторные масла и рабочие жидкости вызывает из-
-48-
менение их поверхностного натяжения, вязкости и плотности [19-24].
Значительное изменение режима истечения (увеличение числа ка-
пель и уменьшение их размеров за счет снижения поверхностного
натяжения) в результате наложения на топливо внешнего электри-
ческого поля высокой напряженности было получено в работах
Салимова А.У., Ревзина И.С. и др. исследователей [58-63].
Однако топливам, также как и другим неполярным жидким ди-
электрикам, свойственна трибоэлектризация при их движении. Образо-
вание электростатических зарядов при истечении углеводородных топ-
лив объясняется теорией, разработанной Козманом и Гэвисом и в даль-
нейшем получившей развитие в трудах проф. Бобровского С.Л. и др.
[21-23, 38, 39].
Эта теория основана на уравнениях переноса зарядов в топливе
путем диффузии, проводимости и конвекции. По мнению вышеука-
занных ученых, электростатические заряды образуются в результате
преимущественной адсорбции ионов одного знака на стенках труб, а
утечка их происходит в результате омической проводимости топлива.
Еще более интенсивно топливо электризуется при фильтрации [31, 32].
Исследования [47, 68] показали, что внешние источники высо-
кого напряжения (катушки зажигания, высоковольтные преобразова-
тели и умножители напряжения) в условиях эксплуатации мобильных
машин большого эффекта не дают. Дело в том, что с помощью таких
источников можно воздействовать на топливо лишь на небольшом
участке системы (например, внутри топливного шланга и т.п.). Кроме
того, напряженность создаваемого ими электрополя значительно ус-
тупает естественной электростатической, получаемой при трибоэлек-
тризации. При низкой напряженности поля топливо наэлектризовы-
вается слабо и при движении к распылителю карбюратора разряжа-
ется вследствие утечки заряда (релаксации).
При трибоэлектрической обработке топлива на его капли, кро-
ме молекулярных сил, определяющих их прочность, воздействуют и
электрические силы, направленные в противоположную сторону и
снижающие поверхностное натяжение капли, что приводит к более
тонкому распылению топлива.
-49-
Рассмотрим силовое взаимодействие заряженной капли с воз-
душным потоком. Капля подвергается двойному воздействию - пер-
вое обусловлено силами поверхностного натяжения (капиллярное или
«лапласовское» давление), - препятствующему разрушению капли и
рассчитываемому по формуле [12]:
(3.2)
Второе воздействие от аэродинамических сил воздушного по-
тока, деформирующих каплю, определим по формуле [65]:
О и»2
Рл = '-^~,	(3.3)
где рв - плотность воздуха, кг/м3.
Под действием аэродинамических сил капля топлива начинает
сжиматься в направлении воздушного потока, пока не наступает бо-
лее глубокая деформация, завершающаяся разрушением капли на
более мелкие. В связи с этим, условием неустойчивости капли будет
неравенство:
/>, т.е. —.	(3.4)
Кроме аэродинамического воздействия, стремящегося разру-
шить поверхность капли, и силы поверхностного натяжения, препят-
ствующего этому, на каплю будут действовать электростатические
силы, стремящиеся разорвать каплю за счет уменьшения лапласов-
ского давления Р„ заряженной капли на величину электростатическо-
го давления Р3.
Электростатическое давление складывается из электростатиче-
ского разрывающего давления Р^, вызванною взаимным отталкива-
нием одноименных зарядов, находящихся на поверхности капли, и
давления Ре, обусловленного действием пондеромоторных сил трибо-
электричекого поля, стремящегося растянуть каплю вдоль поля:
Л = Рэр +Ре-
Величину Рур можно найти, условно рассматривая разрыв капли
как деление ее на две полусферы, которые, подчиняясь закону Куло-
50-
на, взаимно отталкиваются в результате взаимодействия одноимен-
ных зарядов [66. Тогда сила, разрывающая каплю с размером г, и с
зарядом q, будет равна
Следовательно, разрывающее давление определится как
Л чг
лгк2 16л2£Е0Гк4
(3.6)
где Ео = 8,85-10'12 Ф/.м — электрическая постоянная;
е - относительная диэлектрическая проницаемость, 1,0;
Величину давления Ре можно найти в первом приближении, ес-
ли рассматривать взаимодействие заряженной капли с зарядом про-
тивоположного знака, имеющегося на стенках устройства как взаи-
модействие двух точечных зарядов. В этом случае сила взаимодейст-
вия между ними будет равна
<3-7’
где к- коэффициент, учитывающий систему единиц;
d - расстояние между точечными зарядами, т.е. между заряжен-
ными поверхностями, м.
Следовательно, электростатическое давление будет равно
Р ~ Fe - ,Ag2	(3.8)
4лгк2 1 6я2ее0 [d2 - 2drK Ук2
Это давление направлено наружу и уменьшает поверхностное
натяжение.
Итак, дробление заряженной капли, находящейся в воздушном
потоке, происходит под влиянием аэродинамического и электроста-
тического давлений, которые воздействуют против сил поверхност-
ного натяжения, стремящихся сохранить целостность капли.
-51-
Условием дробления заряженной капли будет:
РВ + Р,^РЛ.	(3.9)
Подставляя вместо Рв, Рэ и Рп их значения, получим формулу,
описывающую силовое взаимодействие заряженных капель с воз-
душным потоком:
< , ч‘	^20
в 2 16n2esor4 16ir2ee0r2((/2 -2rK) rK
Если	£ = p то U=EL	(3.11)
где / - путь трибоэлектризации топлива в устройстве, м;
U- трибоэлектрический потенциал, кВ.
Но [22]	E=-S—,	(3.12)
2See0
где Е - напряженность трибоэлектрического поля, В/м;
Q — суммарный заряд, Кл;
S - площадь трибоэлекгризующей сетчатой вставки, м2.
Тогда с учетом (3.11 и 3.12):
Если	Q - nq,
где q - заряд капли, Кл;
п — количество ячеек на сетке, шт.
т	тт	*4!
25е£0
Откуда	q =	(3.13)
Преобразовав уравнение (3.10), получим формулу для теорети-
ческого расчета о при условии разрыва капли:
Zkfp wi , я2 , ъ?
2	₽ 2 16п2ееогк4 16n2eEor2(rf2 -
—( га.	(3.14)
52
Если эксперимент удался...
Что-то здесь не так...
Финэйгл
3.2.	Стендовые испытания устройств
Основной целью исследований являлось проверка теоретических
предпосылок с получением экспериментальных данных по влиянию
•грибоэлектрической обработки топлива на процесс истечения бензина
А-76 и на его поверхностное натяжение. Для этого были созданы три-
боэлектризатор топлива рис. 3.1 (идентичный по принципу действия
устройству для обработки жидкостей на нефтяной основе - рис. 2.7),
экспериментальная установка (рис. 3.2) и разработана методика ис-
следований [36,38].
Рис. 3.1. Трибоэлектризатор бензина
В этом эксперименте устройство использовали прежде всего
как трибоэлектризатор топлива с одновременной его «грубой» очист-
кой от крупных частиц загрязнений.
-53-
В ходе математического планирования опытов за основной па-
раметр оптимизации при трибоэлектризации топлива (бензина А-76)
был принят коэффициент поверхностного натяжения а:
п =/(А 0,«, d) или у =/(Хь Х2, Хз, Х<),
где у - а - параметр оптимизации;
Xi... X - переменные факторы, в том числе:
А'1 - расстояние между парой фильтроэлементов (электризаторов)
мм;
Х2 - расход бензина, л/мин;
Х3 - количество пар, шт.;
X - диаметр ячеек сетки, мм.
Интервалы варьирования и натуральные значения факторов
приведены в табл.3.1.
Минимальное количество опытов при двух уровнях каждого из
четырех факторов - 24, т.е. - 16 опытов.
Полученные результаты экспериментальных исследований бы-
ли обработаны на 1ВМ-386 с использованием пакета прикладных
программ «STADIA».
Таблица 3.1
Интервал варьирования и натуральные значения факторов
Наименование уровня фактора	Условное обозначение фактора	Факторы			
		мм	х2, л/мин	шт	мм
Основной уровень	хЛ	10	2,5	4	0,3
Интервал варьирова- ния	т	5	0,5	2	0,1
Нижний уровень	-	с	2 0	о	0,2
Верхний уровень	+	15	з,о	6	0,4
В результате получено уравнение регрессии, являющееся удов-
летворительным приближением, на котором проводился экспери-
мент:
у = <з= 19,7-0,041/-1,770-0,086л + 14,1с/.
-54-
Экспериментальная установка (рис. 3.2) состоит из системы
«Миркоц» 2 для испытания и регулирования топливной аппаратуры
дизелей, трибоэлектризующего устройства 2, бачка 3, в котором под-
держивался постоянный уровень, жиклера 4, мерной бюретки 5, топ-
ливопроводов 6, вольтметра 7 марки В7-40.
Рис. 3.2. Экспериментальная установка:
1 - стенд; 2 - трибоэлектризующее устройство; 3 - бачок; 4 - жиклер;
5 - мерная бюретка; 6 - топливопроводы; 7 - вольтметр
Для опенки величины коэффициента поверхностного натяже-
ния а был выбран метод «счета капель», позволяющий установить
действительный эффект от воздействия трибоэлектризации на а при
истечении топлива.
Топливо (бензин А-76) после трибоэлектризации в устройстве 2
из бачка 3 поступает к отверстию в жиклере 4 и под действием собст-
венного веса вытекает из него. Жиклер 4 выполнен в виде усеченного
конуса, нижняя часть которого отшлифована, что способствовало
формированию капли.
-55-
Отрыв капли происходит в тот момент, когда ее вес становится
равным или превышав! силу поверхностного натяжения, удержи-
вающую каплю в жиклере. Отрывающиеся от жиклера капли считали
и собирали в мерную бюретку с ценой деления 0,1 мм до момента
образования одинаковых объемов топлива.
При этом сравнивался характер истечения топлива после его
трибоэлектрической обработки и без нее.
В результате исследований установлено, что у топлива, про-
шедшего трибоэлекгрическую обработку, увеличивалось количество
капель, следовательно, изменялись их диаметр и объем. Если учесть,
что объем собираемого в бюретке топлива поддерживался постоян-
ным, то изменение процесса каплеобразования являлось единствен-
ным следствием уменьшения коэффициента поверхностного натяже-
ния.
Коэффициент поверхностного натяжения а определялся по
формуле [38,39J:
t'PS
n2nr
(3.15)
которая справедлива для условия, когда в момент отрыва капли ее вес
Vpg
—— равен силе поверхностного натяжения, где:
п
п - количество капель бензина плотностью р, образующих объ-
ем V;
2пг — длина окружности нижней части жиклера, от которого от-
рываются капли.
По результатам опытов была построена экспериментальная
графическая зависимость коэффициента поверхностного натяжения
от электрического потенциала (основного параметра трибоэлектриза-
ции топлива), приведенная на рис. 3.3. Для оценки сходимости резуль-
татов экспериментальных и теоретических исследований на рис. 3.3
изображена также кривая снижения коэффициента поверхностного
натяжения, построенная по расчетной формуле (3.14).
-56-
Рис. 3.3. Влияние трибоэлектризации на поверхностное натяжение
бензина (о)
Сходимость результатов составила 93% при уменьшении коэффи-
циента поверхностного натяжения с 19...21-10‘3Н/м до 13...1510'3Н/м.
При этом трибоэлектрический потенциал изменялся, соответственно,
с 0,2 до 1,0кВ.
Расхождение теоретических и экспериментальных данных в 6-7%
объясняется, на наш взгляд, погрешностью измерений, релаксацией
некоторого количества зарядов, а также допущениями и ограниче-
ниями, принятыми при создании математической модели распыления
топлива в аэродинамическом и трибоэпектрическом полях.
-57-
Если факты не подтверждают теорию,
от них лучше избавиться.
Майерс
3.3.	Эксплуатационная проверка трибоэлектризаторов бен-
зина
Выше было доказано, что статическая электризация (трибо-
электризация) уменьшает силы поверхностного натяжения на каплях
топлива (например, в распылительных устройствах карбюратора), что
способствует более тонкому его распылению и, следовательно, гомо-
генизации топливо-воздушной смеси с предполагаемым более пол-
ным сгоранием и экономией топлива.
Однако также известно, что статическое электричество, появ-
ляющееся на автомобиле и его деталях, небезопасно как для людей,
так и для самих деталей (электрокоррозия, искровые пробои). По-
этому во многих случаях устанавливаются специальные «антиста-
тики», например, в виде полос токопроводящей резины или метал-
лических цепочек, через которые при движении статический заряд
«стекает» на землю. Именно поэтому заземление топливозаправщи-
ков - категорическое требование нормативных документов.
Возможным вариантом исключения опасности накопления ста-
тического электричества является его использование для уменьшения
силы поверхностного натяжения топлива.
Например, на основании результатов теоретических и экспери-
ментальных исследований с использованием уравнения регрессии
была разработана изготовлена и испытана конструкция трибоэлек-
тризатора топлива (рис 3.4 и 3 5).
-58-
Рис. 3.4. Топливный фильтр с трибоэлектризатором: 1 - корпус;
2 -• стакан-отстойник; 3 - фильтрующий элемент; 4 - трибоэлектризатор; 5 -
пружина; 6, 7 -• отверстия, соответственно, входа и выхода топлива
Рис. 3.5. Общий вид трибоэлектризатора топлива
-59-
Топливо, протекая с расходом 3 л/мин через сетчатые вставки-
элементы, установленные в кассету 4 трибоэлектризатора, вмонтиро-
ванного, в свою очередь, во внутреннюю полость штатного фильтра,
самоэлектризуется, приобретая электрический заряд. При этом так-
же не исключается дополнительная очистка топлива на сетчатых
вставках.
Установка кассет трибоэлектризатора не должна нарушать топ-
ливоподачу через фильтр. Для этого был проведен расчет потерь на-
пора, которые составили 1,5 м.в.с., т.е. около 0,15 ат, что является не-
значительной величиной, компенсированной за счет запаса по мощ-
ности топливного насоса.
Для уменьшения утечек электрических зарядов участок систе-
мы питания от топливного фильтра тонкой очистки до горловины
впускного коллектора был изолирован, т.е. медный топливопровод до
карбюратора заменен на резиновый; внутренние поверхности всех
металлических деталей были покрыты фторопластовым лаком (спо-
собствующим трибоэлектризации), а также были предусмотрены ка-
проновые колпачки на окончании тяг (по примеру двигателей ВАЗ).
Оценка влияния трибоэлектрической обработки бензина на экс-
плуатационные характеристики двигателя была проведена на серийном
двигателе ЗиЛ-5081.10, для чего был использован испытательный
стенд, структурная схема которого приведена на рис. 3.6. [42,67], а
общий вид на рис. 3.7.
60
Рис. 3.6. Структурная схема испытательного стенда:
1 - испытуемый двигатель; 2 - динамометр; 3 - осциллограф С7-71;
4 - указатель значений параметров двигателя; 5 - самопишущий потенцио-
метр ЭПП-09М2; 6 - «Инфралит-8»; 7 - пульт управления стендом; 8 - при-
вод управления дроссельной заслонкой; 9, 10,11 - преобразователи (усили-
тели) сигналов; 12 - печатающее устройство
Рис. 3.7. Общий вид испытательного стенда
61
Для уточнения опытных данных приборное обеспечение испы-
таний в соответствии с международным стандартом ISO 3173 также
включало:
-	измеритель расхода топлива типа «МИРТ» (г. Харьков ИТЦ
«Автоком») в комплекте с импульсным датчиком оборотов и каналом из-
мерения крутящего момента. Приведенная погрешность измерения, в %:
для расхода - 0,2; доя частоты вращения - 0,1; для момента - 0.3;
-	балансирную электрическую машину с маятниковым электро-
дистанционным динамометром;
-	«Инфралит»-8, с погрешностью измерения СО - 1%.
-	измеритель непрозрачности ОГ типа СИН (НТЦ «Автоком»
г. Харьков).
Программное обеспечение расходомера позволяло проводить
метрологическую поверку каналов измерения крутящего момента и
частоты вращения коленчатого вала ДВС, а также отделять расходуе-
мую дозу топлива для последующего взвешивания и фиксировать
время ее расходования как в памяти МИРТ, так и при помощи стан-
дартных средств измерения временных интервалов. Все это способст-
вовало сокращению времени и точности измерения, в особенности,
по удельному расходу топлива и % СО. С установленного на испыта-
тельном стенде серийного двигателя в соответствии с ГОСТ 14846-81
были получены характеристики: скоростная внешняя; регулировоч-
ная по углу опережения зажигания и нагрузочная. Также было прове-
дено индицирование четвертого цилиндра и оценка токсичности от-
работавших газов по содержанию в них окиси углерода СО [38, 39].
Индикаторная диаграмма и показатели токсичности отработав-
ших газов были получены после установки и испытания на двигателе
трибоэлектризатора топлива. Совмещенные характеристики показы-
вают изменение основных показателей работы двигателя (Прил. Г).
На режиме номинальной мощности крутящий момент М
увеличился на 11,4 Нм (3.5%) с 326 до 337 Нм; эффективная мощ-
ность Ne выросла со 109 до 112,9 кВт (3,5%); удельный расход топли-
ва уменьшился с 308 до 297,37 г /кВтч (3.5%).
•62 •
Таким образом (будучи напрямую связанным с расходом топ-
лива через трибоэлектризатор), эффект трибоэлектризации заметен в
зоне высоких частот вращения коленчатого вала и нагрузки, что под-
тверждается уменьшением удельного расхода топлива, а также рос-
том крутящего момента и эффективной мощности. Анализ регулиро-
вочных характеристик по составу смеси позволяет отметить, что:
-	применение трибоэлектризатора в системе питания позволяет
получить более высокие значения энергетических показателей двига-
теля при одновременном снижении удельного эффективного расхода
топлива во всем диапазоне частичных и полных нагрузок;
-	максимальные значения крутящего момента и мощности не-
сколько смещаются в сторону меньших часовых расходов топлива <гг,
что свидетельствует о возможности использования более бедных сме-
сей;
-	диапазон регулирования карбюратора смещается в сторону
меньших часовых расходов топлива GT, что свидетельствует о необ-
ходимости иной, в сравнении с серийным двигателем, регулировки
главного дозирующего устройства, т.е. уменьшения сечения главного
топливного жиклера.
Полученные в результате стендовых испытаний регулировочные
характеристики по углу опережения зажигания позволяют сделать вы-
вод о том, что установочный угол опережения зажигания 93 в случае
применения трибоэлектризатора необходимо уменьшить на 2 - 3° без
изменения при этом настройки центробежного и вакуумного автома-
тов. Необходимость изменения угла опережения зажигания 93 в сто-
рону уменьшения можно объяснить более высокой скоростью сгора-
ния топливовоздушной смеси с прошедшим трибоэлектрическую об-
работку топливом (прил. Г).
Из анализа нагрузочных характеристик следует, что топливная
экономичность двигателя ЗиЛ-5081.10, оснащенного трибоэлекгриза-
тором, на основных нагрузочных режимах на 3-4% выше, чем у дви-
гателя без трибоэлектризатора. Трибоэлектризация топлива уменьша-
63 -
ет концентрацию окиси углерода в области богатых смесей на 0,8 -
1,0% СО, что объясняется более полным использованием кислорода
при сгорании вследствие лучшей подготовки топливовоздушной сме-
си к сгоранию за счет повышения ее гомогенности со снижением не-
прозрачности (дымности) ОГ на 17% (при натуральном показателе
ослабления - 74/м).
Сравнение индикаторных диаграмм показывает, что у двига-
теля, система питания которого оснащена трибоэлектризатором
топлива, наблюдается повышение максимального давления цикла
с 3,7 до 3,9 МПа при п = 1800 об/мин; и с 4,07 до 4,35 МПа при
п = 3200 об/мин коленчатого вала.
С целью определения эффективности применения трибоэлек-
тризаторов топлива в условиях эксплуатации автомобильной техники
на двигателях автомобилей ЗиЛ-131 были проведены эксплуатацион-
ные испытания (в/ч 53020, автоколонна №21 г. Рязани). Для испыта-
ний были отобраны по 3 автомобиля ЗиЛ-131 с примерно одинако-
выми пробегами и техническим состоянием двигателей. Перед нача-
лом испытаний двигатели обслуживались в объеме ТО-2. Режим экс-
плуатации подбирали одинаковый. Контрольные замеры проводили
по возвращении машин из рейсов примерно через 2500 км пробега.
При этом производили замер токсичности отработавших газов и сни-
мали скоростную внешнюю характеристику двигателя.
Замеры осуществляли на диагностических стендах моделей
МК 1340, КИ 4856 и МИРТ (проверка). Из анализа полученных дан-
ных следует, что двигатели, оснащенные трибоэлектризаторами, по
энергетическим, экономическим и экологическим показателям пре-
восходят серийные двигатели (рис. 3.8, 3.9, 3.10).
-64-
Изменение содержания СО
Рис. 3.9. Изменение содержания СО
- 65 -
Изменение удельного расхода топлива
Рис. 3.10. Изменение удельного расхода топлива
Один из вариантов конструктивного выполнения грибозлектри-
затора, предназначенного для дополнительной обработки топлива и
топливовоздушной смеси за карбюратором, т.е. на впускном коллек-
торе двигателя, показан нарис.3.11.
66
Рис. 3.11. Устройство для трибоэлектрической обработки топлива
(патент РФ№2111376): 7 - проставка; 2 подложка; 3 - сетка-электрод;
4 - прокладка: 5 отверстия
Устройство содержит проставку 1 с подложками 2, в которых
расположены сетчатые вставки-электроды 3 на диэлектрических про-
кладках 4. Вставки выполнены в виде сеток одинакового сечения,
расположенных параллельно друг другу. Проставка 7 имеет четыре
отверстия 5 под шпильки крепления карбюратора на впускном кол-
лекторе двигателя [15]. При работе двигателя топливо, являясь непо-
лярным диэлектриком, проходит через сетчатые вставки 3 и каналы в
подложках 2. При этом в междусеточном пространстве возникает
трибоэлектростатическое поле, поляризующее смесь.
В результате трибоэлектрической обработки горючая смесь,
поступающая в камеры сгорания двигателя, отличается мелкодис-
персным и однородным составом, что приводит к более полному сго-
ранию топлива с формированием оптимальной структуры пламени,
повышению экономичности двигателя, а конструкция устройства по-
зволяет обеспечить высокую безопасность эксплуатации.
-67-
Более сложный, но не менее эффективный вариант установки
трибоэлектрических кассет в топливный насос, представлен на
рис.3.12 в виде функциональной схемы системы подачи топлива в
камеру сгорания ДВС [47].
/5
Рис 3.12. Система подачи топлива в камеру сгорания:
1 - насос; 2 - корпус; 3 - трибоэлектрические кассеты; 4 - обойма;
5 - шайба; 6,7- диэлектрические прокладки; 8 - турбоэлемент;
9 - пробка; 10 - отверстие; 11- клапан; 12 - мембрана; 13 - коробка (вход-
ной патрубок); 14 - впускной коллектор; 15 - камера сгорания;
16 — топливораспылитель; 17 - диффузор; 18,19, 20,21 — трубопроводы
В нее входят: подкачивающий насос 1, проточный корпус 2 с
кассетным трибоэлементом для обработки топлива, который, в свою
очередь, состоит из двух съемных кассет 3 (обойма 4 и шайба 5) с ди-
электрическим фильтроэлементом 6. Кассеты разделены между собой
диэлектрическими прокладками 7 и элементом 8 турбулизации топ-
лива со спиральным каналом переменного сечения. Кассеты 3 и эле-
менты 8 закреплены в корпусе 2 резьбовой пробкой 9, имеющей ка-
либрованное отверстие 10, которое с клапаном 11 и мембраной 12 об-
разует регулируемый жиклер. Управляющая мембрана 12 закреплена
в коробке 13 с дифференциальными входами, первый из которых
трубопроводом 21 соединен с впускным коллектором 14 системы по-
дачи топлива в камеру сгорания 15 через топливораспылитель 16, а
-68-
второй - трубопроводом 20 с подкачивающим насосом 1. На выходе
проточного корпуса 2 стоит диффузор 17, выполненный из диэлек-
трического материала и соединенный трубопроводом 18 с топливорас-
пылителем 76; выход топливного насоса 1 сообщается с входом корпу-
са 2 трубопроводом 20. Устройство работает следующим образом.
На режимах пуска, прогрева холодного двигателя и холостого
хода производительность топливного насоса 1 низкая, поэтому дав-
ление топлива в трубопроводе 20 и на втором входе коробки 13 тоже
невелико, как и разрежение во впускном коллекторе 14. Поэтому пер-
вый вход коробки 13 (давление в трубопроводе 21) на положение
мембраны 12 практически не влияет. Регулировочный клапан 11 при-
крыт так, чтобы скорость движения топлива через жиклер 10 и ди-
электрический фильтроэлемент 6 была достаточной для оптимальной
его электризации в первой из кассет 3. Затем топливо перемещается по
спиральному каналу переменного сечения элемента турбулизации 8.
Здесь его угловая скорость постепенно возрастает и в итоге через
вторую кассету оно проходит, совершая поступательно-вращательное
движение.
Это обеспечивает более надежное взаимодействие диэлектри-
ческого материала с потоком топлива различной вязкости, повышает
степень его электризации и стабилизацию заряда в потоке. С выхода
второй кассеты топливо поступает в диффузор 17, где заряд дополни-
тельно выравнивается, поскольку сечение потока уменьшается, а его
скорость увеличивается.
На переходных режимах и средних частотах вращения коленча-
того вала производительность насоса 1 возрастает, поэтому возрастает
и давление топлива в трубопроводе 20 и на втором входе коробки 13.
Разрежение во впускном коллекторе 14 также увеличивается.
В результате мембрана 12 смещается влево, регулировочный клапан 11
открывается на величину, необходимую для создания оптимальной
скорости движения потока топлива именно при данной производи-
тельности насоса 1 и оптимальной электризации топлива во всех кас-
сетах 3. При этом в каждой последующей кассете скорость возвратно-
поступательного движения топлива и диэлектрическая проницае-
мость материала кассет от входа к выходу растут.
Здесь наблюдается и попутный эффект. Поскольку скорость
взаимодействия с диэлектрическим фильтроэлементом и электриза-
ция топлива непрерывно возрастают, то это исключает образование
-69
зон застоя, а также выпадение дисперсных примесей в пористом ди-
электрическом материале фильтроэлемента. Значит, устройство мо-
жет надежно работать на смесях топлива с добавками присадок, уда-
ляющих нагар, различных модификаторов и т.д.
При высоких частотах вращения коленчатого вала производи-
тельность 1ОПЛИВНОГО насоса 7 максимальна. Поэтому давление топ-
лива в трубопроводе 20 и на втором входе коробки 13 высокое. Раз-
режение же во впускном коллекторе 14 зависит от нагрузки ДВС и
также увеличивается. Следовательно, мембрана 12 смещается в край-
нее левое положение. Регулировочный клапан 11 открывается на-
столько, сколько нужно для создания оптимальных скорости движе-
ния и электризации потока на эюм режиме.
Таким образом, на всех режимах работы ДВС система подачи
топлива в камеру сгорания обеспечивает автоматическое регулирова-
ние оптимальной скорости движения жидкого топлива через диэлек-
трический материал 12 кассет 3, а также оптимальное регулирование
величины взаимодействия этого материала с топливом, что создает
высокую электризацию топлив различной вязкости с различными
дисперсными примесями; исключает засорение пористого диэлектри-
ческого материала и ведет к высокой степени стабилизации заряда и
достаточному его выравниванию во всем объеме топлива на выходе
из системы.
Все это повышает эффективность использования системы и
расширяет ее функциональные возможности применения на энерге-
тических установках различных типов и в различных климатических
условиях.
Итак, на топливный насос устанавливаются съемные кассеты с
материалом, диэлектрическая проницаемость которого выше, чем у
топлива и возрастает по ходу топлива. Благодаря этому происходит
трибоэлектризация топлива, т.е. оно получает значительный электри-
ческий заряд. Измеренный эффект:
на средних и больших частотах вращения коленчатого вала
расход топлива двигателя (в условиях стендовых испытаний) сни-
жается на 2,5-3,5%.
-70-
4.	ТРИБОЭЛЕКТРИЗАЦИЯ ДИЗЕЛЬНЫХ ТОПЛИВ
Научная теория - это не более чем подозрение,
но...с университетским образованием.
Картер
4.1.	Физико-математическая модель смесеобразования
Показатели эффективности и токсичность отработавших газов у
дизельных двигателей во многом зависят от качества процесса смесе-
образования, который в значительной мере определяется тонкостью и
однородностью распыления дизельного топлива, что достигается при
помощи аэродинамического воздействия воздушного потока на выте-
кающую струю топлива.
Сложившаяся ситуация позволяет считать, что в ближайшие
годы одним из наиболее доступных и эффективных путей совер-
шенствования экологических показателей дизелей будет разработка
и внедрение в практику предварительной электромагнитной обра-
ботки топлива. Эю позволит снизить дымность, токсичность отра-
ботавших газов (ОГ), жесткость и шумность работы, уменьшить рас-
ход топлива.
Одним из наиболее эффективных способов улучшения тонко-
сти распыления дизельного топлива является электромагнитная обра-
ботка топлива. Однако дизельным топливам, также как и бензину,
свойственна трибоэлектризация при их движении через сетки элек-
тризатора, установленного на входе форсунки.
При трибоэлсктричсской обработке дизельного топлива на его
капли также, кроме молекулярных сил, определяющих их прочность,
воздействуют и электрические силы, направленные в противополож-
ную сторону и снижающие поверхностное натяжение капли, что при-
водит к более тонкому распылению топлива (рис. 4.1).
71
Рис. 4.1. Физическая модель
72
Дробление заряженной капли, находящейся в воздушном потоке,
происходит под влиянием аэродинамического и электростатического
давлений, которые воздействуют против сил поверхностного натяже-
ния, стремящихся сохранить целостность капли. В этом случае дроб-
ление заряженной капли происходит при внутреннем избыточном
давлении капли:
=	(4.1)
Подставив вместо Р„, Р3 и Р„ их значения (п.3.1.) и преобразовав
выражение, получим формулу для теоретического расчета коэффици-
ента поверхностного натяжения при электризации:
( у.	у
а	+_______i_______+
эл 2	2	16- л2 -£-е0 -г*
к • а2
+----5-------TV----------(4.2)
16-л2-е-ео(</2-2-rf.rjrj
Величина заряда рассчитывается по формуле [61]:
Д? = р’1 grad С4$Д/,	(4.3)
где р - удельное объемное электрическое сопротивление жидкой сре-
ды, Ом м;
S поверхность, с которой снимается заряд, м2;
Д/ - время съема заряда, с.
При этом gradtz= AtZ/Дг, где Дг - расстояние между электрода-
ми. Удельное же объемное электрическое сопротивление находится
[21,22]:
для капли чистой жидкости рж - —-—;	(4.4)
£»ео
для капли с растворенным в ней воздухом, т.е. смеси
Рем

(4-5)
где т - время релаксации, одинаковое для жидкости и смеси, с;
бо - абсолютная диэлектрическая постоянная, Ф/м;
£ж - диэлектрическая проницаемость жидкости;
£см - диэлектрическая проницаемость смеси.
- 73 -
Если диэлектрическую проницаемость воздуха ев принять (с
достаточной для практики точностью) равной 1,0; а диэлектрическую
проницаемость жидкости-дизтоплива, соответственно, - 2,3 [3], то по
формуле «Лоренца-Лоренца» определим:
Scm = M'' + Sb(1 ~У),
где у - объемная доля жидкости, не содержащая воздуха, равная 0,7 -
для условий проведения опытов.
Тогда есм = 1,91. При одинаковых т и go из формул (4.4 и 4.5)
видно: Рем > рж- Но тогда принимая Аг, А/, S постоянными, из форму-
лы (4.3) видно, что Адсм < Адж, т.е. наличие воздуха (газа) в капле
жидкости снижает величину заряда и потенциала. Это подтверждено
и предварительными экспериментами.
В результате формула (3.13) будет иметь вид:
Он<уда	9... ~ ' 5	S°.	(4.7)
п-1
Формула поверхностного натяжения при смешивании капель
дизельного топлива с воздухом имеет вид:
гк(рв'ив	dL
°“=4 2 + 16 л1.в.-в,-г,*
+ 16.<4,8)
Подставим формулу(4.7) в (4.8), получим формулу для теоре-
тического расчета осм при условии сохранения капли топлива [42]:
4-п2-п7-2-d-rJ-r2
(4.9)
-74 -
Одним из физических процессов, происходящих при распили-
вании топлива, является естественная электризация образуемых ка-
пель, то есть капли приобретают некоторый статический заряд. При
этом капли могут приобретать заряды как положительного, так и от-
рицательного знака, вследствие чего разноименно заряженные капли
под действием электрических сил притяжения коагулирую!, то есть
укрупняются.
При предварительной трибоэлектрической обработке топлива, в
зависимости от материала фильтрационной перегородки, образую-
щиеся в топливе электростатические заряды будут униполярными.
Униполярная электризация капель препятствует их коагуляции и
снижает вероятность их выпадания в топливную пленку.
Предварительная трибоэлектрическая обработка топлива спо-
собствует улучшению тонкости распыливания топлива, повышению
степени однородности смеси за счет снижения поверхностного натя-
жения и, соответственно, увеличению количества капель.
Если это не может быть выражено в цифрах,
это не наука; это - мнение
Эдингтон
4.2.	Результаты расчега параметров трибоэлектризации
дизтоплива
Расчёты выполнены в среде (для выполнения разнообразных
математических и технических расчетов) MathCad [17].
Для построения графика функции, необходимо записать функ-
цию на рабочем листе, например: F(r) = sin(/), я также ввести по оси
абсцисс имя аргумента t, а по оси ординат - функцию Г(/). Можно
задать промежуток изменения аргумента. Для построения графика по
точкам значения величин задаются в матричном или векторном виде.
Также для выполнения автоматизированного расчета использо-
вали программный продукт Delphi. Задав параметры процесса, рас-
считывали поверхностное натяжение капли после трибоэлектризации
75
и строили графики зависимости коэффициента поверхностного натя-
жения от величины заряда капли, от скорости воздуха в диффузоре и
количества ячеек на сетке трибоэлекгризатора.
Расчёты выполнены по данным, представленным в табл. 4.1:
Таблица 4.1
Исходные данные
Наименование перемен- ной	Обозначение переменной	Значение переменной	Размерность
Постоянная распыли- теля	К	1	
Скорость воздуха в форсунке	w.	100	м/с
Ускорение свободного падения	g	9,8	м/с2
Плотность воздуха	Рв	1,29	кг/м3
Электрическая посто- янная	со	8,85-10'12	Ф/м
Относительная ди- электрическая прони- цаемость	Сем	1	
Коэффициент, учиты- вающий систему еди- ниц	К	1	
Расстояние между то- чечными заоядами	D	0,028	м
Радиус капли	“к	5Ю-6	м
Путь трибоэлектриза- ции топлива	/	0,06	м
Площадь трибоэлек- тризующейся сетчатой вставки	5	0,0000194	м2
-76-
Окончание табл. 4.1
Наименование перемен- ной	Обозначение переменной	Значение переменной	Размерность
Количество ячеек в сетке	п	60	Шт.
Заряд капли		1		9,54-10'20	Кл

Рис. 4.2. Зависимости напряжения капли смеси Г7СМ от заряда смеси qQM
по формуле (4.6) и напряжения U от заряда q по формуле (4.7)
-11-
Рис. 4.3. Зависимости заряда капли q от пути трибоэлектризации /
по формуле (4.7) и заряда смеси дси от относительной
диэлектрической проницаемости смеси есм по формуле (4.7)
Рис. 4.4. Расчетная зависимости поверхностного натяжения капли о-
от заряда q по формуле (4.2) и поверхностного натяжения смеси осы
от заряда смеси qclt по формуле (4.8) в случае сохранения
целостности капли топлива
78
Рис. 4.5. Графики снижения поверхностного натяжения ом от заряда q и
поверхностного натяжения смеси стсм от заряда смеси <jcu в случае
разрыва (дробления) капли топлива
Рис. 4.6. Зависимость о от U - трибоэлектрического потенциала по формуле
4.9 при условии разрыва (дробления) капли топлива
----------------------------- - теория
----------------------------- _ эксперимент
-79-
Вывод: Трибоэлектризация дизельного топлива способствует
уменьшению силы поверхностного натяжения на каплях топлива,
дроблению их на более мелкие, что приводит к тонкому распылению
топлива в форсунке и улучшению раскрытия топливного факела.
Чтобы избежать ошибок - надо набираться опыта.
Чтобы набираться опыта - надо делать ошибки.
Д. Питер
4.3.	Методика обработки результатов исследования, оценка
погрешности измерении и адекватности экспериментальных и
расчетных данных
Оценка погрешности результатов измерений проводилась в со-
ответствии с принятыми математическими методами обработки ре-
зультатов наблюдений; ГОСТ 8.207-76, ГОСТ 8.009-84. Испытания,
проведенные на моторном стенде, носили сравнительный характер.
Сравниваемые параметры, полученные на одном и том же оборудо-
вании и в одинаковых условиях, имеют, в основном, одинаковый уро-
вень погрешности. Поэтому, при определении разницы между ними,
имеющиеся погрешности компенсировали друг друга. Однако коли-
чественная оценка погрешностей основных исследуемых величин
имеет смысл. При проведении экспериментальных погрешностей
принимаем, что ошибка результатов измерений определяется случай-
ными погрешностями, погрешностями измерительной аппаратуры и
обработки измерений. Систематические погрешности сводятся к ми-
нимуму следующими мероприятиями:
рациональным выбором типа и конструкции измерительной
аппаратуры и ее предварительной аттестации;
-	непрерывным контролем работы, настройки и стабильности
показаний приборов измерительного комплекса;
-	снятием показаний приборов на установившихся режимах ра-
боты двигателя.
Случайные ошибки устраняются применением автоматических
и полуавтоматических измерительных схем, многократным проведе-
нием измерений при одинаковых условиях, а также тщательной обра-
боткой полученных данных [45].
-80-
В качестве наиболее вероятных значений измеряемой величины
принимаем среднее арифметическое всех полученных измерений па-
раметра в данном опыте:
где а, - значение величины в i-том опыте;
п - номер параллельного опыта.
В качестве мер рассеяния (для выборок небольшого размера)
принимаются следующие величины:
-	среднее квадратичное отклонение (дисперсия) s:
s =—-—У (а, -я)2»
-	среднее отклонение d:
d = —-—У|а, -а|,
-	размах R, характеризующий разность между наибольшим и
наименьшим значениями а:
R ^тал Дпип»
Относительная погрешность получаемых значений в каждой
серии замеров определяется по формуле:
где t - критерий.
При числе степеней свободы f = п - 1, принятом значении
уровня значимости, равном 5% (Р = 0,95), t имеет значение 4,3.
В случае появления резко выделяющихся значений измеряемой
величины их принадлежность к общей совокупности значений опре-
деляется по формуле:
U = О| шах ~а>	г г — а< ~а1пш>
max		> С/ mjn
а	а
Полученные значения t/max и {7^ сравниваются с величиной
U, после чего делается вывод о принадлежности их выборке.
-81-
Для обработки экспериментальных данных, при проведении
эксперимента на дизеле, используются следующие зависимости.
Относительная ошибка при измерении частоты вращения ко-
ленчатого вала:
8»,
^,^.1100%.
п п )
Приведенный расход топлива Gn кг/ч, на установившемся ре-
жиме рассчитывается по формуле:
ДСТ Д6Т
G =—-----------1н-,
где ДСТизи - количество топлива, выработанное за интервал времени
Д/ при работе дизеля, кг;
ДСТа - количество топлива, выработанное за интервал времени
Д/ при работе дизеля на холостом ходу, кг.
Относительная погрешность при определении часового расхода
топлива:
SG,
AGT Дт I
где Дбт, ДД(7Т - масса навески и погрешность измерения расхода топ-
лива, соответсвенно;
Дт, ДДт - время замера и погрешность измерения времени при из-
мерении расхода топлива.
Эффективная мощность двигателя Ne, кВт определяется по
формуле:
Ne	лд-9,95-10-4 ,
где Mia, - приведенный крутящий момент на валу двигателя, Н-м;
;«д - частота вращения коленчатого вала двигателя.
Относительная погрешность определения эффективной мощно-
сти:
ЗЛГе =(——^- + ——)-100%,
Мк п
где ДЛ4 и Ди - погрешности измерения крутящего момента и оборо-
тов двигателя.
-82-
Удельный эффективный расход топлива ge определяется как
GT
где G-, - расход топлива, кг/ч;
Ne - эффективная мощность двигателя, кВт.
Относительная ошибка определения удельного эффективного
расхода топлива:
-----£-100%,
где AGT и AzVe - погрешность измерения расхода топлива и эффектив-
ной мощности.
Расход воздуха:
GB = Vpk,
где И - показание расходомера, м3/ч;
р - плотность воздуха при нормальных условиях;
к — корректирующий коэффициент, зависящий от условий испы-
таний и определяемый согласно ГОСТ 14846-81.
Относительная ошибка определения расхода воздуха:
6G, =|~- + -уУ100%,
где Д V - погрешность измерения объема расхода воздуха;
М-погрешность определения корректирующего коэффициента.
Относительная погрешность определения температуры рабочих
сред определяется по формуле:
, АТШ
( Г Г
т 1
где ДТТО - погрешность градуировки термопар;
ДТШ - погрешность, вносимая соединительными проводами, меж-
ду горячим спаем и регистрирующим прибором;
ДТ„р - погрешность регистрирующего прибора.
Результаты оценки погрешностей измерений представлены в
таблице 4.2.
-83-
Таблица 4.2
Измеряемые параметры и погрешности измерения
Измеряемые параметры	Обозна- чения	Средства измерения	Погрешность, %	
			прибора	измерения
Частота вращения ко- ленчатого вала, об/мин	«д	ГИАМ-27	±0,28	±0,41
Атмосферное давле- ние, кПа	Лс	барометр- анероид М-98	±0,24	±0,27
Температура окру- жающего воздуха, °C		термометр ртутный ТЛ-18	±0,8	±3,5
Температура отрабо- тавших газов, °C	А>г	термопара	±0,8	±3,5
Количество израсхо- дованного топлива, см3	гт	мерная трубка	±0,01	±0,01
Время, с	Т	электроника СП-24	+ 2,92	±2
Расход воздуха, м3	Gt	ротационный газовый счёт- чик РГ-600	±0,76	±4,01
Противодавление в ТА стенда и системе выпуска, мм. вод. ст.		водяной U- образный пьезометр	±0.76	±0,78
Температура отрабо- тавшил 1 азов, °C	tQr	мультиметр DT 838	±2,68	±3,2
Концентрация окси- дов углерода, %	со	газоанализа- тор MSI 5600 фирмы Drager	±1,3	± 1,6
•84 -
Окончание табл. 4.2
Измеряемые параметры	Обозна- чения	Средства измерения	Погрешность, %	
			прибора	измерения
Концентрация углево- дородов, %	СН	газоанализа- тор MSI 5600 фирмы Drager	± 1,3	± 1,6
Дымность отработав- ших газов, %	D	дымомер «Мета- 01.МП.01»	±2	±2,5
4.4.	Результаты экспериментальных исследований
Перед началом проведения стендовых моторных испытаний
проверялось техническое состояние систем и механизмов дизеля Ка-
маз-740.10 и устанавливались режимы его работы в соответствии с
ГОСТ 14846-81 [2].
Техническое состояние дизеля обеспечивало проведение экспе-
риментальных испытании.
4.4.1.	Результаты стендовых безмоторных испытаний. Безмо-
торные испытания проведены на специально изготовленной экспери-
ментальной установке (рис. 4.7).
Установка состоит из топливного бака 7, насоса с электродви-
гателем 2, трибоэлсктризующсго устройства 3, входного и выходного
манометров 4 сливного кпана 5 ёмкости дпя отбора обработанного
топлива 6, термометра 7, вольтметра 8.
85 -
Рис. 4.7. Схема установки:
1 - топливный бак; 2 - насос с электродвигателем; 3 - трибоэлектризующее уст-
ройство; 4 - входной и выходной манометры; 5 - сливной кран;
6 - ёмкость для отбора обработанного топлива; 7 - термометр; 8 - вольтметр
Рис. 4.8. Трибоэлектризующее устройство:
/ - корпус; 2 - крышка; 3 - прокладка из латуни; 4 - прокладка из фторопла-
ста; 5 - паронитовая прокладка; 6 - болт; 7 - гайка; 8 - шайба
-86-
Трибоэлектризующее устройство (рис. 4.8) состоит из корпуса 1,
крышки 2, прокладки из фторопласта 4 и прокладки из латуни 3, изо-
лированных друг от друга и от корпуса тремя паронитовыми про-
кладками 5. Крышка и корпус соединены между собой шестью бол-
тами 6 с гайками 7.
Внутри устройства имеются пять и соответственно девять от-
верстий в указанных вставках.
Дизельное топливо из топливного бака 1 по трубопроводу с по-
мощью насоса с электродвигателем 2 поступает к трибоэлектризую-
щему устройству 3, проходя который, далее сливается обратно в бак 1.
В процессе работы лабораторной установки через сливной кран 5 ка-
ждые 10 минут отбиралось определенное количество дизельного топ-
лива в мерную емкость 6. Производилось измерение температуры об-
работанного топлива термометром 7 и снятие напряжения электриза-
ции с трибоэлектризующего устройства киловольтметром 8.
Для определения величины поверхностного натяжения (о) ка-
пель дизельного топлива был выбран метод «отрыва кольца». Сущ-
ность метода состоит в том, чго измеряются силы, которые необхо-
димо приложить, чтобы оторвать тонкое металлическое кольцо от
поверхности топлива.
Величину поверхностного натяжения о вычисляли по формуле:
F
О =----7----г,
2  л(</2 - Л)
где F — сила поверхностного натяжения; ~ внешний диаметр отрыва
кольца; h - толщина стенок кольца.
Измерение силы поверхностного натяжения производили по-
степенно, нагружая разновесками правую чашку весов до тех пор,
пока кольцо не оторвется от поверхности топлива. Вес разновесок
равен силе поверхностного натяжения F. Рекомендуется класть раз-
новески на предварительно арретированные весы.
-87 -
При проведении экспериментальных исследований минималь-
ное количество замеров 7Утш определяли с заданной доверительной
вероятностью а по формуле:
а
где К„ - коэффициент вариации, %;
t - критерий Стыодента;
N^ = 3.
Коэффициент вариации определяли по результатам предвари-
тельных опытов:
где 3; - относительная погрешность i-ro измеряемого параметра в
предварительной серии опытов;
а, - среднее значение i-ro измеряемого параметра в предвари-
тельной серии опытов;
Полученные опытом (и вычислениями) результаты стендовых
безмоторных испы таний свели в таблицу 4.3.
Таблица 4.3
Результаты испытаний дизельного топлива (ДЛ)
	№ опыта	d2, м	Ь, мм	F, Н	о, Н/м	Дст,Н/м	(Да/ст)х х100%
Топливо не обра- ботанное	1	16,2	1,3	0,3250	0,03407	0,00051	0,54
	2	16,2	1,3	0,3153	0,03306	0,00050	0,55
	з	16,2	1,3	0,3201	0,03356	0	0,0545
	Средние значения			0,3201	0,03356	0,000183	0,545
Топливо обрабо- тайное (время обработки -10 мин.)	1	16,2	1,3	0,3045	0,03192	0,00007	0,166
	2	16,2	1,3	0,3060	0,03208	0,00009	0,165
	3	16,2	1,3	0,3052	0,03199	0	0,165
	Средние значения			0,3052	0,03199	0,000053	0,165
-88-
Окончание табл. 4.3
	№ опыта	</2, м	Л, •	F, Н	ст, Н/м	Дст, Н/м	(Дст/о)х х100%
Топливо	1	16,2	1,3	0,3035	0,03181	0.00014	0,35
обрабо-	2	16,2	1,3	0,3024	0,0317	0,00003	0,356
тайное	3	16,2	1,3	0,3005	0,0315	0,00017	0,358
(время обработки -20 мин.)	Средние значения			0,3021	0,03167	0,000113	0,354
Топливо	1	16,2	1,3	0,2918	0,03059	0,00010	0,186
обрабо-	2	16,2	1,3	0,2905	0,03045	0,00004	0,187
тайное	3	16,2	1,3	0,2906	0,03046	0,00003	0,187
(время обработки -30 мин.)	Средние значения			0,2909	0,03049	0,000057	0,186
Топливо	1	16,2	1.3	0,2815	0,02951	0,00101	4,74
обрабо-	2	16,2	1,3	0,2823	0,02959	0,00109	4,73
тайное	3	16,2	1,3	0.2828	0.0264	0,00210	5,3
(время обработки -40 мин.)	Средние значения			0,2822	0,02958	0,0014	4,92
За время обработки дизельного топлива его температура увели-
чилась с 15 °C до 30 °C и затем оставалась постоянной, электриче-
ский потенциал от 0 до 400 В. На основе результатов испытаний по-
строены графики зависимости силы поверхностного натяжения F и
коэффициента поверхностного натяжения о дизельного топлива от
времени обработки (рис. 4.9) [7, 42].
Предвари тельные результаты исследования показали, что
функции изменения о не имеют экстремальных точек и носят моно-
тонно убывающий характер. Следовательно, проведение опытов мно-
гофакторным планом нецелесообразно.
-89-
Рис. 4.9а. Зависимость ст от времени обработки топлива на установке
Рис. 4.96. Зависимость F от времени обработки топлива на установке
-90-
Результаты проведенных теоретических и эксперименталь-
ных исследований трибоэлектризации дизельного топлива показа-
ли снижение поверхностного натяжения на каплях топлива в сред-
нем на 11-17%.
Расхождение теории и эксперимента составило от 0,8 до 1%
при U= 160-200 В и от4 до 7% при £7=40- 100 В (рис. 4.10).
Рис. 4.10. Зависимость о от 17:
---------эксперимент;
--------- теория (формула 4.9)
Это позволяет судить об адекватности принятой модели.
По данным [10, 12] снижение поверхностного натяжения ди-
зельного топлива при повышении его температуры от -50 до 100 °C
составляет Vi 1,7-2%.
Это дает возможность утверждать, что влияние трибоэлектри-
зации на снижение а предпочтительнее.
Изменение вязкости топлива в эксплуатационных условиях вы-
зывает ряд нежелательных отклонений в процессах смесеобразования
и топливоподачи.
-91-
Расчеты показывают, что при повышении вязкости дизельного
топлива возрастает средний диаметр капель (рис. 4.11) и увеличива-
ется дальнобойность факела распыла, что вызывает нарушение за-
данных условий смесеобразования и приводит, в частности, к ухуд-
шению пусковых свойств двигателя, снижению топливной экономич-
ности, а также к дымлению отработавших газов [70].
В связи с этим, при лабораторных испытаниях автором прове-
дено исследование вязкости (измеряемой вискозиметром типа ВПЖ в
соответствии с ГОСТ) и электрического потенциала от температуры
(рис. 4.12 и 4.13). Оказалось, что влияние трибоэлектризации на вяз-
кость незначительно (в среднем снижение вязкости составило 1,85%)
Рис. 4.11. Влияние вязкости топлива (и) на тонкость распыла - средний
диаметр капель (d)
-92-
Рис. 4.12 Зависимость вязкости дизельного топлива ДЛ от температуры:
-----------------------------без трибоэлектризации;
-----------------------------с трибоэлектризацией
Рис. 4.13. Зависимость ((7) дизтоплива ДЛ от температуры t и
времени (т) работы стенда:тп - время пуска и разгона жидкости;
тр - время работы стенда
-93-
С возрастанием температуры t °C и скорости движения топлива
(при разгоне жидкости во время пуска стенда) электрический потен-
циал U возрастает с 90 - 100 В до 400 + 440 В. Это объясняется тем,
что большее количество ионов участвуют в электролитическом меха-
низме образования электростатического заряда [7,42].
4.4.2. Результаты стендовых моторных испытаний. В ходе ис-
следований были проведены сравнительные стендовые испытания дизе-
ля КамАз-740.10 на моторной установке в ВАИ г. Рязани (рис. 3.7) без
трибоэлектризатора и после оснащения его трибоэлектризаторами
(вставками), изготовленными из фторопласта и латуни.
1.	Основные характеристики дизеля:
-тип двигателя
-	рабочий объём Ve, л
-	степень сжатия е
номинальная мощность Ne, кВт
-	максимальный крутящий момент Мю Нм
- удельный расход топлива ge, г/кВт ч
- частота вращения к.в. п, мин'1, соот-
ветствующая номинальной мощности
-	максимальному крутящему моменту
2.	Характеристика динамомегра:
-	тормозной момент Мт, Нм
-	частота вращения п, мин-1
-	генераторная мощность Ne, кВт
четырёхтактный,
восьмицилиндро-
вый, дизель, с
воспламенением
от сжатия
10,85
17
154
637
237
2600 ± 50 мин"1
1600 мин 1
900
3000
187,7
-94
Стенд позволяет регистрировать крутящий момент на валу
двигателя и частоту вращения коленчатого вала во всем его рабо-
чем диапазоне. Структурная схема стенда для испытаний дизеля
КамАЗ-740.10 изображена на рис. 4.14 [42,67].
Рис. 4.14. Структурная схема стенда для испытаний дизеля КамАЗ-740.10:
1 - двигатель; 2 - тормозной стенд; 3 - устройство для измерения расхода
воздуха; 4 - указатели значений параметров двигателя; 5 - самописец;
6—пульт управления стендом; 7 - весовое устройство измерения расхода
топлива; 8,9,70-усилители сигналов; И - печатающее устройство Consul
Стенд оборудован системой охлаждения двигателя, водомас-
ляным радиатором, системами воздухе- и топливоснабжения.
Система охлаждения позволяет автоматически поддерживать тем-
пературу охлаждающей жидкости в двигателе в пределах 80...88 °C,
температуру масла в пределах 90...95 °C. Схема системы регулирова-
ния температуры охлаждающей жидкости масла в двигателе пред-
ставлена на рис. 4.15
-95 -
Рис. 4.15. Схема системы регулирования теплового состояния двигателя:
1 - двигатель; 2 - радиатор системы охлаждения; 3 - радиатор охлаждения
масла; 4 блок управления кранами; 5 — указатель температуры;
6 - кран с электромагнитным приводом; 7 - датчик температуры;
8 - подвод воды; 9 - слив воды
Регулирование температуры охлаждающей жидкости в двига-
теле осуществляется следующим образом: при достижении темпера-
турой воды верхнего предела сигнал от датчика температуры 7 по-
ступает на управляющий блок 4, который замыкает электрическую
цепь электромагнитного крана 6 и открывает доступ холодной воды
для вытеснения горячей. После этого при падении температуры ниже
верхнего предела управляющий блок 4 размыкает электрическую
цепь электромагнитного крана 6, закрывая доступ холодной воды в
систему. Регулирование температуры масла осуществляется по такой
же схеме.
Выходные параметры работы дизеля регистрируются с помо-
щью измерительной аппаратуры стенда.
-96-
Для оценки нормируемых показателей вредных газообразных
выбросов ОГ: окиси углерода (СО) и окислов азота(МОх) использова-
ли многоканальный газоанализатор MSI 5600 фирмы Drager, суммар-
ных углеводородов (СН) - газоанализатор HP 6890 GS фирмы Hewlet
Packard.
Дымность ОГ определяли при помощи серийного дымомера
«Мета-01.МП.01» (рис. 4.16). Данное устройство представляет собой
переносной прибор, состоящий из приборного блока, оптического
датчика и пробозаборника.
Рис. 4.16. Дымомер «Мета-01.МП.01»
Оптический датчик снабжен телескопической рукояткой, раз-
двигающейся до размеров 1,5 м и позволяющей выполнять измерения
дымности с безопасного для оператора расстояния. Техническая ха-
рактеристика дымомера показана в табл. 4.4.
- 97-
Таблица 4.4
Технические характеристики дымомера « Мета-01.МП.01»
№ н/п	Характеристика	с Ед. измере- ния	Величина
1	Диапазон измерения дымности (в единицах коэффициента ос- лабления)	м'1 %	0-10,00 0- 100,0
2	Предел допускаемого значения основной приведённой почет- ности	%	не более ±2
3	Номинальная цена единицы наи- меньшего разряда: -	натурального показателя ослаб- ления -	коэффициента ослабления	м’1 %	0,01 0,1
4	Оптическая пара согласована в видимой области (длина волны - максимум пропускания)	нм	Хтах = 560
5	Фотометрическая база	м	0,43
6	Эффективная фотометрическая база	м	од
7	Время одного измерения	с	не более 5
8	Прибор сохраняет работоспособ- ность и метрологические харак- теристики при напряжении пита- ния	в	от 8,5 до 14
9	Потребляемая мощность от ис- точника питания	Вт	не более 2,5
Пробозаборник устанавливается на оптическом датчике и слу-
жит для доставки отработавших газов от впускной системы автомо-
биля до измерительного канала датчика. Трубку пробозаборника ус-
танавливали в выпускную систему на глубину прямолинейного уча-
-98-
стка, а оптический датчик располагали перпендикулярно потоку от-
работавших газов.
Измерение дымности производилось по ГОСТ 21393 в следую-
щих режимах работы дизеля:
-	в режиме максимального числа оборотов вала двигателя;
-	в режиме свободного ускорения оборотов вала двигателя.
Перед каждым измерением двигатель прогревался до темпера-
туры, рекомендованной заводом-изготовителем (70-80 °C).
Перед началом измерений проверяли работу прибора по кон-
трольному светофильтру и коррекции нуля. При отличии на 3% и бо-
лее от установленного значения проводили коррекцию нуля.
Были исследованы основные показатели работы и экологиче-
ские характеристики дизеля КамАз-740.10. Целью исследований яв-
лялось определение возможности снижения токсичности и дымности
отработавших газов дизеля, оснащенного трибоэлектризаторами ди-
зельного топлива из различных материалов. Трибоэлектризаторы
(вставки) (рис. 4.17), спроектированные на основании теоретических
и экспериментальных исследований, устанавливали в каждую фор-
сунку топливной системы дизеля КамАз-740.10.
Топливо, являясь неполярным диэлектриком, под высоким дав-
лением поступает в корпус 7, протекая через штуцер 9 и вставки 10,
выполненные из материалов с противоположной поляризационной
ориентацией, самоэлектризуется. Проходя через распылитель, на
внутреннюю поверхность которого нанесено изолирующее покрытие,
топливо, сохраняя заряд, поступает в камеру сгорания.
Наличие вставок способствует образованию на них, как на по-
верхностях разделения фаз: «сетка-жидкость», электростатического
поля.
99-
Рис. 4.17. Форсунка с трибоэлектризатором [48]:
1 - корпус распылителя; 2 - гайка распылшъы; 3 и 5 - установочные штиф-
ты; 4 - проставка; 6 - штанга; 7 - корпус; 8 - уплотнительное кольцо;
9 - штуцер; 10 - фторопластовые трибоэлектризующие вставки;
11 - латунная трибоэлектризующая вставка; 12 - регулировочные
шайбы; 13 - пружина; 14 - игла распылителя
Благодаря наличию многочисленных отверстий, выполненных
во вставках, весь объём жидкости делится на отдельные мелкие
струи. В результате осуществляется трибоэлектризация всего объёма
-100-
жидкости, а не только поверхностного слоя, что приводит к более
полному сгоранию наэлектризованного топлива. Более полному сго-
ранию способствует также турбулизация топлива.
Измерение дымности ОГ на режимах свободного ускорения и
максимальной частоты вращения коленчатого вала в соответствии с
требованиями ГОСТ Р 52160-2003 и ГОСТ Р 41.24-2003 (Правила
ЕЭК ООН №24), а также токсичности ОГ в соответствии с требова-
ниями ОСТ 37.001.234-84 проводилось для дизелей с наработкой до
45000 км и прошедших капитальный ремонт.
Анализ результатов измерения дымности ОГ по ГОСТ
17.2.2.01-84 показывает, что оснащение дизеля трибоэлектризатором
OI обеспечивает снижение дымности на всех режимах внешней скоро-
стной характеристики не менее чем на 35-40 % (рис. 4.18).
□ без вставки Д со вставкой (латунь)
П со вставкой (фторопласт)
Рис. 4.18. Результаты измерения дымности отработавших газов
- 101 -
Результаты измерения дымности по ГОСТ Р 52160-2003 на ре-
жиме свободного ускорения коленчатого вала двигателя свидетельству-
ют о том, что снижение дымности ОГ дизеля составляет 40%.
Анализ полученных результатов показывает, что трибоэлекгри-
затор дизельного топлива обеспечивает значительное снижение со-
держания в ОГ СО и СхНх (до 50 %), (рис.4.19) [42].
ц
Iй-
|8
NOx гп
СО_ СхНх _	_	_
а С трибоэлектризацией
 Без трибоэлектризации
Рис. 4.19. Результаты измерения токсичности отработавших газов
дизеля КамАЗ-740.10
ВЫВОД. Анализ сравнительных измерений дымности и ток-
сичности ОГ на режимах нагрузочной характеристики и результатов
математического моделирования показывает, что разработанная ма-
тематическая модель трибоэлектризатора позволяет с высокой степе-
нью вероятности исследовать и прогнозировать влияние режимов ра-
боты дизеля на степень снижения дымности ОГ.
- 102 -
Внутри каждой большой задачи сидит маленькая,
пытающаяся пробиться наружу.
Хоар
4.5.	Анализ напряженно-деформированного состояния топ-
ливо-трнбоэлектризующих пластин-вставок (с помощью прило-
жения Solid Works - Cosmos Works)
Алгоритм анализа:
1.	Задаем программу, куда вводим название анализа, выбор
вида анализа, размещение сетки. В нашем случае анализ был статиче-
ским, сетка размещалась на твердом теле.
2.	Выбор материалов: использовали два вида материалов -
фторопласт 4Ф и Латунь ЛС59-1.
3.	Задаем нагрузку и вводим ограничения (рис. 4.20).
Рис. 4.20. Расчетная схема для пластины из фторопласта
Ограничение на латунную пластину аналогичное.
Усилие (давление) должно быть таким, чтобы сжать пружину в
форсунке, т.е. не менее 220 кг с/см2, или 100 Н.
4.	Создаем сетку и запускаем решающую программу для по-
лучения эпюр нагрузок.
103
Результаты анализа и расчета представлены на рис.4.21 и 4.22.
Рис. 4.21. Расчетные модели
В результате анализа деформированно-прочностного состояния
получили для каждой пластины четыре эпюры нагрузок: узловое на-
пряжение, статическое перемещение, статическую деформацию и за-
пас прочности. Рассмотрим эпюру узлового напряжения: справа име-
ется шкала, которая обозначает зоны наименьших или наибольших
нагрузок, т.е. по ней определяем, в каком месте детали (изделия), при
данной (установленной) силе, создаются наибольшие и наименьшие
напряжения.
Если самое большое значение по шкале не превышает предела
текучести, то деталь выдержит заданную нагрузку. Аналогично рас-
сматриваются эпюры статического перемещения и статической де-
формации.
104
Результаты анализа
Фторопластовая пластина
Латунная пластина
Узловое
напряжение
Статическое
перемещение
Статическая
деформация
Запас
прочности
Рис. 4.22. Результаты анализа напряженно-деформированного состояния
тошшво-трибоэлектризующих пластин-вставок
105
Для элемента конструкции, выполненного из пластичного ма-
териала, предельным напряжением является предел текучести. В
большинстве случаев рабочие напряжения в элементах конструк-
ции пропорциональны нагрузкам, а поэтому коэффициент запаса
определяется как отношение предела прочности к допускаемому
напряжению (коэффициент запаса по пределу прочности). Так. если
предел прочности конструкционной стали равен 540 МПа, а допус-
каемое напряжение -180 МПа, то коэффициент запаса равен 3.
Максимальная нагрузка фторопластовой пластины составляет
3,403е + 003; латунной пластины 3,380е + 004 при пределе текучести
2.393е + 008. На эпюрах видно, что наиболее слабые места это грань
внутренней части, примыкающей к рёбрам жесткости. Для повыше-
ния прочности необходимо ввести элементы, усиливающие конст-
рукцию, например, дополнительные ребра жесткости или увеличить
толщину внутренней части пластины. Максимальное значение де-
формации фторопластовой пластины составляет 7,612е-003, а латун-
ной пластины - 1,460е-005.
Минимальный коэффициент запаса прочности фторопласто-
вой пластины составляет 2,853е + 000, а латунной пластины -
9,921е+000.
Оказалось, что максимальные значения нагрузок и минималь-
ный коэффициент запаса прочности находятся в пределах нормы.
4.6.	Построение типоразмерного рада трибоэлектризующих
пластин с использованием среды Solid Work (57]
Чтобы создать таблицу параметров, определили имена конфи-
гураций. которые требуется создать, указали контролируемые пара-
метры и значения для каждого из них. Существует несколько спосо-
бов создания таблицы параметров:
• если вставить новую, незаполненную таблицу параметров в
модель и заполнить ее, то после заполнения таблицы параметров но-
вые конфигурации создаются в модели автоматически;
105
Для элемента конструкции, выполненного из пластичного ма-
териала, предельным напряжением является предел текучести. В
большинстве случаев рабочие напряжения в элементах конструк-
ции пропорциональны нагрузкам, а поэтому коэффициент запаса
определяется как отношение предела прочности к допускаемому
напряжению (коэффициент запаса по пределу прочности). Так. если
предел прочности конструкционной стали равен 540 МПа, а допус-
каемое напряжение -180 МПа, то коэффициент запаса равен 3.
Максимальная нагрузка фторопластовой пластины составляет
3,403е + 003; латунной пластины 3,380е + 004 при пределе текучести
2.393е + 008. На эпюрах видно, что наиболее слабые места это грань
внутренней части, примыкающей к рёбрам жесткости. Для повыше-
ния прочности необходимо ввести элементы, усиливающие конст-
рукцию, например, дополнительные ребра жесткости или увеличить
толщину внутренней части пластины. Максимальное значение де-
формации фторопластовой пластины составляет 7,612е-003, а латун-
ной пластины - 1,460е-005.
Минимальный коэффициент запаса прочности фторопласто-
вой пластины составляет 2,853е + 000, а латунной пластины -
9,921е+000.
Оказалось, что максимальные значения нагрузок и минималь-
ный коэффициент запаса прочности находятся в пределах нормы.
4.6.	Построение типоразмерного рада трибоэлектризующих
пластин с использованием среды Solid Work (57]
Чтобы создать таблицу параметров, определили имена конфи-
гураций. которые требуется создать, указали контролируемые пара-
метры и значения для каждого из них. Существует несколько спосо-
бов создания таблицы параметров:
•	если вставить новую, незаполненную таблицу параметров в
модель и заполнить ее, то после заполнения таблицы параметров но-
вые конфигурации создаются в модели автоматически;
106-
•	программа Solid Works автоматически создаст таблицу пара-
метров. Solid Works загружает из детали или сборки все сконфигури-
рованные параметры и ассоциированные с ними значения;
•	создали таблицу, выполнив соответствующую операцию в
программе Microsoft Excel. Сохранили таблицу, затем вставили ее в
документ модели, чтобы создать конфигурации.
Можно вставить частично заполненную таблицу, затем отре-
дактировать ее для добавления других конфигураций, управления
дополнительными параметрами или обновления значений.
Коды программ и материалы программы параметризации фторо-
пластовой и латунной пластин приведены в Приложении Д и Е.
Не позволяйте фактам вводить вас в заблуждение.
Финэйгл
4.7.	Производственная и эксплуатационная проверка рабо-
ты трибоэлектризаторов
4.7.1.	Методика проведения эксплуатационных и производст-
венных испытаний. Основная цель испытаний - определить эффек-
тивность применения трибоэлектризатора топлива при эксплуата-
ции автомобиля КамАЗ-4310 в различных дорожных условиях и
при проведении производственных испытаний дизеля ЯМЗ-238ВМ
на стенде завода «Муромтепловоз». По результатам исследований
были спроектированы и изготовлены трибоэлектризаторы, которые
прошли испытания на транспортных средствах.
Эксплуатационные испытания проводились по следующей про-
грамме:
1.	Установка трибоэлектризатора топлива на автомобили Ка-
мАЗ-4310 (оис. 4.23).
106-
•	программа Solid Works автоматически создаст таблицу пара-
метров. Solid Works загружает из детали или сборки все сконфигури-
рованные параметры и ассоциированные с ними значения;
•	создали таблицу, выполнив соответствующую операцию в
программе Microsoft Excel. Сохранили таблицу, затем вставили ее в
документ модели, чтобы создать конфигурации.
Можно вставить частично заполненную таблицу, затем отре-
дактировать ее для добавления других конфигураций, управления
дополнительными параметрами или обновления значений.
Коды программ и материалы программы параметризации фторо-
пластовой и латунной пластин приведены в Приложении Д и Е.
Не позволяйте фактам вводить вас в заблуждение.
Финэйгл
4.7. Производственная и эксплуатационная проверка рабо-
ты трибоэлектризаторов
4.7.1. Методика проведения эксплуатационных и производст-
венных испытаний. Основная цель испытаний - определить эффек-
тивность применения трибоэлектризатора топлива при эксплуата-
ции автомобиля КамАЗ-4310 в различных дорожных условиях и
при проведении производственных испытаний дизеля ЯМЗ-238ВМ
на стенде завода «Муромтепловоз». По результатам исследований
были спроектированы и изготовлены трибоэлектризаторы, которые
прошли испытания на транспортных средствах.
Эксплуатационные испытания проводились по следующей про-
грамме:
1. Установка трибоэлектризатора топлива на автомобили Ка-
мАЗ-4310 (оис. 4.23).
107
Рис. 4.23. Установка трибоэлектризатора топлива на дизель
2. Дорожные испытания автомобилей с трибоэлектризаторами
топлива: оценка схемы компоновки и прочности конструкции; опре-
деление дымности и токсичности отработавших газов; оценка мощ-
ностных и экономических показателей дизеля.
В процессе эксплуатационных испытаний проводилась оценка
отработавших газов визуальным способом и определение влияния
трибоэлектризации топлива на динамические свойства автомобиля.
Производственные испытания проводились для двигателя
ЯМЗ 238 ВМ № дв. 655995 на стенде DS 1146-4 K/V в двух ком-
плектациях - с использованием трибоэлектризатора дизельного топ-
лива (латунно-фторопластовых вставок) и без него. Испытания про-
водились в цехе №71 ОАО «Муромтепловоз» (г. Муром). Общий вид
испытательной установки представлен на рис. 4.24.
- 108 -
Рис. 4.24. Общий вид установки
Трибоэлектризатор топлива представляет собой пакет латунно-
фторопластовых вставок, устанавливаемых в топливную магистраль
каждой форсунки дизеля.
Время проведения опыта т определялось при помощи механи-
ческого секундомера СОС пр 25-2-333 ТУ25-1894-009-90 с ценой де-
ления 0,2 с.
Частота вращения пт измерялась при помощи цифрового тахо-
метра ХР 1506 и тахометра ТУ 10-р ГОСТ 21339-82 с погрешностью
измерения ±1% в диапазоне 500-10000 об/мин.
Крутящий момент определялся при помощи весового уст-
ройства ZDV и цифрового измерителя крутящего момента ХР 1207В с
погрешностью измерения ±2 Н м в диапазоне 100... 1250 Н м.
Текущий расход топлива G' измерялся автоматическим массо-
вым расходомером топлива с весовым устройством ВКМ 17 с по-
грешностью измерения ±0,05% в диапазоне от 13,7 до 23,7 кг.
Температура теплоносителей указателей температуры ТУЭ-48,
ТУ 25-04-127078Е класса точности определялась при помощи 1,5 в
диапазоне -40°...+120 °C.
- 108 -
Рис. 4.24. Общий вид установки
Трибоэлектризатор топлива представляет собой пакет латунно-
фторопластовых вставок, устанавливаемых в топливную магистраль
каждой форсунки дизеля.
Время проведения опыта т определялось при помощи механи-
ческого секундомера СОС пр 25-2-333 ТУ25-1894-009-90 с ценой де-
ления 0,2 с.
Частота вращения пт измерялась при помощи цифрового тахо-
метра ХР 1506 и тахометра ТУ 10-р ГОСТ 21339-82 с погрешностью
измерения ±1% в диапазоне 500-10000 об/мин.
Крутящий момент определялся при помощи весового уст-
ройства ZDV и цифрового измерителя крутящего момента ХР 1207В с
погрешностью измерения ±2 Н м в диапазоне 100... 1250 Н м.
Текущий расход топлива G' измерялся автоматическим массо-
вым расходомером топлива с весовым устройством ВКМ 17 с по-
грешностью измерения ±0,05% в диапазоне от 13,7 до 23,7 кг.
Температура теплоносителей указателей температуры ТУЭ-48,
ТУ 25-04-127078Е класса точности определялась при помощи 1,5 в
диапазоне -40°...+120 °C.
109
Дымность отработавших газов измеряли серийным дымомером
МЕТА - 01МП.01 по ГОСТ 52160 Р-2003, ГОСТ Р 41.24-2003 (прави-
ла ЕЭК ООН №24).
4.7.2. Результаты эксплуатационных и производственных ис-
пытаний. Автомобиль КамАЗ-4310 №74-97НВ с трибоэлектризато-
ром отработал 96 часов (4000 км пробега), а КамАЗ-4310 №74-96НВ -
42 часа (2000 км пробега). Дымность ОГ снижена более чем в 2 раза и
соответствует требованиям ГОСТ 52160 Р-2003, ГОСТ Р 41.24 - 2003
(правила ЕЭК ООН №24).
Результаты измерений дымности приведены в табл. 4.5
Таблица 4.5
Результаты измерения дымности дизеля КамАЗ - 740.10
		Режимы свободного ускорения					Режим мак-
		1	2	3	4	Средне- арифме- тиче- ское	частоты вращения вала
Дымность без трибо- электриза- тора	КамАЗ- 4310 Гос.№7 4-97 НВ	3,28 75,6	3,88 81,1	3,46 77,4	3.74 80,1	3,59 78,5	1.57 49
	КамАЗ- 4310 Гос.№7 4-96 НВ	1,69 51	L22 52	1J7 55	1,80 54	1,77 53	0,55 21
Дымность с трибо- электряза- тором	КамАЗ- 4310 Гос.№7 4-97 НВ	1,23 41	LL5 39	Ы8 40	1,20 40	1,19 40	0,26 10
Дымность с трибо- электриза- гором	КамАЗ- 4310 Г'ос.№7 4-96 НВ	0.34 12	0.39 14	0,41 15	0,43 1.6	0,39 14	0J2 8
Примечание:
в числителе натуральный показатель поглощения К (м'1)
в знаменателе коэффициент ослабления N (%)
-110-
При визуальном наблюдении цвета отработавших газов хорошо
видно отсутствие черного дыма на всех режимах работы двигателя.
Водители не ощутили влияние трибоэлектризаторов топлива на ди-
намические свойства автомобилей.
Замеры дымомером показали, что. трибоэлектризаторы топлива
проходят испытания на автомобилях с повышенным дымлением ди-
зелей: установка трибоэлектризаторов топлива приводит дымление
дизелей в норму.
Анализ результатов производственных испытаний дизеля ЯМЗ
238 ВМ с использованием латунно-фторопластовых вставок в топ-
ливную магистраль форсунок приведен в табл. 4.6; 4.7; 4.8
Таблица 4.6
Определение топливной экономичности
№ п/п	Режим		гт.гт..	нй									Эффект Л, %
			Нм	ХякВт	Бе,		ставок		Сок		ТМК1ММ		
	мня	об/мип			Г»	°C	С, кг/ч	G, кг/ч		<“»	с, кг/ч	G, хг/ч	
1	10	1500	0	—	65,0	65,0	0,90	5,41	68,0	66,0	0,88	5,28	2.4
	10	1600	170	27,9	70,0	69,0	1.80	10.80	70.0	71,0	1,76	1G.5S	2,3
	10	1800	460	86,6	70,0	73,0	3,55	21,30	70,0	77,0	3,47	20.82	2,3
4		2000	700	144.5	72,0	84,0	2,95	35,40	68,0	80,0	2,89	34,68	2,0
5	15	600	0	-	61,0	61,0	0,45	1,81	69,0	69,0	0,44	1,76	2,7
Таблица 4.7
Определение изменения параметров максимальной
мощности двигателя
Режим испытания		Средние результаты испытания				
		Нм	кВт/л.с.	/д°с	G1, кг/ч	G, кг/ч
л”" = 2100 об/мин т = 2 мин	Без вставок	795	174,7/237,6	84	1,5	45,0
	Со вставка- ми	804	176,7/240,3	82	1,47	44,0
			+1,1%			-2,2%
ill
Таблица 4.8
Результаты измерения дымности дизеля ЯМЗ 238 ВМ
		Режимы свободного ускорения					Режим мак- симальной частоты вращения аала
		1	2	3	4	Среднее арифме- тическое	
Дымность без трибоэлектри- затора	Дизель ЯМЗ 238 вм	1.71 52	1.88 55	1.92 56	1.82 54	1.83 55	1.16 39
Дымность с трибоэлектри- затором	Дизель ЯМЗ 238 ВМ	0.42 17	0,46 18	0,42 17	0.39 15	0,42 16	0.21 8
Примечание:
в числителе натуральный показатель поглощения К (м'1)
- в знаменателе - коэффициент ослабления N (%)
Исходя из того, что испытанию подвергался один и тот же дви-
гатель с неизмененной регулировкой топливной аппаратуры по час-
тоте вращения и объемной подаче топлива, с одинаковыми зазорами
и углом впрыска топлива, причем температура теплоносителей ис-
кусственно поддерживались в сопоставимых значениях для каждою
этапа испытаний, можно сделать следующие выводы:
-	использование трибоэлектризатора дизельного топлива
уменьшает дымность ОГ на 35-40%;
-	при одинаковых мощностных параметрах работы двигателя
имеег место снижение расхода топлива на 2-3%;
-	результаты испытаний показывают, что при прочих равных ус-
ловиях применение трибоэлектризатора топлива повышает мощность
двигателя примерно на 1% при снижении расхода топлива на 2,2%.
-112-
И вот разорваны 3-х измерений узы
И открываются всемирные моря.
О. Мандельштам
5. ПЕРСПЕКТИВЫ, НАПРАВЛЕНИЯ
ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
1)	Перспективы.
Введение в настоящее время жестких требований по экологии
в мире и в России диктуются объективной необходимостью. За рубе-
жом, в США требования по экологии введены около 22 лет назад, в
западной Европе - с 1992 года. Наше участие в международных со-
глашениях обязывает применять соответствующие международные
требования по экологии. В странах Европейского сообщества эколо-
гические нормы Европейской экологической комиссии (ЕЭК) Орга-
низации Объединенных Наций (ООН), именуемые в дальнейшем
«Евро-1», действовали с 1992 года, нормы «Евро-2» - с 1995 года,
нормы R 83-04 ЕЭК ООН («Евро-3») вступили в силу с 2000 года,
нормы Евро-4 вступили в силу с 2005 года. Следующий этап ужесто-
чения требований по экологии «Евро-5» планируется с 2008 года
(Приложение А, таблицы А.2, А.З, А.4, А.5, А.6).
В настоящее время 100% выпускаемых за рубежом автомоби-
лей соответствует предъявляемым требованиям.
В России в настоящее время, по данным Ассоциации междуна-
родных автомобильных перевозчиков (АСМАП), 60% грузовиков,
принадлежащих нашим международным перевозчикам, не соответст-
вуют даже минимальным экологическим нормам Европейской эколо-
гической комиссии Организации Объединенных Наций (ООО) «Евро-
1». Требованиям «Евро-2» удовлетворяет только 15%, «Евро-3» всего
лишь 1% автопарка российских международных перевозчиков.
Проблема введения указанных требований в России стояла дав-
но. Об этом, с точным указанием сроков, неоднократно, на протяже-
нии последних трех лет, официально уведомлялись все основные ав-
топроизводители в России. Тем не менее, к массовому производству
автомобилей и двигателей, отвечающих жестким международным
требованиям, производители в целом оказались не готовы. Выпуск
- 113-
отечественных автомобильных двигателей, отвечающих современ-
ным требованиям по сохранению окружающей среды, следует ожи-
дать не ранее 2010 года.
Страны ЕС уже ввели с 2005 года требования Евро-4 (табл. 5.1),
которые примерно вдвое жестче уровня Евро-1; если удастся обеспе-
чить 100% выпуск автомобилей, соответствующих уровню Евро-4, в
2005-2007 гг., отечественные автомобили будут вдвое уступать зару-
бежным по уровню «экологичности» и оставаться неконкурентоспо-
собными (таблица А.1, приложение А).
Таблица 5.1
Нормы токсичности выхлопа автомобилей для развитых
европейских стран
Наименование стандартов	Год вве- дения	Содержание в выхлопе, г/кВт-ч			
		NO,	СО	ед	твердые час- тицы
Евро-0	1988	14,4	11,2	2,5	—
Евро-1	1992	8,0	4,5	1,1	0,36
Евро-2	1995	7,0	4,0	1,1	0,15
Евро-3	2000	5,0	2,0	0,6	0,10
Евро-4	2005	3,5	1,5	—	0,02
Евро-5	2008	2,0	1,5	—	0,02
Требования по нормированию дымности ОГ (ГОСТ Р 41.24-
2003 (Правила ЕЭК ООН №24)).
Таблица 5.2
Предельные значения коэффициентов поглощения
в установившихся режимах
Номинальный расход газа, дм3/с	Коэффициент поглощения, м'1	Номинальный расход газа, дм3/с	Коэффициент поглощения, м'1
<42	2,26	120	1,37
45	2,19	125	1,345
-114
Окончание табл. 5.2
Номинальный расход газа, дм3/с	Коэффициент поглощения, м’1	Номинальный расход газа, дм3/с	Коэффициент поглощения, м’1
50	2,08	130	1,32
55	1,985	135	1,30
60	1,9	140	1,27
65	1,84	145	1,25
70	1,775	150	1,225
75	1,72	155	1,205
80	1,665	160	1Д9
85	1,62	165	1,17
90	1,575	170	1,155
95	1,535	175	1,14
100	1,495	180	1,125
105	1,465	185	1,И
ПО	1,425	190	1,095
115	1,395	195	1,08
		>200	1,065
Следует отметить, что на автомобильных и моторных заводах
ведутся активные разработки и начато освоение «экологически чис-
тых» автомобилей, двигателей и комплектующих. Так, межгосудар-
ственная финансово-промышленная группа (МФ11Г) «Белорусско-
Российское Автомобилестроение» («БелРусАвто») создала мощности
по производству большегрузных автомобилей военного и граждан-
ского назначения, отвечающих требованиям «Евро-2» В частности,
созданные на республиканском унитарном предприятии «МАЗ» мощ-
ности позволяют собирать тысячу большегрузных автомобилей в год,
соответствующих по экологическим и техническим параметрам тре-
бованиям Европейского Экономического Сообщества (ЕЭС). Для
комплектации новых автомобилей, а также переоснащения ранее вы-
пущенных машин ОАО «Автодизель» (Ярославль) начал производст-
во двигателей ЯМЗ-7511, ЯМЗ-236 и их модификаций, соответствую-
щих требованиям нормам «Евро-2». На ОАО «Ярославский завод топ-
-115-
ливной аппаратуры» организован выпуск аппаратуры «Компакт-40» в
количестве 8 тысяч комплектов в год.
В планах МФПГ «БелРусАвто» - предусмотрено создание ма-
шин, отвечающих требованиям «Евро-3» и «Евро-4». Соответственно
разработана программа, рассчитанная на 2003-2008 годы.
Самые серьезные ограничения связаны с охраной окружающей
среды. К ним относятся Правила 49 (R-49) ЕЭК ООН, регламенти-
рующие нормы содержания вредных веществ в ОГ дизелей тяжелых
грузовиков (приложение А, таблица А.6).
В таблице А. 10 (приложение А) представлены возможные кон-
цепции выполнения требований, которые применяются производите-
лями.
При этом важнейшей практической задачей, позволяющей эф-
фективно решать проблему повышения экологической безопасности
парка машин, является контроль их экологических характеристик в
эксплуатации. Для осуществления экологического контроля в экс-
плуатации необходимо четко определить нормативы, жестко увязан-
ные с конструктивным уровнем техники.
Госстандартом РФ в настоящий момент введены ГОСТ Р 4124-2003
(Правила ЕЭК ООН №24), ГОСТ Р 52160-2003. Предполагается про-
ведение экологического контроля АТС с использованием диффе-
ренциальных нормативов, т.е. выделения тех групп автомобилей (по
моделям, по применяемому дополнительному оборудованию и т.д.),
к которым, исходя из конструктивных возможностей, должны приме-
няться различные по уровню жесткости требования. Будут введены
следующие экологические классы АТС:
- автомобили устаревших моделей - 0-й класс;
-автомобили 0-го класса, дополнительно оснащенные в эксплуа-
тации устройствами, снижающими токсичность выброса, - 1 -й класс;
-автомобили современной конструкции, соответствующие тре-
бованиям Евро-i, Евро-2 и т.д. - 2-й класс.
Предельные нормы дымности автоматически ужесточаются с
возрастанием литража двигателя и его быстроходности. Однако с
увеличением числа цилиндров и ростом суммарного литража двига-
теля дымность может возрасти по причине ограниченных техниче-
ских возможностей организации оптимального воздухоснабжения и
газообмена в многоцилиндровом двигателе.
-116
С другой стороны, с увеличением быстроходности, наряду с
возрастанием турбулизации рабочей смеси в цилиндрах, сокращается
время, отводимое па процессы смесеобразования и сгорания топлива,
что сопровождается увеличением продуктов неполного сгорания и,
следовательно, дымности. Таким образом, указанный принцип нор-
мирования дымности, с точки зрения объективных особенностей
процессов смесеобразования и сгорания топлива, ставит в неблаго-
приятные условия многоцилиндровые двигатели повышенной быст-
роходности.
Правила № 24-03 устанавливают предельные значения дымно-
сти ОГ на установившихся режимах, которые не должны превышать
значений, указанных в таблице А.7, приложение А.
Требования, изложенные в ГОСТ 17.2.2.01-84 , ограничивают
предельные значения дымности на установившихся режимах, кото-
рые приведены в таблице А.8, приложение А.
Измеренная дымность на режиме свободного ускорения для
двигателей без наддува и с механическим наддувом не должна пре-
вышать предельного значения, регламентированного для установив-
шихся режимов. Для двигателей с газотурбинным наддувом дым-
ность не должна превышать предельной нормы, регламентированной
для установившихся режимов, для расхода ОГ, при котором дым-
ность достигает наибольшего значения во время испытания на уста-
новившихся режимах более чем на 10% в единицах измерения шкалы
прибора.
Согласно требованиям ГОСТ 17.2.2.01-84 дымность ОГ на ре-
жиме свободного ускорения не должна превышать для дизелей без
наддува 40%; для дизелей с наддувом 50%; на режиме максимальной
частоты вращения 15%.
Ужесточение норм выбросов вредных веществ при производст-
ве дизельных двигателей является, вот уже на протяжении более 30
лет, главным стимулом улучшения их экологических характеристик.
В отношении оценки экологического и технического состояния
дизелей в условиях эксплуатации являются предпочтительными ме-
тоды и стандарты, использующие в качестве испытательного теста ре-
жим свободного ускорения дизеля на холостом ходу (ГОСТ 21393-86,
Правила № 24 ЕЭК ООН, ГОСТ 17.2.2.01-84), а также режим макси-
мальной частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу
• 117
(ГОСТ 21393-86). Предпочтительность метода свободного ускорения
заключается в том, что дизель, преодолевая инерцию поступательно
движущихся и вращающихся собственных масс. в процессе разгона
проходит через последовательный ряд нагрузочных и скоростных ре-
жимов внешней регуляторной характеристики, т.е. режимов, являю-
щихся критическими в отношении сажеобразования и перерасхода
топлива.
Число гипотез, объясняющих данное явление,
Обратно пропорционально объему знаний о нем.
Эдингтон
2)	Направления
С целью улучшения экологических, экономических и энергети-
ческих характеристик двигателей создание комбинированных уст-
ройств для обработки топлив при совмещении внешнего электро-
магнитного поля и трибоэлектризации является весьма перспектив-
ным. Эго повысит электризацию прокачиваемого топлива по всему
объему даже при малых скоростях (расходах) жидкости.
Гипотеза: если, например, в устройстве для магнитной обра-
ботки жидкости (содержащем обмотку катушки, установленную на
каркасном элементе, имеющем внутреннюю проточную камеру для
топлива, внутри которой расположены рабочие элементы в виде не-
плотно размещенных шариков) входной и выходной топливопроводы,
шарики и проточная камера выполнены из материалов с одинаковой
поляризационной ориентацией и с большей диэлектрической прони-
цаемостью, чем у топлива; причем, края трубопроводов в проточной
камере снабжены продольными прорезями, а внутренняя поверх-
ность выходного топливопровода выполнена с изоляционным покры-
тием, то можно реализовать вышеупомянутую задачу.
То есть для практического осуществления вышесказанного
предложено совмещение внешнего электромагнитного поля и трибо-
электризации.
Принцип действия поясним функциональной схемой устройст-
ва обработки топлива для двигателей (рис. 5.1) (72],
-118-
Рис. 5.1. Устройство обработки топлива: 1 - обмотка катушки; 2 - каркас;
3 — проточная камера; 4 — шарики; 5 - источник питания; 6 и 7 — соответст-
венно, входной и выходной топливопроводы; 8 и 9 - прорези
Устройство содержит обмотку 1 катушки, установленную на
каркасном элементе 2, имеющем внутреннюю проточную камеру 3
для топлива а также, расположенные внутри камеры 3 рабочие эле-
менты, выполненные в виде неплотно размещенных шариков 4, и ис-
точник питания 5, выводы которого соединены с обмоткой 1 катуш-
ки. Края входного 6 и выходного 7 топливопроводов, выполненных
из материала с одинаковой поляризационной ориентацией в сравне-
нии с материалами шариков и проточной камеры и с большей диэлек-
трической проницаемостью, чем у топлива, имеют продольные про-
рези, соответственно, 8 и 9, а внутренняя поверхность выходного то-
пливопровода 7 имеет изоляционное покрытие.
Устройство работает следующим образом.
Топливо от насоса поступает по трубопроводу 6 во внутрен-
нюю проточную камеру 3 каркасного элемента 2, приобретая заряд в
результате трибоэлектризации и сохраняя его в камере 3 по причине
одинаковости поляризационной ориентации материалов трубопрово-
дов б и 7, шариков 4 и самой камеры 3.
Вследствие питания обмотки 1 током от источника 5 (напри-
мер, током переменного напряжения от провода возбуждения генера-
тора), в камере 3 наводится электромагнитное поле, силовые линии
которого пересекают уже заряженное топливо, распределенное на
поверхностях шариков 4 в виде тонкой пленки. Вследствие этого на-
пряженность совместного электрополя возрастает, что создает высо-
кую электризацию топлива, ведет к высокой степени стабилизации
заряда и достаточному его выравниванию во всем объеме топлива
независимо от его скорости.
Продольные прорези 8 и 9 увеличивают суммарную площадь
контакта топлива, вытекающего из топливопровода 6 и входящего в
топливопровод 7, т.е. поверхность разделения фаз: «стенка трубопро-
вода - жидкость» становится больше и, соответственно, большее ко-
личество ионов участвует в электролитическом механизме увеличе-
ния электростатического заряда.
Кроме того, продольные прорези 8 и 9 способствуют уменьше-
нию гидравлических сопротивлений, что благоприятствует протека-
нию топлива с большей скоростью и, соответственно, его лучшей
трибоэлектризации.
Сохранению приобретенного заряда вплоть до камеры сгорания
способствует изоляционное покрытие на внутренней поверхности
выходного топливопровода 7.
Таким образом, при движении по трубопроводу топливо элек-
тризуется, т.е. приобретает заряд и, попадая в проточную камеру,
заполненную шариками, увеличивает его при воздействии электро-
магнитного поля, полученного от питания обмотки, например, пере-
менным током от провода возбуждения генератора.
Подобные устройства обеспечивают следующие преимущества:
-	снижают поверхностное натяжение топлива;
-	способствуют созданию тонкодисперсной топливовоздушной
смеси и раскрытию факела в камере сгорания двигателя;
- 120 -
-	за счет наиболее полного сгорания такой топливовоздушной
смеси снижают концентрацию СО, СН и дымность в отработавших
газах двигателя, а также уменьшают расход топлива (пример расчета
расхода топлива приведен в Приложении Ж).
Все это, в целом, повышает эффективность обработки топлива
и расширяет его функциональные возможности применения на энер-
гетических установках различных типов, преимущественно в двига-
телях.
Кроме того, широкое применение в перспективе дизельных и др.
резервных видов тяжелого жидкого топлива, в частности газокон-
денсатов, дает основание рекомендовать результаты дальнейших ис-
следований по трибоэлектризации и электромагнитной совместной
(комбинированной) обработке к использованию в системах питания
объектов, работающих на таких топливах.
-121-
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Анализ научно-исследовательских работ, а также проведенные
исследования позволяют сделать следующие выводы:
1.	Дальнейшие исследования процессов смесеобразования и
сгорания в дизельных двигателях являются необходимыми и свое-
временными.
2.	В силу того, что имеют место причины и факторы, ухуд-
шающие протекание процесса смесеобразования, необходимы меры
их устраняющие.
3.	Традиционные методы улучшения процесса смесеобразова-
ния в большинстве случаев не приводят к заметному его улучшению;
необходимы принципиально новые, нетрадиционные способы.
4.	Одним из таких способов, не требующих увеличения скоро-
сти воздушного потока и повышения степени сжатия, является элек-
тромагнитная обработка топлива, результатом положительного воз-
действия которой является изменение физических свойств топлива.
5.	Результаты предыдущих исследований свидетельствуют о
том, что электромагнитная обработка топлива является эффективным
средством улучшения тонкости и однородности топлива.
6.	Однако существующие способы электризации топлива кон-
структивно сложны; их реализация предполагает значительное изме-
нение конструкции двигателя, а также использование электроэнергии
высокого напряжения от внешних источников, что является небезо-
пасным и дорогостоящим мероприятием, к тому же они не позволяют
произвести послойную обработку во всем объеме топлива, ограничи-
ваясь обработкой только внешних слоев.
7.	Предлагаемые методы электромагнитной обработки, по на-
шему мнению, являются безопасными, сравнительно недорогими и
могут существенно способствовать повышению качества смесеобра-
зования и улучшению эксплуатационных характеристик дизельных
двигателей, как на стадии проектирования, так и в эксплуатации.
С целью улучшения энергетических, экономических и экологи-
ческих показателей дизелей считаем целесообразным распростране-
ние на них полученных в дальнейшем результатов с учетом конкрет-
ных условий.
-122-
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Абугов, Д.М. Электропроводность пламени в двигателе
внутреннего сгорания [Текст]/ Д.М. Абугов, А.С. Соколин // Журнал
экспериментальной и теоретической физики. - 1993. - Т.З, вып. 5. -
С. 438-446.
2.	Автомобильные и транспортные двигатели (теория, системы
питания, конструкция и расчет) [Текст]/ под общ. ред. И.М. Ленина. -
М.: Высш, шк., 1969. - 656 с.
3.	Акбаров, М.М. Исследование процессов испарения и высо-
ко-температурного воспламенения автомобильных топлив при искус-
ственной электризации [Текст]: дис. ... канд. техн, наук / М.М. Акба-
ров. - Ташкент, 1972. - 146 с.
4.	Андреев, В.И. Распределение смеси в карбюраторном дви-
гателе [Текст]/ В.И. Андреев, С.Н. Волин, Л.В. Горячий. - М.: Маши-
ностроение, 1966. - 128с.
5.	Асакава, Г. Физические методы интенсификации процессов
горения [Текст]/ Г. Асакава // Вопросы горения. - М., 1963. - С. 419-
426.
6.	Бабой, Н.Ф. Воздействие электрических полей на теплообмен
в жидкостях и газах [Текст]/ Н.Ф. Бабой, М.К. Болота, К.П. Семенов //
Электронная обработка материалов. - 1965. - № 1. -С. 57-71.
7.	Баженов, Ю.В. Экологическая безопасность использования
дизелей [Текст]/ Ю.В. Баженов [и др.] И Оружие победы: сб. научных
трудов. В. 2 т. Т.2. - Ковров: КГТА, 2005.
8.	Бак, М.А. Влияние облучения разрядного промежутка элек-
тронами и лучами на величину пробивного напряжения и на характер
разряда [Текст]/ М.А. Бак, А.С. Зингерман, Е.Н. Николаевская //
Журнал технической физики. - 1947. - Т. 17, вып. 5. - С. 589-598.
9.	Багдасаров, А.М. Некоторые вопросы теории электростати-
ческого распыливания и интенсификации процесса сгорания автомо-
бильных топлив с помощью их искусственной электризации [Текст]:
дис.... канд. техн, наук / А.М. Багдасаров. - Ташкент, 1967. - 27с.
- 123-
10.	Болота, М.К. Об интенсификации испарения жидкости под
воздействием электрического поля [Текст]/ М.К. Болота, В.М. Руденко //
Электронная обработка материалов. - 1975. - № 3. - С. 37-40.
11.	Верещагин, Л.П. Основы электрогазодинамики дисперсных
систем [Текст]/ Л.П. Верещагин [и др.]. - М.: Энергия, 1974. - 480с.
12.	Гегузин, Я.Е. Капля [Текст]/ Я.Е. Гегузин. - М.: Наука,
1973.-160 с.
13.	Толанд, Ш.М. Ионизация топлива для двигателей внутренне-
го сгорания (патентная и зарубежная информация) [Текст]/ Ш.М. То-
ланд И Производственно-технический сборник технического управления
Министерства речного флота РФ. -1971.- Выл. 93. - С. 89-101.
14.	ГОСТ 17.2.2.01-84. Охрана природы. Атмосфера. Дизели ав-
томобильные. Дымность отработавших газов. Нормы и методы изме-
рения [Текст]. - М.: Изд-во стандартов, 1984. - 12с.
15.	Дмитриевский, А.В. Карбюраторы. Диагностирование. Ре-
гулирование. Ремонт [Текст]/ А.В. Дмитриевский. - М.: Машино-
строение, 1995. - 35с.
16.	Донченко, В.Ю. К вопросу об экологическом контроле авто-
транспортных средств в эксплуатации [Текст]/ В.Ю. Донченко // Ав-
томобильный транспорт. - 1999. - №2. - С.39-41.
17.	Дьяконов, В. MathCad 2001 [Текст]: учебный курс / В. Дьяко-
нов. - Москва; Харьков; Минск; Санк-Петербург: Изд-во «Питер»,
2001.
18.	Дьячков, Б.Г. К вопросу воздействия электрического поля
на процесс сгорания [Текст]/ Б.Г. Дьячков, М.Г. Нефедов // Вопросы
теории горения: тр. Общемосковского семинара по теории горения. -
М., 1970.-С. 76-86.
19.	Зафрин, Э.Я. О возможности управления процессами горения
в двигателях воздействием электрических полей [Текст]/ Э.Я. Зафрин.
А.Ф. Дорендовский//Изв. АН МССФ,- 1964.-№5.-С. 42-51.
20.	Злотин, Т.Н. Влияние типа и регулировок системы зажига-
ния на продолжительность и цикловую нестабильность первой фазы
процесса сгорания в карбюраторном двигателе [Текст]/ Т.Н. Злотин
[и др.] // Рабочие процессы в поршневых ДВС: тр. - Волгоград: ВПИ,
1979.-С. 3-12.
- 124 -
21.	Кузнецов, Ю.М. Электризуемость топлив [Текст]/ Ю.М.
Кузнецов. - М.: МАДИ, 1978. - 48с.
22.	Статическая электризация [Текст]: [пер. с англ.] / Л.В. Леб. -
М.; Л.: Госэнергоиздат, 1963. - 408 с.
23.	Льюис, Б. Горение, пламя и взрывы в газах [Текст]: [пер. с
англ.] / Ь. Льюис, Г. Эльбе. - 2-е изд. — М.: Мир, 1968. - 589 с.
24.	Малиновский, А.Э. О влиянии электрического поля на про-
цессы горения в газах [Текст] / А.Э. Малиновский И Журнал физиче-
ской химии. - 1931. - Т.2, вып. 3-4.-С. 530-534.
25.	Малиновский, А.Э. Исследование зажигания на каленой
проволоке смеси метана с воздухом. Влияние электрического поля на
период индукции [Текст]/ А.Э. Малиновский И Журнал технической
физики. - 1935. - Т.5, вып. 7. - С. 1260-1270.
26.	Малиновский, А.Э. Исследование горения смеси ацетилена с
воздухом в магнитном поле [Текст]/ А.Э. Малиновский [и др.] И Журнал
экспериментальной и теоретической физики. - 1934. - Т.4, вып. 2. -
С. 189-192.
27.	Малиновский, А.С. Влияние переменного электрического
поля высокой частоты на скорость горения газа [Текст]/ А.С. Мали-
новский [и др.] И Журнал экспериментальной и теоретической физи-
ки. - 1934.-Т.4, вып. 2.-С. 183-188.
28.	Микипорис, Ю.А. Разработка математической модели 2-х фаз-
ных жидкостных систем [Текст]/ Ю.А. Микипорис, ДИ. Козлова,
В.В. Татарнов // Материалы XVII научно-техн, и научн.-метод. конф. -
Ковров: КТИ, 1995.-С.37.
29.	Микипорис, Ю.А. Электрообработка жидкости [Текст]/
j/y Микипорис Б В Татарнов // атер и л лы	пау^чп техн и
научно-метод. конф. - Ковров: КТИ, 1995. - С. 112.
30.	Микипорис, Ю.А. Совершенствование жидкостных систем
транспортных машин нетрадиционными методами [Текст]/ Ю.А. Ми-
кипорис, Б.А. Русаков, В.В. Татарнов // Гидропневмоавтоматика и
гидропривод: материалы международной научно-техн. конф. - Ков-
ров: КТИ, 1995.-С. 51-52.
31.	Микипорис, Ю.А. Влияние трибоэлекгрической обработки то-
плива на поверхностное натяжение [Текст]/ Ю.А. Микипорис, В.В. Та-
-125-
тарнов И Электронная обработка материалов / Институт прикладной
физики АН РМ. - Кишинев, 1996. - №1(186). - С. 33-36.
32.	Микипорис, ЮЛ. Влияние трибоэлектризации топлива на его
поверхностное натяжение [Текст]/ Ю.А. Микипорис, В.В. Татарнов И
Электронная обработка материалов. - Кишинев, 1996. - № 14.
33.	Микипорис, Ю.А. Влияние трибоэлектризации топлива на
поверхностное натяжение [Текст]/ Ю.А. Микипорис И Электронная
обработка материалов / Институт прикладной физики АН РМ. - Ки-
шинев. - 1999. - №4(187). - С. 37-40.
34.	Микипорис, Ю.А. Самоэлекгризующиеся фильтры для очи-
стки масел [Текст]/ Ю.А. Микипорис. - М., 1989. - Деп. в В НИЛИ
ЭИлеспром 5.07.89, № 2532 - лб39.
35.	Микипорис, Ю.А. Стабилизация свойств технических жид-
костей в машиностроении [Текст]/ Ю.А. Микипорис. - Хабаровск:
ВСНТО Машпром, 1990.-56с.
36.	Микипорис, Ю.А. Эксплуатация технических жидкостей
[Текст]/ Ю.А. Микипорис. - Владивосток: Изд-во ДВГУ, 1991. - 108с.
37.	Самоэлекгризующиеся фильтры [Текст]: пат. 28451, 24485,
35248 / Микипорис Ю.А. [и др.]. Патенты на полезную модель.
38.	Микипорис, Ю.А. Использование трибоэлектризации топли-
ва в карбюраторных двигателях [Текст]/ Ю.А. Микипорис, В.В. Татар-
нов И Вестник машиностроения. - №2. - 1999.
39.	Микипорис, Ю.А. Трибоэлектризация топлив [Текст]/
Ю.А. Микипорис // Электронная обработка материалов. - Кишинев,
1996.-№5-6.
40.	Микипорис, Ю.А. Эффективность масел и топлив [Текст]/
Ю.А. Микипорис. Б.А. Русаков, В.В. Татарнов И Автомобильная про-
мышленность. - №9. - 1997.
41.	Микипорис, Ю.А. Интенсификация процессов в жидкостных
системах мобильных машин [ Текст]: монография / Ю.А. Микипорис. -
Ковров: КГТА, 2005. - 148с.
42.	Микипорис, Ю.А. Трибоэлектризация дизельного топлива в
военной автомобильной технике [Текст]/ Ю.А. Микипорис, Ю.В. Ба-
женов, А.Н. Павлов. - М.: ЦВНИ МО РФ, 2006. - Деп. в ЦСИФ, №1
(90).
-126-
43.	Микипорис, Ю.А. Использование трибоэлектризации для
очистки масел в транспортном машиностроении [Текст]/ Ю.А. Мики-
порис И Проблемы машиностроения и надежности машин. РАН. -
2006.-№5.-С.69-75.
44.	Микипорис, Ю.А. Совершенствование очистки масел три-
боэлектризацией [Текст]/ Ю.А. Микипорис, А.В. Антонов И Вестник
машиностроения. - 2007. - № 7. - С. 49 -52.
45.	Паньков, Н.П. Основы эффективности применения армей-
ской автомобильной техники [Текст]: учебник / Н.П. Паньков. - Л.:
ВАТТ, 1979.-310 с.
46.	Центрифуга для очистки жидкостей [Текст]: а.с. 484986.
СССР / Ю.А. Микипорис [и др.].
47.	Пат. 2101545 Российская Федерация, кл. F 02М 27/04. Сис-
тема подачи топлива в камеру сгорания [Текст]/ Микипорис Ю.А. [и др.];
опубл. 10.01.98., Бюл. №1.
48.	Пат. на полезную модель 51123 Российская Федерация. Уст-
ройство для впрыскивания топлива [Текст] / Микипорис Ю.А. [и др.];
опубл. 27.01.06., Бюл. №03.
49.	Пат. 2292244 Российская Федерация, В 04В 1/100. Центри-
фуга для очистки жидкости [Текст] / Микипорис Ю.А., Захаров А.Е.,
Галактионов Е.И.; опубл. 27.01.07, Бюл.№3.
50.	Пат. 1699584 Российская Федерация, F 02 М 27/ 04. Система
подачи топлива в камеру сгорания [Текст] / Сыроедов Н.Е. [и др.];
опубл. 23.02.91, Бюл. №7.
51.	Пат. 2190118 Российская Федерация, F 02 М 27/ 04. Устрой-
ство для обработки топлива [Текст] / Свияженинов Е.Д.; опубл.
27.09.00, Бюл. №27.
52.	Пат. 1388573 Российская Федерация, F 02 М 27/ 04. Устрой-
ство для магнитной обработки жидкости [Текст] / Окружко Н.Ф. [и др.];
опубл. 15.04.88, Бюл. №14.
53.	Пат. 2033555 Российская Федерация, F 02 М 27/ 04. Устрой-
ство для смесеобразования двигателя внутреннего сгорания [Текст] /
Куку И.И., Фурсов С.П.; опубл. 20.04.95, Бюл. №11.
54.	Пат. 1806287 Российская Федерация, F 02 М 27/ 04. Устрой-
ство для обработки топлива в карбюраторном ДВС [Текст] / Захватов
Е.М., Жидков В.А.; опубл. 30.03.93, Бюл. №12.
- 127-
55.	Пат. 2184868 Российская Федерация, F 02 М 27/ 04. Устройст-
во для обработки топлива в ДВС [Текст] / Евстифеев Б.В., Соин Ю.В.;
опубл. 10.07.02, Бюл. №19.
56.	Пат. 2196919 Российская Федерация, F 02 М 27/ 04. Система
для обработки топлива электрическим полем в ДВС [Текст] / Евстифеев
Б.В., Соин Ю.В., Панков Ю.Н.; опубл. 20.01.03, Бюл. №2.
57.	Прохоренко, В.П. Solid Works. [Текст]: практическое руко-
водство / В.П. Прохоренко. - М.: Изд-во Бином, 2004. - 448 с.
58.	Ревзин, И.С. Основные предпосылки использования элек-
тростатических полей в двигателях внутреннего сгорания [Текст] /
И.С. Ревзин И Электронная обработка материалов. -1978. - № 6. - С. 51-53.
59.	Ревзин, И.С. Экспериментальное исследование распада вер-
тикальной струи жидкости в переменном электрическом поле [Текст] /
И.С. Ревзин // Известия вузов. Энергетика. - 1974. - № 5. - С. 104-107.
60.	Ревзин, И.С. О влиянии электрического поля на испарение
бензина [Текст] / И.С. Ревзин И Труды ЦНИТА. - М., 1974. - Вып. 61. -
С. 65-67.
61.	Салимов, А.У. и др. Влияние электризации на процесс само-
воспламенения одиночных свободно падающих капель авиационных
топлив [Текст] / А.У. Салимов [и др.]. // труды / Ташк. политех, ин-т. -
Ташкент, 1971.-Вьш.82. - С.153-166.
62.	Салимов, А.У. Вопросы теории электростатического распы-
ливания [Текст] / А.У. Салимов, М.Г. Балабеков, А.М. Багдасаров. -
Ташкент: ФАМ, 1968. - 109с.
63.	Салимов, А.У. Вопросы теории электростатического распы-
ливания жидкостей и итенсификации процессов сгорания жидких топ-
лив в тепловых двигателях [Текст]: дис. ... д-ра техн. наук. / А.У Са-
лимов. - Ташкент, 1978. - 365 с.
64.	Смирный, И. Аэрозоли. [Текст]: [пер. с чешского] / И. Смир-
ный [и др.]. - М.: Атомиздат, 1964. - 360 с.
65.	Степанов, Е.М. Ионизация в пламени и электрическое поле
[Текст] / Е.М. Степанов, Б.Г. Дьячков. - М.: Металлургия, 1968. - 312 с.
66.	Стишков, Ю.К. Явление нелинейного взаимодействия элек-
трического поля с жидкой слабопроводящей средой [Текст]: дис. ...
д-ра техн, наук / Ю.К. Стишков. - М., 1987. - 396с.
-128-
67.	Суменков, Н.А. Метод снижения дымности отработавших
газов дизелей военной автомобильной техники [Текст]: дис. ...
канд. техн, наук / Н.А. Суменков. - Рязань: ВАИ, 2005. - 215 с.
68.	Заявка 95101876 Российская Федерация. Устройство для
электростатической обработки жидкого топлива [Текст] / Татар-
нов В.В., Егин Н.Л., Бойков В.А., Борщ А.А.; опубл. 1.02.94.
69.	Чхеидзе, В.Д. Интенсификация процесса горения электро-
магнитными методами в тракторных и автомобильных карбюраторных
двигателях [Текст]: дис. ... канд. техн, наук / Чхеидзе В.Д. - Тбилиси,
1968.-145 с.
70.	Марков, В.А. Токсичность отработавших газов дизелей
[Текст] / В.А. Марков [и др.]. - М.: Изд-во Ml ТУ им. Баумана, 2002. -
376с.
71.	Нормы расхода топлив и смазочных материалов на автомо-
бильном транспорте. - М.: Изд-во «Ось-89», 2000. -48с.
72.	Пат. 2296238 Российская Федерация, кл. F 02 М 27/04. Уст-
ройство для обработки топлива [Текст] / Микипорис Ю.А. [и др.];
опубл. 27.03.07, Бюл. №9.
- 129-
ПРИЛОЖЕНИЕ А
СОСТАВ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДИЗЕЛЕЙ И
СОВРЕМЕННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ ПО НОРМИРОВАНИЮ
ВРЕДНЫХ ИНГРЕДИЕНТОВ
Таблица А. 1
Состав основных соединений ОГ дизелей
Вещество или класс вещества	Дизели	Качественная характеристи- ка ТОКСИЧНОСТ1	Класс опасности	ПДК, мг/м3	
				м.р.	с.с.
Азот (N2), об. %	от 75 до 78	1ГГ	—	-	-
Кислород (О2), об. %	от 2 до 20	нт	-	-	-
Углекислый газ (СО2), об. %	от 0,5 до 12	НТ	-	-	-
Пары воды, об. %	от 10 до 12	НТ	-	-	-
Водород (Н2), об. %	от 0,01 до 0,5	НТ	-	-	-
Окись углерода (СО), об. %	от 0,005 до 0,5	КЯ,НС	4	5,0	1,0
Углеводороды (СН) в пересче- те на пропан (С.НД об. %	от 0,0002 до 0,017	кя, кт, г, НС, н, п, по, сс, с,	2-4	1,4... 200	1,0... 2,5
Оксиды азота (NOX) в пере- счете на (NO2), об. % Сажа, г/м3	от 0,005 от 0,01 до 1,0	кя, кт, НС, О, П, PC	2 4	0,085 0,15	0,085 0,05
-130-
Продолжение прил. А
Окончание табл. А. 1
Вещество или класс вещества	Дизели	Качественная характеристи- ка токсичносп	Класс опасности	ПДК, мг/м3	
				м.р.	с.с.
Альдегиды в пересчете на акролеин (С3Н4О), мг/м3 (об. %)	от 1,0 до 0,0	Г, Н,НЯ, НС, О, П, ПО, PC, С	2-3	0,01 3,0	0,01 5,0
Акролеин (С3Н4О),об. %	от 0,000 10 до 0,00013	НС, PC	2	0,03	0,03
Формальдегид (СН20), об. %	от 0,000 10 до 0,0019	О, п, по, НС, PC, с	2	0,035	0,003
Двуокись серы (SO2), об. %	от 0,002 до 0,02	кя,кт, г, п, PC	3	0,5	0,5
Бенз(а)пирен (БП)	от 0,05 до 1,0	к,м	1	-	1-10*
Сокращения, принятые в таблице А.1:
Г - поражение зрительного нерва и сетчатки глаз, помутнение
хрусталика, ожоги роговицы;
К - канцероген;
КТ - яды, действующие на кроветворение (вызывают измене-
ние количества лейкоцитов, эритроци юв и г.д.);
КЯ - кровяные яды (вызывают непосредственное изменение со-
става крови);
М - мутаген;
Н - наркотики;
НС - поражение нервной системы;
НТ - нетоксичное;
НЯ - нервные яды (вызывают судороги и параличи);
О - общее токсическое действие;
-131-
Продолжение прил. А
П - поражение печени;
ПДК м.р. - предельно допустимая максимальная разовая кон-
центрация вещества в воздухе жилых массивов;
ПДК с.с. - предельно допустимая среднесуточная концентрация
вещества в воздухе жилых массивов;
ПО - поражение почек;
PC - раздражают слизистые оболочки глаз и дыхательных пу-
тей;
С - образование смога;
СС - поражение сосудистой системы;
Таблица А.2
Требования ЕС по предельным значениям выбросов, введенные
с 2000 года (Евро-3), вводимые с 2005 года (Евро-4), а также
так называемые «форсированные» экологические требования, кото-
рые применяются на добровольной основе
Дата (год)	СО г/к Вт.ч.	СН г/к Вт.ч.	NOX г/к Вт.ч.	Частицы г/к Вт.ч.	Дымность NT1
2000	2,1	0,66	5,0	0,100,13™	0,8
2005	1,5	0,46	3.5™	0,02	0,5
eeV3’	1,5	0,25	2,0	0,02	0,15
Примечания:
1)	с 1 октября 2008 г. предельная величина для NOX будет установлена
2,0 г/к Вт-ч;
2)	для двигателей с рабочим объемом менее 0,75 дм3 на цилиндр и
номинальной частотой вращения более 3000 мин'1;
3)	«форсированные требования».
- 132
Продолжение прил. А
Таблица А.З
Требования ЕС к автомобилям Ml и N1 класса 1: (т < 1.305 кг),
по предельным значениям выбросов, введенные с 2000 года
(Евро-3) и вводимые с 2005 года (Евро-4)
Дата (год)	СО (г/км)		СН (г/км)		NOX (г/км)		NC+NOX (г/км)		Частицы (г/км)
	Бенз.	Диз.	Бенз.	Диз.	Бенз.	Диз.	Бенз.	Диз.	Диз.
2000	2,3 (зо%)	0,64 (40%)	0,20 (40%)		0,15 (40%)	0,50 (от 20 до 40%)		0,56 (от 20 до40%)	0,05 (от 35 до 50%)
2005	1,0 (70%)	0,50 (54%)	0,10 (54%)		0,08 (68%)	0,25 (от 60 до 70%)		0,30 (от 58 ю 68%	0,025 (от 68 до 75%)
Примечание. В скобках даны степени ужесточения по отношению к
уровню Евро-2.
Таблица А.4
Требования ЕС к автомобилям N1 класса 2: (1,305 < т < 1.760 кг), по
предельным значениям выбросов, введенные с 2000 года,
(Евро-3), вводимые с 2005 года (Евро-4)
Дата (год)	СО (г/км)		СН (г/км)		NOX (г/км)		NC+NOX (г/км)		Частицы (г/км)
	Беш	Диз.	Бенз	Диз.	Бенз.	Диз.	Бенз	Диз.	Диз.
2000	4,17	0,80	0,25	-	0,18	0,65	-	0,72	0,07
2005	1,81	0,63	0,13	-	0,10	0,33	-	0,039	0,04
133
Продолжение прил. А
Таблица А.5
Требования ЕС к автомобилям N1 класса 3: (т > 1.760 кг),
по предельным значениям выбросов, введенные с 2000 года
(Евро-3), вводимые с 2005 года (Евро-4)
Дата (год)	СО (г/км)		сн (г/км)		NOX (г/км)		NC+NOx (г/км)		Частиц (г/км)
	Бенз	Диз.	Бенз.	Ди.	Бенз.	Ди.	Бенз	Ди.	Диз.
2000	5,22	0,95	0,29	-	0,21	0,78	-	0,86	0,10
2005	2,27	0,74	0,16	-	0,11	0,39	-	0,46	0,06
Таблица А.6
Требования к выбросам вредных веществ, предъявляемые в России
(Правила №49-02 и Правила №49-02В ("Евро-1")
	Нормативные документы	Категории АТС, масса, кг	Предельно допустимые вели- чины			
			СО	CH+N о,	части- цы <3)	топлив. испар.4
Выбросы вред пых веществ	R83-02(5) R83-02C	Ml'1' - все Nl«>	2,72	0,97	0,14	2
АТС, рабо-	городской +	т <1250	2,72	0,97	0,14	2
тающих на не-	загородный	125(Кт<1700	5,17	1,4	0,19	2
этилированном бензине, и АТС с дизеля- ми	цикл) г/км	1700 <т	6,9	1,7	0,25	2
-134-
Продолжение прил. А
Окончание табл. А.6
	Нормативные документы	Категории	Предельно допустимые вели- чины			
		кг	СО	CH+N Ох	части- цы <3)	топлив. испар.4
Выбросы вредных ве- ществ АТС с искровыми двигателями, работающими на бензине	ОСТ37.001.0 70-94 9-ти ступ. 13-ти ступ, г/к Вт-ч.	М2, М3, N2, N3 cVh < 5,9 л. с Vh > 5,9 л.	30 80	21 17		
			СО	СН	NOX	Частицы
Выбросы			На три года			
вредных ве-	R 49-02В	Ml (полная	4,0	1.1	7,0	0,15
ществ АТС с	R49-02A	иасса > 3,5 т.)	На один год			
дизелями		и М2, М3,	4,5	1.1	8,0	0,36
	R 49-02В (г/кВт.ч.)	N1,N2, N3	На один год			
			4,0	1.1	7,0	0,15
Дымность от- работавших газов	R24 (внеш- няя скоро- стная харак- теристика)	Ml, М2, М3, N1,N2,N3	Коэффициент поглощения светового потока (К), 1/м; 1,065<АС<2,26 в зависимо- сти от режима двигателя			
Примечание:
1) За исключением, АТС предназначенных для перевозки более 6 пас-
сажиров, включая водителя; АТС, максимальная масса которых превышает
2,5 тонны;
2) То же, а также включая АТС категории Ml, которые указаны в 1);
3) Только для дизелей;
4) Для АТС с бензиновыми двигателями;
5) Нормируемые показатели должны сохраняться в течение пробега
80000 км.
-135-
Продолжение прил. А
Таблица А.7
Правила №24-03. Предельные значения дымности ОГ
Расход ОГ л/с	Предельное значение коэффициента по- глощения, 1/м	Расход ОГ, л/с	Предельное значение коэффициента по- глощения, 1/м
42	2,26	125	1,345
45	2,19	130	1,32
50	2,08	135	1,30
55	1,985	140	1,27
60	1,9	145	1,25
65	1,84	150	1,225
70	1,775	155	1,205
75	1,72	160	1Д9
80	1,665	165	1,17
85	1,62	170	1,155
90	1,575	175	1,14
95	1,535	180	1,125
100	1,495	185	1,11
105	1,465	190	1,095
110	1,425	195	1,08
115	1,395	>200	1,065
120	1,37		
-136-
Продолжение прил. А
Таблица А.8
Требования ГОСТ 17.2.2.01-84 по предельным значениям
дымности ОГ
Расход ОГ, л/с	Предельное значе- ние коэффициента поглощения, 1/м	Расход ОГ, л/с	Предельное значение коэффициента погло- щения, 1/м
42	60	150	-39
50	56	175	37
75	50	200	35
100	45	>200	34
125	41		
Таблица А.9
Нормы токсичности выхлопа автомобилей для развитых
европейских стран
Наименование стандартов	Год введения	Содержание в выхлопе, г/кВт-ч			
		NOX	СО	схнх	твердые частицы
Евро-0	1988	14,4	Н,2	2,5	-
Евро-1	1992	8,0	4,5	1,1	0,36
Евро-2	1995	7,0	4,0	1,1	0,15
Евро-3	2000	5,0	2,0	0,6	0,10
Евро-4	2005	3,5	1,5	-	0,02
Евро-5	2008	2,0	1,5	-	0,02
-137-
Окончание прил. А
Таблица А. 10
Предельно допустимые нормы токсичности для грузовых
дизельных отечественных автомобилей (Правила №49 ЕЭК ООН)
и возможные мероприятия для их выполнения
	Предельно допустимые значения выбросов вредных веществ, г/кВт-ч.			
ОГ	01.10.1990 г.	I этап «Евро -1» с 1992 г.	11 этап «Евро -2» с 1995 г.	III этап «Евро -3» с 2000 г.
СН	2,4	1,23	1,1	0,6
NOX	14,4	9,0	7,5	5,0
СО	11,2	4,9	4,0	2,0
Частицы	—	0,36	0,15	0,1
Возможные концеп- ции выполнения норм		1.	Все сущест- вующие спосо- бы организации рабочего про- цесса 2.	Минималь- ное подиголь- ное пространст- во распылителя 3.	Давление впрыска до 1000 атм. 4.	Поздний впрыск топлива 5. Управляю- щая кромка топливоподачи в верхней части плунжера	1. Организации рабочего про- цесса с умень- шенным завих- рением заряда 2. Минималь- ное подиголь- ное пространст- во распылителя. 3.	Давление впрыска до 1400 атм. 4.	Регулируемое начало впрыска топлива в зави- симости от частоты враще- ния, нагрузки и температуры. 5.	Топливо с меньшим со- держанием серы	1.	Организации рабочего процесса с уменьшенным завихрением за- ряда. 2.	Минимальное подигольное про- странство распы- лителя. 3.	Давление впры- ска до 1400 а™. 4.	Регулируемое начало впрыска топлива в зависи- мости от частоты вращения, на- грузки и темпера- туры. 5.	Топливо с меньшим содер- жанием серы. 6.	Регенерируе- мый сажевый фильтр
- 138-
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ
Таблица Б1
Осредненные расчетные данные
Наименование переменной	Обозначение переменной	Значение переменной	Размерность
Постоянная распылителя	К	1	
Скорость воздуха в фор- сунке	и;	100	м/с
Ускорение свободного падения	g	9,8	м/с2
Плотность воздуха	Рв	1,29	кг/м3
Электрическая постоянная	£о	8,85-101	Ф/м
Относительная диэлек- трическая проницаемость	е	1	
Коэффициент, учитываю- щий систему единиц	К..	1	
Расстояние между точеч- ными зарядами	D	0,028	м
Радиус капли	гк	5-10*	м
Напряжение трибоэлек- трического поля	и	0,001	В
Путь трибоэлектризации топлива	i	0,06	м
Площадь трибоэлекгри- зующейся сетчатой встав- ки	S	0,0000194	м2
Количество ячеек в сетке	п	60	шт.
Заряд капли	Я	9,54) О10	Кл
Температура топлива	1	80	°C
-139-
Продолженис прил. Б
Таблица Б.2
Значения площади трибоэлектризующейся сетчатой вставки
№ значе НИЯ	Площадь трибоэлектри- зующейся сетчатой вставки 5, м2	№ значе- ния	Площадь трибоэлектризую- щейся сетчатой вставки S, м2
1	0,000010	11	0,000110
2	0,000020	12	0,000120
3	0,000030	13	0,000130
4	0,000040	14	0,000140
5	0,000050	15	0,000150
6	0,000060	16	0,000160
7	0,000070	17	0,000170
8	0,000080	18	0,000180
9	0,000090	19	0,000190
10	0,000100	20	0,000194
Таблица Б.З
Значения зарядов q<M<4 и напряжений Uctl, U
№ зна- чения	Заряд смеси <7си10'19, Кл	Напряжение смеси С7см-103,В	Заряд ?-10'”, Кл	Напряжение t/103, В
1	1,16	0,064	1,16	0,123
2	1,32	0,072	1,32	0,138
3	1,48	0,080	1,48	0,154
4	1,64	0,091	1,64	0,171
5	1,8	0,099	1,8	0,188
6	1,96	0,107	1,96	0,204
7	2,12	0,117	2,12	0,220
8	2,28	0,125	2,28	0,239
9	2,44	0,135	2,44	0,256
-140-
Продолжение прил. Б
Таблица Б.4
Значения пути трибоэлектризации
№ значения	Путь трибоэлектри- зации L, м	№ значения	Путь трибоэлектриза- ции L, м
1	0,02	11	0,22
2	0,04	12	0,24
3	0,06	13	0,26
4	0,08	14	0,28
5	0,10	15	0,30
6	0,12	16	0,32
7	0.14	17	0,34
8	0,16	18	0,36
9	0,18	19	0,38
10	0,20	20	0,40
Таблица Б.5
Значения относительной диэлектрической проницаемости смеси
№ зна- чения	Относительная диэлек- трическая проницае- мость смеси Еси, Ф/м	№ значе- ния	Относительная диэлектриче- ская проницаемость смеси Есм» Ф/м
1	0,13	8	1,04
2	0,26	9	1,17
3	0,39	10	1,3
4	0,52	И	1,43
5	0,65	12	1,56
6	0,78	13	1,69
7	0,91	14	1,82
-141-
Продолжение прил. Б
Таблица Б.6
Значения зарядов q, qcu
№ значения	Заряд Кл	Заряд смеси
1	1,277832	1,077832
2	1,301830	1,201830
3	1,425828	1,325828
4	1,549827	1,449827
5	1,673825	1,573825
6	1,797823	1,697823
7	1,821822	1,821822
8	1,945820	1,945820
9	2,169818	2,069818
10	2,293817	2,193817
11	2,317815	2,317815
12	2,441813	2,441813
13	2,565812	2,565812
14	2,789810	2,689810
Таблица Б.7
Значения количества ячеек и скорости воздуха в форсунке
№ значе- ния	Количество ячеек на сетке п, шт.	Скорое1Ь воздуха в форсунке 1КВ, м/с	№ значе- ния	Количество ячеек на сетке и, шт.	Скорость воздуха в форсунке Wt, м/с
1	6	10	11	66	ПО
2	12	20	12	72	120
3	18	30	13	78	130
4	24	40	14	82	140
142 -
Окончание прил. Б
Окончание табл. Б.7
№ значе- ния	Количество ячеек на сетке п, шт.	Скорость воздуха в форсунке Wt, м/с	№ значе- ния	Количество ячеек на сетке п, шт.	Скорость воздуха в форсунке W„ м/с
5	30	50	15	88	150
6	36	60	16	94	160
7	42	70	17	100	170
8	48	80	18	106	180
9	54	90	19	112	190
10	60	100	20	118	200
Таблица Б.8
Значения площади трибоэлектризующейся сетчатой вставки
№ зна- чения	Площадь трибоэлектри- зующейся сетчатой встав- ки S, м2	№ зна- чения	Площадь трибоэлектри- зующейся сетчатой вставки S, м2’
1	0,000010	11	0,000110
2	0,000020	12	0,000120
3	0,000030	13	0,000130
4	0,000040	14	0,000140
5	0000050	15	0,000150
6	0,000060	16	0,000160
7	0,000070	17	0,000170
8	0,000080	18	0,000180
9	0,000090	19	0,000190
10	0,000100	20	0,000194
-144-
Продолжение прил. В
n:=StrToFloat(Edit9.Text);
l:=StrToFloat(Editl O.Text);
g:=StrToFloat(Editl 1 .Text);
plot:=StrToFloat(Edit 12.Text);
q:=(2*U*S*eps*epsO)/(n*l);
sig:=l/((rk/2)*(((plot*W*W)/2)+((q*q)/(16*3.14*3.14*eps*eps0*rk
*rk*rk*rk))
+((k*q*q)/(16*3.14*3.14*eps*eps0*(d*d-2*d*rk)*rk*rk))));
Panel !.Caption:=FloatToStrF(sig, ffFixed, 10,8);
end;
procedure TForml.N2Click(Sender: TObject);
begin
close;
end;
procedure TForml.N4Click(Sender: TObject);
begin
Showmessage('HcnonHMTenb: Студент группы С-102 Жуков Ан-
тон Валерьевич');
end;
procedure TForml.Button2Click(Senden TObject);
begin
form2.Show;
end;
end.
unit Unit2;
interface
uses
Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Con-
trols, Forms,
Dialogs, ExtCtrls, TeeProcs, TeEngine, Chart, Series;
type
TForm2 = class(TForm)
Chart 1: TChart;
Series 1: TFastLineSeries;
Chart2: TChart;
- 145 -
Продолжение прил. В
Chart3: TChart;
Chart4: TChart;
Series2: TFastLineSeries;
Series3: TFastLineSeries;
Series4: TFastLineSeries;
procedure FormShow(Sender: TObject);
private
{ Private declarations}
public
{ Public declarations }
end;
var
Form2: TForm2;
implementation
uses Unitl;
{$R *.dfm}
function sigma(U:double):double;
begin
q:=(2*U*S*cps*epsO)/(n*l);
sigma:-l/((rk/2)*(((plot*W*W)/2)+((q*q)/(16*3.14*3.14‘eps*eps0
*rk*rk*rk*rk))
+((k*q*q)/(16*3.14*3.14*eps*eps0*(d*d-2*d*rk)*rk*rk))));
end;
function sigmal(W:double):double;
begin
q:=(2*U*S*eps*epsO)/(n*l);
sigmal:=l/((rk/2)*(((plot*W*W)/2)+((q*q)/(16*3.14*3.14*eps*eps
O*rk*rk*rk*rk))
+((k*q*q)/(16*3.14*3.14*eps*eps0*(d*d-2*d*rk)*rk*rk))));
function sigma2(n:double):double;
begin
q:=(2*U*S*eps*epsO)/(n*l);
sigma2:=l/((rk/2)*(((plot*W*W)/2)+((q*q)/(16*3.14*3.14*eps*eps
O*rk*rk*rk*rk))
+((k*q*q)/(16*3.14*3.14*eps*eps0*(d*d-2*d*rk)*rk*rk))));
end;
- 146-
Продолжение прил. В
function sigma3(S:double):double;
begin
q:=(2*U*S*eps*epsO)/(n*l);
sigma3:=l/((rk/2)*(((plot*W*W)/2)+((q*q)/(16*3.14*3.14*eps*eps
O*rk*rk*rk*rk))
+((k*q*q)/( 16*3.14*3.14*eps*eps0*(d*d-2*d*rk)*rk*rk))));
end;
procedure TForm2.FormShow(Sender: TObject);
var
y,x,xn,xk,step: double;
i: integer;
begin
rk:=StrToFloat(form 1 .Edit 1 .Text);
k:=StrToFloat(fonn 1 .Edit2.Tcxt);
eps:=StrToFloat(forml .Edit3.Text);
epsO:=StrToFloat(fonn 1 .Edit4.Text);
d:=StrToFloat(form 1 .Edit5 .Text);
W :=StrToFloat(form 1 .Edit6.Text);
U:=StrToFloat(forml .Edit7.Text);
S:=StrToFloat(form I .Edit8.Text);
n:=StrToFloat(forml .Edit9.Text);
l:=StrToFloat(form 1 .EditlO.Text);
g:=StrToFloat(forml .Edit 11 .Text);
plot:=StrToFloat(forml .Editl2.Text);
series 1.clear,
x:=U;
xn:=x/2;
xk:=x*1.5;
step:=(xk-xn)/10;
for i:=l to 10 do
begin
y:=sigma(xn);
seriesl.AddXY(xn,y,floattostr(xn),clBlue);
xn:=xn+step;
end;
series2.clear,
-147-
x:=W;
xn:=x/2;
xk:=x*1.5;
step:=(xk-xn)/10;
fori:=l to 10 do
begin
y:=sigmal(xn);
series2.AddXY(xn,y,floattostr(xn),clBlue);
xn:=xn+step;
end;
series3 .clear;
x:=n;
xn:=x/2;
xk:=x*1.5;
step:=(xk-xn)/10;
for i:=l to 10 do
begin
y:=sigma2(xn);
series3. AddX Y (xn,y ,floattostr(xn),clB lue);
xn:=xn+step;
end;
series4.clear,
x:=S;
xn:=x/2;
xk:=x*1.5;
step:=(xk-xn)/10;
fori:=l to 10 do
begin
y:=sigma3(xn);
series4.AddXY(xn,y,floattostr(xn),clBlue);
xn:=xn+step;
end; end; end.
Окончание прил. В
- 148 -
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИЗЕЛЯ
П-вООииГ* П>4аоо^-'	n*2400«M-' «МООмж'1
-149 -
ПРИЛОЖЕНИЕ Д
ПРОГРАММА РАСЧЕТА
Код программы для фторопластовой пластины:
Основной модуль
Dim swApp	As SldWorks.SldWorks
Dim swModel	As SldWorks.modelDoc
Public swDesTable As SldWorks.DesignTable
Sub main()
Dim nretval As Long
Set swApp = CreateObject("SldWorks.Application")
Set swModel = swApp. ActiveDoc
Set swDesTable = swModel.GetDesignTable
bRet = swDesTable.Attach
swDesTable.EditTable
Set xl - GetObject(, "Excel.Application")
Set xlsh = xLActiveSheet
Фторопласт-ListBoxl .Clear
Фторо imacT.ListBoxl .ColumnCount = 2
i = 0
Fori-OTo 11
txl ~ xlsh.cells(2,2 + i)
Фторопласт. ListBoxl. Additem txl
OToporuiacT.ListBoxl.List(i, 1) = xlsh.cells(3, 2 + i)
Next i
Фторо пл acT.ListBox2. ColumnCount = 1
Фторопласт.ListBox2. Additem "1"
Фторопласт.ListBox2. Additem "2"
Фторо пласт. ListBox2. Additem ”3'*
Фторопласт.ListBox2.Additem "4"
Фторопласт.ListBox2.Additem "5"
Фтopoплacт.ListBox2.AddItem "6"
Фтopoплacт.ListBox2.AddItem "7"
ФтороrL;iacr.ListBox2.Additem "8"
Фторопласт.ListBox2 .Additem "9"
Фтopoплacт.ListBox2.AddItcm "10"
Фторопласт.Е1з1Вох2.Additem "11"
Фторопласт. Show
End Sub
-150-
Продолжение прил. Д
Кнопка «ввести значение»
Private Sub CommandButtonl_Click()
s = ListBoxl .Listindex
znach = InputBox("Укажите новое значение", "Открыть")
ListBoxl.List(s, 1) = znach
Set xl = GetObject(, "Excel.Application")
Set xlsh = xl. ActiveSheet
xlsh.cells(3,2 + s) = znach
End Sub
Private Sub CommandButton2_Click()
swDesTable.UpdateModel
sad = swDesTable.UpdateTable(swUpdateDesingTableAll, True)
End Sub
Private Sub CommandButton3_Click()
End
End Sub
Private Sub CommandButton4_Click()
Размеры. Show
End Sub
Код программы для латунной пластины:
Dim swApp	As SldWorks.SldWorks
Dim swModel	As SldWorks.modelDoc
Public swDesTable As SldWorks.DesignTable
Sub main()
Dim nretval As Long
Set swApp = CreateObject("SIdWorks.Application")
Set swModel = swApp.ActiveDoc
Set swDesTable = swModel.GetDesignTable
bRet = swDesTable.Attach
swDesTable.EditTable
Set xl = GetObject(, "Excel.Application")
Set xlsh = xl.ActiveSheet
JlaiyHb.ListBox 1 .Clear
JIaTyHb.ListBoxl.ColumnCount = 2
i = 0
- 151-
Окончание прил. Д
For i = 0 То 11
txl = xlsh.cells(2,2 + i)
Латунь-ListBoxl. Additem txl
Латунь-ListBoxl .List(i, 1) = xlsh.cells(3,2 + i)
Next i
Латунь.ListBox2.ColumnCount = 1
Латунь.ListBox2 .Additem "1"
Латунь.1л§1Вох2.Additem "2"
Лaтyнь.ListBox2.AddItem "3"
Латунь.ListBox2 .Additem "4"
Латунь.Е18(Вох2.Ад<Шет "5"
Лaтyнь.ListBox2.AddItem "6"
Латунь.ListBox2.Additem "7"
Лaтyнь.ListBox2.AddItem "8"
Латунь.ListBox2.Additem "9"
Латунь.ListBox2.Additem "10"
Латунь .ListBox2 .Additem "11"
Латунь. Show
End Sub
Private Sub CommandButtonl_Click()
s = ListBoxl .Listindex
znach = 1при1Вох("Укажите новое значение", "Открыть")
ListBoxl .List(s, 1) = znach
Set xl = GetObject(, "Excel.Application")
Set xlsh = xl.ActiveSheet
xlsh.cells(3,2 + s) = znach
End Sub
Private Sub CommandButton2_Click()
swDesTable.UpdateModel
sad = swDesTab!e.UpdateTable(swLTpdateDesingTableAll, True)
End Sub
Private Sub CommandButton3_Click()
End
End Sub
Private Sub CommandButton4_Click()
Pa3Mepw.Show
End Sub
- 152 -
ПРИЛОЖЕНИЕ Е
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА
Изменяемые размеры пластины из фторопласта
- 153 -
Изменяемые размеры пластины из латуни
- 154 -
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж
МЕТОДЫ И ПОРЯДОК РАЗРАБОТКИ НОРМ РАСХОДА
ТОПЛИВА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ
АВТОМОБИЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
(домашнее расчетное задание - спец, 150100 - 4 курс -
дисциплина «Эксплуатационные материалы»)
Цель - аналитически рассчитать нормы расхода топлива авто-
мобилей в соответствии с вариантом (табл. 1).
На автомобильной технике расходуется большое количество
дефицитных эксплуатационных материалов. В настоящее время
крайне важно экономно расходовать, например топливо, за счет
научно-обоснованного расчета норм расхода (на стадии проекти-
рования) и применения ГСМ в условиях эксплуатации автомототех-
ники с учетом достижений науки.
Для определения норм расхода горючего применяются расчет-
но-аналитический и экспериментальный методы.
Расчетно-аналитический метод основан на поэтапном расчете
норм по элементам расхода горючего с учетом конструктивных осо-
бенностей автомобильной техники, организации и технологии выпол-
нения перевозок, а также планируемых мероприятий, направленных на
экономное и рациональное использование горючего.
Этот метод может быть использован организациями - разра-
ботчиками автомобилей при проектировании техники. Как правило,
расчетно-аналитический метод применяется только для проверки
норм расхода горючего, утвержденных министерствами (ведомства-
ми) России для народнохозяйственной техники, а также норм, имею-
щихся в эксплуатационной документации на изделия автомобильной
техники.
Экспериментальным методом определяется фактический рас-
ход горючего при использовании автомобилей по прямому назначе-
нию в условиях, предусмотренных руководствами по их эксплуата-
ции, с последующим установлением величин норм.
Этот метод используется для разработки временных норм рас-
хода горючего на автомобильную технику и уточнения норм в про-
цессе ее эксплуатации.
-155-
Продолжение прил. Ж
1.	Определение норм расхода горючего расчетно-анали-
тическим методом
Теоретической основой расчетно-аналитического метода опре-
деления индивидуальных линейных норм расхода горючего для авто-
мобилей являются аналитические зависимости, которые устанавли-
ваются в результате совместного решения уравнения движения авто-
мобиля и топливной характеристики двигателя.
Линейная базовая норма рассчитывается по формуле:
8. 
Q,-
13
3672-%.р
(1)
где Q„ - линейная норма расхода горючего, л/100 км;
ge - минимальный удельный расход горючего двигателем, г/кВт ч;
f — переводной коэффициент, определяемый типом и колесной
формулой автомобиля;
Ga - полная масса автомобиля, кг;
-	суммарный коэффициент дорожного сопротивления;
F- лобовая площадь автомобиля, м2
Va - скорость движения автомобиля, км/ч;
к - коэффициент сопротивления воздуха;
г|тр - коэффициент полезного действия трансмиссии;
р - плотность горючего, кг/дм куб.
Величина ge - минимального удельного расхода топлива совре-
менных двигателей составляет:
-	для карбюраторных-220 г/л.с. ч (с учетом электрообработки);
240 г/л.с. ч (без электрообработки)
-	для дизелей - 160 г/л.с. ч (с учетом электрообработки);
175 г/л.с. ч (без электрообработки)
- 156 -
Продолжение прил. Ж
Величина переводного коэффициента f принимается равной:
1,0 - для автобусов и дизельных грузовых автомобилей;
1,1 - для грузовых автомобилей с колесной формулой 4x2 и 6x4
и карбюраторными двигателями;
1,2- для грузовых автомобилей с колесной формулой 4x4; 6x6;
8x8 и карбюраторными двигателями, а также для легковых автомоби-
лей.
Масса автомобиля определяется взвешиванием или принимает-
ся в соответствии с инструкцией (руководством) по эксплуатации ав-
томобильной техники (см. таблицу 1).
Таблица 1
Параметры массы и коэффициенты снаряженной массы
отечественных неполноприводных грузовых
автомобилей и автопоездов
№	Автомобили и автопоезда	Грузоподъ- емность автомобиля (автопоез- да), кг	Масса автомобиля (автопоезда), кг		Коэффициент снаряженной массы автомо- биля (автопоез- да)
			В снаря- женном состоянии	Полная	
Автомобили общетранспортного назначения					
1	ИЖ-2715-01 4x2	500	1015	1665	2,03
2	ИЖ-27151-01 пикап 4x2	550	965	1665	1,75
3	ИЖ-27156 4x2	420	1095	1665	2,61
4	АЗЛК-2335 пикап 2x4 (с двигателем ВАЗ)	500	990	1630	1,98
-157-
Продолжение прил. Ж
Продолжение табл. 1
№	Автомобили и автопоезда	Грузоподъ- емность автомобиля (автопоез- да), кг	Масса автомобиля (автопоезда), кг		Коэффициент снаряженной массы автомо- биля (автопоез- да)
			В снаря- женном состоянии	Полная	
5	АЗЛК-2335 пи- кап 2x4 (с дви- гателем УЗАМ)	500	1000	1640	2,00
6	ЕрАЗ-762В 4x2	1150	1475	2625	1,28
Автомобили-самосвалы					
7	ГАЗ-САЗ-3507- 01 4x2.2	4250	3600	8000	0,85
8	САЗ-3508 и ФАЗ-3508-01 4x2.2	3700	4070	7920	1,1
9	ЗИЛ-ММЗ- 554М 4x2.2 (прицеп-самос- вал ГКБ-819-01)	5700 (10800)	5100 (8050)	11025 (19075)	0,89 (0,75)
10	ЗИЛ-ММЗ-4502 4x2.2	6000	4625	10850	0,77
И	ЗИЛ-ММЗ-4505 4x2.2	6100	4820	11145	0,79
12	МАЗ-5549 4x2.2	8500	7580	16230	0,89
13	МАЗ-5551 4x2.2	8000	7225	15375	0,9
14	КрАЗ-256Б1 6x4.2	12500	10850	23515	0,87
15	КамАЗ-55111 6x4.2	13000	9050	22200	0,7
16	КамАЗ-55102 6x4.2 (прицеп- самосвал ГКБ- 8551)	7000 (14100)	8480 (12880)	15630 (27130)	1,21 (0,91)
-158-
Продолжение прил. Ж
Продолжение табл. 1
№	Автомобили и автопоезда	Грузоподъ- емность автомобиля (автопоез- да), кг	Масса автомобиля (автопоезда), кг В снаря- женном Полная состоянии 1		Коэффициент снаряженной массы автомо- биля (автопоез- да)
Прицепные автопоезда					
17	ГАЗ-53-12 и ГАЗ-3307 4x2.2	4500	3200	7850	0,71
18	ЗИЛ-431410 4x2.2 (прицеп ГКБ-8328)	6000 (12400)	4175 (6775)	10400 (19400)	0,7 (0,55)
19	ЗИЛ-431510 4x2.2	6000	4550	10775	0,76
20	ЗИЛ-433100 4x2.2 (прицеп ГКБ-8328)	6000 (12400)	5500 (8100)	11725 (20725)	0,92 (0,65)
21	ЗИЛ-133ГЯ 6x4.2	10000	7610	17835	0,76
22	MA3-53371 4x2.2	8700	7150	16000	0,82
23	MA3-53362 и MA3-53363 4x2.2	8280	7950	16380	0,96
24	КамАЗ-5320 6х4.2(прицеп СЗАП-8355П	8000 (16800)	7080 (10280)	15305 (27305)	0,89 (0,61)
25	КамАЗ-53212 6х4.2(прицеп СЗАП-83571)	10000 (20500)	8000 (11500)	18225 (322,25)	0,8 (0,56)
26	КамАЗ-5315 4x4.2	8220	7630	16000	0,93
-159-
Продолжение прил. Ж
Продолжение табл. 1
№	Автомобили и автопоезда	Грузоподъ- емность автомобиля (автопоез- да), кг	Масса автомобиля (автопоезда), кг		Коэффициент снаряженной массы автомо- биля (автопоез- да)
			В снаря- женном состоянии	Полная	
27	КамАЗ-5325 4x2.2	11060	7790	19000	0,7
28	КрАЗ-250 6x4.2	13300	9200	24000	0,69
Седельные автопоезда					
29	3HJT-441510 4x2.2 с полу- прицепом ОдАЗ-93571	11400	6770	18425	0,59
30	КамАЗ-5410 ОдАЗ-93571 с полуприцепом мод. 9370-01	14500	11250	25900	0,78
31	КамАЗ-54112 6x4.2 с полу- прицепом мод. 9385	20500	12300	33000	0,6
32	MA3-54323 4x2.2 с полупри- цепом МАЗ-9397 (кузов с алюми- ниевыми борта- ми и тентом)	20100	13750	34000	0,68
33	MA3-54323 4x2.2 с полу- прицепом МАЗ- 9397 (кузов со стальными бор- тами)	20900	12950	34000	0,62
- 160 -
Продолжение прил. Ж
Окончание табл. 1
№	Автомобили и автопоезда	Грузоподъ- емность автомобиля (автопоез- да), кг	Масса автомобиля (автопоезда), кг		Коэффициент снаряженной массы автомо- биля (автопоез- да)
			В снаря- женном состоянии	Полная	
34	МАЗ-64226 6x2.2 с полу- прицепом МАЗ- 93866	25200	16650	42000	0,66
35	МАЗ-64229 6x4.2 с полу- прицепом- контейнерово- зом ЧМЗАП- 99859	30200	13550	42000	0,45
36	МАЗ-64221 6x4.2 с полу- прицепом - контейнерово- зом МАЗ-93892	33000	15470	42170	0,47
Лобовая площадь автомобиля определяется по его реальным
габаритам (высота х ширину), м2.
Величины коэффициентов ц/, к, принимаются по таблице2.
Значение плотности горючего принимается равным 0,740 кг/дм3
для бензина, 0,825 кг/дм3 для дизельного топлива.
Скорость автомобиля задается в зависимости от условий экс-
плуатации и типа автомобиля (средняя).
Как правило, норма расхода горючего рассчитывается для лег-
ковых автомобилей при скорости движения 100 км/ч; для грузовых
автомобилей и автобусов - при - 60 км/ч.
Продолжение прил. Ж
Таблица 2
Значение расчетных коэффициентов и коэффициента
полезного действия трансмиссии
Тип автомобиля	Коэффициенты		
	V	к	Л гр
Легковой	0,015	0,03	0,9 / 0,96 *
Грузовой	0,02	0,06	0,8 / 0,89 *
Автобус	0,02	0,05	0,87
Примечание:
* В числителе - для полноприводных автомобилей.
Для грузовых автомобилей линейная базовая норма определя-
ется по формуле:
(2)
где <21 - расход горючего, рассчитанный по формуле (1) при макси-
мальной скорости движения порожнего автомобиля (Ка = Кщах)-
Qi - расход горючего, рассчитанный по формуле (1) при скоро-
сти движения полностью груженного автомобиля Va - 40 км/ч, при
этом в формулу (1) вместо массы порожнего автомобиля Ga подстав-
ляется масса полностью груженного автомобиля Ga, определяемая как
сумма Ga + G„ где Gr - грузоподъемность автомобиля, приведенная в
табл.1.
Расчет основной нормы расхода топлива производится по
формуле:
Q0=Qn+Grk}k2,	(3)
где Qo - основная норма расхода горючего для автомобиля, работа
которого не учитывается в тонно-километрах, л/100 км;
Qn - линейная базовая норма расхода горючего, полученная рас-
четно-аналитическим методом, л/100км;
-162-
Продолжение прил. Ж
Gr - грузоподъемность автомобиля, т;
к} — коэффициент, учитывающий тип двигателя автомобиля (для
карбюраторных двигателей - 2,5, для дизельных - 1,5);
к2 - коэффициент использования грузоподъемности, принимае-
мый равным 0,5 для многоцелевых грузовых автомобилей и 1,0 для
всех остальных автомобилей, спецшасси и гусеничных машин.
2.	Определение норм расхода горючего экспериментальным
методом
Уточнение норм расхода топлива производится на 6-9 образцах
каждой марки с различной наработкой. При этом техника формирует-
ся в три группы;
-	новые, прошедшие эксплуатационную обкатку;
-	с наработкой около 50% ресурса до капитального ремонта;
-	с наработкой, близкой к ресурсу до капитального ремонта.
Для проведения работ привлекаются механики-водители, эки-
пажи, имеющие опыт эксплуатации соответствующих марок автомо-
билей не менее 1 года.
На выделенной для проведения испытаний технике проводится
техническое обслуживание в объеме ТО-2, при этом особое внимание
обращается на регулировку систем зажигания, питания топливом и
газораспределительного механизма, которые должны соответствовать
требованиям эксплуатационной документации предприятия-
изготовителя техники.
Все приборные средства контроля работы машин должны быть
исправны, спидометры - опломбированы.
Непосредственно перед началом, а затем ежедневно в ходе ис-
пытаний необходимо проверять герметичность всей топливной сис-
темы, чтобы исключить потери топлива в результате утечек и полу-
чить достоверные данные контрольных замеров.
Автомобили, выделенные для испытаний, должны быть уком-
плектованы табельным имуществом и ЗИП, полностью заправлены
горюче-смазочными материалами.
-163-
Продолжение прил. Ж
Для определения линейных норм расхода топлива испытания
проводятся на автомобилях без груза (на седельных тягачах - отдель-
но на одиночной машине и на тягаче с полуприцепом).
При определении основных норм расхода топлива кузов маши-
ны загружается балластом (мешки с песком, металлические болванки
или другие предметы с известной массой) на 0,6 грузоподъемности
автомобиля.
Горюче-смазочные материалы, применяемые при испытаниях,
должны соответствовать требованиям стандартов и иметь паспорта
качественного состояния.
Маршрут для проведения испытаний выбирают по дорогам с
твердой ровной поверхностью (для гусеничных машин - по грунто-
вым дорогам улучшенного состояния) без значительных подъемов (не
более 2%) и крутых поворотов Предпочтительная форма маршрута -
замкнутая кривая (кольцо). Маршрут должен проходить на достаточ-
ном удалении от опасных мест (овраги, обрывы) и по возможности
исключать железнодорожные переезды, населенные пункты, пересе-
чения с дорогами общего пользования.
Протяженность мерного участка составляет 40-50 км для ко-
лесной и 20-25 км для гусеничной техники, его длина определяется с
помощью машины с проверешпям спидометром.
Контрольные пробеги машин по мерному участку производятся
в двух взаимно-противоположных направлениях (туда и обратно).
Заполнение баков и замер объема израсходованного топлива
производятся соответственно в начале (после предварительного про-
бега) и конце мерного участка.
Полученные результаты измерений расхода топлива на мерном
участке сопоставляются по всем проверяемым машинам каждой
rpyiiiibi эксплуатации и сравниваются с величиной контрольного рас-
хода топлива, установленного заводом-изготовителем машины. При
выявлении существенных расхождений результатов измерений ма-
шина к испытаниям не допускается и заменяется исправной.
Испытания автомобильной техники выполняются одиночными
машинами по сухим дорогам в весенне-летний период эксплуатации
при температуре окружающего воздуха не ниже 5 °C.
- 164-
Окончание прил. Ж
Как правило, испытания проводятся в светлое время суток при
отсутствии атмосферных осадков и сильного ветра.
Перед выходом из парка на маршрут испытаний топливный бак
машины заправляется до контрольной отметки через топливоразда-
точную колонку заправочного пункта и пломбируется.
После возвращения машины в парк снова производится доза-
правка топливного бака до контрольной отметки, его пломбирование
и замер объема до заправленного топлива по счетчику топливоразда-
точной колонки.
Объем испытаний, обеспечивающий достаточную достоверность
полученных результатов, должен быть не менее 1000 км пробега для
автомобилей, 500 км - для гусеничных тягачей и 50 часов работы для
тракторов.
Норма расхода топлива (Q) на 100 км пробега определяется по
формуле:
g=&400,	(4)
где gv - объем топлива, израсходованного на дневной пробег, л;
L - пробег за день испытаний, км.
После окончания испытаний суммируется пробег и определяет-
ся норма расхода топлива для данной машины (как среднеарифмети-
ческое результатов испытаний).
Окончательная величина предлагаемой нормы расхода топлива
определяется как среднеарифметическое величин норм, полученных
по каждой испытуемой машине.
Примечание. Все расчеты по определению норм расхода топли-
ва ведутся с точностью до 0,1 л /100км, с последующим определени-
ем абсолютного и относительного отклонений расчетных данных от
стандартных [71] «Норм расхода топлив и смазочных материалов».
-165-
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
ПРЕДЕЛЬНО-ДОПУСТИМЫЕ ВЫБРОСЫ ВРЕДНЫХ
ВЕЩЕСТВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ
АВТОМОБИЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
(домашнее расчетное задание - спец. 150100 - 5 курс -
дисциплина «Основы эксплуатации и ремонта
автомототехники»)
Цель - графически показать ужесточения экологических требо-
ваний, используя прил. А, Ж, 3.
Нормативное значение выбросов вредных веществ задают в зави-
симости от контрольной массы транспортного средства, которая на 100 кг
больше его массы в снаряженном состоянии (таблица 1, прил. Ж).
Приведенные далее в таблице 1 предельно допустимые нормы
выбросов вредных веществ относятся к легковым автомобилям вме-
стимостью шесть человек. Для всех транспортных средств, кроме
легковых автомобилей, а также для легковых автомобилей вместимо-
стью более шести человек Правилами ЕЖ ООН №15 установлены
смешанные нормы, в которых содержание СО в отработанных газах
такое же, как в таблице, а содержание СН и NO2 должны быть умно-
жены на коэффициент 125.
Таблица 1
Правила ЕЖ ООН №15(поправка серии 04)
«Предельно допустимые выбросы вредных веществ»
Контрольная масса, кг	Предельно допустимые выбросы, г/ис пытание	
	Окиси углерода	Суммарно углеводородов и окислов азота
До 1020	58	13
Свыше 1020 до 1250	67	17
Свыше 1250 до 1470	76	19
Свыше 1470 до 1700	84	20
Свыше 1700 до 1930	93	21
Свыше 1930 до 2150	101	22
Свыше 2 150	110	23
- 166
Продолжение прил. 3
Предельное содержание вредных веществ в отработанных газах
двигателей транспортных средств, приведенное в таблице 1, установ-
лено поправками серии 04 к Правилам ЕЭК ООН № 15, вступившими
в силу 20.10.81. г. В названные правила секретариатом для информа-
ции включены таблицы предельных величин токсичных веществ в
отработавших газах, регламентированных первоначальным вариан-
том правил и поправками серии 01, 02 и 03, принятыми в 1976-1981
гг., которые приведены в таблице 2.
Поправке к Правилам ЕЖ ООН №15
Контрольная масса, кг	Предельно допустимые выбросы, г/испытание		
	Окиси углерода	углеводоро- дов	окислов азота в пересчете на NO2
Первоначальный вариант			
До 750 Свыше 750 до 850 Свыше 850 до 1020 Свыше 1020 до 1250 Свыше 1250 до 1470 Свыше 1470 до 1700 Свыше 1700 до 1930 Свыше 1930 до 2150 Свыше 2 150	100 109 117 134 152 169 186 203 220	8 8,4 8,7 9,4 10,1 10,8 И,4 12,1 12,8	
Поправки серии 01			
До 750 Свыше 750 до 850 Свыше 850 до 1020 Свыше 1020 до 1250 Свыше 1250 до 1470 Свыше 1470 до 1700	80 87 94 107 122 135	6,8 7,1 7,4 8 8,6 9,2	
-167-
Окончание прил. 3
Окончание
Контрольная масса, кг	Предельно допустимые выбросы, г/испытание		
	Окиси углерода	углеводоро- дов	окислов азота в пересчете на NO2
Свыше 1700 до 1930	149	9,7	
Свыше 1930 до 2150	162	10,3	
Свыше 2 150	176	10,9	
Поправки се		эии 02	
До 750	80	6,8	10
Свыше 750 до 850	87	7,1	10
Свыше 850 до!020	94	7,4	10
Свыше 1020 до 1250	107	8	12
Свыше 1250 до 1470	122	8,6	14
Свыше 1470 до 1700	135	9,2	14,5
Свыше 1700 до 1930	149	9,7	15
Свыше 1930 до 2 150	162	10,3	15,5
Свыше 2150	176	10,9	16
Поправки серии 03			
До 750	65	6	8,5
Свыше 750 до 850	71	6,3	8,5
Свыше 850 до 1020	76	6,5	8,5
Свыше 1020 до 1250	87	7,1	10,2
Свыше 1250 до 1470	99	7,6	11,9
1 Л "7 Л —- 1 *7ЛП K^DOllXlV	1 / VV	ПО	8,1	12,3
Свыше 1700 до 1930	121	8,6	12,8
Свыше 1930 до 2 150	132	9,1	13,2
Свыше 2150	143	9,6	13,6