Методические указания (стр. 3 из 7)

k – номер режима в испытательном цикле;

i – индекс вредного компонента;

N_ek – эффективная мощность на данном режиме;

F – весовой коэффициент режима испытательного цикла.

В табл.4 приведены номинальные и цикловые показатели уровня токсичности отработавших газов для дизелей отечественных тепловозов.

Таблица 4

Токсические характеристики тепловозных дизелей

Тепловоз	Номинальные показатели			Цикловые показатели
	eNOx н, г/кВтч	eСO н, г/кВтч	ηе н	eNOx ц, г/кВтч	eСO ц, г/кВтч	ηе ц
ТЭ127	14,3	1,73	0,419	14,26	2,85	0,352
ТЭМ2М	15,47	2,53	0,378	18,28	3,28	0,352
ТЭМ7	15,3	2,46	0,4	19,18	4,47	0,388
2ТЭ116	12,28	1,34	0,375	18,28	2,25	0,339
2ТЭ121	18,06	1,16	0,374	19,45	2,15│	0,365
М62	10,18	5,08	0,351	14,26	5,92	0,315
2ТЭ10В	20,2	3,49	0,376	21,34	4,71	0,337

На основании приведенных в табл. 4 данных были получены формулы для определения удельных выбросов тепловозных дизелей за испытательный цикл, г/кг топлива:

e'_{NOx ц} = 456,11·η_{е ц} – 88,78; (5)

e'_{CO ц} = 12,672 / η_{е ц} – 19,14 , (6)

где η_{е ц} – средний эффективный КПД дизеля за испытательный цикл.

Величина η_{е ц} для новых (проектируемых) тепловозов может быть рассчитана по формуле:

, (7)

где η_{е ц пр} – средний эффективный КПД дизеля тепловоза, выбранного в качестве прототипа (то есть тепловоза с дизелем близким по мощности и размерности к дизелю проектируемого тепловоза, см. табл. 4);

g_{е н пр} – средний эффективный расход топлива дизелем тепловоза-прототипа на номинальном режиме, г/кВтч;

g_{е н} – средний эффективный расход топлива дизелем проектируемого тепловоза на номинальном режиме, г/кВтч.

Данные по дымности и выбросам твердых частиц, определенные по описанному выше испытательному циклу приведены в табл.5.

Таблица 5

Характеристики тепловозных дизелей по дымности и выбросам твердых частиц

Тепловоз	Номинальные показатели		Цикловые показатели
	Nн, %	еС н, г/кВтч	Nц, %	еС ц, г/кВтч
ТЭМ2	2	0,053	3,2	0,108
2ТЭ116	4	0,088	6,2	0,147
2ТЭ121	5	0,087	6,3	0,073
2ТЭ10В	18	0,488	10,1	0,474

По приведенным в табл. 5 данным была получена формула для определения удельных выбросов твердых частиц для четырехтактных тепловозных дизелей за испытательный цикл, г/кг топлива:

e'_Сц = –1,64·P_ен² + 4,29·P_ен – 2,07, (8)

где P_ен – среднее эффективное давление в номинальном режиме, МПа.

Нормирование выбросов и дымности

В настоящее время действуют два стандарта: ГОСТ 24585-81 "Выбросы вредных веществ с отработавшими газами" и ГОСТ 24028-80 "Дизели судовые, тепловозные и промышленные. Дымность отработавших газов". Нормы по выбросам вредных веществ приведены в табл. 6.

Таблица 6

Предельно допустимые значения выделений вредных веществ отработавшими газами дизелей тепловозов на любом установившемся режиме тепловозной характеристики с P_е > 0,3 МПа по ГОСТ 24585-81

Удельный расход топлива на номинальном режиме, г/кВтч	Предельно допустимые значения выделений
	еСО, г/кВтч	еNОx, г/кВтч
до 214	10	29
св. 214 до 226	10	25
св. 226 до 238	10	21
св. 238 до 252	10	17
св. 252 до 268	10	14
свыше 268	10	11

На холостом ходу и режимах с P_е ≤ 0,3 МПа нормы удельных выбросов оксидов азота и оксида углерода составляют е`<sub>NOх</sub> = 120 г/кг топлива и е`_CO = 50 г/кг топлива соответственно.

Дымность нормируется в зависимости от условного расхода отработавших газов по коэффициенту ослабления светового потока, приведенному к шкале дымомера с длиной эффективной базы 0,43 м. Предельно допускаемые значения параметров дымности отработавших газов по ГОСТ 24028-80 приведены в табл. 7.

Таблица 7

Предельно допустимые значения параметров дымности отработавших газов по ГОСТ 24028-80

Условный расход отработавших газов, л/с	Дымность N, %	Условный расход отработавших газов, л/с	Дымность N, %
до 290	34	св. 700 до 900	22
св. 290 до 350	32	св. 900 до 1150	20
св. 350 до 400	30	св. 1150 до 1500	18
св. 400 до 500	28	св. 1500 до 2000	16
св. 500 до 600	26	св. 2000 до 3000	14
св. 600 до 700	24	свыше 3000	12

Условный расход отработавших газов вычисляется по формуле, л/с:

, (9)

где V_h – рабочий объем цилиндров дизеля, л;

n – частота вращения коленчатого вала, об/мин;

τ – тактность дизеля.

Действующие ГОСТы устарели, поэтому в 1990 году ВНИТИ разработал предложения по нормированию выбросов вредных веществ и дымности отработавших газов дизелей (проект стандарта СЭВ). Эти нормы более жесткие и разработаны с учетом накопленного мирового опыта. Предложенные нормы по выбросам вредных веществ приведены в табл. 8.

Таблица 8

Предельно допустимые значения выделений вредных веществ отработавшими газами дизелей тепловозов за цикл испытаний (проект стандарта СЭВ)

ηц	Предельно допустимые значения выделений
	еСО ц, г/кВтч	еNОx ц, г/кВтч
до 0,33	7	10
св. 0,33 до 0,35	6	12
св. 0,35 до 0,37	5	14
св. 0,37 до 0,39	4	16
св. 0,39 до 0,41	3	18
свыше 0,41	2	20

На холостом ходу нормы удельных выбросов оксидов азота и оксида углерода составляют е`<sub>NOx</sub> = 65 г/кг топлива и е`_CO = 35 г/кг топлива соответственно.

Предложения по нормированию дымности приведены в табл. 9.

Таблица 9

Предельно допустимые значения параметров дымности отработавших газов (проект стандарта СЭВ)

Условный расход отработавших газов, л/с	Дымность N, %	Условный расход отработавших газов, л/с	Дымность N, %
до 300	23	св. 1500 до 2000	11
св. 300 до 500	21	св. 2000 до 2500	10
св. 500 до 700	19	св. 2500 до 3000	9
св. 700 до 900	17	св. 3000 до 3500	8
св. 900 до 1200	15	свыше 3500	7
св. 1200 до 1500	13

Для сравнения нормы по ГОСТам и предлагаемые ВНИТИ изображены в виде графиков на рис. 2 и 3.