10.2.2 Окислительный нейтрализатор

Чтобы быстрее достигнуть рабочей температуры, окислительный нейтрализатор 9 (рис. 1) должен располагаться в системе выпуска как можно ближе к двигателю. Он уменьшает уровень эмиссии углеводородов (СН), оксида углерода (СО) и летучих составляющих твердых частиц, превращая все это в воду (Н₂0) и диоксид углерода (СО,). Окислительные нейтрализаторы уже выпускаются серийно. Особыми версиями (т. н. «трехкомпонентными» -- ред.) можно одновременно сократить уровни эмиссии оксидов азота (NO_x), CH и СО, причем содержание NO_x снижается на 5... 10%.

10.2.3 Фильтр твердых частиц

В фильтре 10 (рис. 1) собираются содержащиеся в ОГ твердые частицы. Падение давления за фильтром твердых частиц -- это возможный индикатор его загрязнения сажей, и в этом случае фильтр нуждается в очистке и регенерации. Необходимая для дожигания этой сажи температура (свыше 600°С) при нормальных режимах работы дизеля не возникает. С помощью некоторых регулировок аппаратуры подачи топлива и воздуха, например, установкой позднего момента начала впрыскивания и дросселированием воздуха на впуске, можно повысить температуру ОГ.

К настоящему времени разработаны специальные фильтры из пористой керамики, которые уже применяются серийно на легковых автомобилях.

10.2.4 Каталитические присадки

Добавлением в топливный бак каталитических присадок обеспечивается снижение температуры дожигания твердых частиц в фильтре на 100°С. Разумеется, противодавление ОГ будет постепенно увеличиваться во время работы дизеля, так как негорючие отложения (пепел каталитических присадок) задерживаются фильтром. Это повышает расход топлива и ограничивает срок службы фильтра.

10.2.5 Система регенерации фильтра

При наличии системы регенерации фильтр твердых частиц подсоединяется к окислительному нейтрализатору, который окисляет содержащийся в ОГ оксид азота NO в диоксид азота N0₂- В этом случае собранная в фильтре сажа непрерывно сжигается при подаче сюда N0₂ уже при температуре 250°С, что значительно ниже температуры сгорания твердых частиц в обычных фильтрах, где происходит сгорание с подачей обычного кислорода 0₂.Датчики температуры, дифференциальный датчик давления и датчик сажи за фильтром твердых частиц контролируют функционирование системы регенерации фильтра. В настоящее время эта система испытывается на городских автобусах.

Рис. 10.2 Система выпуска ОГ с окислительным нейтрализатором, фильтром твердых частиц и системой добавления присадок

1-блок управления жидкой каталитической присадкой. 2-блок управления дизелем. 3-насос. 4-датчик уровня присадки. 5-бак с присадкой. 6-клапан дозирования присадки. 7-топливный бак. 8- двигатель. 9-окислительный нейтрализатор. 10-фильтр твердых частиц. 11-датчик температуры. 12-дифференциальный датчик давления. 13- Сажевый датчик

Для длительной работы окислительных нейтрализаторов, из-за их чувствительности к сере, требуется топливо с низким ее содержанием.

Окислительный нейтрализатор и фильтры твердых частиц могут быть интегрированы в один конструктивный элемент с каталитическим покрытием фильтра. Этот фильтр сокращенно именуется CSF (Catalyzed Soot Filter, т. е.фильтр с каталитическим покрытием)или CDPF (Catalyzed Diesel Particulate Filter, т. е. каталитический дизельный фильтр твердых частиц).

10.2.6 Накопительный нейтрализатор NO_x

Дизель всегда работает с избытком воздуха (бедная смесь, л > 1), поэтому трехкомпонентный нейтрализатор, применяемый на бензиновых двигателях со впрыском топлива во впускной трубопровод, не может использоваться для снижения количества оксидов азота (NO_x). При избытке воздуха СО и СН реагируют с остаточным кислородом ОГ до образования С0₂ и Н₂0 и, таким образом, не могут быть использованы для превращения N0_X в азот (N₂).

Для снижения концентрации оксидов азота в ОГ дизелей легковых автомобилей разработан накопительный нейтрализатор NOx» который уменьшает содержание оксидов азота другим способом: собирает их, а затем конвертирует. Этот процесс протекает в два этапа:

накопление NO_x из ОГ при работе дизеля на бедной смеси (л > 1; от 30 секунд до нескольких минут);

выделение NO_x и восстановление (конверсия) в ОГ при работе дизеля на богатой смеси (л < 1; 2...10 секунд).

10.2.7 Накопление NOx

Оксиды азота при избытке кислорода в ОГ превращаются с помощью металлических окислительных нейтрализаторов на поверхности накопительного нейтрализатора NO_x в нитраты. При этом к накопительному нейтрализатору добавлен окислительный нейтрализатор 3 (рис. 10.3), который окисляет NO в N0₂.

С возрастанием количества накопленных оксидов азота уменьшается способность нейтрализатора их связывать.

Имеются две возможности узнать, когда нейтрализатор нагружен так, что фазу накопления необходимо завершить:

количество накопленных оксидов азота рассчитывается смоделированным процессом с учетом температуры нейтрализатора;

датчик NO_x за накопительным нейтрализатором измеряет концентрацию оксидов азота в ог.

Рис.10.3 Схема системы выпуска ОГ с накопительным нейтрализатором NO_x

1-Двигатель 2-Система электрического подогрева ОГ. 3-Окислительный нейтрализатор. 4-Датчик температуры. 5-Широкополосный л-зонд. 6-Накопительный нейтрализаторNO_x 7-Дотчик NO_x 8-блок управления

10.2.8 Восстановление NOx

Начиная с определенной степени загрузки, накопительный нейтрализатор NOx должен регенерироваться, т. е. накопленные оксиды азота должны снова высвобождаться и преобразовываться в азот и кислород. Для этого двигатель кратковременно переключается на режим работы с недостатком воздуха (л = 0,95). При двухступенчатой регенерации (рис. 10.4) возникают диоксид углерода (СО) и азот (N₂).

Существуют два различных способа определить конец фазы восстановления:

*смоделированный процесс рассчитывает количество оставшихся на нейтрализаторе оксидов азота;

* лямбда-зонд 7 (рис. 10.4), установленный за нейтрализатором, измеряет концентрацию кислорода в ОГ, и изменение напряжения с состава ОГ с недостатком воздуха (л<1) на состав ОГ с избытком воздуха (л>1) указывает на то, что процесс восстановления закончен (отсутствие СО).

Чтобы и при холодном пуске достичь значительного сокращения уровня содержания NO_x > можно применить систему 2 электрического подогрева ОГ.

Наличие серы в топливе и смазочном масле приводит к «отравлению» нейтрализатора. Место накопления NOx покрывается серой, поэтому по возможности необходимо применять топливо, свободное от нее (< 0,001%).

Повышением температуры ОГ до 650°С при л = 1 поверхности нейтрализатора можно очистить от отложений серы (этот процесс именуется десульфатизацией). Высокое содержание серы в топливе требует более частой десульфатизации, что отрицательно сказывается на расходе топлива.

Накопительный нейтрализатор NOx сокращенно называется также NSC (NO_x Storage Catalyst).

10.2.10 Комбинированные системы

Для соблюдения будущих норм токсичности ОГ для многих дизельных автомобилей необходимо будет наличие систем очистки ОГ, которые делают возможным как фильтрацию твердых частиц, так и максимально эффективное снижение уровня эмиссии NO_x. Такие системы называются четырехкомпонентными, поскольку наряду с NO_x и твердыми частицами они снижают также содержание СН и СО.

Комбинация систем требует эффективного управления работой дизеля. К настоящему времени разработаны комбинации накопительного нейтрализатора NO_x и фильтра твердых частиц, а также нейтрализатора SCR и фильтра твердых частиц.

Пример комбинированной системы. Сажа непрерывно окисляется фильтром с каталитическим покрытием (CDPF), установленная далее система SCR снижает уровень эмиссии NO_x. Добавка восстановителя осуществляется в зависимости от режима и температуры или от концентрации NO_x в ОГ перед нейтрализатором. За функционированием комплексной системы наблюдают газовые датчики (NO_x и/или NH₃) и датчики температуры.

11. ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

11.1 Понятие конкурентоспособности продукции в маркетинге

В рыночной экономике решающим фактором коммерческого успеха товара является конкурентоспособность. Это многоаспектное понятие, означающее соответствие товара условиям рынка, конкретным требованиям потребителей не только по своим качественным, техническим, экономическим, эстетическим характеристикам, но и по коммерческим и иным условиям его реализации (цена, сроки поставки, каналы сбыта, сервис, реклама). Более того, важной составной частью конкурентоспособности товара является уровень затрат потребителя за период его эксплуатации.

В силу многоаспектности применения данной категории в различных отраслях знаний в научно-технической литературе существует ряд определений, подчас противоречащих друг другу.

Так, предлагается следующее определение конкурентоспособности: «...под конкурентоспособностью понимается комплекс потребительских и стоимостных (ценовых) характеристик товара, определяющих его успех на рынке, то есть преимущество именно этого товара над другими в условиях широкого предложения конкурирующих товаров-аналогов».

Словари дают следующие толкования этого слова:

1) «...конкурентоспособность товара -- совокупность потребительских свойств товара, определяющая его отличие от других аналогичных товаров по степени и уровню удовлетворения потребности покупателя и затратам на его приобретение и эксплуатацию» ;

2) «конкурентоспособность товара -- способность продукции быть более привлекательной для потребителя (покупателя) по сравнению с другими изделиями аналогичного вида и назначения, благодаря лучшему соответствию своих качественных и стоимостных характеристик требованиям данного рынка и потребительским оценкам».

По нашему мнению, все эти определения имеют один общий недостаток, представляя конкурентоспособность как совокупность, то есть сумму, всех свойств товара и не учитывая того, что потребителя больше интересует соотношение: «качество/цена потребления».

Данное определение, а именно: «...конкурентоспособность означает способность данного предмета (потенциальную и/или реальную) выдержать конкуренцию», -- более точно отражает сущность данной категории, но не объясняет, за счет чего может возникнуть эта способность.

На наш взгляд, конкурентоспособность -- более высокое по сравнению с товарами-заменителями соотношение совокупности качественных характеристик товара и затрат на его приобретение и потребление при их соответствии требованиям рынка или его определенного сегмента. Иначе: конкурентоспособным считается товар, у которого совокупный полезный эффект на единицу затрат выше, чем у остальных, и при этом величина ни одного из критериев не является неприемлемой для потребителя.

Товар с низким качеством может быть конкурентоспособен при соответствующей цене, но при отсутствии какого-либо свойства он потеряет привлекательность вообще. Например, отсутствие вспышки у фотоаппарата практически невозможно скомпенсировать снижением цены.

Помимо требований к товару, выдвигаемых каждым отдельным потребителем, существуют и требования, общие для всех товаров, обязательные к выполнению. Это нормативные параметры, которые устанавливаются: действующими международными (ИСО, МЭК и др.) и региональными стандартами; национальными зарубежными и отечественными стандартами; действующими законодательствами, нормативными актами, техническими регламентами страны-экспортера и страны-импортера, устанавливающими требования к ввозимой в страну продукции; стандартами фирм--изготовителей данной продукции; патентной документацией.

Например, электрические приборы должны работать при напряжении, которое подается в сеть, и соответствовать требованиям пожаробезопасности и взрывобезопасности, а их конструкция определяется условиями проводимого процесса.

Если хотя бы одно из требований не будет выполнено, то товар не может быть выведен на рынок.

При положительном результате анализа нормативных параметров переходят к анализу конкурентоспособности товара на конкретных рынках.

Существует несколько методов расчета показателя конкурентоспособности.

Однако прежде чем рассчитывать количественное значение показателя конкурентоспособности, необходимо провести ряд дополнительных исследований.

На первой стадии проводится экспериментальное определение или расчет всех характеристик собственного товара, включая и те, которые можно выявить только в процессе его эксплуатации (энергоемкость, требуемая периодичность смазывания или замены деталей).

На второй -- определяются цели оценки конкурентоспособности, которые зависят от стадии жизненного цикла товара, от стратегии и планов развития фирмы и т.д. Перед тем как вывести новый товар на рынок, нужно удостовериться, что он по своим показателям не уступает конкурентам и может привлечь внимание покупателей. Со временем конкурентоспособность товара может либо повышаться, либо снижаться в связи с изменением предпочтений потребителей, появлением новых или уходом с рынка старых конкурентов и т.д.

На третьей -- методами маркетинга проводятся сегментация рынка и обоснование целевого сегмента. Если таковых окажется несколько, то оценку конкурентоспособности товара необходимо проводить для каждого сегмента отдельно.

11.2 Определение конкурентоспособности продукции методом расчета единичных и групповых показателей

В основе данного -- традиционного -- метода лежит расчет единичных и групповых показателей, на базе которых определяется интегральный показатель конкурентоспособности. Рассмотрим его более подробно.

На первом этапе выбирается база сравнения. В качестве базы для сравнения может служить лучший из уже существующих на целевом рынке или в мире товаров-конкурентов, или более совершенный образец, появление которого ожидается в ближайшем будущем, или некоторый абстрактный эталон. Если разбить товары на три группы, а именно:

· имеющие аналоги и уже выведенные на рынок;

· имеющие аналоги и находящиеся на стадии разработки;

· не имеющие аналогов,

то получаем, что первый вариант базы сравнения лучше использовать для первой группы, второй -- для группы 2, третий -- для группы 3.

На втором этапе выделяются наиболее значимые для потребителя критерии. Они делятся на две группы: потребительские и экономические. Первые включают в себя качественные характеристики товара (производительность, габариты, экологическая безопасность, надежность и т.д.), вторые -- цену товара, затраты на транспортировку, монтаж и эксплуатацию, что в целом составляет цену потребления. Значение критерия у базисной модели обозначим РБ, а у сравниваемого образца -- Р.

На третьем этапе по каждому критерию рассчитывается единичный показатель конкурентоспособности (qi). Если увеличение значения критерия влечет за собой повышение качества, то

, (1), а если снижение, то , (2)

На четвертом этапе внутри каждой группы критериев производят ранжирование показателей по степени их значимости для потребителя и в соответствии с этим присваивают им вес: а_ni -- для потребительских и а_эi -- для экономических показателей. Причем

, (3)

где n и m -- количество потребительских и экономических параметров соответственно.

Необходимость соблюдения этого равенства обоснуем ниже.

На пятом этапе проводится расчет группового показателя как сводного параметрического индекса конкурентоспособности:

где Qп и Qэ -- сводные параметрические индексы конкурентоспособности по потребительским и экономическим свойствам соответственно.

Вернемся к равенству (3). Его соблюдение обеспечивает сопоставимость Qп и Qэ вне зависимости от количества рассматриваемых критериев.

На последнем этапе рассчитывается интегральный показатель конкурентоспособности (К):

.

Экономический смысл интегрального показателя конкурентоспособности заключается в том, что на единицу затрат потребитель получает К единиц полезного эффекта. Если К > 1, то уровень качества выше уровня затрат и товар является конкурентоспособным, если К < 1 -- неконкурентоспособным на данном рынке.

Данный метод имеет ряд недостатков:

1) во всех случаях предполагается линейная зависимость конкурентоспособности от значения критерия, то есть по всем параметрам эластичность спроса равна 1;

2) не учитывается то, что для некоторых критериев существуют ограничения, объективные или субъективные, при нарушении которых конкурентоспособность товара стремится к нулю;

3) при сравнении нескольких товаров необходимо проведение расчетов для каждой пары в отдельности;

4) сложно устанавливать весовые значения , особенно для большого количества критериев;

5) невозможно оценить степень влияния на конкурентоспособность товара факторов, не поддающихся количественной оценке;

6) данным методом рассчитывается конкурентоспособность одного объекта относительно другого, а не уровень конкурентоспособности объекта вообще;

7) существует определенная сложность выбора базы сравнения, особенно в случаях, когда в качестве таковой необходимо принять лучший из существующих образцов. Возникает вопрос: как определить, какой товар является лучшим? Поэтому либо необходимо предварительно сравнивать образцы между собой, либо имеет место интуитивный выбор. Можно брать в качестве базы сравнения лидера по продажам, но эта информация часто закрыта, субъективна и трудно собираема, особенно когда речь идет о товарах широкого потребления, которые распространяются по многим каналам сбыта, имеющим несколько уровней. Собственно, указанные недостатки являются и ограничениями применения традиционного метода конкурентоспособности товара.

Таблица11.1

Оценка маркетингового потенциала проектируемого двигателя

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном дипломном проекте в соответствии с задание был разработан дизель с непосредственным впрыском топлива мощностью 95кВт при оборотах коленчатого вала 4200 мин^-1 с улучшенной системой топливоподачи. По своим параметрам он не уступает прототипу и зарубежным аналогам, отвечает существующим нормам по токсичности отработавших газов и обладает конкурентоспособностью в странах предполагаемого экспорта.

Применения комплексного микропроцессорного управления разрабатываемым двигателем позволило достигнуть приемлемых его параметров без значительного увеличения габаритов, материалопотребления, стоимости. Кроме того, заложенная в проекте система топливоподачи, по мере развития электроники и исполнительных устройств может без значительных изменений базовой конструкции трансформироваться в систему управления с еще большими возможностями (самообучающиеся системы и адаптивные системы по экономичности, выбросу токсичных компонентов и кривой протекания крутящего момента).

Накопленный опыт применения систем управления двигателями на базе современной микропроцессорной техники позволяет уверенно наметить основные проблемы, которые необходимо решить отечественной промышленности в ближайшее время. Прежде всего необходимо разработать фундаментальные вопросы теории, связанные с автомобильной электроникой, в том числе с теорией автомобильных датчиков, микропроцессорной техники и исполнительных устройств для перспективных систем комплексного многомерного управления двигателем и автомобилем.

Следует обратить особое влияние на разработку и внедрение адаптивных систем управления по различным критериям.

Нужны глубокие исследования в области систем с оптимальным регулированием и прежде всего по критериям минимальных эксплуатационных расходов топлива и токсичности двигателя.

Необходимо преступить к разработке специальных датчиков для электронных систем следующего поколения (например, датчиков содержания соответственно кислорода в цилиндре двигателя и остаточных газов, датчиков турбулентности, скорости изменения давления, шума и др.).

Для нашей страны особенно актуальна проблема быстрого внедрения прогрессивных изобретений в производство и для ее решения необходимо увеличить долю автоматизации и компьютеризации на предприятиях. Соответственным образом нужно вести и подготовку специалистов.

В заключении необходимо отметить, что решение выше перечисленных проблем не возможно без поддержки отечественного двигателестроения государством. Мы одна из немногих стран, которые способны иметь свою автомобильную промышленность, но этот потенциал пока не используется в достаточной степени.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Автомобильная промышленность США : Журнал : № 4, 6, 8 : Пер. с англ. М., 1991

Балабанов А. Н. Технологичность конструкций машин. М., 1987.

3. Двигатели внутреннего сгорания: Конструирование и расчет на прочность поршневых и комбинированных двигателей. Учебник для втузов по специальности ДВС / Вырубов Д.М., Иващенко Н.А., Ивин В.И. и др.; под ред. Орлина А.С., Круглова М.Г. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1984. - 384 с., ил.

4. Двигатели внутреннего сгорания: Системы поршневых и комбинированных двигателей / С.И. Ефимов и др. М.,1985.

5. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. кн. 1. Теория рабочих процессов: Учеб. / Луканин В.Н., Морозов К.А., Хачиян А.С. и др.; Под ред. В.Н. Луканина. -М.: Высш. шк., 1995.

6. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. кн. 2. Динамика ДВС: Учеб. / Луканин В. Н., Морозов К А., Хачиян А.С. и др.; Под ред. В Н. Луканина. -М.: Высш. шк., 1995.

7. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. кн. 3. Компьютерный практикум: Учеб. / Луканин В.Н., Морозов К. А., Хачиян А.С. и др.; Под ред. В.Н. Луканина. -М.: Высш. шк., 1995.

8. Колчин А.И., Демидов В.П. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: Учеб. Пособие для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. школа, 1980. - 400 с., ил.

9. Методические указания к экономическому обоснованию дипломного проекта. / Владимирский Государственный технический университет. Сост.: Кузнецов А.С., Удалова Н.И. - Владимир, 1981.

10. Методические указания по курсовому проектированию по дисциплине «Конструирование и расчет ДВС». Проектирование механизма газораспределения. / Владимирский Государственный технический университет. Сост.: Юрц А.Э. - Владимир 1995.

11. Пятков В.А., Вершигора В.А., Игнатов А.П., Новокшонов К.В.. Автомобили ВАЗ-2108, ВАЗ-2109 и их модификации: Руководство по ремонту и обслуживанию - Рязань, РИИПП, 1992.- 207 с., ил.

12. Сопротивление материалов. Учебник для вузов / Писаренко Г.С., Агарев В.А., Квитка А.Л. и др.; Под ред. Писаренко Г.С. - 5-е изд., перераб. и доп. - Киев; Высшая школа, 1986. - 384 с., ил.

13. Справочное руководство по черчению. / Богданов В.Н. - М.: Машиностроение, 1989. - 864 с., ил.

14. СГП 71. 2 - 88. Пояснительная записка дипломного проекта и дипломной работы. / Владимирский политехнический институт, 1988. - 30 с., ил.

15. Теория автомобильных и тракторных двигателей.: Учебник для вузов. / Ленин И.М. - М., Машиностроение, 1969, 368 с.

16. Черняк Б.Я., Васильев Г.В. Управление двигателем с помощью микропроцессорных систем. М., МАДИ, 1987. 85 с.

17. Электроника в системах подачи топлива автомобильных двигателей / Покровский Г. П. М.: Машиностроение, 1990.

18. Электронное управление автомобильными двигателями / Покровский Г. П. М.: Машиностроение, 1994.

19. Titolo A. Die variable ventilsteuerung von Fiat // MTZ. 1986. 47. 5

Размещено на Allbest.ru