Снижение выброса СН при пуске и прогреве двигателя

При использовании каталитических нейтрализаторов дальнейшее снижение выброса NO_X может быть получено путем применения рецир­куляции, а уменьшение выброса СО - путем исключения режимов рабо­ты на богатых смесях.

Сложнее обеспечить выполнение перспективных норм на выброс СН. В первую очередь это связано с большой эмиссией СН на режи­мах пуска и прогрева. Например, современный двигатель с каталити­ческим трехкомпонентным нейтрализатором при испытаниях по аме­риканскому циклу в течение первых 100 с выбрасывает примерно 80% СН от общего количества (за все испытание). Это количество СН пре­восходит весь разрешенный выброс по нормам TLEV, LEV или ULEV. По нормам Евро III полагается начинать отбор газов для анализа сра­зу после запуска двигателя, а время работы на холостом ходу увеличить.

В первой фазе испытаний каталитический нейтрализатор не работает, так как температура в нем недостаточно высока, кроме того, двига­тель в это время работает на обогащенных смесях, и в ОГ нет кислоро­да, необходимого для окисления СН в нейтрализаторе.

Такие известные способы уменьшения образования СН в цилиндре, как, например, уменьшение защемленных объемов, увеличение S/D, повышение температуры в системе охлаждения, оптимизация смесе­образования и скорости сгорания при несколько пониженной степени сжатия недостаточны для решения этой проблемы.

Поэтому все большее значение приобретает использование различ­ных методов ускоренного прогрева нейтрализатора, а также подачи воздуха в поток ОГ до нейтрализатора с помощью специального насоса с электрическим приводом.

Ускоренный прогрев нейтрализатора достигается путем его установ­ки ближе к двигателю, термоизоляцией системы выпуска между выпу­скным клапаном и нейтрализатором, электрическим подогревом ней­трализатора, подогревом нейтрализатора путем сжигания перед ним топлива в горелке (рис. 12), уменьшением опережения зажигания с целью увеличения температуры ОГ.

Выше отмечалось, что А-зонд начинает работать при t=300°C, по­этому все чаще применяют его электрический подогрев.

Рисунок 12 - Система с пламенным подогревом нейтрализатора: 1 - форсунка; 2 - нейтрализатор; 3 - свеча для поджигания; 4 - воздушный насос

В некоторых случаях используется так называемый стартовый ней­трализатор, который имеет меньшие размеры, чем основной, и уста­навливается перед ним или параллельно (рис. 13).

Рисунок 13 - Система со стартовым нейтрализатором: 1 - двигатель; 2 - стартовый нейтрализатор; 3 - глушитель; 4 - основной нейтрализатор; 5 - кислородный датчик; 6 - заслонка

При параллельном расположении стартового нейтрализатора во время прогрева двигателя весь поток ОГ направляется в этот нейтра­лизатор, который быстро прогревается и начинает эффективно рабо­тать. Затем по мере прогрева двигателя поток ОГ специальной заслон­кой направляется в основной нейтрализатор.

Рисунок 14 иллюстрирует ускорение прогрева стартового нейтрализа­тора по сравнению с основным, а в табл. 2 показано снижение выбро­сов (г/км) токсических компонентов в результате электрического подог­рева нейтрализатора в течение 20 с при мощности 2 кВт. Это снижение по СН составляет около 3, 5 раз, а по СО - почти в 5 раз (см. также таблицу 2).

Рисунок 14 - Изменение температуры в нейтрализа­торах при прогреве двигателя: 1 - стартовый нейтрализатор; 2 - основной ней­трализатор (при работе стартового); 3 - основной нейтрализатор (без стартового)

Таблица 2 - Снижение выбросов

Нейтрализатор	СН	СО	NOX
Без подогрева	0, 20	1, 9	0, 07
С подогревом	0, 06	0, 40	0, 05

Положительный эффект при последо­вательном включении стартового нейтрали­затора достигается вследствие его распо­ложения перед основ­ным нейтрализатором, т.е. ближе к выпуск­ному коллектору и меньших размеров, а значит и более быст­рого прогрева.

Термические нейтрализаторы

Термический нейтрализатор представляет собой реакционную ка­меру, в которой при высокой температуре (порядка 900°С) происходит окисление СО и СН. Если двигатель работает на обогащенной смеси, то требуется подача воздуха перед нейтрализатором с помощью довольно мощного компрессора. Топливная экономичность двигателя в этом случае будет невысокой.

При использовании термического нейтрализатора для двигателя, работающего на обедненных смесях, не требуется применение воз­душного компрессора. Однако в этом случае возникает проблема под­держания достаточной температуры в реакторе. Если ОГ находятся в реакторе от 50 до 100 мс при t = 700 °С, то концентрация СН снижается вдвое, т.е. К_со = 50%. При t = 750...800 °С можно достичь полного пре­вращения СН (К_сн = 100%). Для окисления СО требуется более высокая температура. Например, для получения К_со> 50% требуется темпера­тура около 850°С. Существенно, что при использовании этилированных бензинов реакции в термическом нейтрализаторе тормозятся свинцом.

Большим недостатком термических нейтрализаторов является от­сутствие из-за недостаточной температуры положительного эффекта на режимах пуска и прогрева, когда выбросы СН и СО особенно велики.

Термический нейтрализатор начинает работать при существенно более высокой температуре (t = 600°С), чем каталитический.

Не удалось решить и проблему долговечности термического ней­трализатора из-за невозможности обеспечить достаточную прочность материалов для деталей нейтрализатора в условиях высоких эксплуа­тационных температур и коррозионной агрессивности ОГ, особенно при содержании в них свинца и фосфора.

По указанным причинам термические нейтрализаторы не получили распространения на автомобилях общего назначения.

⇐ Предыдущая6789101112131415Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. A. Оказание помощи при различных травмах и повреждениях.
2. A. особая форма восприятия и познания другого человека, основанная на формировании по отношению к нему устойчивого позитивного чувства
3. B. Принципы единогласия и компенсации
4. Cочетания кнопок при наборе текста
5. D-технология построения чертежа. Типовые объемные тела: призма, цилиндр, конус, сфера, тор, клин. Построение тел выдавливанием и вращением. Разрезы, сечения.
6. EP 3302 Экономика предприятия
7. Exercise 5: Образуйте сравнительные степени прилагательных.
8. H. Приглаживание волос, одергивание одежды и другие подобные жесты
9. I. «Движение при закрытой автоблокировке (по путевой записке).
10. I. Если глагол в главном предложении имеет форму настоящего или будущего времени, то в придаточном предложении может употребляться любое время, которое требуется по смыслу.
11. I. Запоры — основная причина стресса
12. I. ПРИЕМЫ ИЗМЕРЕНИЙ И СТАТИСТИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ ИХ РЕЗУЛЬТАТОВ В ПСИХОЛОГИЧЕСКОМ ИССЛЕДОВАНИИ