Научная статья на тему 'Совершенствование экологических параметров газодизельных автомобилей'

Совершенствование экологических параметров газодизельных автомобилей Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
137
31
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
САЖЕВЫЙ ФИЛЬТР / PARTICLE FILTER / GAS-FITTINGS / КАТАЛИТИЧЕСКИЙ НЕЙТРАЛИЗАТОР / CATALYTIC CONVERTER / ДАТЧИК ОКСИДОВ АЗОТА / SENSOR OF NITROGEN OXIDES / САЖА / SOOT / ОКСИДЫ АЗОТА / NITROGEN OXIDES / СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ / CONTROL SYSTEM / МОДУЛЬ ПОДАЧИ МОЧЕВИНЫ / UREA SUPPLY MODULE / INJECTION AIR / ГАЗОВАЯ АППАРАТУРА / РАСПЫЛИВАЮЩИЙ ВОЗДУХ

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Ерохов Виктор Иванович, Одинокова Ирина Вячеславовна

Приведены конструктивные и функциональные особенности селективного каталитического нейтрализатора. Изложены особенности конструкции и принцип действия модуля подачи мочевины и распыливающего воздуха. Дана оценка технической и экологической эффективности применения системы снижения токсичности и дымности современных дизелей.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Ерохов Виктор Иванович, Одинокова Ирина Вячеславовна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Refinement of ecological parameters for gas and diesel vehicles

Constructive and functional characteristics of a selective catalytic converter are introduced. Design features and module functional principle urea supply and injection air are described. The estimation of the technical and environmental effectiveness of emission control and opacity of modern diesel engines is given.

Текст научной работы на тему «Совершенствование экологических параметров газодизельных автомобилей»

Совершенствование экологических параметров газодизельных автомобилей

В.И.Ерохов, профессор Московского государственного машиностроительного университета «МАМИ», д.т.н., И.В.Одинокова, доцент, докторант Московского государственного машиностроительного университета «МАМИ», к.т.н.

Приведены конструктивные и функциональные особенности селективного каталитического нейтрализатора. Изложены особенности конструкции и принцип действия модуля подачи мочевины и распыливающего воздуха. Дана оценка технической и экологической эффективности применения системы снижения токсичности и дымности современных дизелей.

__Ключевые слова:

сажевый фильтр, газовая аппаратура, каталитический нейтрализатор, датчик оксидов азота, сажа, оксиды азота, система управления, модуль подачи мочевины, распыливающий воздух.

нижение токсичности и дымности современных дизелем представляет собой сложную научно-техническую проблему [1]. Система нейтрализации отработавших газов (ОГ) современных отечественных и зарубежных дизелей содержит селективный каталитический преобразователь SCR (Selective Catalytic Reduction), состоящий из каталитического нейтрализатора в виде сотовой структуры и системы Denox.

Система SCR представляет собой селективное каталитическое снижение вредных веществ (ВВ). В дизельный катализатор системы очистки ОГ подают водный раствор мочевины Geregelien Diesel Katalysator (GD-Kat). Система окислительного нейтрализатора дизелей аналогична системе бензиновых ДВС [2].

Сравнительно низкая температура ОГ дизеля, равная 200...250 °С, недостаточна для организации эффективных каталитических процессов нейтрализации оксидов азота (NOx). Увеличение температуры ОГ на каждые 10 °С ведет к росту скорости химических реакций в 2-4 раза.

Принцип действия системы Denox заключается в организации химической реакции аммиака (NH3) с оксидами азота ОГ, в результате которой образуется азот и водяной пар. Система SCR выполняет функции сажевого фильтра ОГ и каталитического нейтрализатора. Схема нейтрализации ОГ в современном катализаторе приведена на рис. 1.

Процесс нейтрализации ОГ включает три выраженные области. Первая область представляет участок, лимитированный законом химической кинетики. Каталитический процесс окисления различных компонентов ОГ обусловлен диффузией

3

/

2 /

1

°50 100 150 200 250 300 350 Ш

Температура катализатора, °С

Рис. 1. Степень нейтрализации ОГ в зависимости от их температуры в современном катализаторе: 1 - химическая кинетика; 2 - диффузия; 3 - массоперенос; п - коэффициент нейтрализации

Рис. 2. Принципиальная схема окислительного нейтрализатора и сажевого фильтра современного дизеля:

I -входная полость газа; 2 - Х-зонд;

3 - катализатор; 4 -канал прохода ОГ; 5 - разделительная полость; 6 - керамическая полость; 7 - канал очищенного газа; 8 - фильтр частиц сажи; 9 - канал выхода ОГ; 10 - полость очищенного газа;

II - выходная полость газа; 12 - выходной патрубок; 13 -датчики давления;

14 - датчики температуры; 15 -корпус нейтрализатора; 16 - входной патрубок

молекул ОГ к рабочей поверхности катализатора и их окислением на его поверхности.

Гетерогенная реакция, протекающая на поверхности каталитического элемента, представляет собой уравнение баланса массы реагирующего компонента и может быть выражена зависимостью

Ут Се = к„ е/п Сх , (1) где Уг - объемный расход ОГ; с - текущая концентрация компонента ОГ, м3; к - константа скорости реакции в единице объема; /п - поперечное сечение потока газа (трубопровод), м2; х - текущее значение координаты по длине слоя катализатора, м.

Принципиальная схема окислительного нейтрализатора и сажевого фильтра современного дизеля приведена на рис. 2.

Принцип работы фильтра связан с задержкой частиц сажи и последующим их сжиганием. Величина гидравлического сопротивления не должна превышать 3,5...40 кПа. При пробеге 400...500 км электронный блок управления (ЭБУ) двигателя включает режим многофазного впрыска топлива.

Поверхность фильтрующего элемента покрыта тонким слоем катализатора, повышающего температуру до 560.600 °С. Толщина стенок между ее каналами не превышает 0,4 мм. Матрица сажевого фильтра задерживает до 80 % частиц размером 0,02.0,10 мкм. Нагреватель датчика защищен слоем глинозема (А1203). Мощность сигнала датчика нагревателя составляет 8 Вт.

При скоплении в фильтре достаточного количества сажи запускается процесс его регенерации, протекающей по командам системы управления двигателем. Процесс активной регенерации продолжается около 10 мин.

Перепад давления на сажевом фильтре определяется посредством дифференциального датчика давления 13. Объемный расход ОГ рассчитывается ЭБУ по величинам массового расхода

воздуха на входе в двигатель и температуры ОГ перед фильтром.

Выжигание сажи осуществляют путем впрыскивания небольшой дозы топлива при повороте коленчатого вала на 35° после ВМТ при движении автомобиля накатом. Испарение дополнительной дозы топлива происходит на такте расширения, исключая процесс самовоспламенения. Регулирование величины дополнительной дозы топлива осуществляют по сигналам датчика температуры ОГ, установленного после сажевого фильтра.

Структура и содержание твердых частиц в ОГ дизелей приведены на рис. 3.

Состав твердых частиц в ОГ современного дизеля следующий: углерод -41 %; углеводороды (топлива и масла) -10 %; сульфат (8О4) - 6 %; сера и оксиды металлов - 15 %; пары воды - 28 %.

Сажа представляет собой микроскопические углеродистые частицы различной формы, величины и структуры диаметром 0,05 мкм. Ядро частицы состоит из чистого углерода, на котором адсорбируются различные углеводородные соединения, оксиды металлов и серы. Размеры частиц при диффузионном сжигании составляют 0,02...0,50 мкм.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) сажи в воздухе составляет: максимальная разовая 0,15 мг/м3, среднесуточная 0,05 мг/м3.

Механизм образования сажи в случае термического разложения углеводородного топлива может быть представлен зависимостью

Рис. 3. Структура и состав твердых частиц ОГ современного дизеля: 1 - углерод; 2 - углеводороды; 3 - сульфат (804); 4 - сера и оксиды металлов; 5 - пары воды (Н2О)

2Сп Н2п+2 + пОН + Q1= пСО + пС + (2,5п+2) Н2 .

(2)

Схема выделения углерода в зависимости от параметров процесса сгорания приведена на рис. 4.

Общая продолжительность пребывания углеводородов в кинетической области ткр включает продолжительность прогрева рабочей смеси (т) до температуры самовоспламенения и продолжительность кинетической реакции (Дткр)

т = т + Дт . (3)

кр пр кр V '

Пребывание углеводородов в кинетической области ткр незначительно по величине и продолжительности в сравнении с диффузионным процессом и сопровождается незначительным выбросом сажи Ск в кинетической области.

Диффузии кислорода в зоне горения препятствуют продукты сгорания. Концентрация кислорода в объеме воздуха значительно больше концентрации его у зоны горения. Отсутствие достаточного количества кислорода в зоне горения тормозит химическую реакцию горения.

Продолжительность тдиф диффузионного горения складывается из продолжительности диффузионного перемешивания рабочей смеси, сопровождающегося нагревом компонентов, и временем протекания реакции тдиф при кинетическом горении ткр. Если продолжительность тдиф существенно больше, то количество выброса углерода существенно выше.

Продолжительность сгорания гетерогенной горючей смеси (тг) складывается из продолжительности возникновения физического контакта между горючим веществом и кислородом воздуха (тдиф) и времени для протекания самой химической реакции тдр

тг = тдиф + тдр , (4)

где тдиф - продолжительность контакта между горючим веществом и кислородом воздуха; тдр - продолжительность химической реакции при диффузионном сгорании.

Диффузионное перемешивание рабочей смеси сопровождается нагревом компонентов и увеличением времени при диффузионном сгорании тдр. Продолжительность тдр существенно больше кинетической величины. Количество выброса углерода в этой области существенно выше.

Снижение выброса углерода обеспечивают путем улучшения смесеобразования и быстрого подогрева рабочей смеси до температуры самовоспламенения, который сопровождается снижением реакции окисления и уменьшением продолжительности термического распада молекул углеводородов. Термический распад молекул происходит из-за тепловой неустойчивости углеводородов. Молекулы углеводородов претерпевают изменения в зависимости от температуры и длительности ее воздействия. Горение углерода носит гетерогенный характер и происходит на поверхности твердых частиц, содержание которых в ОГ нормируется. Кинетический параметр ткр незначителен по величине и сопровождается небольшим выбросом сажи в кинетической области.

Выброс твердых частиц может быть представлен зависимостью

ТЧ = 1,02 Сс + 0,277 Ст • Сп, мг/м3 , (5)

где Сс - содержание углерода в ОГ, г/м3; Ст - содержание углерода в топливе, %; Сп - содержание углерода в смеси, %.

Структура углеводородов, входящих в состав топлива, влияет на выброс сажи, содержание которой в ОГ возрастает при увеличении углеродного числа (отношение С/Н). Закономерность уменьшения выброса сажи обусловлена соотношением в топливе нормальных парафинов, олефинов и ароматических углеводородов [3, 4]. В ОГ дизелей сажа состоит из бесформенных частиц с размерами 0,3...100 мкм. Содержание сажи в ОГ двигателей составляет: для бензиновых двигателей 0,04 г/м3, для дизелей - 0,1.0,01 г/м3.

Рис. 4. Схема образования углерода в зависимости от параметров процесса сгорания:

1 - температура рабочей смеси, °С ;

2 - содержание сажи в ОГ, % ; Ск - содержание сажи при кинетическом сгорании;

Сд - содержание сажи при диффузионном сгорании; ^ - температура кинетического пламени, °С; Дткр - продолжительность кинетической реакции сгорания; тпр - температура прогрева рабочей смеси; ткр - продолжительность кинетической реакции; тдиф - продолжительность диффузионного процесса; Дтдр - продолжительность диффузионной реакции сгорания; ф - угол поворота коленчатого вала

Рис. 5. Влияние угла опережения впрыска топлива на выброс ВВ: 1 - N0,, %; 2 - СН, %; 3 - СО, %

Механизм образования сажи заключается в том, что энергетические условия в цилиндре дизельного двигателя оказываются достаточными для полного разрушения молекулы топлива. Легкие атомы водорода диффундируют в богатый кислородом слой, вступают с ним в реакцию и изолируют углеводородные атомы от контакта c кислородом.

Содержание сажи в ОГ уменьшается с увеличением угла опережения впрыска топлива (УОВТ), а при уменьшении УОВТ выделение сажи заметно возрастает (рис. 5).

Содержание сажи зависит также от температуры в зоне сгорания. Существуют и другие факторы образования сажи - наличие зон обогащенной смеси и зон контакта топлива с холодной стенкой, а также неоптимальная турбулентность смеси.

Скорость выгорания сажи зависит от размера частиц. Полное ее выгорание наблюдается при размере частиц меньше 0,01 мкм.

В современных дизелях в моторное масло попадает много сажи, которая загрязняет двигатель и способствует его преждевременному износу. Применение присадок к топливу уменьшает содержание сажи в ОГ. Снижение оксидов азота и сажи в ОГ автомобилей наиболее эффективно достигается путем рециркуляции отработавших газов (EGR - Exaust Gas Recirculation). Влияние рециркуляции ОГ на выброс сажи и оксидов азота показано на рис. 6.

Снижение сажи в ОГ сопровождается ростом оксидов азота. Уменьшение содержания сажи обеспечивают при повышении температуры сгорания и увеличении давление впрыска. Однако повышение температуры сопровождается увеличением оксидов азота.

Принцип действия системы Denox заключается в химической реакции взаимодействия аммиака с NO, в результате которой образуется N2 и H2O: CO(NH2)2 + H2 O = 2NH3 2 + CO2 ; (6) 2NH3 + NO + NO2 = 2N2 + 3H2 O . (7)

Применение аммиака в чистом виде имеет определенные трудности. В Германии концерном Total создан безопасный заменитель аммиака на водной основе. Аналогичный заменитель разработан в нашей стране [5]. Организован выпуск этой жидкости и получен сертификат качества.

Разработанная жидкость без цвета и запаха получила название AdBlue. Она содержит 32,5 % мочевины и 65,5 % воды. Температура замерзания ниже -11 °С.

Ш

is:

О

10 8 6 4

2 О

\ г]

о

О

СО $

о"

5

о

0.5

10 20 30 40 Rc,%

Рис. 6. Влияние рециркуляции на выброс сажи и оксидов азота: 1 - оксиды азота; 2 - сажа; £с - рециркуляция ОГ

Рис. 7. Принципиальная схема системы подачи мочевины современных дизелей: 1 - расходный бак; 2 - трубопровод прямой подачи жидкости; 3 - трубопровод возврата жидкости электромагнитного клапана подогрева жидкости; 4 - электромагнитный клапан подогрева жидкости; 5 - трубопровод возврата жидкости двигателя; 6 - двигатель; 7 - индикатор уровня жидкости; 8 - трубопровод расхода жидкости; 9 - блок управления автомобилем; 10 - линия питания блока двигателя; 11 - диагностический разъем ОВД; 12 - блок управления двигателем; 13 - трубопровод расхода воздуха; 14 - датчик температуры и влажности воздуха; 15 - трубопровод; 16 - воздушный фильтр; 17 - компрессор сжатого воздуха; 18, 22 - трубопровод подачи воздуха; 19, 20, 32, 36-39 - электрическая цепь; 21- модуль дозирования жидкости; 23 - дозирующая линия подачи жидкости; 24 - датчик температуры перед смесителем жидкости;

25 - смеситель жидкости и сжатого воздуха;

26 - форсунка подачи жидкости; 27- датчик оксида азота; 28 - каталитический нейтрализатор; 29 - датчик температуры ОГ;

30, 31 - трубопровод подачи жидкости;

33 - линейный фильтр жидкости;

34 - модуль со встроенным блоком управления; 35 - блок управления диагностическим оборудованием; 40 - датчик температуры

и уровня жидкости

К числу жидких катализаторов можно отнести водный раствор мочевины 32,5 %, применяемый для восстановления N0^

Особенность работы катализатора Denox заключается в применении специального дозатора мочевины, электронный импульс на который поступает от ЭБУ Принципиальная схема системы подачи мочевины современных дизелей приведена на рис. 7.

Система нейтрализации ВВ ОГ содержит расходный бак 1 с датчиком 40 температуры и уровня жидкости, связанный через трубопровод 2 с двигателем 6, модуль 21 дозирования жидкости с блоком управления, форсунку 26 подачи жидкости и смеситель 25 жидкости и воздуха.

Воздушный ресивер находится под давлением 1,0 МПа. Форсунка распыляет жидкость сжатым воздухом под давлением 0,35 МПа, которая впрыскивается форсункой 26 в поток ОГ перед смесителем 25 жидкости и распыляющего воздуха.

Согласно расчетам химических реакций, для расщепления 100 г NОx необходимо 4,1 г мочевины. При сжигании 1 кг топлива выделяется 82 г NОx. Для распыления 1 кг мочевины необходимо 8,75 кг воздуха. Расход мочевины составляет 3,5 см3/л топлива.

Реакция протекает в присутствии катализатора

(8) (9) (10) (11)

8 NH3 + 6N02 = 7^ + 12Н2 О ; 2 N0 + 02 = 2N02 ;

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

2 СО + 02 = 2С02 ;

4НС + 302 = 2С02 + 2Н2 О .

Эффективность метода каталитической нейтрализации ОГ достигает 90 %.

Нейтрализаторы Denox работают с подачей в систему выпуска аммиака NH3, высвобождаемого из мочевины ^Н2)2СО. Модуль подачи жидкости и распыляющего воздуха представлен на рис. 8.

Рис. 8. Модуль подачи мочевины и распыляющего воздуха:

1 - топливный бак; 2 - кабель обогрева; 3 - трубопровод возврата топлива; 4 - фильтр грубой очистки; 5 - мембранный насос; 6 - клапан сброса воздуха; 7 - фильтр тонкой очистки; 8 - датчик температуры мочевины; 9 -датчик давления мочевины; 10 - трубопровод прямой подачи мочевины; 11 - клапан; 12 - дозирующий модуль; 13 - трубопровод подачи мочевины и воздуха; 14 - ЭМФ; 15 - факел; 16 - смеситель мочевины и воздуха; 17, 23, 24 - обратный клапан; 18 - линия; 19 - датчик давления воздуха после дросселя; 20 - дроссель; 21 - датчик давления воздуха перед дросселем; 22 - регулирующий воздушный клапан; 25 - трубопровод прямой подачи воздуха; 26 - модуль; 27 - предварительный фильтр; 28 - воздушный ресивер (1,0 МПа)

Модуль подачи жидкости и распыляющего воздуха содержит топливный бак 1 для жидкости, подающий мембранный насос 5, клапан 6 сброса воздуха, дозирующий модуль 12, форсунку подачи жидкости 14 и кабель 2 обогрева трубопровода 10 прямой подачи мочевины.

Система нейтрализации МОх оснащена жидкостным мембранным насосом 5, обеспечивающим подачу мочевины из бака 1 к электромагнитной форсунке (ЭМФ) 14.

Дозатор 12 снабжен смесительной камерой 16 и клапаном 11. Модуль 26 подачи жидкости содержит дозирующий клапан, клапан сброса воздуха, фильтр предварительной очистки, датчик давления воздуха до ограничителя, кондиционер, датчик давления после кондиционера, насос подачи жидкости, датчики температуры, фильтр, датчик давления жидкости.

Система подачи воздуха содержит ресивер 28, регулирующий воздушный клапан 22, дроссель 20. ЭМФ оснащена воздушным каналом, сообщенным с пневматической системой автомобиля.

Давление в системе впрыска составляет 0,3... 0,6 МПа. Воздушный ресивер 28 находится под давлением 1,0 МПа. Форсунка распыляет мочевину под давлением 0,36 МПа.

Принципиальная схема датчика оксидов азота системы нейтрализации ОГ дизеля при работе на AdBlue приведена на рис. 9.

Датчик содержит сенсорный элемент, установленный после катализатора в глушителе, и электронный блок, размещенный на раме автомобиля. Датчик МОх оснащен электрическим нагревательным элементом, который активируется при включении зажигания. Команда на включение-выключение нагревательного элемента поступает по мультиплексной шине ОГ блока управления системы AdBlue.

Научные разработки и исследования

к\\\\\\\\\\\\

\

Рис. 9. Принципиальная схема датчика оксидов азота системы нейтрализации ОГ дизеля при работе на А(!В1ие: 1 - дроссель; 2 - второй нагнетательный элемент; 3 - вторая камера; 4 - заглушка; 5 - первая камера; 6 - первый нагнетательный элемент; 7, 9, 14 - каналы; 8 - штуцер; 10 - нагревательный элемент; 11, 13 - наружный и внутренний электроды; 12 - контрольный элемент

Рис. 10. Схема управления первого нагнетательного элемента датчика: 1 - контрольный элемент; 2, 3 - вторая и первая камеры; 4 - заглушка; 5 - первый нагнетательный элемент; 6 - наружный и внутренний электроды; 7 - дозатор; 8 - блок управления датчика N0^; 9 - микроамперметр; 10 - микровольтметр; 11 - блок управления ДВС; 12 - дозатор второй камеры; 13 - второй нагнетательный элемент

Датчик N0X состоит из первой 5 и второй 3 камер, первого 6 и второго 2 нагнетательных элементов, двух пар наружных и внутренних нагревательных электродов 11 и 13. Подача электрического напряжения сопровождается перемещением отрицательно заряженных ионов кислорода от отрицательного к положительному электроду.

Электронный блок датчика передает информацию замеров концентраций газов по мультиплексной шине на другие блоки управления. Анализ замеренных значений осуществляется в блоке управления системы AdB1ue [6, 7]. Схема управления первого нагнетательного элемента датчика приведена на рис. 10.

Работа первой камеры

Часть ОГ поступает в первую камеру 3. Концентрация кислорода в ней снижается для измерения малых доз оксидов азота в ОГ.

Вследствие различных долей кислорода в ОГ и контрольном элементе 1 на электродах 6 можно измерить электрическое напряжение. Блок управления 8 датчика NОx регулирует это напряжение на постоянное значение равное 1,0. При этом нагнетательными элементами кислород откачивается или закачивается, и таким образом концентрация кислорода в первой камере 3 регулируется до определенного значения.

Схема управления второго нагнетательного элемента датчика AdBlue приведена на рис. 11.

Работа второй камеры

Отработавшие газы поступают из первой камеры во вторую. Молекулы NОx в ОГ на специальном электроде распадаются на N3 и 02. Поскольку к внутреннему и наружному электродам приложено симметричное напряжение в 400 мВ, ионы кислорода перемещаются от внутреннего электрода к наружному. Возникающий ток ионов кислорода нагнетательного элемента является величиной для определения доли оксидов азота во второй камере. В связи с тем, что ток ионов кислорода нагнетательного элемента пропорционален доли оксидов азота в ОГ, то по этому параметру можно определить долю N0^

Ток накачки широкополосного Х-зонда в зависимости от а приведен на рис. 12.

Ток накачки пропорционален концентрации кислорода в ОГ и является мерой нелинейной величины а. С помощью тока накачки в измерительную камеру накачиваются ионы кислорода, создавая при этом напряжение между электродами в основном воздушном канале и измерительной камере.

Если в ОГ имеется избыток кислорода (бедная смесь), то элемент накачки направляет кислород наружу (положительный ток накачки). Если имеется недостаток кислорода (богатая смесь), то из-за разложения СО2 и Н2О кислород передается из окружающих ОГ в диффузионный зазор (отрицательный ток накачки). Поскольку при а=1 отсутствует необходимость транспортировать кислород, то ток в элементе накачки равен нулю.

Разность электродных потенциалов связана с парциальным давлением кислорода в анализируемом газе и сравнительной среде уравнением Нерста

Рис. 11. Схема управления второго нагнетательного элемента датчика AdBlue: 1 - контрольный элемент; 2, 3 - вторая и первая камеры; 4 - заглушка; 5 - первый нагнетательный элемент; 6 - наружный и внутренний электроды; 7 - дозатор; 8 - блок управления датчика; 9 - микроамперметр; 10 - микровольтметр; 11 - блок управления; 12 - дозатор второй камеры; 13 - второй нагнетательный элемент

Рис. 12. Ток накачки широкополосного Х-зонда в зависимости от коэффициента избытка воздуха а

66

где Е - разность электродных потенциалов ячейки, В; £=8,314 Дж/(моль-К) -газовая постоянная; Т - температура ячейки, К; 4.Р=4-96500 Кл/моль - количество электричества, необходимое для электрохимического переноса 1 моля кислорода; р0 и рх - парциальное давление кислорода соответственно в сравнительной среде и анализируемом газе, Па.

Если давление анализируемого газа равно давлению сравнительной среды, то отношение парциальных давлений в формуле (12) можно заменить отношением концентраций

(13)

RT , С0

F = тт In^

4F Сх

где С0 и Сх - объемные доли кислорода соответственно в сравнительной среде и анализируемом газе, %.

Концентрация выброса ВВ на выходе каталитического нейтрализатора может быть представлена зависимостью

^вых - А • СдВС + (Сдвс- А ■ Сдвс BX)e~ltc > (14)

где А - количество ОГ, не подвергающееся нейтрализации; СДВС - концентрация нейтрализуемого вредного компонента ДВС; l - длина сотового канала, м; t - температура каталитической поверхности, °С; с - относительная активная поверхность нейтрализатора.

При отсутствии сигнала в память неисправностей блока управления двигателя заносится ошибка. Включаются лампа Check Engine К83 (MIL) и контрольная лампа системной ошибки AdBlue на дисплее комбинации приборов. Датчик NOx с нагревательным элементом включается только после того, как будет установлено, что конденсат не может разрушить керамическое покрытие датчика. Для этого температура в системе выпуска ОГ должна быть выше точки росы для воды, чтобы возможность нахождения конденсата воды в датчике была исключена.

Применение мочевины в системе нейтрализации ОГ дизеля снижает на 100 °С температуру начала химических реакций. Применение присадки к топливу снижает температуру выжигания сажи.

Неисправная система характеризуется снижением мощности двигателя на 30.40 % и увеличенным расходом топлива до 15 %.

Для снижения выбросов NO^, наиболее перспективно применение нейтрализатора адсорбционно-каталитического типа Denox. Использование SCR для отечественного автомобилестроения обеспечивает нормы Евро-5. Селективный каталитический преобразователь обеспечивает нейтрализацию продуктов неполного сгорания и оксидов азота.

_ Литература

1. Марков В.А. Токсичность отработавших газов дизелей и возможность ее снижения // Грузовик. - 2009. - № 8. - С. 27-41.

2. Двигатели на природном газе с блоком управления EGCA. Электрооборудование. Фирма MAN Truck Bus Aktiengesellschaft, 2011. - 166 с.

3. Газобаллонная установка на сжиженном газе Bi Fuel. Service Training VSQ-1. Программа самообучения 427. VOLKSWAGEN Group Academy. http:jetta_club.arg/uploads/SSP_rus 427 dreysteija. Pdf2009. - 59 с.

4. Марков В.А., Девянин С.Н., Маркова В.В. Оценка экологической безопасности силовых установок с дизельными двигателями // Безопасность в техносфере. - 2014. - № 2. - С. 23-32.

5. ГОСТРИСО 22241-1-2012. Двигатели дизельные. Восстановитель оксидов азота AUS 32. Часть 1. Требования к качеству. - М., 2013. - 8 c.

6. http/gas-energy-blue-power. Ruinformatsiya /106-gazodizel-blue-power.

7. Copyright: MAN NutzfahrzeugeAG, 2009. - 96 рp.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.