2010-01-0301

Обзор уровня и контроля выбросов дизельного двигателя

Сфера применения
В этом обзоре суммируются последние достижения в сфере выбросов дизельных двигателей: нормативы, двигатели, контроль NOx (оксиды азота), снижение уровня твердых частиц (PM), окисление углеводородов (HC) и CO.

Предлагаются технические нормы с предложениями нормативов по PN (количеству твердых частиц), предусматривающих применение противосажевых фильтров (DPF) на автомобилях стандарта Euro VI в 2013-14 годах, и средние нормативы по выбросам для автомобилей SULEV (автомобили со сверхнизким уровнем выбросов) при эксплуатации в легких режимах (LD), которые будут предложены в штате Калифорния примерно в 2017 году. Технические нормы на CO2 также повлияют на дизельные двигатели и уровни выбросов, возможно, на длительную перспективу.

Новые технологии в области двигателей направлены на решение этих проблем. Мощные (HD) исследовательские двигатели демонстрируют снижение NOx на 90% при том же показателе PM и уровне расхода топлива, что и на контрольных серийных двигателях 2007 года. Начинаются работы над мощными бензиновыми двигателями, которые обещают хорошие результаты. В области легких двигателей (LD) развивается направление повышения компактности, а сокращение NOx оформилось в стратегию сокращения расхода топлива.

В последнее время появилось множество сообщений об оптимизированных системах избирательной каталитической нейтрализации (SCR). Каталитический нейтрализатор SCR можно установить на входе, выходе или непосредственно на самом фильтре DPF. Ведутся работы в области не содержащих мочевину аммиачных систем, смешанных цеолитовых каталитических нейтрализаторов и в фундаментальных областях, таких как хранение аммиака, влияние серы и механизмы реакций. Прогресс в сфере денитрификации на базе углеводородов, например, ловушки оксидов азота (LNT), позволяет лучше понять вопросы долговечности, восстановления при температурах десульфатации и использования комбинированных систем LNT+SCR, где LNT калибруется на образование аммиака для использования его в расположенном ниже SCR.

Контроль твердых частиц становится высокоэффективным. Мощные двигатели US2007 отличаются высокой чистотой, а системы DPF снижают выбросы твердых частиц, углеводородов и CO до уровня, который на 10% ниже норматива. Успехи в регенерации DPF достигнуты в сфере стратегий, моделировании нагрузки твердых частиц и утилизации каталитических нейтрализаторов. Улучшается понимание влияния каталитических покрытий на содержание твердых частиц в выбросах, а также поведения собранной золы. Регенерация сажи на основе NO2 очень важно для надлежащего функционирования противосажевых фильтров. Влияние биодизельного топлива на функции DPF становится более понятным.

Наконец, разрабатываются дизельные окислительные катализаторы (DOC) для применения в сочетании со стратегиями сгорания с предварительным смешиванием топлива, которые лучше работают при низких температурах, низких уровнях кислорода и высоких уровнях углеводородов и CO. Проблема переноса платины (Pt) в каталитические нейтрализаторы SCR из DOC при продолжительном воздействии высоких температур (850°C, 16 часов) в некоторой степени компенсируется использованием палладия (Pd) для частичной замены платины.

Дата публикации: 2010-04-12
Разработчики: Тимоти В. Джонсон (Timothy V.Johnson) - Corning Inc.

Следить за информацией