Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры

Из прошедшего раздела было выяснено что посреди направлений решения препядствия нейтрализации отработавших газов автомобиля наибольшее распространение получили способы и средства каталитической нейтрализации, исследования проявили, что, обогрев катализатора для решения задач нейтрализации оказывается нужен. Но, системы управления температурой катализатора по аспекту минимизации вредных отработавших газов в узнаваемых работах не рассматривались.

В качестве метода Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры управления предлагается использовать электронный нагрев катализатора до его рабочих температур.

Электронный нагрев катализатора дает возможность обойтись без энергии, затрачиваемой движком на нагрев катализатора жаркими газами.

Время включения работы катализатора должно быть как можно короче для того чтоб как можно резвее нейтрализовать загрязняющие выбросы автомобиля. Не считая того Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры, время включения в работу трехкомпонентного катализатора обычно выше, чем у катализатора на базе дизельного окисления. Это значит что в течение ограниченного периода времени, на трехкомпонентный катализатор должен быть подан высочайший уровень энергии чтоб достигнуть температуры хорошей для процесса нейтрализации. Обычно никаких других мер нагрева не требуется, как катализатор активирован Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры. Рис. Указывает достижение нужной температуры в катализаторе с обогревом и без обогрева. Стратегия работы катализатора на базе обогрева мотора осуществляется методом искусственного ухудшения процесса горения, к примеру, в двигателе внутреннего сгорания употребляется поздняя температура воспламенения, либо в дизельном движке поздний впрыск. Так в итоге сгорание не отлично, когда температура Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры выхлопных газов выше. Предстоящая стратегия заключается в том, чтоб бросить несгоревший углеводород в выхлопных газах, и таким макаром, конвертируют энергию горючего в тепло в катализаторе при помощи процесса окисления. Все же эта стратегия может прирастить выбросы вредных веществ зависимо от точки нагрузки, как следует, ее можно использовать исключительно в ограниченной степени Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры. Для того чтоб повысить количество энергии, подаваемой на катализатор, скорость вращения мотора также возрастает с следующим повышением массы потока через движок и через катализатор. Это дает существенное ускорение в системе нагрева, ценой предстоящего роста расхода горючего. Потому что более плотные массы потока при более высочайшей температуре, передаются в Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры катализатор, часть выхлопных газов поглощает другая часть системы выхлопа. Часть энергии, поглощаемое пассивными компонентами (т.е. не принимающие активное роль в каталитической конверсии) представляет собой энергопотерю. С другой стороны, если катализатор электрически нагрет тогда, нужное количество энергии может быть введено конкретно в катализатор, таким макаром реально избежать утрат для пассивных Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры компонент. Не считая того, повышение массы потока выхлопных газов не будет нужно потому что нужное количество энергии существенно понижается. На рис. Показаны главные потоки энергии используя способ нагрева движком и способом электронного нагрева.

Рис.

На рис показано количество сжигаемого горючего при нагреве и без нагрева катализатора (правая часть Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры оси Y) и на теоретическом уровне приобретенная энергия (левая часть оси Y) из горючего с КПД преобразования 100%. Эффективность стратегии нагрева катализатора с другой стороны определяется отношением энергии, которая поступает на конвектор и теоретического количества энергии, доступной от более высочайшего расхода горючего.

Для того чтоб вычислить эту эффективность, разность Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры энергии выхлопных газов при разных положениях в системе выпуска отработавших газов определяется, основываясь на соответственных температурах выхлопных газов с применением и без внедрения электронного нагрева катализатора. Наблюдалось количество энергии в течении 100 сек после пуска мотора. Эффекты нагревания жарких масс в движке и системе выпуска также отражены в итоге как энерго Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры утраты.

Рис. 5 указывает, что количество энергии, введенной в выхлопные газы, используя нагрев движком, рассчитывается с внедрением перепада температур выхлопного газа по сгустку турбонагревателя. Сопоставление количества энергий (теоретической энергии от горючего и энергии, применяемой для нагрева катализатора) указывает, что только 40% сжигаемого горючего в движке преобразуется в разнице температур.

Последующая Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры стадия работы состояла в анализе энергетического профиля потока повдоль выхлопной системы. Рис 6 указывает количество энергии в подготовительном состоянии катализатора. Можно следить, что после 100 сек только около 300 кДж достигнули катализатора, а это значит что только около четверти энергии, сначало введенной отлично употребляется для нагрева катализатора. Не считая того, есть Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры факт, что значимая часть этой энергии была применена для нагрева дополнительного расхода потоков масс, при нагреве катализатора движком. Рис 7 указывает теоретическое количество доступной энергии (горючего), а энергия которая добивается коллектора и катализатора как следует введенной пропорции хим энергии, это практически прибывает в катализатор в форме высочайшей температуры.

РИС

РИС

Для того чтоб Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры гарантировать реальную базу для сопоставления нужных энергий нагревом электрически нагреваемым катализатором (ЭНК) с мощностью 1800 Вт был активирован до того времени пока эмиссия выхлопной трубы такого же уровня как и в этом случае нагрева катализатора движком. В данном случае время включения в работу ЭНК было 80 сек. Надлежащие выбросы приведены Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры на рис.8

РИС

Чтоб провести анализ нужного количества энергии, для обогрева катализатора, используя EHC, нужны довольно глубочайшие познания эффективности разных компонент, участвующих в энергетическом преобразовании. Это, с одной стороны, эффективность бензинового двигателя т.е. толики хим энергии, которая преобразуется в механическую работу, и, с другой стороны, эффективность электронного генератора при Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры преобразовании механической энергии в электронную. Обе степени эффективности значительно зависят от точки нагрузки рассматриваемой и, как следует, должны быть изготовлены в виде карты, до того как делать четкие заявления. Не считая того, любые механические утраты должны быть приняты во внимание. Для этого исследования была применена модель, имитирующая всю Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры структуру тс, включая все эффективности и утраты, которые должны быть приняты во внимание. Моделирование обычных случаев с обогревом катализатора движком и без него, указывает потрясающую корреляцию, что значит, что результаты, определенные с электронным обогревом представляют неплохую оценку.

Рис 9 указывает температуру в катализаторе с внедрением разных процессов нагревания. Можно увидеть, что Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры схожий уровень температуры может быть достигнута при помощи электронного нагрева катализатора либо нагрева катализатора движком, даже если энергия ЭНК намного ниже. В большей степени это эффект от более низкой скорости массового потока в ЭНК, чем нагрев движком.

РИС 10

Это значит, что в катализаторе нагреваемым движком энергия состоит из Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры 2х компонент: 1-ый – энергия нужная для нагрева потока массы до температуры, достигаемой в процессе обычной работы. Во-2-х, энергия нужная для нагрева дополнительного массового расхода до хотимой температуры. Вторым шагом нужно подогреть катализатор как можно резвее. Потому для того чтоб достигнуть определенной температуры катализатора нужен уровень энергии практически втрое превосходящий Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры уровень энергии, применяемый для нагрева катализатора электронным нагревателем.

Естественно, есть вопрос цены. Сложное проектирование и изготовка ЭНК вызывает более высочайшие издержки по сопоставлению со стандартным катализатором. Не считая того, дополнительный расход будет нужен для интеграции ЭНК в электронной архитектуре тс. В итоге ясного роста эффективности, но, потенциал Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры для компенсации может быть найден в другом месте, к примеру, относительно объема катализатора либо загрузки драгоценного металла. В конце концов, даже издержки, чтоб уменьшить выбросы CO2 должны быть приняты во внимание. Рис. 11 указывает сопоставление системных издержек, при применении катализатора дизельных движков легкового автомобиля в качестве примера. Основание для вычисления - объем катализатора Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры дизельного мотора 1.5 L с загрузкой 3,93701 г/см3. Для ЭНК объем 1.2 л был использован, также уменьшенная загрузка 2,62467 г/см³. Разумеется, что в дополнение к прибыли исходя из убеждений эффективности система также предлагает потенциал в отношении цены, в особенности, когда эффект сбережений в выбросах CO2, также их эффекте на хоть Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры какой налог штрафа, который может быть использован, принят во внимание.

РИС

В дизельных движках температурный уровень в катализаторе был значительно снижен из-за полноты сгорания за счет оптимизации созданной для более низкого расхода горючего. Не считая того, из-за NOx был внесен процесс рециркуляции выхлопных газов с высочайшим Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры повышением выбросов HC и CO. Это значит, что становится все более тяжело выполнить высочайшие требования к выбросам автомобиля, потому что сокращение HC и CO затронуто, специально для прохладного пуска. С одной стороны, требуется много времени для включения в работу катализатора – для заслуги температуры окисления ВВГА; с другой стороны, в динамической Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры эксплуатации температура превосходит нужную. Перепад температур для значимого улучшения эффективности находится в области 20 – 50K. Беря во внимание массовый поток в NEDC, энергия которая должна быть предоставлена в течение относительно долгого периода времени может быть получена, как это показано на рис. 12.

РИС

Можно увидеть, что очень огромное количество энергии требуется Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры, чтоб наращивать температуру выхлопных газов. Как 2-ой пик достигнут, энергетическое требование намного ниже, чтоб получить хотимый эффект. Предстоящее применение тепла будет нужно, чтоб сохранить температуру на хотимом уровне, в особенности в неработающей фазе. Из-за этого нюанса, современная архитектура тс, показывающая встроенные стартстопные функции, также энергетическое излечение тормоза в фазах Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры замедления, предлагает большой потенциал оптимизации относительно генерации нужной энергии.

Принимая во внимание исследования дизельного катализатора был сравнен набор разных обогревающих стратегий относительно получающегося дополнительного употребления, также воздействие на эмиссию. Сразу и стартовая точка для электронного нагревания и его длительность варьировались. Не считая того, тепло было использовано на Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры локализованной базе в фазах замедления, чтоб предупредить хоть какое остывание подложки.

РИС


РИС
РИС

При сохранении уникальной калибровки мотора OEM‟s и использовании начальной стратегии нагревания от нуля до 200 Сº, выбросы CO могут быть сокращены примерно на 60%; но, это также приводит к дополнительному расходу горючего примерно на 3%. Так тест указывает время Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры нагревания от 0 до 60, в этот период фактически, никакое улучшение эмиссии не достигается так как, нет способности добиться включения в работу катализатора из-за температуры для которой на существенно ранешней стадии требуется внедрение высочайшего уровня энергии. Если мы используем тот же обогревающую стратегию, но запускаемся в 60 сек, может быть Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры достигнут существенно расширенный эффект, плюс есть возможность предстоящего совершенствования следующей обработкой и анализом, нагревающейся во время фаз замедления. Все это может быть достигнуто без хоть какого дополнительного расхода горючего при помощи рекуперированной энергии. Итог этой первой оптимизации указывает, что есть возможность уменьшить выбросы CO на 43% со дополнительным расходом горючего 1%. Обычная Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры ситуация, в какой низкая температура делает делему, является низкой эксплуатацией загрузки, к примеру городской цикл. Рис. 15 указывает температуры тс малой грузоподъемности с системой SCR в (городском) Цикле, где электрически подогреваемый катализатор размещен в восходящем направлении катализатора SCR. Сразу, нагревающаяся стратегия была отобрана, чтоб гарантировать, что дополнительное тепло только добавлено к Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры температуре выхлопных газов 180°C, таким макаром гарантировав, что температура в катализаторе SCR может быть сохранена на неизменном уровне. Потому даже при этих критериях, было достигнуто очень не плохое окисление NOx.

РИС

Понятно, что, даже при температурах ниже 180°C, SCR катализатор добивается конверсионной эффективности NOx, где достаточное Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры количество аммиака сохранено в покрытии. Поставка аммиака либо инжекция AdBlue, является вероятным пуском с малой температурой (меж 160 и 180°C), чтоб гарантировать соответственное испарение, подготовку и гидролиз. Чтоб иметь наименьшую эффективность даже в низких фазах загрузки во время критерий движения, схожих первым 300 сек цикла без высочайшего уровня энергии, чтоб подогреть всю Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры систему выхлопа, может быть ввести AdBlue во время работающих вхолостую фаз с другой стратегией. Поток малой массы во время неработающего ведет, с той же мощностью от катализатора с обогревом, к более высочайшим температурам выхлопных газов и самого ЭНК. Это гарантирует, что введенный AdBlue может также быть выпарен и подготовлен, даже при Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры низкой температуре на входе выхлопного газа. Рис. 16 указывает сопоставление меж газом и нагретой температурой элемента в спектре для разных точек нагрузки. Можно увидеть, что, даже с относительно низкой мощностью 1 кВт, температура в спектре 200°C может быть достигнута в элементе с обогревом и выхлопных газах, тогда как во время обычного Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры функционирования только очень маленькие различия в температуре могут быть сгенерированы.

Невзирая на его возраст, электрически катализатор с обогревом, оказывается, на сто процентов современен, так как он представляет безупречное дополнение к текущим требованиям к выхлопам тс, показывающим энергетическое восстановление. Хорошей координацией разных функциональностей и операционных характеристик также Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры может быть, с электрически катализатором с обогревом, добиться действенного термического управления даже исходя из убеждений эффективности использования энергии. По сопоставлению с обыденным катализатором нагревающимся при помощи мотора, EHC, указывает много преимуществ, такие как локальная энергетическая доставка, куцее время отклика и не плохое управление с независимостью от точки нагрузки мотора. Как следствие могут Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры быть приняты новые обогревающие стратегии, а именно даже для Систем SCR.

[Статья работах Manuel Presti, Lorenzo Pace. An Alternative Way to Reduce Fuel Consumption During Cold Start: the Electrically Heated Catalyst и Martin Weiss, et al. Analyzing on-Road Emissions of Light-Duty Vehicles with Portable Технологическое решение на основе ЗСУНВГА путем регулирования температуры Emission Measurement Systems (PEMS) перевод + перевод рисунков]

Таким макаром, можно прийти к выводу о необходимости использования каталитического нагревателя в выхлопной системе и использования системы контроля над ее исправностью.


tehnogennoe-vozdejstvie-na-ugodya-zapovednika-lebyazhi-ostrova.html
tehnokultura-i-giperrealnost.html
tehnologchne-zabezpechennya-tochnost-geometrichnih-parametrv-konstrukcj-bagatopoverhovih-karkasno-monoltnih-budvel-referat.html