Может плохо работать дизельный двигатель из а катализатора: Катализаторы для дизельных двигателей | Системы снижения токсичности автомобиля

Содержание

Катализаторы для дизельных двигателей | Системы снижения токсичности автомобиля

Дизельные двигатели всегда работают с избытком воздуха и в силу конструкции имеют небольшие выбросы СО и углеводородов. В результате в дизельном двигателе не хватает СО для восстановления оксидов азота в традиционных катализаторах. По этой причине в дизельных двигателях нельзя устанавливать катализаторы тройного действия. Для дизельных двигателей нужно было разработать совершенно новые концепции очистки ОГ. Уменьшения концентрации вредных веществ лишь за счет внутримоторных технологий уже недостаточно. Ниже описаны некоторые новые, внешние системы очистки ОГ для дизельных двигателей.

Дизельный катализатор

Рис. Дизельный катализатор

Традиционный дизельный катализатор представляет собой обычный окислительный катализатор для нейтрализации оксида углерода и углеводородов. В качестве благородных металлов для окисления используются платина и частично палладий. Из-за высокого содержания кислорода в ОГ процессы окисления в катализаторе протекают очень эффективно. СН и СО окисляются уже при температурах выше 160°С.

Поскольку частицы захватывают также углеводороды и оксид углерода, то прилипающие к частицам вредные компоненты нейтрализуются. С использованием окислительных катализаторов нельзя существенно снизить собственно выбросы частиц. Пройдя через катализатор, частицы становятся примерно на 30% легче, поскольку в нем нейтрализуются содержащиеся в частицах и прилипшие к ним углеводороды и оксид углерода. Зерна сажи остаются. Для соблюдения предельных значений Евро-2 и Евро-3 это уже был пройденный путь. Для выполнения же требований Евро-4 и других стандартов этого уже недостаточно.

SCR-катализатор (Катализатор с селективным каталитическим восстановлением)

С появлением нормы Евро-4 значительно снизились предельные концентрации вредных компонентов и для грузовых автомобилей. По сравнению с Евро-3 для оксидов азота это означает уменьшение на 30%, а по выбросам частиц — даже на 80%. С 2005 года в Европе была серийно запущена технология SCR-Для стандарта Евро-5 дополнительно требуются датчики NOx и аммиака (Nh4). Новые системы в сочетании с сажевыми фильтрами обеспечивают большой потенциал и для использования в легковых автомобилях. Следует обратить внимание, что накопительные SCR-катализаторы не только имеют точку начала температурного скачка (около 200°С), но и не позволяют достичь достаточной степени нейтрализации выше определенной температуры (около 450°С).

Сочетание сажевого фильтра, рециркуляции ОГ и систем катализаторов, работающих по принципу селективного каталитического восстановления (SCR), готово к пуску в серийное производство, а у некоторых автопроизводителей этот вопрос уже решен.

Эти катализаторы называют также SINOx-катализаторами. Покрытие катализатора состоит из V205/TiO2 (оксида ванадия или диоксида титана) или V205/W02/TiO2 (оксида ванадия, диоксида вольфрама или диоксида титана). Для восстановления оксидов азота нужно впрыскивать восстановитель в ОГ перед катализатором. Он превращает оксиды азота в N2 и Н2O. Степень нейтрализации составляет около 90% NOx. В качестве восстановителя используется газообразный или растворенный в воде аммиак (Nh4) или мочевина ([СО (Nh3)2]). Разложение раствора мочевины происходит в гидролизном катализаторе (полное нейтрализация Nh4 и СO2). В качестве гидролизных катализаторов можно использовать как отдельные оксиды металлов — AL2O3 и CO2 (анатас) так и имеющиеся в катализаторе оксиды благородных металлов. Химические реакции превращения оксидов азота начинаются примерно при 200°С и протекают по следующим уравнениям:

4 NO + 4 Nh4 + O2 —> 4 N2 + 6 h3O
6 NO2 + 8 Nh4 -> 7 N2 + 12 h3O.

Рис. Комбинированная система очистки ОГ [источник: Bosch]

Технология SCR базируется на добавке, впрыскиваемой в поток ОГ. В качестве добавки используется 32,5% водный раствор мочевины (±0,5%), находящийся в отдельном баке. Водный раствор мочевины называют AdBlue, он специфицирован стандартом DIN 70070. Расход AdBlue составляет около 4-6% расхода топлива. Раствор мочевины впрыскивается в поток ОГ, где она под воздействием температуры и содержащейся в ОГ воды выделяет аммиак. Аммиак превращает образующиеся при сгорании оксиды азота в SCR-катализаторе в молекулярный азот и воду.

Точная дозировка добавки, зависящая от нагрузки и оборотов — один из центральных факторов регулировки системы. Отношение мочевины к дизельному топливу составляет около 6:100. Дозировка в основном зависит от температуры катализатора и общих выбросов NOx. Однако учитываются и обменные реакции NOx, поглощение Nh4 в катализаторе, температура наддувочного воздуха и влажность воздуха. Впрыск добавки происходит согласно характеристике. Очистка ОГ на базе технологии SCR позволяет снизить выбросы оксидов азота на 80% и кроме того, уменьшает выбросы частиц примерно на 40%.

Благодаря технологии SCR грузовые автомобили легко выполняют жесткие требования по содержанию NOx стандарта Евро-4 и даже Евро-5.

Для оптимальной реакции в катализаторе важна точная дозировка и регулирование впрыска мочевины. Для этого необходимы датчики, измеряющие температуру, концентрацию, электропроводность и уровень заполнения раствора мочевины, и передающие данные в реальном времени в систему контроля SCR. Измерение температуры важно потому, что при -11 °С раствор замерзает, а замерзшая мочевина расширяется примерно на 10%. При слишком сильном падении температуры бак и трубопроводы необходимо обогревать. Отдельные компоненты системы должны быть рассчитаны на давление замерзшей мочевины. Выше порядка 40°С стабильность AdBlue низка, и может потребоваться дополнительное охлаждение добавки.

Важную роль играет новый датчик мочевины. Если датчик фиксирует сильно отличающуюся, например, явно слишком малую концентрацию мочевины в баке, то впрыск прекращается. Концентрация определяется по принципу электропроводимости раствора.

Таким образом, можно распознать как слишком низкий уровень заполнения, так и (по косвенным признакам) наличие посторонних веществ в баке. Эта информация может отображаться на панели приборов или обрабатываться системой OBD. Возможен также механизм контроля, автоматически снижающий мощность двигателя на 30-50%, если в баке оказывается слишком мало мочевины. Возможно два варианта датчиков. Так называемый DT-датчик находится в выпускном трубопроводе между бачком с мочевиной и насосом и измеряет концентрацию, электропроводимость и температуру протекающего раствора мочевины. DLT-датчик — многофункциональный датчик, находящийся непосредственно в бачке и контролирующий уровень заполнения.

При недостаточной температуре или времени реакции в системе SCR могут образовываться нежелательные побочные продукты (например, сульфат аммония или гидросульфат аммония). Эти побочные продукты могут деактивировать катализатор. Если после SCR-катализатора установить окислительный катализатор, то возникает опасность повторного образования NOx. Проблематичной является дозирование мочевины или аммиака при непостоянных условиях эксплуатации двигателя. Здесь кроется самая большая проблема для запуска серийного производства. Системы очень чувствительно реагируют на ошибочные дозы. Если ввести слишком мало мочевины, то ограничится степень нейтрализации, если ввести ее слишком много, то некоторая часть восстановителя будет выброшена неизрасходованной. Это приводит к появлению неприятного запаха и новым выбросам вредных веществ. Подача восстановителя происходит в зависимости от характеристики.

Концерн Mercedes-Benz для своих новых дизельных катализаторов использует добавку под названием BluTec, похожую на AdBlue. Еще одной альтернативой, которую можно использовать в качестве добавки, является «Denoxium». Это смесь водного раствора мочевины и аммонийной добавки. Ее свойства очень похожи на свойства AdBlue, но температуру замерзания можно понизить до -35 °С. В качестве добавки можно также использовать мочевину в твердой форме. Проблемой в этом случае является образование токсичных паров, если автомобиль загорится. Для применения в легковом автомобиле опробуется впрыск мочевины с воздухом. В таблице приведено сравнение возможных восстановителей на основе мочевины.

Таблица. Сравнение восстановителей для SCR-катализаторов

Основной проблемой всех новых систем катализаторов является их чувствительность к сере. Особенно у накопительных катализаторов пространства для оксидов азота могут быть заняты и серой, из-за чего резко падает способность катализатора к аккумулированию NO4. Уже при небольшом пробеге имеет место отравление серой и нейтрализации оксидов азота оказывается недостаточно. Эта проблема касается бензиновых и дизельных двигателей. На рисунке изображена основная зависимость степени нейтрализации от содержания серы в топливе.

Рис. Характеристика степени нейтрализации в зависимости от содержания серы в топливе

Прочие системы катализаторов для дизельных двигателей

Катализатор CH-SCR (Катализатор с СН-селективным каталитическим восстановлением)

Функцию аммиака, как восстановителя, могут выполнять и другие, безазотные восстановители — например, углеводороды, которые всегда содержатся в выхлопе в известной концентрации. При необходимости можно впрыскивать дополнительный восстановитель (топливо) либо сразу после сжигания в камеру сгорания или непосредственно перед катализатором в систему выпуска. Удаление оксидов азота происходит путем восстановления имеющихся углеводородов. Чтобы система работала оптимально, необходимо определенное соотношение СН и NOx. Степень нейтрализации может составлять до 60% NOx. При температуре ниже 100°С поглотительная способность системы очень мала, а свыше 350°С могут окислиться используемые цеолиты (щелочные силикаты алюминия). До сих пор известно два основных способа: низкотемпературные катализаторы на базе платины и высокотемпературные катализаторы на базе цеолитов.

Рис. Преобразование СН

На рисунке показана зависимая от температуры картина нейтрализации молекул СН.

Селективная рециркуляция оксидов азота (SNR)

Еще один перспективный вариант — селективная рециркуляция оксидов азота. В NO-адсорбере со щелочным или щелочноземельным покрытием улавливаются и отфильтровываются оксиды азота NCK Во время накопления оксиды азота каталитически окисляются. Затем в камеру сгорания возвращается NO, где преобразуется. Оксиды азота NOx улавливаются уже при температуре ОГ 150°С, а отдаются лишь при 350°С.

Плазменная технология и микроволновая индукция

При плазмоиндуцированной очистке в отработавших газах создаются радикалы. Радикалы запускают реакции разложения или превращения вредных компонентов. Отработавшие газы проходят через реактор, в котором высокоэнергетические электроны создают радикалы. Плазма — это газ, ионизирующийся при подаче электрического напряжения. Из-за большого количества свободных электронов она обладает высокой химической активностью. Эта активность используется для проведения реакций, для которых потребовалось бы большое количество энергии при значительно более низких температурах. Помимо восстановления оксидов азота также происходит уменьшение выбросов частиц. Преимуществом этих систем является независимость от температуры ОГ и мгновенное действие при включении плазмогенератора. Таким образом, система может начать работать сразу после холодного пуска. Проблемы этих систем заключаются в их очень высоком энергопотреблении, приводящем к увеличению расхода топлива и снижению степени нейтрализации оксидов азота до неудовлетворительного уровня. Эти разработки пока находятся на начальной стадии.

Для снижения вредных выбросов также апробируются технологии с микроволновой индукцией. По микроволновому нагреву уже есть перспективные наработки и небольшие прототипы, но еще требуется прояснить множество моментов:

  • обеспечение надежного экранирования микроволновой энергии;
  • обеспечение электромагнитной совместимости (ЭМС) системы в целом;
  • обеспечение достаточно большой микроволновой энергии без дополнительной нагрузки на бортовую сеть;
  • обеспечение достаточно компактной конструкции для встраивания в автомобиль.

Приемлемые решения и в этой системе появятся лишь через несколько лет.

Удаление катализаторов автомобиля дизельных двигателей

Удаление катализаторов автомобиля для дизельных двигателей

Для уменьшения выбросов вредных токсичных веществ, углекислого газа, сажи в окружающую среду на автомобилях устанавливается система очистки. Важнейшей деталью для очищения выхлопа дизельных двигателей является каталитический нейтрализатор. Катализатор, используемый на машинах с бензиновыми двигателями, отличается от устанавливаемого на авто с дизельным топливом. Это связано с разной системой зажигания.
 
Как правило, на машинах с соляркой ставят сажевый фильтр и дизельный катализатор. Выпускаются очищающие системы выхлопа дизельного двигателя с фильтром и катализатором. Фильтр служит для удаления сажи, а катализатор нейтрализует оксид углерода и углеводорода в выхлопе. На машинах с дизелем ставят несколько катализаторов. Катализатор на дизеле устанавливается перед выпускным коллектором и рассчитан на 100 000 км пробега. Затем он забивается, нарушая работу автомобиля:

  • загорается и горит постоянно лампочка «Check engine»;
  • двигатель глохнет или не заводится;
  • больше расходуется топлива;
  • уменьшается тяга и снижается мощность мотора.

Снижает срок службы катализатора машины:

  • качество топлива;
  •  где и как она ездит.

А так как дизельный катализатор выполняется из частей сплавов платины, палладия стоимость его составляет 400-600 евро.

Что делать при забитом катализаторе
 
Удаление катализаторов на авто не решает проблем с работой двигателя. На входе и выходе узла автомобиля устанавливаются датчики, которые контролируют работу и передают сигналы на ЭБУ. Которая запускает очищение, корректирует подачу топлива. При этом температура возрастает до 700 °С и сажа сгорает. При удалении катализатора:

  • не происходит увеличение тяги;
  • мощность временно увеличивается на 10%;
  • работа дизеля не нормализуется;
  • появляется посторонний запах.

Для устранения этих причин устанавливают пламягаситель, который:

  • устраняет запах;
  • восстанавливает мощность;
  • снижает температуру выхлопа;
  • уменьшается расход рабочей жидкости;
  • срок службы турбины увеличивается.

Но при этом отработанные газы не очищаются, срок службы выхлопной трубы уменьшается. Ездить на таком авто можно на территории России, не там где действуют стандарты ЕВРО 4-6.
 
Как проходит замена
 
Удаляют катализатор автомобильный в Москве в тюнинг ателье VC-Tuning. Замена на пламегаситель проводится в мастерской возле метро Анино, по адресу: Востряковский проезд, дом 10 Б стр. 23 с 11 до 19 часов.
 
Работа по замене проводится по этапам:

  1. Вначале проводится замеры диаметра трубы, размер родного катализатора.
  2. Идет подбор необходимого варианта. Учитывается марка машины, стоимость и параметры пламягасителя.
  3. Вынимается выхлопная труба и удаляется болгаркой катализатор.
  4. Приваривается выбранный пламягаситель и выхлопная труба.

Так параметры выхлопа изменились, то требуется прошивка ЭБУ авто после удаления катализатора. Кроме чип-тюнинга (прошивки) можно поставить обманку лямбда зонда (датчика кислорода) — эмулятор катализатора. После установки лямбд зонда также следует прошить ЭБУ.
 
Где могут помочь
 
Удаление катализатора в Москве, замена на пламягаситель и последующая прошивка проводится в тюнинг ателье VC-Tuning. Стоимость удаления катализатора зависит от марки машины, выбранного пламягасителя и места установки. Там проводится тюнинг и стайлинг машин, мотоциклов. Вопросы, подробности можно узнать, связавшись с консультантом на сайте или позвонив +7(495)211-22-09.

h3 экспериментально доказала эффективность очистки двигателя водородом :: Autonews

Также специалисты компании рассказали о распространенных причинах загрязнения двигателей и о том, как с этим бороться.

Сажистые отложения на стенках цилиндров, маслосъемных кольцах поршней и прочих элементах образуются из-за неполноты сгорания топлива. Так образуется нагар. Со временем его количество увеличивается, двигатель работает хуже, падает мощность, автомобиль теряет в динамике.

Одна из главных причин — нарушения в работе газораспределительной системы, работа двс на низких оборотах, качество топлива. Бывают ситуации, когда ГРС некорректно работает на автомобилях, которые только сошли с конвейера.

С эксплуатацией ухудшается работа системы EGR. Она отвечает за рециркуляцию выхлопных газов и уменьшает выбросы оксидов азота. Со временем клапан системы и впускной коллектор двигателя теряют стабильность, ухудшаются показатели воздушно-топливной смеси — компьютер начинает подавать больше топлива и меньше воздуха. То же самое происходит, когда загрязняется лямбда-зонд.

Закоксованность двигателя — естественный процесс. Нормально, когда автомобиль после 80 тысяч километров пробега немного теряет в мощности. При работе ДВС сгорает около 80% топлива. Оставшиеся 20% сгорают на следующем такте или сжигаются катализатором. Явление усугубляется, если свечи уже не новые и появление искры не совпадает с моментом зажигания. Система зажигания также страдает из-за низкого качества топлива.

Многие автолюбители считают, что двигатель должен работать преимущественно на низких оборотах. Это не так. Спокойная работа ДВС приводит к непроектному сгоранию топлива: несгоревшие углероды образуются более активно, налипание сажи растет.

Как следствие — загрязняются клапана. Они начинают перепускать вход/выход, это также плохо отражается на горении. Нагар на кольцах приводит к снижению компрессии и перепуску масла — количество сажи увеличивается в разы.

Чтобы избавиться от нагара, необходимо создать условия, при которых он сгорит на 100%. Этого достигают подачей водорода во впускную систему двигателя. Водород не просто приводит к полному сгоранию топливо-воздушной смеси. Асфальто-нефтяной коллоид, скопившийся вокруг колец и прочих элементов силовой установки, отслаивается и полностью выжигается с топливом.

Стендовая очистка двигателя

Специалисты h3 провели очистку форсированного до 232 л.с. двигателя внедорожника. Динамометрический стенд показал 205,9 «лошадей». К этому моменту внедорожник «пробежал» немногим больше 91 тысячи километров.

В процессе очистки газообразный водород в течение 40 минут подавался во впускной коллектор двигателя — после воздушного фильтра. Двигатель работал на холостых оборотах.

Водород во время сгорания размягчил нагар. Сажа, сгорая вместе с топливом, «ушла» через выхлопную систему.

Повторные динамометрические испытания показали мощность 222,3 л.с., что всего на 9,7 л.с. меньше «паспорта». Подобную погрешность можно списать на погрешность дополнительного оборудования.

Сотрудники h3 отметили, что показательная очистка позволила продемонстрировать эффективность методики. Двигатель восстановил мощность, потерянную из-за закоксованности. Процедура, проводимая достаточно регулярно, позволяет не только поднять мощность агрегата, но и продлевает срок его службы, сохранность узлов.

В h3 рекомендуют очищать двигатель водородом каждые 20 тысяч километров пробега для эксплуатируемых авто. Первую чистку двигателя нового автомобиля можно сделать через 50 тысяч.

О компании

Для получения водорода и очистки двигателей применяется установка протонно-мембранного электролиза. Оборудование сертифицировано на территории России.

h3 производит очистку ДВС всех типов — от мотоциклетных, автомобильных двигателей до агрегатов тепловозов и судовых дизельных установок. Подробнее о методике очистки двигателей водородом можно прочитать на официальном сайте h3.

Моторное масло для дизельных двигателей, масло для дизеля

Дизельное моторное масло имеет свою специфику, поэтому оно и выделяется в отдельный класс. В первую очередь это связано с ухудшенными условиями сгорания топлива – смесеобразование происходит уже в конце такта сжатия. Также нужно учитывать повышенное давление в цилиндрах, из-за чего продукты неполного сгорания активнее проникают в картер. При работе мотора на высокосернистом топливе темпы старения масла, в сравнении с бензиновыми двигателями, значительно возрастают.

ROLF Lubricants GmbH, разрабатывая новые сорта специализированных дизельных масел, делает упор на повышенную стабильность, применяет эффективные пакеты диспергирующих и моющих присадок.

Характеристики дизельных масел

Основной характеристикой масла для дизельных двигателей (с эксплуатационной точки зрения) является вязкость. Ее изменение в зависимости от температуры определяет применимость продукта для конкретного двигателя, а также возможность всесезонного использования.

Принятая как де-факто классификация SAE обеспечивает удобство маркировки и сравнения характеристик масел. В ней все масла для автомобилей делятся на зимние, летние и всесезонные. Характеристики вязкости разбиты по диапазонам на несколько классов, получающих символическое числовое обозначение. Чем индекс класса выше, тем больше вязкость масла. Например, масло SAE 5W-40 по сравнению с 5W-30 имеет одинаковые низкотемпературные свойства, но оно более вязкое при работе двигателя. У 5W-30 кинематическая вязкость при 100 °С должна находиться в интервале 9,3–12,5 мм2/с, а у 5W-40 в интервале 12,5–16,3 мм2/с.

Чтобы отличить «зимний» индекс вязкости, к маркировке добавляется суффикс W. У всесезонных масел указываются и «зимнее», и «летнее» обозначения. Так, моторное масло SAE 10W-40 удовлетворяет требованиям класса 10W для низких температур и аналогично по рабочим характеристикам на прогретом моторе летним маслам SAE 40 (с дополнениями, введенными стандартом SAE J300 в 2007 году).

Выбирать моторное масло для дизельного двигателя необходимо по простому принципу – индекс «летней» вязкости должен соответствовать требованиям производителя авто. От этого зависят рабочее давление в системе смазки на прогретом двигателе, эффективность разбрызгивания масла коленчатым валом на стенки цилиндров и так далее. Увеличивать вязкость допустимо только при жесткой эксплуатации, повышенных температурах, на двигателях с ощутимым износом. Индекс низкотемпературной вязкости во многом определяется климатом региона, в котором эксплуатируется автомобиль. Чем ниже температуры зимой, тем меньше должен быть индекс низкотемпературной вязкости: от 20W в жарком климате до 0W в северных широтах.

По перечню эксплуатационных свойств моторное масло для дизеля выделяется:

  • повышенным щелочным числом. Если это допускается классом качества, так как масло активно набирает кислотные соединения. Особенно это актуально при износе ЦПГ и работе на дизтопливе неудовлетворительного качества;
  • активной работой диспергирующих и моющих присадок. Масло должно надежно удерживать в себе сажу, очищать двигатель от нагара, позволяя масляному фильтру отделить частицы загрязнений;
  • отличными противоизносными свойствами. Для дизельных моторов характерны высокие нагрузки на КШМ уже при низких оборотах, когда давление масла в смазочных каналах меньше всего;
  • термостабильностью. Несмотря на то, что дизельный мотор за счет высокого КПД «холоднее» бензинового, в ряде точек масло может нагреваться значительно выше рабочей температуры самого двигателя. Особенно это характерно для мощных турбодизелей.

Качественное моторное масло для дизельных автомобилей производится с добавлением сбалансированного и сложного пакета присадок. Особенно это характерно для специализированных продуктов, которые должны соответствовать актуальным экологическим нормам. Также они должны быть рассчитаны на применение многокомпонентных катализаторов и сажевых фильтров в системе выпуска отработанных газов.

Классификация дизельного моторного масла

Для более удобного подбора масла по характеристикам двигателя следует ориентироваться на системы стандартизации смазочных материалов. Старейшая из них и наиболее распространенная – система American Petroleum Institute (API). В ней масла для дизельных двигателей входят в отдельную группу с префиксом С (Commercial). Аналогично группе масел S для бензиновых двигателей, каждый новый принимаемый стандарт получает обозначение следующей буквой латинского алфавита. При этом требования нового стандарта жестче, чем у предыдущего и/или вводятся дополнительные. Важно, что стандарт обеспечивает совместимость масел в прямом направлении – продукты, изготовленные по новым стандартам, могут применяться в ранее разработанных дизелях.

Однако из-за того, что дизельные двигатели на автомобилях и спецтехнике могут работать и по четырехтактному, и по двухтактному циклу, маркировка класса качества может усложняться еще и указанием на тактность агрегата. Например, масла класса API CF-2 рассчитаны именно на двухтактные моторы, в то время как API CF-4 – на четырехтактные. Между собой они не взаимозаменяемы.

Европейская система ACEA изначально выделяла дизельные масла в группу B, стандарты нумеровались численно в порядке принятия. Но после введения норм Euro и увеличения сложности систем снижения токсичности были созданы две новые группы классов:

  • ACEA C – масла для двигателей, соответствующих экологическим нормам Euro 4 и выше. Стандарт включает в себя специфические требования к зольности, содержанию фосфора и серы, рассчитан преимущественно на легковой транспорт;
  • ACEA E – система классификации масел для тяжелого дизельного транспорта. Масла этой группы не имеют взаимозаменяемости по порядку индексов, подбор ведется по прямому соответствию требованиям производителя техники.

Типы базовых масел

Изначально моторные масла для дизельных двигателей производились на минеральной базе – продуктах переработки нефти. Более того, низкооборотным дизелям с малой удельной мощностью, в сравнении с бензиновыми, дольше подходили масла на минеральной основе. Более жесткие классы качества вводились медленнее. Для коммерческого транспорта с его значительными годовыми пробегами очень важно было и то, что минеральные масла имеют наименьшую стоимость.

Одновременно из-за неудовлетворительной стабильности минеральной базы она должна была дополняться все большим объемом присадок, доводящих качество моторного масла до соответствующего уровня. С распространением турбодизелей, где нагрузки значительно выросли в сравнении с низкофорсированными атмосферными моторами, возникла и потребность в более стабильных и качественных моторных маслах.

Синтетика, производимая на гидрокрекинговой или полиальфаолефиновой базе, создала возможность не только увеличить удельную мощность двигателей, но и улучшить экологические характеристики дизелей. Современные нормы экологии уже невозможно обеспечить исключительно за счет управления смесеобразованием двигателя. Помимо катализаторов, используются специфические системы именно для дизелей (сажевые фильтры, впрыск мочевины). Такие моторы нуждаются в отдельных маслах, производство которых на минеральной базе просто нерентабельно из-за высоких требований к испаряемости, зольности и содержанию фосфора.

Компромиссный вариант – полусинтетика, при производстве которой в минеральную базу вводится достаточный объем синтетического масла. При сохранении демократичной цены полусинтетическое масло становится стабильнее минерального, может соответствовать более жестким классам качества. В случаях, когда использование полусинтетики допустимо по требованиям производителя автомобиля, она дает заметное снижение стоимости эксплуатации машины без особого влияния на ресурс мотора.

Дизельное масло для турбированных двигателей

Специфика дизельных двигателей, описанная выше, наиболее ярко выражена на примере моторов с турбонаддувом. У них увеличиваются и удельные нагрузки, и объем продуктов неполного сгорания топлива, попадающих в масло. Появляются и специфические требования:

  • работоспособность в парах трения «сталь – медные сплавы». В то время как в самом ДВС цветных сплавов такого типа практически нет, подшипники скольжения большинства турбокомпрессоров изготавливаются именно из бронзы. Учитывая, что рабочие обороты турбин доходят до сотен тысяч в минуту, масло в турбокомпрессорном двигателе должно обеспечивать эффективность защиты подшипников;
  • минимальная коксуемость. Турбокомпрессор после работы двигателя на большой нагрузке достаточно долго сохраняет высокую температуру, в то время как поток масла прекращается почти сразу же после остановки мотора. Чрезмерное образование отложений в этом случае быстро выведет турбину из строя. В связи с этим и появились различные типы турботаймеров, которые дают турбине остыть на холостых оборотах. Несмотря на распространение турбокомпрессоров с водяным охлаждением, минимальная коксуемость масла по-прежнему важна.

Полезные советы

Распространенное мнение о возможности оценки качества моторного масла по скорости его потемнения в корне неверно, даже если речь идет о дешевой «минералке». Потемнение дизельного моторного масла возникает неизбежно из-за проникновения в него сажи и, напротив, сигнализирует об эффективной работе диспергирующих присадок.

При выборе моторного масла для современных двигателей с сажевыми фильтрами (DPF) необходимо в обязательном порядке использовать сорта с зольностью, соответствующей требованиям производителя техники. Если сервисная документация допускает использование среднезольных масел (MidSAPS), также могут применяться и малозольные LowSAPS-масла. Но, если в сервисной книжке указано использование только малозольных моторных масел, применение MidSAPS не допускается, так как в таком случае уже возможно снижение срока службы сажевого фильтра.  Так же на срок службы сажевого фильтра влияет дизельное топливо, чем больше в нем серы, тем скорее DPF выйдет из строя, вне зависимости от зольности моторного масла.

Моторные масла ROLF для дизельных двигателей

ROLF OPTIMA 15W-40 SL/CF

Всесезонное минеральное масло для всех типов бензиновых и дизельных двигателей. Обеспечивает высокие защитные и моющие свойства.

Подробнее

Нужно ли применять присадки в дизель?


Несмотря на постоянное совершенствование, современным дизельным двигателям присущи недостатки. Процесс сгорания дизтоплива более «грязный», чем у бензина. При сгорании солярки, образуется сажа и сопутствующие нагары, которые ухудшают распыление топлива и оно начинает сгорать еще «грязнее». Это нормальный процесс, заложенный особенностями конструкции двигателя и самого топлива. Для выполнения современных экологических норм, сам двигатель обвязывают дополнительными системами, улучшающими экологию. Это клапан EGR, призванный снизить концентрацию окислов азота, и сажевый фильтр, из названия которого все становится понятно.


Клапан EGR работает следующим образом: часть отработавших газов, клапан отправляет во впускной коллектор, тем самым снижая температуру в камерах сгорания. В результате снижается концентрация окислов азота, но есть и негатив. Во впускной коллектор попадают несгоревшие остатки топлива и масла, обеспечивая усиленное нагарообразование на впуске и на клапанах. Причем, чем больше пробег, тем больше проблема.



Сажевый фильтр 90% времени работает в режиме накопления сажи. Как только сажевый фильтр заполнился, блок управления должен включить режим прожога. Ключевое слово здесь «должен», так как для активации прожога должно быть сочетание нескольких условий, а именно: автомобиль должен быть в движении и на средних оборотах или выше, иначе блок управления прожог не включит. В условиях городских пробок прожог становится невозможным и сажа накапливается в сажевом фильтре сверх всякой меры, забивая фильтр полностью. Избавиться от загрязнений можно меняя детали на новые, что очень дорого, но есть и другой путь, путь профилактики.


Нужно ли применять присадки в дизель? Каждый решает этот вопрос самостоятельно. Кто-то пользуется услугами официальных сервисов, тратит время и деньги. А люди, понимающие суть процессов и желающие сэкономить пользуются присадками. Присадки в дизель способны избавить не только от перечисленных проблем, но и продлить срок службы двигателя.



Старый пример прошлого десятилетия: с появлением норм ЕВРО 4 в дизтопливе ограничили содержание серы, а сера – смазывающий компонент. В результате некоторые производители столкнулись с повышенным износом топливной аппаратуры. Проблема, в конце концов, была решена совершенствованием конструкций топливной аппаратуры и введением дополнительных смазывающих компонентов в дизельное топливо. Но пока готовили решение, несколько мировых производителей, такие как Land Rover & Jaguar и KIA, рекомендовали и даже бесплатно выдавали прошедшим очередное обслуживание автовладельцам присадки в дизтопливо для снижения износа ТНВД.


Компания Liqui Moly, основанная в 1957 на родине Рудольфа Дизеля уже более полувека выпускает самые разные присадки в дизельное топливо, как комплексные, так и узкого специального назначения. Какие проблемы способны решить присадки в дизель?



Первая и самая распространенная – запуск в морозную погоду. Такова природа дизтоплива, при понижении температуры образуются кристаллы парафина, забивающие топливный фильтр. Избавляет от этого присадка Diesel Fliss Fit — «антигель», выпускаемый компанией Liqui Moly. Молекулы антигеля предотвращают рост кристаллов парафина, что улучшает фильтруемость дизельного топлива при отрицательных температурах. Иначе говоря, без «антигеля» нормальная эксплуатация в мороз невозможна.


Проблема вторая – низкое цетановое число дизельного топлива. Цетановое число характеризует характер сгорания, чем оно выше, тем быстрее и плавнее происходит воспламенение, тем мягче и мощнее работает двигатель. Дизельное топливо с высоким цетановым числом производить дорого, поэтому производители топлива часто экономят. Повысить цетановое число дизельного топлива поможет любая присадка Liqui Moly универсального действия, например, Langzeit Diesel Additiv, артикул 2355 или Speed Diesel Zusatz, артикул 1975.


Третья проблема – загрязнения форсунок. Симптомами загрязнения будут перерасход топлива, дымление, потеря приемистости, попадание солярки в масло. Последнее особенно опасно для двигателя, потому, что происходит разжижение масла и возможен выход двигателя из строя. Liqui Moly Diesel Spulung эффективно борется с загрязнением форсунок.


Четвертая проблема – «сухое» топливо ЕВРО 4-6. Если из дизтоплива удалить соединения серы, то такое топливо специалисты называют «сухим». Только крупные нефтяные компании добавляют смазочные присадки в дизель, более мелкие производители такой возможности не имеют, поэтому защита двигателя перекладывается на плечи самого автовладельца. Специально для защиты от износа Liqui Moly выпускает две присадки, Diesel Schmier-Additiv, артикул 7504, для классических ТНВД (их осталось в эксплуатации мало) и Diesel Systempflege, артикул 7506 для современных систем впрыска высокого давления Common Rail.


Пятая проблема – загрязнение сажевого фильтра. Облегчает прожог (регенерацию) сажевого фильтра присадка Diesel Partikelfilter Schutz, артикул 2298. Эта присадка добавляется в топливный бак, при её сгорании образуются активные вещества, которые выносятся в сажевый фильтр и работают как катализатор, позволяя накопившейся саже сгорать при более низкой, чем обычно температуре.


Ответ на вопрос «нужно ли применять присадки в дизель?» совершенно очевиден. Присадки позволяют устранять недостатки топлива, корректировать условия эксплуатации, сохранять экологию и продлевать ресурс самого двигателя. Нужно ли это — решать самому автовладельцу.

Судьба дизельных автомобилей в Германии: наступает решающий момент | Анализ событий в политической жизни и обществе Германии | DW

Можно по-разному относится к тому, что происходит сейчас в Германии вокруг легковых автомобилей с дизельными двигателями. Одни считают, что идет «война на уничтожение» весьма успешной технологии, другие воспринимают происходящее как «битву» за чистый воздух и здоровье людей. В любом случае в этих «боевых действиях» вскоре произойдет коренной перелом.

5 сентября административный суд в столице земли Гессен Висбадене обязал власти Франкфурта-на-Майне ввести широкомасштабный запрет на въезд в город дизелей. Это решение резко обострило ситуацию и требует от правительства ФРГ незамедлительного принятия кардинальных решений на национальном уровне.

«Дизельный саммит»: на что были готовы автоконцерны

Коротко суть проблемы. Во многих крупных городах Германии есть отдельные районы, где уровень загрязнения воздуха вот уже ряд лет значительно превышает допустимые нормы. Речь идет, прежде всего, о крайне вредных для человека оксидах азота, которые в атмосферу выбрасывают главным образом автомобили с дизельными двигателями. Поэтому экологи начали через суды добиваться решений, обязывающих городские власти обеспечить выполнение предписанных законом нормативов, что чаще всего предполагает введение запретов на въезд в город (или в определенные его районы) дизелей.

5 сентября 2018 года. Суд в Висбадене рассматривает вопрос о запретах на въезд дизелей во Франкфурт

Подобные запреты бьют по интересам как держателей дизельных автомобилей, которых лишают возможности добираться до работы (а то и до дома), так и автостроителей, у которых стремительно падают продажи автомобилей с дизельными двигателями. А ведь именно немецкий автопром выпускает большое число таких машин, и их производство обеспечивает работой множество людей.

Поэтому политики в интересах крупных групп избирателей и автоконцерны в интересах своих акционеров и сотрудников договорились на состоявшемся в августе 2017 года в Берлине «дизельном саммите» всеми силами добиваться предотвращения каких-либо запретов на въезд в города. Ради достижения этой цели автостроители начали выплачивать держателям старых дизельных автомобилей, соответствующих экологическим стандартам Евро-4 и ниже, утилизационную премию при покупке ими новых моделей, а также обязались актуализировать программное обеспечение в более новых дизельных автомобилях стандартов Евро-5 и Евро-6.

Софт или железо? 

Экологи, целый ряд экспертов и политиков, а также немалая часть общественности резко раскритиковали  решения «дизельного саммита». По их мнению, одной лишь актуализации софта, призванной сделать выхлопные газы более чистыми, недостаточно. Нужно непременно браться за «железо», иными словами — устанавливать в автомобилях дополнительные устройства (катализаторы), способствующие очищению выхлопов.

Различные модели катализаторов

Причем, по мнению многих, оплачивать такое переоборудование бегающих по дорогам страны относительно новых дизелей обязаны именно автостроители. Ведь нельзя же взваливать эти расходы на автовладельцев, которых концерны до недавнего времени просто обманывали, представляя дизели куда более экологичными, чем они оказались на самом деле. Этот обман был разоблачен в ходе разразившегося осенью 2015 года «дизельного скандала».

Автостроители, естественно, предъявленное требование отвергли: они не хотят тратить немалые деньги (от 1500 до 5000 евро на автомобиль) на переоснащение уже проданных машин, они заинтересованы в сбыте новых. За прошедший после «дизельного саммита» год с небольшим позиция немецкого автопрома не изменилась. Зато кардинально изменилась ситуация в стране. Если в августе 2017 года запреты на въезд в города еще только маячили на горизонте как теоретическая угроза, то теперь они стали реальностью.

2018 год: города Германии начали вводить запреты на въезд

Первым такой запрет в мае 2018 года ввел Гамбург. И хотя городские власти по сути дела закрыли всего две улицы (на одном участке длинною в 580 метров запретили проезд легковых и грузовых дизельных автомобилей, на другом, полуторакилометровом, только грузовиков), шума в Германии было очень много.

Установка в Гамбурге дорожного знака, запрещающего въезд дизелей до нормы Евро-5

Затем, в июне, суд в Ахене обязал городские власти ввести ограничения на движение дизельных автомобилей с января 2019 года, если до этого содержание окисей азота в воздухе не будет снижено до нормы, что представляется невыполнимым. В июле суд в Штутгарте подтвердил право местных властей ради защиты здоровья людей ограничивать движение дизелей, и сейчас в городе, где находятся штаб-квартиры и головные заводы автостроителей Daimler и Porsche, готовятся к введению запретов с января следующего года.

И вот теперь последовало судебное решение по Франкфурту-на-Майне. Оно по сравнению с предыдущими самое масштабное и жесткое. С 1 февраля 2019 года въезд в центр города запретят дизелям экологического стандарта Евро-4 и ниже, а также старым автомобилям с бензиновыми двигателями стандартов Евро-1 и Евро-2. А полгода спустя, с 1 сентября 2019 года, запрет распространится еще и на относительно новые дизели, отвечающие стандарту Евро-5.

Владельцам «невъездных» автомобилей требуется помощь

При этом ни в одном другом крупном городе ФРГ нет такого количества дизелей. Под запрет подпадут 73 тысячи старых дизельных автомобилей в самом Франкфурте (четверть всех зарегистрированных легковых машин) плюс сопоставимое число автомобилей, на которых на работу в финансовую столицу Германии ежедневно приезжают жители окрестных населенных пунктов.

Непримиримые министры: Свенья Шульце и Андреас Шойер

Так что затронуты жизненные интересы сотен тысяч автовладельцев и членов из семей. Что им теперь делать со своими «невъездными» автомобилями? А ведь в земле Гессен, где правит коалиция консерваторов из ХДС и «зеленых», 28 октября предстоят выборы в земельный парламент.

Теперь все взоры обращены на Берлин, на федеральное правительство: Германии явно требуется срочное общенациональное решение по дизелям. Но какое? В правящей коалиции под руководством лидера ХДС Ангелы Меркель (Angela Merkel) столкнулись две труднопримиримые позиции.

Кого поддержит канцлер в спорах о дизеле?

Министр охраны окружающей среды Свенья Шульце (Svenja Schulze) от имени социал-демократов требует принятия закона, который обязал бы автостроителей за свой счет отозвать проданные ранее дизельные автомобили в автомастерские и оснастить их дополнительными устройствами для очистки выхлопов. По ее мнению, только так можно защитить интересы рядовых автовладельцев, чтобы они не пострадали трижды: их обманули по поводу экологических свойств дизелей, подержанные автомобили с такими двигателями резко упали в цене, а теперь им еще и грозят запреты на въезд во все новые и новые города.

Свенью Шульце готовы поддержать некоторые видные политики ХДС. К тому же ее точку зрения разделяют оппозиционные партии «зеленых», левых и либералов. Один из вариантов решения: переоснащать только относительно новые дизели, отвечающие стандарту Евро-5. 

Министр транспорта ФРГ Андреас Шойер (Andreas Scheuer), представляющий баварскую консервативную партию ХСС, традиционного партнера ХДС, категорически против переоснащения. Его аргументы: неразумно заставлять автостроителей вкладывать немалые деньги в установку катализаторов на старых легковых автомобилях, тем более, что не совсем понятны последствия для двигателей.

Андреас Шойер считает, что куда эффективнее для очищения воздуха было бы переоснащение автобусов и дизельного автотранспорта городских служб, к тому же принятые за последний год меры по сокращению вредных выбросов еще просто не успели дать ощутимого результата, но это вскоре произойдет. Следует учитывать, что в Баварии находятся штаб-квартиры и головные заводы автостроителей BMW и Audi и что в этой федеральной земле тоже предстоят выборы, уже 14 октября, причем результаты опросов у ХСС пока не очень хорошие.

Ангела Меркель объявила, что правительство примет решение о судьбе дизельных автомобилей до конца сентября. По мнению наблюдателей, канцлер ФРГ пока склонялась к точке зрения министра транспорта Шойера. Тем временем экологическая организация Deutsche Umwelthilfe (DUH) продолжает последовательно отстаивать в судах свое требование о введении запретов на въезд дизелей. В данный момент она подала иски против властей 28 городов.

Смотрите также:

  • Volkswagen: история одной махинации

    Разоблачение

    Сентябрь 2015 года. Агентство по охране окружающей среды США (EPA) публикует сенсационное расследование. Утверждается, что минимум на полумиллионе автомобилей Volkswagen с дизельными двигателями установлено программное обеспечение, которое позволяет обходить стандарты. Выброс вредных веществ превышал норму почти в 40 раз. Автоконцерну грозит штраф в размере ни много ни мало 18 миллиардов долларов.

  • Volkswagen: история одной махинации

    Их предупреждали

    Между тем в мае 2014 года авторитетный американский институт ICTT (International Council on Clean Transportation) уже обращал внимание EPA, что выхлопные показатели у некоторых автомобилей Volkswagen значительно выше, чем разрешено законом. Реакции от Volkswagen не последовало.

  • Volkswagen: история одной махинации

    Корнями в прошлое

    Вскоре выяснилось, что решение о манипуляциях было принято автоконцерном еще в 2005 году — для укрепления на американском рынке. Во время рекламной кампании в США Volkswagen использовал слоган Clean Diesel, утверждая, что дизельные автомобили — это экологично и надежно.

  • Volkswagen: история одной махинации

    Затронуты миллионы машин

    О том, что будут отозваны миллионы автомобилей, начали говорить почти сразу. Но окончательную цифру не озвучили. Вначале сообщалось о 11 миллионах автомобилей по всему миру. Затем — о 8,5 миллионах автомобилей в Европе. В октябре объявили, что отозваны будут 2,5 миллиона машин в Германии. Акция начнется в 2016 году.

  • Volkswagen: история одной махинации

    Вот злонравия достойные плоды

    Мартин Винтеркорн (Martin Winterkorn), экс-глава Volkswagen, пережил крушение карьеры. Еще в апреле он добился продления контракта, но спустя ровно неделю после первых публикаций EPA подал в отставку. Еще через несколько дней против него открыли уголовное дело. Далее VW заявил о возможности гражданского иска к Винтеркорну. Также прошел слух, что он покинет все посты в концерне.

  • Volkswagen: история одной махинации

    ФРГ подтверждает махинации

    Министр транспорта ФРГ Александр Добриндт (Alexander Dobrindt) сообщил, что VW и в Европе манипулировал системой контроля за выхлопами. Махинации затронули автомобили с дизельными двигателями объемом 1,6 и 2,0 литра. В ноябре 2015 года прокуратура сообщила о новом уголовном деле против VW: на сей раз речь идет об уклонении от уплаты налогов.

  • Volkswagen: история одной махинации

    Запрет на продажу, далее — на эксплуатацию

    Швейцария ввела запрет на продажу ряда автомобилей Volkswagen. В октябре Калифорнийский совет по ресурсам атмосферы (CARB) выдвинул ультиматум автоконцерну: в случае отказа доукомплектовывать проблемные автомобили CARB обещал добиваться запрета на эксплуатацию машин VW. Схожие проблемы наблюдаются и в других странах.

  • Volkswagen: история одной махинации

    «Я ничего не знал»

    От исполнения своих обязанностей отстранены топ-менеджеры дочерних компаний VW — Ульрих Хакенберг (Ulrich Hackenberg) из Audi и Вольфганг Хац (Wolfgang Hatz) из Porsche. Угроза отставки нависает также над руководителем представительства VW в США — Майклом Хорном, но ему удается сохранить свой пост. Возможно, в том числе благодаря собственным уверениям, что он якобы «ничего не знал».

  • Volkswagen: история одной махинации

    Обыски на заводах и в частных домах

    В октябре 2015 года на головном заводе Volkswagen в Вольфсбурге прошли обыски. Были изъяты документы и носители данных. Также обыску подверглись квартиры высокопоставленных сотрудников. Спустя десять дней — новое испытание: обыск во Франции, на заводе VW в городе Виллер-Котре. Французское Ведомство по защите прав потребителей инициировало свое расследование махинаций VW.

  • Volkswagen: история одной махинации

    Впервые за 20 лет квартальный убыток

    Автоконцерн выделяет 6,7 млрд евро на отзыв 11 млн автомобилей. Следствие этих гигантских трат — первый за 20 лет квартальный убыток VW. По итогам третьего квартала 2015 года Volkswagen показал чистый убыток в размере 1,67 млрд евро. Операционные потери — 3,5 млрд. Сообщается, что сразу после публикации EPA машины VW продавали в автосалонах с колоссальными скидками — чтобы хоть что-то продать.

    Автор: Григорий Аросев

 

Машина не тянет | Причины снижения мощности двигателя

Обычно, пропавших из мотора лошадей, подают в розыск спустя время, потому что динамика теряется медленно и владелец постепенно привыкает к плохой тяге. Можно написать целую книгу, перечисляя причины из-за которых пропала тяга двигателя, поэтому мы соберем в этой статье самые частые неисправности.

Причины падения мощности двигателя

  • Для нормальной работы мотора нужна правильная топливная смесь. Если она плохо поджигается, машина работает в полсилы. Вдобавок, у вдруг ослабшего мотора плавают обороты, и он начинает троить, а иногда вовсе отказывается заводиться. Почему-то, многие водители записывают в ряды виновных свечи зажигания или катушки, хотя причина в «жиже», которую они залили на последней АЗС.
  • Грязный воздушный фильтр тоже может отнять у автомобиля энное количество лошадиных сил. Для правильного «коктейля» из горючей смеси нужно определенное количество воздуха, чтобы попадающее в цилиндр топливо сгорало полностью. Забитый фильтр не может пропустить нужное количество кислорода и пропорция горения в цилиндрах нарушается. Отсюда и сажа на свечах, пропуски зажигания и повышенный расход топлива.
  • Топливный фильтр, по аналогии с воздушным, тоже в списке подозреваемых. Если он забит, то в двигатель попадает недостаточное количество горючего, нарушается система питания мотора, отчего он выдает неполную мощность.
  • Еще одна причина, почему мотор не тянет, — изношенные или заросшие сажей свечи и вышедшие из строя катушки зажигания. Двигатель троит, обороты плавают, а мощности не хватает. Это может быть результатом езды на плохом топливе.
  • Cнижение мощности двигателя случается из-за перескочившего со своего места ремня или цепи газораспределительного механизма. Это меняет фазу газораспределения, и цилиндры наполняются рабочей смесью неправильно. Также нарушается процесс удаления отработавших газов.
  • Среди виноватых могут оказаться отработавшие свое цилиндры. Мощность мотора падает из-за недостаточной компрессии: давления не хватает для нормального сжатия топливной смеси и ее воспламенения.
  • Здесь же вспомним про забитые топливные форсунки. Нарушается процесс распыления топлива. Смесь получается недостаточно насыщенной для нормальной работы двигателя.

  • Еще один пункт в этом списке причин — слабо прогретый мотор. В «холодном» двигателе масло гуще и оно сильнее сопротивляется движению. Силовой агрегат может постоянно оставаться «недогретым», если неисправен термостат. На полную мощность авто не поедет.
  • Обессилевший мотор часто является следствием засорения выхлопной системы: например, забился катализатор или замяты трубы системы выпуска. Нарушенная система удаления отработавшей смеси отнимает у машины заметное число лошадей.
  • Следующая причина, почему двигатель не тянет — неисправно работающий топливный насос. Некачественное топливо с взвесью грязи может забить его, нарушив необходимый уровень поступающего горючего. Чаще такое случается у любителей ездить «на парах», оставляющих в баке минимум. Мало того что бензонасос собирает со дна жижу, так еще изнашивается с повышенной скоростью. Сюда добавим негерметичную топливную магистраль, в которую может засасываться воздух.
  • Проблема может поджидать в коробке передач. Внутри сложной детали масса поводов снизить тягу двигателя. Обычно такой вариант оставляют без внимания, а зря. Один из главных агрегатов, ответственных за динамику автомобиля, может стать проблемой из-за которой от мотора на колеса передается не вся мощность. Просто происходит это постепенно, чаще всего незаметно для водителя, который начинает что-то подозревать спустя время. Потом начинаются поиски неисправности в свечах, катушках и плохом топливе, а проблема может быть серьезнее. Так что этот пункт мы оставим тут как напоминание, что такое тоже возможно.
  • У турбированных моторов шансов растерять свои силы больше. Неисправный турбокомпрессор, негерметичность магистралей, некорректно работающая система управления давлением воздуха и много чего еще. Все эти неисправности с разной степенью тяжести влияют на то, как машина едет.
  • Напомним про естественный износ двигателя, из которого с годами вышла вся прыть. Даже если автомобиль в удовлетворительном состоянии и все в нем работает, то общий износ всех его составляющих складывают невеселую картину ослабевшего мотора.
  • Последний пункт в этом списке самый неожиданный. Двигатель может потерять силы из-за… спущенных колес. Недостаточно накачанные шины забирают у мотора часть его лошадей, машина хуже разгоняется и управляется.

Вместо итога

Выше мы перечислили самые частые причины ослабевшего двигателя, на самом деле их больше. Разница в деталях и нюансах. Если мотор стал хуже тянуть, то лучше сделать проверку у специалистов. Грамотная диагностика найдет проблему, а опытные сервисменеджеры смогут ее решить. Тут важно найти мастеров, знающих технические особенности вашего автомобиля. Поиск лучше ограничить официальными дилерами, которые дадут гарантию на все работы и не навредят, желая помочь (а это отличительное качество всех «придорожных» сервисов!).

Дизельный катализатор окисления — обзор

1.1 Предпосылки

Соблюдение строгих стандартов выбросов Евро 6 для легких дизельных транспортных средств было серьезной проблемой для большинства производителей дизельных автомобилей с момента вступления в силу в 2014 году и никогда ужесточение с введением реальных норм выхлопных газов при движении [1]. Контроль над двумя основными загрязнителями дизельных двигателей, а именно твердыми частицами (ТЧ) и оксидами азота (NO x ), остается сложной задачей, которую необходимо решить.

Дизельные ТЧ, или более широко известные как «дизельная сажа», могут вызывать различные респираторные заболевания, такие как астма и рак легких, а также сердечно-сосудистые заболевания из-за своей твердой природы и микроразмерности [2,3]. Сажа химически сложна и в основном состоит из нерастворимых фракций, например твердого углерода и золы, сульфатов и растворимых органических фракций (SOF), которые могут состоять из первичных органических групп, таких как насыщенные / ненасыщенные углеводороды и полициклические ароматические углеводороды (PAH). [4–6].Сажа может образовываться в двигателе в результате частичного сгорания топлива или частичного сжигания смазочного масла [7]. С другой стороны, NO x является газообразным и состоит из трех основных соединений: оксида азота (NO), диоксида азота (NO 2 ) и закиси азота (N 2 O). Его образование происходит из-за нежелательной реакции между атмосферным азотом и кислородом в двигателе по механизму Зельдовича, происходящей за фактическим пламенем или внутри него при температуре выше 1600 ° C [8]. NO x в значительной степени отвечает за подкисление, фотохимический смог и разрушение озонового слоя. Однако NO 2 , красновато-коричневый, острый и токсичный по своей природе, как сообщается, вызывает кашель, боль в горле, эмфизему легких и отек легких при вдыхании [4,9]. Использование технологий последующей обработки неизбежно стало основным подходом к соблюдению действующих европейских правил. Хотя установка дизельного окислительного катализатора (DOC) и дизельного сажевого фильтра (DPF) по-прежнему требуется для снижения выбросов CO, углеводородов (HC) и PM, дополнительное использование либо обедненного NO x Trap (LNT), либо селективного Каталитическое восстановление (SCR) для обработки NO x настоятельно рекомендуется [10].

DOC — это каталитический нейтрализатор первого поколения, который уже 40 лет должен применяться в автомобилях с дизельным двигателем. Благодаря очень простой рецептуре катализатора (оксид алюминия, пропитанный платиной), DOC представляет собой только двусторонний конвертер; он просто опосредует окисление CO и HC до CO 2 и H 2 O [6,11]. ТЧ, с другой стороны, улавливается и периодически удаляется в DPF — пористой монолитной структуре, которая обеспечивает фильтрацию потока через стенку [12–14]. Вскоре после достижения максимальной эффективности фильтрации падение давления на фильтре линейно увеличивается со временем.Это приводит к постепенному понижению давления в двигателе, что дополнительно влияет на экономию топлива, отсюда и периодическая очистка сажевого фильтра, также известная как «регенерация», посредством окисления. Реакция окисления сажи в некаталитических сажевых фильтрах и сажевых фильтрах на основе SiC обычно требует высоких температур (> 550 ° C) для эффективного протекания [15–17]. Однако это требование является ненадежным, поскольку использование высокого соотношения воздух-топливо в дизельном двигателе приводит к более низким температурам выхлопных газов (300–400 ° C). Обратный впрыск топлива в DOC по умолчанию используется для компенсации этого температурного несоответствия, так как он выигрывает от экзотермичности реакции окисления топлива. Эта система DOC + DPF, в которой DOC расположен выше по потоку, в настоящее время является единственным жизнеспособным подходом к снижению выбросов CO / HC / сажи и широко применяется в большинстве дизельных автомобилей.

1.2 Активная регенерация DPF против пассивной

Проблема высокой рабочей температуры DPF может быть решена с помощью каталитического DPF. Нанесение дополнительных каталитических слоев на внутреннюю стенку фильтра может помочь улучшить конверсию реакции при более низкой температуре. Диоксид церия (CeO 2 ), известный просто как «церий», был наиболее изученным материалом для каталитического слоя.Церия широко известна своим ранним применением в качестве трехкомпонентного катализатора (TWC), который извлекает выгоду из так называемых «окислительно-восстановительных свойств» [18–22]. Способность церия к быстрому восстановлению и окислению может гарантировать хорошую подвижность форм кислорода на границе раздела церий-сажа. На ранних этапах разработки каталитических сажевых фильтров предполагалось, что процесс очистки или регенерации осуществляется, по большей части, кислородом, так как молекула составляет около 10-15% выхлопных газов. Эта схема известна как «активная» регенерация, потому что требуется «активное» участие кислорода из объемной фазы на границе раздела катализатор-сажа [15,16,23].Предыдущие исследования показали, что количество точек контакта между оксидом церия и сажей играет решающую роль в минимизации температуры реакции [24–26]. Следовательно, в схеме активной регенерации катализатор должен быть не только внутренне активным по отношению к реакции, но также не иметь геометрических ограничений при установлении тесного контакта с сажей.

Высокое соотношение воздух-топливо в дизельном двигателе приводит не только к более низким температурам выхлопных газов по сравнению с бензиновыми двигателями, но и к большему количеству NO x .Это главное преимущество процесса регенерации, поскольку NO 2 является более сильным окислителем, чем кислород. Газ настолько сильно окисляет, что контакт между катализатором и сажей становится менее важным. Присутствие NO 2 в реакции может помочь снизить температуру реакции даже до 250–300 ° C [27,28]. Эта схема называется «пассивной» регенерацией DPF, так как требует меньше энергии и меньше кислорода [15,16]. Однако NO 2 содержится в выхлопных газах меньше, чем NO, что увеличивает потребность в катализаторе окисления.В 1990 году Джонсон Матти запатентовал конфигурацию фильтра непрерывно регенерирующей ловушки (CRT) [29], которая используется в серии DOC на основе платины (16.1) в качестве катализатора реакции окисления NO и некатализируемого DPF (16.2), где протекает реакция окисления сажи.

(16.1) NO + 0.5O2 → PtNO2

(16.2) NO2 + C → NO + CO2

Johnson Matthey также запатентовал более совершенную версию CRT под названием CCRT (Catalyzed Continuously Regenerating Trap), которая расширяет рабочее окно Фильтр как DPF покрыт слоем катализатора, который активен в отношении реакции окисления NO.Некоторое количество непрореагировавшего NO в первом отсеке (DOC) может быть дополнительно повторно окислено до NO 2 в теперь катализированном DPF (CDPF), который впоследствии вступает в реакцию с большим количеством сажи, захваченной фильтром. Из-за непомерно высокой стоимости металлов платиновой группы (МПГ) множество исследований сосредоточено на разработке катализаторов на основе неблагородных металлов для окисления сажи с помощью NO x .

Что такое катализатор окисления дизельного топлива?

Катализаторы окисления дизельного топлива (DOC) — это каталитические нейтрализаторы, разработанные специально для дизельных двигателей и оборудования для снижения выбросов окиси углерода (CO), углеводородов (HC) и твердых частиц (PM).DOC просты, недороги, не требуют обслуживания и подходят для всех типов и применений дизельных двигателей.

Рис. 1. Как работает дизельный окислительный катализатор (DOC)

Современные каталитические нейтрализаторы состоят из монолитной сотовой подложки, покрытой катализатором на основе металла платиновой группы, упакованной в контейнер из нержавеющей стали. Ячеистая структура с множеством небольших параллельных каналов обеспечивает высокую площадь контакта катализатора с выхлопными газами. Когда горячие газы контактируют с катализатором, некоторые загрязнители выхлопных газов превращаются в безвредные вещества: диоксид углерода и воду.

Катализатор окисления дизельного топлива разработан для окисления монооксида углерода, углеводородов в газовой фазе и фракции твердых частиц дизельного топлива в SOF до CO 2 и H 2 O:

Дизель выхлопные газы содержат достаточное количество кислорода, необходимого для вышеуказанных реакций. Концентрация O 2 в выхлопных газах дизельного двигателя варьируется от 3 до 17% в зависимости от нагрузки двигателя.Типичные коэффициенты конверсии CO и HC в дизельном катализаторе окисления Nett ® приведены на рисунке 2. Активность катализатора увеличивается с температурой. Для «выключения» катализатора необходима минимальная температура выхлопных газов около 200 ° C. При повышенных температурах конверсия зависит от размера и конструкции катализатора и может превышать 90%.

Рис. 2. Каталитическое превращение окиси углерода и углеводородов

Конверсия твердых частиц дизельного топлива является важной функцией современного катализатора окисления дизельного топлива .Катализатор проявляет очень высокую активность в окислении органической фракции (SOF) твердых частиц дизельного топлива. Конверсия SOF может достигать и превышать 80%. При более низких температурах, скажем, 300 ° C, общая конверсия DPM обычно составляет от 30 до 50% (рисунок 3). При высоких температурах, выше 400 ° C, в катализаторе может происходить обратный процесс. Это окисление диоксида серы до триоксида серы, который соединяется с водой, образуя серную кислоту:

Происходит образование твердых частиц сульфата (SO4), что перевешивает выгоду от восстановления SOF.На рис. 3 показан пример ситуации, в которой при 450 ° C общий выброс DPM при выключенном двигателе и катализаторе равен. В действительности образование сульфатов сильно зависит от содержания серы в топливе, а также от состава катализатора. Можно уменьшить выбросы DPM с помощью катализатора даже при высоких температурах при условии использования подходящего состава катализатора и топлива хорошего качества с низким содержанием серы. С другой стороны, дизельный катализатор окисления , используемый с топливом с высоким содержанием серы, увеличит общий выход DPM при более высоких температурах.Вот почему дизельные катализаторы получают большее распространение только после промышленного внедрения дизельного топлива с низким содержанием серы.

Рис. 3. Каталитическая конверсия DPM

Катализаторы окисления дизельного топлива т, в зависимости от его состава, также могут проявлять некоторую ограниченную активность в отношении восстановления оксидов азота в выхлопных газах дизельных двигателей. NO x обычно наблюдаются конверсии 10-20%. Конверсия NO x имеет максимум при температурах среды около 300 ° C.

Проточные катализаторы для контроля выбросов дизельных двигателей

Обработка выхлопных газов транспортных средств с помощью катализатора выхлопных газов с целью снижения уровня трех основных загрязнителей воздуха, а именно моноксида углерода, несгоревших углеводородов и оксидов азота, становится всемирной требование для бензиновых двигателей (1, 2). Первые стандарты были введены в США и Японии в начале 1970-х годов (3). Аналогичные стандарты будут применяться в Европе с 1992/93 г. (4, 5).Выхлоп дизельных двигателей представляет собой дополнительную проблему для контроля выбросов, поскольку, по сравнению с выхлопными газами бензиновых двигателей, он также содержит твердые частицы. В ранних попытках борьбы с твердыми частицами использовались каталитические улавливатели окислителей для фильтрации выхлопных газов и окисления твердых частиц (6-8). Недостатком окислителей с каталитической ловушкой является необходимость наличия активного механизма регенерации для удаления отложений твердых частиц. Последние достижения в технологии дизельных двигателей значительно снизили образование твердых частиц, в результате чего стандарты качества воздуха теперь могут быть соблюдены за счет использования катализированных проточных монолитов (9–11).Преимущество этих катализаторов в том, что они являются пассивными системами, не требующими регенерации.

Катализаторы для дизельных двигателей должны работать иначе, чем катализаторы для бензиновых двигателей, из-за различий в химическом составе выхлопных газов. Современные автомобили с бензиновым двигателем с искровым зажиганием и устройствами контроля выбросов работают почти стехиометрически (при топливном соотношении ~ 14,7: 1) и под электронным управлением с обратной связью. Катализатор обычно работает в диапазоне температур от 300 до 900 ° C и функционирует за счет окисления моноксида углерода и несгоревших углеводородов до диоксида углерода и воды, в то время как оксиды азота восстанавливаются до газообразного азота (12–16).Стандартной практикой обработки выхлопных газов бензина является использование катализатора из благородного металла, нанесенного на проточный керамический или металлический монолит, обычно имеющий от 300 до 400 осевых каналов на квадратный дюйм фронтальной поверхности. Стенки монолита покрыты термостойким оксидом с большой площадью поверхности, на который нанесены активные компоненты катализатора, как правило, платина, палладий и родий.

Сгорание дизельного топлива происходит за счет воспламенения под высоким давлением, а не за счет искрового зажигания, и при соотношении воздух: топливо более 20: 1.Температура выхлопных газов обычно ниже, от 150 до 450 ° C, и всегда является окислительной. Дизельный двигатель генерирует очень низкие уровни выбросов углеводородов в газовой фазе и окиси углерода, а при оснащении обычным катализатором окисления не возникает проблем с соблюдением регулируемых стандартов для этих загрязнителей. Использование типичных трехкомпонентных катализаторов для контроля выбросов оксидов азота нецелесообразно из-за окислительной природы выхлопных газов. Следовательно, выбросы оксидов азота необходимо контролировать с помощью конструкции и калибровки двигателя, часто за счет увеличения выбросов твердых частиц.В результате основной проблемой контроля выбросов выхлопных газов дизельных двигателей с помощью каталитических средств остается удаление твердых частиц. Кроме того, в Европе, где существует комбинированный стандарт углеводород + оксид азота, удаление низкотемпературных углеводородов в газовой фазе полезно для удовлетворения общих требований к конструкции.

Существуют различные конструкции дизельных двигателей, которые можно классифицировать по способу впрыска топлива и воздуха, а также по конечному применению. Двигатели с непрямым впрыском топлива обычно используются для легковых автомобилей и грузовиков малой грузоподъемности, тогда как двигатели с непосредственным впрыском топлива по своей сути имеют лучшую топливную экономичность и используются в транспортных средствах большой грузоподъемности.Многие производители разрабатывают высокоскоростные двигатели с прямым впрыском для использования в легких условиях. Воздух добавляется в камеру сгорания за счет естественного всасывания или под давлением за счет турбонаддува, причем турбонаддув часто сопровождается промежуточным охлаждением. Мировые стандарты выбросов для дизельных двигателей, наконец, потребуют использования каталитических нейтрализаторов в период 1992–94 гг., См. Таблицу I.

Таблица I

Текущие и предлагаемые мировые законы о выбросах дизельных двигателей

LDG / км

ЕС

г / кВтч

Рынок Тест Класс HC CO NO x HC + NO x Твердые частицы
U. С. 1987 FTP г / милю LD 0,41 3,4 1,0 0,20
Калифорния 1989 FTP г / милю LD 9017 * 0,39 * 0,4 0,08
США 1991 HDT г / лс / ч HD 1,3 15,5 5,0 0.25
США 1994 HDT г / л / ч HD 1,3 15,5 5,0 0,10
Япония 1990 108 2,70 Нет
HD 0,62 2,70 0,84 Нет км Япония 0.62 2,70 0,50 0,2
HD 0,62 2,70 0,60 0,2 Авто 2,72 0,97 0,14
Предлагаемый ЕС
HD 4,5 8,0 0,36
Этап 2 1995/96 Испытание в установившемся режиме ЕС г / кВтч HD 1,1 4,0 7,0

Катализ твердых частиц в дизельном топливе

Состав твердых частиц

Нормы содержания твердых частиц в дизельном топливе измеряются через увеличение веса волоконного фильтра, помещенного в выхлоп дизельного двигателя.Собранный материал состоит из графитового «твердого» углерода или «сажи», растворимой органической фракции (SOF), воды, серной кислоты и остатка неорганической золы. Типичные составы твердых частиц приведены на фиг. 1. Растворимая органическая фракция состоит из углеводородов, полученных как из топлива, так и из смазочного масла, которые конденсируются при охлаждении выхлопных газов или адсорбируются во время сбора. Фракция серная кислота / вода возникает в результате окисления диоксида серы до триоксида серы и конденсации с водяным паром.

Рис. 1

Приведены составы типичных твердых частиц, собранных из выхлопных газов дизельных двигателей, охарактеризованных с использованием европейского дополнительного городского ездового цикла с горячим запуском. Углеводороды, полученные как из топлива, так и из смазочного масла, составляют растворимую органическую фракцию, большая доля которой указывает на «влажные частицы», в то время как высокая доля углерода содержится в «сухих частицах»

Важность серы в дизельном топливе

Контроль твердых частиц

Сера присутствует в некоторой степени во всем дизельном топливе и в результате процесса сгорания выбрасывается в выхлопные газы в виде диоксида серы.Небольшая фракция, обычно около 2 процентов, дополнительно окисляется до триоксида серы, который конденсируется с водой в выхлопных газах в виде серной кислоты, а затем абсорбируется углеродистыми частицами сажи, таким образом внося свой вклад в общую измеренную массу выбросов твердых частиц. Использование катализатора может увеличить долю серы в топливе, превращенную в сульфат, и даже небольшое увеличение этой доли приведет к «производству» значительного количества твердых частиц. Например, для топлива с содержанием серы 0,05 мас.% 100-процентное преобразование серы в топливе в серную кислоту само по себе приведет к выбросу твердых частиц в пять раз большему, чем в 1994 г.Стандарт тяжелых грузовиков S.

Стратегия контроля твердых частиц

«Проточный» монолитный реактор, в отличие от ловушки твердых частиц, обеспечивает восстановление твердых частиц путем каталитического окисления растворимой органической фракции. Однако это приведет к минимальной конверсии твердого углерода, и, следовательно, катализатор должен быть в состоянии защищать себя от загрязнения твердыми частицами. Во время работы при низких температурах увеличение твердых частиц за счет образования серной кислоты не является значительным, но в этих условиях низкой температуры необходимо, чтобы катализатор удалил растворимую органическую фракцию и углеводороды газовой фазы. Во время высокотемпературной работы окисление углеводорода происходит легко, но необходимо минимизировать или исключить увеличение количества твердых частиц из-за образования сульфата.

Каталитическое окисление углерода

Ранее сообщалось, что для удаления углерода требуется реакция с диоксидом азота, который образуется при окислении монооксида азота на платиновом катализаторе (17). Палладий и родий намного менее эффективны для окисления монооксида азота при низких температурах, и их включение с платиной в состав катализатора приводит к дезактивации платины.В отсутствие платины наблюдалось увеличение противодавления в проточной системе в зависимости от времени, см. Рис. 2. Это подчеркивает потребность в платине в составе катализатора для предотвращения загрязнения частицами углерода.

Рис. 2

В отсутствие платины перепад давления на монолите катализатора изменяется со временем из-за прогрессирующей закупорки осевых каналов скоплением углеродных частиц

Каталитическое окисление серы

Аналогично углероду При окислении было продемонстрировано, что платина является наиболее эффективным катализатором окисления диоксида серы, что палладий и родий менее активны и что легирование палладия или родия платиной приводит к снижению активности. Диоксид серы сильно адсорбируется на платине при комнатной температуре и ингибирует окисление монооксида углерода, оксида азота и алкена. Окисление диоксида серы ограничено кинетически при низкой температуре и термодинамически ограничено при высокой температуре, но при температуре от 500 до 600 ° C может достигать конверсии от 80 до 90 процентов. Факторы, которые могут ограничивать активность окисления диоксида серы в этом диапазоне температур, включают концентрацию кислорода, объемную скорость (рис. 3) и внутреннюю каталитическую активность.

Фиг.3

На степень окисления диоксида серы над платинированным монолитным катализатором влияет ряд факторов, включая рабочую температуру и объемную скорость; последний показан на этом рисунке как K и измеряется в тысячах обратных часов

Удаление растворимой органической фракции

Углеводороды в выхлопных газах дизельных двигателей состоят из газообразных соединений, а также тяжелых конденсируемых углеводородов (растворимых органическая фракция), которая может быть растворена из твердых частиц дизельного топлива. Растворимая органическая фракция является производной как из топлива, так и из нефти и охарактеризована с помощью газовой хроматографии-масс-спектроскопии (18, 19). Как и в случае окисления диоксида серы и моноксида азота, платина обычно считается лучшим катализатором низкотемпературного окисления углеводородов, при этом палладий или родий являются менее эффективными и / или ядовитыми для платины. При высоких температурах благоприятствует полное окисление.

Характеристики выбросов дизельных двигателей

Чтобы продемонстрировать изменчивость состава выбросов в зависимости от типа двигателя и условий эксплуатации, результаты испытаний двух дизельных двигателей приведены в таблице II (20).Двигатели были охарактеризованы с использованием Федеральной процедуры испытаний с холодным запуском в США, Европейского цикла вождения с горячим запуском в городских условиях и испытания в устойчивом состоянии в горячем состоянии с температурой на входе в диапазоне от 400 до 420 ° C. Приведены выбросы газообразных компонентов и твердых частиц, измеренные без катализатора, установленного на двигателях.

Таблица II

Базовые выбросы дизельного топлива *

9015 г

9018

Тест Двигатель ** HC CO NO x Твердые частицы
0.18 0,64 0,96 0,24
B 0,13 0,81 0,76 0,16
EUDC 9018 0,95
B 0,42 2,02 2,89 0,75
Hot SS g / test A 1. 87 5,72 12,2 2,79
B 0,86 5,54 7,95 2,27

углеводородная фракция, полученная при дальнейшем сгорании, анализировалась в результате неполного сгорания топлива. как показано в Таблице III, он состоит в основном из метана, а также ненасыщенных, циклических и кислородсодержащих углеводородов. Компоненты альдегида / кетона обычно считаются ответственными за неприятный запах, связанный с выхлопом дизельного двигателя.

Таблица III

Исходные выбросы газообразных углеводородов

Двигатель

27.4

9018 69183

9017 9018 678 678 67

9018ene

15,78 135

9018

9017 9018

9018

Соединение FTP (мг / милю) EUDC (мг / тест) HOT SS (мг / тест)
A B A B A B
Метан 105 109 220 9017 9017 9017
26,8 68,5 60,2 346 148
Ацетилен 7,3 10,6 21,2 25,6 27,8 23,6 145 65,8
1-бутен ~ 9 7,5 ~ 20 12.7 ~ 65 12,3
Изобутен ~ 9 6,7 ~ 23 13,3 ~ 145 48,7
14,5 79,2 18,0
Бензол ~ 4 7,1 ~ 12 18,4 ~ 29 51.2
Толуол ~ 6 11,7 ~ 34 19,5 ~ 36 33,4
Этилбензол ~ 15 90,0
п- и м-ксилол ~ 23 42,2 ~ 115 67,6 ~ 78 143
o-ксилол 16173 9017 9017 ~ 28 23,4 ~ 111 133
Формальдегид 33,3 59,3 152 210 55,1 119 105 155
Акролеин 3,0 8,1 11,2 26.9 53,7 34,8
Ацетон 2,5 5,6 13,9 10,6 37,3 13,4
13,4
9018 9018 9018 9018 9017 9017 9017 9018 9017 9017 9018 9017 9017 9018 9017 9018 9018 6,9
Кротоновый альдегид 0,7 2,6 2,7 5,2 10.0
Бензальдегид 2,5 5,3 8,5 12,8 34,6 24,1

Состав твердых частиц в выбросах дизельного топлива зависит от конструкции двигателя. , смазочный материал и используемое топливо. Содержание сульфата анализировали с помощью ионной хроматографии, растворимую органическую фракцию экстрагировали и впоследствии охарактеризовали на фракции, полученные из топлива и нефти, с помощью газовой хроматографии, а содержание углерода было количественно определено термогравиметрическим анализом.Остающийся компонент полностью не охарактеризован, но представляет собой неорганические соединения цинка, кальция и железа, полученные из смазочных материалов и в результате износа двигателя. Анализ твердых частиц для всех трех испытательных циклов транспортного средства показан в таблице IV и иллюстрирует некоторые конкретные характеристики двигателя, которые важны при разработке катализатора для контроля за ослаблением частиц.

Таблица IV

Исходные выбросы твердых частиц

Общая масса твердых частиц

Топливо HC Нефть HC SOF Углерод Сульфат + вода Прочие частицы
Двигатель A 7.0 22,4 29,4 40,4 2,0 28,2
Двигатель B 16,9 6,4 23,3 63,7 2,6 63,7 2,6
Двигатель A 29,8 16,2 46,0 4,2 13,7
Двигатель B 1 1.4 <1,0 ~ 11,4 79,3 4,7 3,6
Горячие нерж. 24,2
Двигатель B 7,0 <1,0 ~ 7,0 80,2 4,5 7,3

Двигатель A показал стабильно более высокую растворимую органическую фракцию и будет считаться «Влажные частицы» с низким содержанием углерода и высокой растворимой органической фракцией.Двигатель B можно описать как образующий «сухие частицы» с низким содержанием растворимой органической фракции и высоким содержанием углерода. Различия в выбросах можно частично объяснить разницей в рабочих температурах, когда более горячий двигатель приводит к образованию «сушильных» частиц. Таким образом, двигатель B представляет собой систему, более сложную для каталитической обработки, и представляет собой наибольшую проблему.

Разработка катализатора

Задача разработки дизельного катализатора состоит в том, чтобы уменьшить количество газообразных углеводородов, монооксида углерода и абсорбированной растворимой органической фракции выхлопных газов без увеличения массы твердых частиц, выделяемых в результате образования сульфатов.

Разработка катализатора проводилась с использованием двигателя B, установленного на динамометрическом стенде (20). Катализаторы оценивали в стационарных условиях, используя нагрузку на двигатель для контроля рабочей температуры. Это испытание проводилось при 2500 об / мин с использованием топлива с содержанием серы 0,16 мас.%. Система была стабилизирована в каждой контрольной точке перед отбором проб выхлопных газов. Базовые выбросы измерялись при каждой температуре с некатализированным субстратом в выхлопной системе для выравнивания противодавления в двигателе.

Данные на Рисунке 4 представляют базовый анализ твердых частиц в зависимости от нагрузки двигателя. Для двигателя B, который генерирует «сухие» частицы, с увеличением нагрузки растворимая органическая фракция остается приблизительно постоянной, в то время как углеродная и сульфатная фракции увеличиваются. На рис. 5 показана скорость образования твердых частиц, когда в выхлопную систему помещается стандартный катализатор окисления платины. Наблюдается превосходное удаление растворимой органической фракции с небольшим воздействием на «твердые» углеродные частицы, однако при температуре выше 300 ° C образуются все большие количества сульфата.Несмотря на удаление растворимой органической фракции над катализатором, фактически наблюдается большое чистое увеличение образования твердых частиц из-за окисления диоксида серы и образования серной кислоты.

Рис. 4

Базовые анализы твердых частиц, полученные в установившемся режиме, при нагрузке двигателя, используемой для контроля рабочей температуры. Двигатель B производит «сухие частицы» с низким содержанием растворимой органической фракции и высоким содержанием углерода. Первая остается стабильной, в то время как углеродная и сульфатная фракции увеличиваются с температурой

Рис.5

При использовании стандартного катализатора окисления платины в выхлопной системе отлично удаляется растворимая органическая фракция, но при температуре выше 300 ° C наблюдается постепенное увеличение количества сульфата, что способствует значительному чистому увеличению количества образующихся твердых частиц.

Ввиду четкой потребности в восстановлении окисления диоксида серы, были разработаны новые рецептуры дизельных катализаторов на основе платины для уменьшения окисления диоксида серы до триоксида серы и ограничения степени накопления серы на поверхности катализатора.Первоначальная оценка экспериментальных катализаторов проводилась с использованием смеси синтетических газов. Поскольку углеводороды в растворимой органической фракции обычно имеют высокую молекулярную массу, декан (C 10 H 22 ) был добавлен в исходный газ для моделирования требований дизельного катализатора к окислению углеводородов. Соответствующие экспериментальные условия приведены в таблице V. Конверсию углеводородов измеряли пламенно-ионизационным детектированием, в то время как конверсию диоксида серы контролировали с помощью газовой хроматографии.Результаты испытаний представлены на рисунке 6 и показывают снижение конверсии диоксида серы с новыми составами катализаторов. Эта более низкая активность сопровождается снижением активности окисления углеводородов.

Таблица V

Условия испытаний и состав смеси синтетического газа

Расход газа

Оценка:

Объемная скорость: 42000 в час
Размер катализатора: Диаметр 1,0 ″ × 2,33 ″ длина
20.0 SLPM
1 NO

активность Рис. стандартного катализатора окисления платины ● и двух новых катализаторов на основе платины ●, ● специально разработанные для дизельных двигателей сравниваются для конверсии углеводородов — и диоксида серы — — —

Эти новые составы катализаторов были затем оценены на Двигатель B, использующий испытание выхлопных газов дизельного двигателя в установившемся режиме.Наблюдалось очевидное улучшение контроля над твердыми частицами при более высоких температурах. Однако, как и было предсказано в испытании синтетического газа, активность низкотемпературных углеводородов несколько снизилась. Данные динамометра для конверсии твердых частиц и углеводородов приведены на рисунках 7 и 8 соответственно. Существенное удаление твердых частиц может быть достигнуто за счет конструкции катализатора, минимизирующего выбросы сульфатов и предотвращения загрязнения за счет быстрого накопления углерода. Некоторый компромисс должен быть сделан для активности углеводородов в газовой фазе.Хотя соблюдение стандартов по выбросам углеводородов в газовой фазе, как правило, несложно, некоторые дальнейшие улучшения могут быть желательны для европейских автомобилей малой грузоподъемности, которые должны соответствовать стандарту углеводород + оксид азота. Это основная цель будущих усилий в этой области.

Рис. 7

Когда новые составы катализаторов на основе платины подвергались воздействию выхлопных газов дизельного двигателя в установившемся режиме, чтобы не наблюдалось явного улучшения контроля твердых частиц при более высоких температурах

рис.8

Как было предсказано испытанием синтетического газа, при низких температурах эффективность конверсии новых составов на основе платины для углеводородов была несколько ниже, чем у стандартного катализатора окисления

Выводы

Разработка катализаторов на основе платины для контроля выхлопных газов дизельных двигателей требуется знание температуры выхлопных газов и состава твердых частиц. Хотя эти факторы зависят от индивидуальной конструкции двигателя, катализатор может быть адаптирован для удовлетворения конкретных требований.

Чтобы соответствовать новым нормативным стандартам, требуется снижение содержания твердых частиц в выхлопных газах, и ключом к достижению этого является контроль окисления диоксида серы. Некоторый компромисс в активности углеводородов в газовой фазе может потребоваться для достижения необходимого снижения образования серной кислоты. Были разработаны новые катализаторы на основе платины, которые снижают окисление диоксида серы и в то же время сводят к минимуму загрязнение катализатора углеродной сажей. Таким образом, уменьшение количества твердых частиц достигается прежде всего за счет эффективного каталитического удаления растворимой органической фракции твердых частиц.

  • 1

    М. П. Уолш, Platinum Metals Rev., 1989, 33 , (4), 194

  • 2

    М. Л. Черч, Б. Дж. Купер и П. Дж. Уилтон, S.A.E. Бумага № 8

  • 0, 1990

  • 12

    А.Ф. Дивелл и Б. Харрисон, Platinum Metals Rev., 1981, 25 , (4), 112

  • 13

    BJ Cooper, Platinum Metals Rev., 1983, 27 , (4), 146

  • 14

    KC Taylor, в «Catalysis», ed. Дж. Р. Андерсон и М. Бударт, Springer-Verlag, Берлин, 1984, 5, с.120

  • 15

    Б. Дж. Купер, Т. Дж. Труекс, S.A.E. Paper No. 850128, 1985

  • 16

    J. T. Kummer, J. Phys. Chem., 1986, 90 , 4747

  • 17

    Б. Дж. Купер и Дж. Э. Тосс, S.A.E. Документ № 8

    , 1989 г.

  • 18

    Р. Д. Катбертсон и П. Р. Шор, S.A.E. Документ № 870626, 1987 г.

  • 19

    Р. Д. Катбертсон и П. Р. Шор, J. Chromatogr. Наук, 1988, 26 , 106

  • 20

    г.C. Bashford-Rogers, D. E. Webster, Proc. Intemat. Семинар «Мировые стандарты выбросов двигателей и их соответствие», Инст. Мех. Eng., London, 1991

  • Благодарности

    Благодарим Ricardo International за оценку разрабатываемых дизельных катализаторов.

    Выбросы загрязняющих веществ от автомобилей с дизельным двигателем и систем нейтрализации выхлопных газов

    В современном мире защита окружающей среды стала одной из центральных тем. Многие агентства и организации пытаются предотвратить ущерб окружающей среде и здоровью людей, причиненный выбросами парниковых газов и загрязняющих веществ. Из-за неблагоприятного воздействия выбросов дизельного топлива на здоровье и окружающую среду правительства выдвигают требования в отношении допустимых стандартов выбросов выхлопных газов. В Европе были разработаны стандарты евро, которые с 1993 года постоянно снижались с евро I до евро VI соответственно.

    В таблице 1 приведены европейские стандарты для транспортных средств M1 и M2, N1 и N2, определенные в Директиве 70/156 / EC, с контрольной массой ≤2,610 кг.Пределы определены в этой таблице в виде массы на энергию (г / кВтч). В последующие годы нормы евростандартов становятся все более строгими. По сравнению со стандартом Euro I, стандарт Euro VI для выбросов CO, HC, NO x и PM был снижен, соответственно, на 66, 76, 95 и 98%. Дата введения стандарта Euro VI для большегрузных автомобилей — 1 сентября 2014 г. (Delphi et al. 2012).

    Таблица 1 Евростандарты Европейского Союза для большегрузных автомобилей (Delphi et al.2012)

    Значения выбросов, которые день ото дня становились все более строгими, вынуждали производителей транспортных средств работать над сокращением выбросов загрязняющих веществ от транспортных средств. В исследованиях, которые проводились на протяжении десятилетий, основное внимание уделялось модификациям двигателей, системам электронного управления впрыском топлива и улучшению свойств топлива. Однако эти меры не привели к снижению выбросов, установленному стандартами. Желаемые уровни выбросов могут быть достигнуты только с помощью систем очистки выхлопных газов.Транспортные средства оснащены системами контроля выбросов в соответствии с действующими стандартами и требованиями выбросов. С помощью систем контроля выбросов загрязняющие вещества из выхлопных газов могут удаляться после того, как они покидают двигатель, непосредственно перед тем, как они выбрасываются в воздух (Prasad and Bella 2010; Bosch 2005).

    Среди систем контроля выбросов дизельных двигателей большинство исследований и исследований было проведено по снижению выбросов NO x , потому что содержание NO x в выхлопе дизельного двигателя имеет самый высокий процент среди выбросов загрязняющих веществ.Из исследований, проведенных на сегодняшний день, рециркуляция выхлопных газов (EGR), ловушка для обедненных NO x (LNT) и SCR являются наиболее целенаправленными технологиями для существенного устранения выбросов NO x .

    В системах рециркуляции ОГ, чтобы уменьшить выбросы NO x , выхлопные газы рециркулируют обратно в камеру сгорания и смешиваются со свежим воздухом на такте впуска. Следовательно, эффективность горения ухудшается, что приводит к снижению температуры горения, что означает уменьшение образования NO x .Система рециркуляции отработавших газов широко используется в дизельных транспортных средствах. Тем не мение; он не может достичь единственно высокой эффективности преобразования и сокращения выбросов NO x , которые соответствуют действующим стандартам выбросов для особо тяжелых транспортных средств. Кроме того, из-за снижения температуры в цилиндре эта технология приводит к увеличению выбросов HC и CO. (Баунер и др., 2009). Технология

    LNT, также называемая NO x — уменьшение накопления (NSR) или адсорбирующий катализатор NO x (NAC), была разработана для снижения выбросов NO x , особенно в обедненных условиях.В условиях обедненного двигателя LNT сохраняет NO x на слое катализатора. Затем, в условиях богатого топливом двигателя, он выделяет и реагирует на NO x обычными реакциями трехстороннего типа. Катализатор LNT в основном состоит из трех основных компонентов. Эти компоненты представляют собой катализатор окисления (Pt), среду хранения NO x (барий (Ba) и / или другие оксиды) и катализатор восстановления (Rh). В технологии LNT катализаторы на основе платины являются наиболее часто используемыми катализаторами из-за их восстановления NO x при низкой температуре и стабильности в воде и сере.

    Как и технология рециркуляции отработавших газов, технологии LNT недостаточны для обеспечения желаемого снижения выбросов NO x . Помимо технологий рециркуляции отработавших газов и LNT, можно обеспечить соответствие текущим стандартам выбросов с помощью технологии SCR. Таким образом, технология SCR является респектабельной новейшей технологией, которая интересует многих исследователей.

    В этом разделе подробно рассматриваются системы контроля выбросов для дизельных двигателей. Из-за их широкого использования; Системы DOC, DPF и SCR, особенно для дизельных двигателей большой мощности, рассматриваются отдельно.

    Катализатор окисления дизельного топлива (DOC)

    Основная функция DOC — окислять выбросы HC и CO. Кроме того, DOC играют роль в снижении массы выбросов твердых частиц дизельного топлива за счет окисления некоторых углеводородов, адсорбированных на углеродных частицах (Chen and Schirmer 2003; Wang et al. 2008). DOC также можно использовать в сочетании с катализаторами SCR для окисления NO до NO 2 и увеличения отношения NO 2 : NO x . В DOC происходят три основных реакции (Zheng and Banerjee 2009).

    $$ {\ текст {CO}} + \, \ raise.5ex \ hbox {$ \ scriptstyle 1 $} \ kern-.1em / \ kern-.15em \ lower.25ex \ hbox {$ \ scriptstyle 2 $ } {\ text {O}} _ {2} \ to {\ text {CO}} _ {2} $$

    (1)

    $$ {\ text {C}} _ ​​{3} {\ text {H}} _ {6} + {9} / 2 {\ text {O}} _ {2} \ to {\ text {3 CO }} _ {2} + {\ text {3H}} _ {2} {\ text {O}} $$

    (2)

    $$ {\ text {NO}} + \, \ raise.5ex \ hbox {$ \ scriptstyle 1 $} \ kern-.1em / \ kern-.15em \ lower.25ex \ hbox {$ \ scriptstyle 2 $} {\ text {O}} _ {2} \ to {\ text {NO}} _ {2} $$

    (3)

    CO и HC окисляются с образованием CO 2 и H 2 O [Ур. (1), (2)] в ДОК (рис. 2). Выхлопные газы дизельных двигателей обычно содержат от 2 до 17 об.% O 2 , который не вступает в реакцию с топливом в камере сгорания. Этот O 2 постоянно потребляется в DOC (Yu and Kim 2013).

    Рис.2

    Катализатор окисления дизельного топлива

    Другая химическая реакция, которая происходит в DOC, — это окисление NO с образованием NO 2 , как показано в уравнении. (3). Концентрация NO 2 в NO x имеет жизненно важное значение для последующих компонентов, таких как DPF и SCR. Высокая концентрация NO 2 в NO x способствует увеличению эффективности DPF и SCR. В необработанном выхлопном газе двигателя компонент NO 2 в NO x составляет только около 10% в большинстве рабочих точек.Благодаря функции DOC, NO 2 : NO увеличивается за счет установления термодинамического равновесия (Lee et al. 2008; Sampara et al. 2007).

    Температура является эффективной функцией эффективности DOC. Эффективность DOC в окислении CO и HC можно наблюдать при температурах выше «точки отсчета» для каталитической активности. Температура выключения определяется как температура, при которой начинается реакция в катализаторе, и изменяется в зависимости от состава выхлопных газов, скорости потока и состава катализатора.

    DOC также может использоваться в качестве каталитического нагревателя. При окислении CO и выбросах HC выделяется тепло. Это тепло используется для повышения температуры выхлопных газов после DOC. Повышение температуры выхлопных газов способствует регенерации DPF. В DOC температура выхлопных газов поднимается примерно выше 90 ° C на каждый 1% объема окисления CO. Поскольку повышение температуры происходит очень быстро, в DOC устанавливается крутой температурный градиент. Результирующее напряжение в керамическом носителе и каталитическом нейтрализаторе ограничивается допустимым скачком температуры примерно 200–250 ° C (Bosch 2005).

    DOC обычно представляет собой монолитную сотовую структуру из керамики или металла. Помимо этой несущей структуры, он состоит из оксидной смеси (Washcoat), состоящей из оксида алюминия (Al 2 O 3 ), оксида церия (CeO 2 ), оксида циркония (ZrO 2 ) и активного каталитического благородные металлы, такие как платина (Pt), палладий (Pd) и родий (Rh). Основная функция покрытия — обеспечить большую площадь поверхности для благородного металла и замедлить спекание катализатора, которое происходит при высоких температурах, что приводит к необратимому падению активности катализатора.Количество благородных металлов, используемых для покрытия, которое часто называют загрузкой, указывается в г / фут 3 . Нагрузка составляет примерно 50–90 г / фут 3 . В настоящее время DOC, содержащий Pt и Pd, чаще всего используется для окисления, и многие исследования, проведенные исследователями, были сосредоточены на этих катализаторах на основе драгоценных металлов (Kolli et al., 2010; Kim et al., 2003; Wiebenga et al., 2012; Wang et al. 2008; Ханеда и др. 2011).

    Основными характеристиками при выборе DOC являются температура зажигания, эффективность преобразования, температурная стабильность, устойчивость к отравлению и производственные затраты.Однако такие параметры, как плотность каналов (указываемая в cpsi (количество каналов на квадратный дюйм)), толщина стенок отдельных каналов и внешние размеры преобразователя (площадь поперечного сечения и длина) имеют существенное значение для свойств DOC. Плотность каналов и толщина стенок определяют реакцию на нагрев, противодавление выхлопных газов и механическую стабильность каталитического нейтрализатора (Zervas 2008).

    Объем DOC (V c ) определяется как коэффициент объемного расхода выхлопных газов, который сам пропорционален рабочему объему (Vs) двигателя.Типичные расчетные значения для DOC: Vc / Vs = 0,6–0,8. Отношение объемного расхода выхлопных газов [V f 3 / ч)] к объему катализатора [V c 3 )] называется объемной скоростью [SV (h -1 ). ]. Типичные значения SV для катализатора окисления составляют 150 000–250 000 ч –1 (Bosch 2005).

    С момента первого внедрения в 1970-х годах DOC остаются ключевой технологией для дизельных двигателей до сих пор (Wang et al. 2008). Все новые дизельные двигатели, устанавливаемые на легковые, малотоннажные и тяжелые дизельные автомобили, теперь оснащены DOC.Сокращение выбросов в результате использования DOC оценивается примерно на 60–90% для углеводородов и CO.

    DOC являются широко предпочтительными системами контроля выбросов не только для тяжелых транспортных средств, но и для легких транспортных средств во многих странах, таких как Европа, США и Япония. Катализаторы окисления, содержащие Pt и Pd, являются наиболее популярными катализаторами на мировом рынке. Одна из основных проблем этих ценных катализаторов заключается в том, что они осуществляют реакцию SO 2 на SO 3 , которая, следовательно, реагирует с водой и образует формы сульфатов и серной кислоты.Эти формы имеют весьма вредные эффекты, такие как повреждение систем контроля выбросов после обработки, а также вызывают ряд проблем для окружающей среды и здоровья. Нет технологий для предотвращения и устранения этих форм. Хотя ULSD используется во многих странах мира, полностью решить проблему не удалось. Использование альтернативных видов топлива, таких как биодизельное топливо, метиловый спирт и т. Д., Может полностью уменьшить или устранить этот загрязнитель. Кроме того, можно повысить эффективность преобразования DOC, используя альтернативные виды топлива (Zhu et al.2013).

    Дизельный сажевый фильтр (DPF)

    DPF применяются в производстве автомобилей с 2000 года. Они используются для удаления выбросов твердых частиц из выхлопных газов путем физической фильтрации и обычно изготавливаются из кордиерита (2MgO – 2Al 2 O 3 –5SiO 2 ) или монолит сотовой структуры из карбида кремния (SiC) с каналами, заблокированными на разных концах. Забитые каналы на каждом конце заставляют частицы дизельного топлива проходить через пористые стенки подложки, которые действуют как механический фильтр (рис.3). Когда частицы сажи проходят через стенки, они переносятся в стенки пор путем диффузии, где и прилипают. Этот фильтр имеет большое количество параллельных, в основном квадратных каналов. Толщина стенок канала обычно составляет 300–400 мкм. Размер канала определяется плотностью их клеток (типичное значение: 100–300 cpsi) (Kuki et al. 2004; Ohno et al. 2002; Tsuneyoshi and Yamamoto 2012).

    Фиг.3

    Стенки фильтра спроектированы таким образом, чтобы иметь оптимальную пористость, позволяющую выхлопным газам проходить через их стенки без особых препятствий, при этом они достаточно непроницаемы для сбора твердых частиц.По мере того как фильтр становится все более насыщенным сажей, на поверхности стенок канала образуется слой сажи. Это обеспечивает высокоэффективную поверхностную фильтрацию на следующем этапе эксплуатации. Однако следует избегать чрезмерного насыщения. По мере того как фильтры накапливают ТЧ, они создают противодавление, которое имеет множество отрицательных последствий, таких как повышенный расход топлива, отказ двигателя и напряжение в фильтре. Чтобы предотвратить эти негативные эффекты, DPF необходимо регенерировать путем сжигания захваченных PM.

    Далее существует два типа процессов регенерации сажевых фильтров, обычно называемых активной регенерацией и пассивной регенерацией. Активная регенерация может периодически применяться к сажевым фильтрам, в которых захваченная сажа удаляется путем контролируемого окисления с помощью O 2 при 550 ° C или более высоких температурах (Jeguirim et al. 2005). При активной регенерации DPF PM периодически окисляется теплом, подаваемым из внешних источников, таких как электрический нагреватель или пламенная горелка. Сжигание твердых частиц, захваченных фильтром, происходит, как только содержание сажи в фильтре достигает установленного предела (около 45%), на который указывает падение давления на DPF.

    Более высокая температура регенерации и большое количество энергии для теплоснабжения представляют собой серьезные проблемы для активной регенерации. В то время как температуры, достигающие точки плавления фильтра, приводят к выходу из строя сажевого фильтра, необходимость в энергии для нагрева увеличивает стоимость производства системы из-за сложных добавок. Эти отрицательные эффекты рассматривают активную регенерацию как нежелательную.

    В отличие от активной регенерации, при пассивной регенерации сажевого фильтра окисление твердых частиц происходит при температуре выхлопных газов за счет каталитического сгорания, которому способствует осаждение подходящих катализаторов внутри самой ловушки.ТЧ окисляются в процессе каталитической реакции без использования дополнительного топлива. В диапазоне температур от 200 до 450 ° C небольшие количества NO 2 будут способствовать непрерывному окислению осажденных частиц углерода. Это основа непрерывно регенерирующей ловушки (CRT), которая непрерывно использует NO 2 для окисления сажи при относительно низких температурах по сравнению с DPF (York et al. 2007, Allansson et al. 2002).

    При пассивной регенерации весь процесс очень простой, бесшумный, эффективный и экономичный, то есть ни оператор транспортного средства, ни система управления двигателем транспортного средства не должны делать что-либо, чтобы вызвать регенерацию DPF.В этом процессе обычно используется фильтр из карбида кремния со стенкой потока с DOC, сложной системой управления двигателем и датчиками. DOC перед сажевым фильтром увеличивает отношение NO 2 к NO в выхлопе и снижает температуру горения твердых частиц. NO 2 обеспечивает более эффективный окислитель, чем кислород, и, таким образом, обеспечивает оптимальную эффективность пассивной регенерации (Johansen et al. 2007).

    Каркасный SiC фильтр — один из наиболее широко используемых фильтров DPF во всем мире. Поскольку регенерация происходит при высоких температурах выхлопных газов, перед этим фильтром необходимо использовать DOC.Катализированные DPF (CDPF), содержащие состав DOC на самом DPF, могут устранить это обязательство. В этой системе нет никаких DOC или каких-либо систем доочистки перед DPF, и все реакции происходят в CDPF. CDPF, в котором Pt используется в качестве катализатора, имеет ту же эффективность преобразования, что и фильтр SiC с пристенным потоком. С помощью CDPF можно снизить температуру окисления сажи. В дополнение к окислению, происходящему в DPF, может быть реализовано при более низких температурах, степень конверсии может быть дополнительно увеличена с использованием биодизельного топлива или добавок к топливу (Lamharess et al. 2011). Хотя регенерация является одной из основных проблем для сажевых фильтров, в настоящее время было проведено множество исследований для решения этой проблемы и снижения температур окисления сажи.

    Селективное каталитическое восстановление (SCR)

    SCR — это еще одна технология для снижения выбросов NO x , специально улучшенная для автомобилей большой грузоподъемности. Из-за низкой температуры выхлопных газов он не получил широкого распространения в легковых автомобилях. Но в настоящее время она разрабатывается для легковых автомобилей, и некоторые производители легковых автомобилей, такие как Audi, используют эту технологию в своих автомобилях.SCR используется для минимизации выбросов NO x в выхлопных газах с целью использования аммиака (NH 3 ) в качестве восстановителя (Biswas et al. 2009). Вода и N 2 выделяются в результате каталитической конверсии NO x в выхлопных газах. Из-за токсического воздействия NH 3 и предотвращения горения NH 3 в теплой атмосфере перед реакцией NH 3 получают из водного раствора мочевины (Moreno-Tost et al. 2008; Hamada and Ханэда 2012).Этот раствор получают смешиванием 33% мочевины (NH 2 ) 2 CO и 67% чистой воды по массе.

    Для достижения высокой эффективности количество NH 3 , хранящегося на катализаторе SCR, должно контролироваться как можно большим. Однако высокое хранение NH 3 может привести к образованию нежелательного аммиака. Проскока аммиака, как правило, можно избежать или минимизировать путем точного впрыска мочевины на основе необходимого аммиака (Majewski and Khair 2006). Распыляя раствор на выхлопные газы, в результате испарения чистой воды твердые частицы мочевины начинают плавиться, и происходит термолиз, как показано в уравнении.(4) (Koebel et al. 2000; Yim et al. 2004).

    $$ \ left ({{\ text {NH}} _ {2}} \ right) _ {2} {\ text {CO}} \ to {\ text {NH}} _ {3} + {\ текст {HNCO}} \ left ({\ text {thermolysis}} \ right) $$

    (4)

    NH 3 и изоциановая кислота образуются в реакции термолиза. NH 3 принимает участие в реакциях катализатора СКВ, в то время как изоциановая кислота превращается с водой в реакции гидролиза (Koebel et al. 2000).Кроме того, этим гидролизом получают NH 3 [Ур. (5)].

    $$ {\ text {HNCO}} + {\ text {H}} _ {2} {\ text {O}} \ to {\ text {NH}} _ {3} + {\ text {CO} } _ {2} \, \ left ({\ text {гидролиз}} \ right) $$

    (5)

    Реакции термолиза и гидролиза протекают быстрее, чем реакции СКВ. Две молекулы аммиака образуются в молекулярной мочевине в результате реакций термолиза и гидролиза (Chi and DaCosta 2005). Эффективность реакций получения NH 3 из мочевины во многом зависит от температуры выхлопных газов.Хотя температура плавления мочевины составляет 133 ° C, в различных исследованиях указано, что термолиз начинается при 143, 152, 160 ° C (Linde 2007; Oh et al. 2004; Sun et al. 2001; Schaber et al. 2004; Калабрезе и др., 2000). Хотя преобразование водного раствора мочевины в NH 3 начинается во время распыления инжектора, полное преобразование не завершается введением катализатора. Половина общего количества разложения мочевины до NH 3 получается до входа катализатора.Таким образом, эффективность преобразования теоретически составляет 50% до входа в катализатор. Однако реализация реакции гидролиза в газовой фазе перед входом в катализатор увеличивает эффективность преобразования из-за температуры выхлопных газов (Koebel et al. 2000; Chi and DaCosta 2005). После термолиза и гидролиза химические реакции, происходящие в катализаторе СКВ, показаны ниже.

    $$ 4 {\ text {NO}} + 4 {\ text {NH}} _ {3} + {\ text {O}} _ {2} \ to {\ text {4 N}} _ {2} + {\ text {6 H}} _ {2} {\ text {O}} $$

    (6)

    $$ 2 {\ text {NO}} + {\ text {2 NO}} _ {2} + {\ text {4 NH}} _ {3} \ to {\ text {4 N}} _ {2} + {\ text {6 H}} _ {2} {\ text {O}} $$

    (7)

    $$ 6 {\ text {NO}} _ {2} + {\ text {8 NH}} _ {3} \ to {\ text {7 N}} _ {2} + {\ text {12 H}} _ {2} {\ text {O}} $$

    (8)

    Скорость реакций SCR может быть указана как «7> 6> 8». Скорость реакции в уравнении. (7) выше, чем у других реакций. Реакция уравнения. (6) реализуется при отсутствии какого-либо катализатора окисления перед катализатором SCR, а именно выбросов NO x в форме NO. В случае использования DOC с большим размером и емкостью перед катализатором SCR, выбросы NO x становятся в виде NO, и реакция уравнения (8) имеет место. Следовательно, скорость реакции снижается и реализуется снижение эффективности преобразования выбросов NO x .Реакция уравнения. (7) будет иметь место, если размер и количество загрузки катализатора окисления оптимизированы. Благодаря высокой скорости реакции конверсия выбросов NO x осуществляется эффективно. Соотношение NO: NO2 1: 1 показывает максимальную производительность SCR. По этой причине необходимо установить соотношение NO: NO2 примерно 1: 1 (Sluder et al. 2005; Devarakonda et al. 2008; Shost et al. 2008).

    На рисунке 4 показана типичная система SCR с DOC. Катализаторы на основе цеолита и ванадия используются в системах СКВ. Температура имеет характерную роль при выборе катализатора. В то время как медь-цеолиты обладают лучшими низкотемпературными характеристиками, железо-цеолиты обладают лучшими высокотемпературными характеристиками (Hamada and Haneda 2012).

    Рис.4

    Типичная система SCR с DOC

    Система

    SCR может работать при температуре от 200 до 600 ° C. Реакции обычно начинаются при 200 ° C, а максимальная эффективность преобразования достигается при 350 ° C (Way et al. 2009). Температуры ниже 200 ° C вызывают появление цианистой кислоты, биочевины, меламина, амелида и амелина из-за реакций разложения раствора мочевины.Эти компоненты могут накапливаться в стенке выхлопной трубы и приводить к нежелательным результатам (Schaber et al. 2004). Чтобы предотвратить образование этих образований, распыление раствора мочевины начинается при температуре выхлопных газов выше 200 ° C. Кроме того, температуры выше 600 ° C вызывают возгорание NH 3 до реакции с выбросами NO x .

    Исследования систем SCR были усилены для проектирования системы, системы доставки мочевины, катализатора, раствора для впрыска, давления впрыска и времени.

    V 2 O 5 -WO 3 / TiO 2 , Fe-ZSM5, Cu-ZSM5 и Ag / Al 2 O 3 являются наиболее часто используемыми катализаторами, и многие исследования сосредоточены на этих типах катализаторов. Cu-PPH, CeO 2 -TiO 2 , Cu / Al 2 O 3 , NbCe и Fe-MFI — это другие типы катализаторов, которые становятся актуальными. Во многих исследованиях, проведенных на этих катализаторах, эффективность преобразования выбросов NO x была достигнута более чем на 90% (Shan et al.2012; Casapu et al. 2011; Oliveira et al. 2011). Катализаторы на основе TiO 2 , легированного вольфрамом с использованием ванадия в качестве активного компонента, являются наиболее применяемыми катализаторами для СКВ из-за их высокой активности даже при низкой температуре и высокой селективности по NO 2 в качестве продукта. Цеолит представляет собой другую основу, которая может использоваться вместо TiO 2 , и имеет некоторые отличия в эффективности преобразования NO x . В отличие от этих оснований, катализаторы Ag-Al 2 O 3 обладают относительно низкой активностью при низкой температуре выхлопных газов.

    Качество впрыска и смешивание мочевины является сложным и критически важным. Было проведено множество исследований для определения влияния качества капель мочевины на эффективность преобразования. Это показывает, что введение мочевины является важным параметром эффективности преобразования. Это может повлиять на эффективность преобразования до 10%.

    Хотя многие амины (метиламин, этиламин, пропиламин и бутиламин) были протестированы в качестве раствора для инъекций, никому не удалось достичь эффективности раствора мочевины под названием AdBlue на мировых рынках (Stanciulescu et al.2010). Другие восстановители также были проверены на замену аммиака.

    В системах СКВ вместо аммиака или мочевины в качестве восстановителя можно использовать углеводороды (НС). Этот метод известен как углеводородный СКВ (HC-SCR), и по нему было проведено множество исследований. Из-за наличия углеводорода в выхлопных газах (пассивный режим) или в самом впрыскиваемом топливе (активный режим) его относительно просто применить к легковым автомобилям. В дизельных двигателях первичным углеводородом является дизельное топливо, но другие углеводороды, такие как этанол, ацетон и пропанол, могут вводиться в поток выхлопных газов, чтобы способствовать снижению NO x .Катализатор Ag-Al 2 O 3 является наиболее перспективным катализатором для HC-SCR.

    По сравнению с решениями по контролю выбросов (EGR, LNT и SCR) для снижения выбросов NO x , в целом было показано, что SCR имеет высокую эффективность в преобразовании NO x . В отличие от технологии LNT, SCR непрерывно удаляет NO x через активный восстановитель на поверхности катализатора. В остальном LNT имеет широкий диапазон рабочих температур и более низкую температуру обессеривания.Поскольку это приводит к увеличению выбросов HC и CO и низкой эффективности преобразования NO x по сравнению с SCR и LNT, EGR отстает. Во многих приложениях эти технологии могут использоваться в комбинации для увеличения эффективности преобразования NO x (Xu and McCabe 2012; Lopez et al. 2009).

    Со всеми другими усовершенствованными устройствами дополнительной обработки, содержание серы в топливе для сжигания является важной проблемой для катализатора SCR. Технологии последующей обработки очень чувствительны к содержанию серы в топливе.Сера, содержащаяся в дизельном топливе, входит в состав катализаторов и начинает накапливаться в активных центрах катализатора, что снижает каталитическую активность. Хотя сульфаты могут подвергаться термическому разложению, для десульфуризации в богатых условиях требуются высокие температуры (> 600 ° C). Альтернативные виды топлива и топливные присадки использовались для предотвращения воздействия серы на устройства дополнительной обработки. Можно повысить эффективность снижения выбросов в системах доочистки за счет топлива, не содержащего серу.Биодизель является наиболее часто используемым альтернативным топливом для предотвращения повреждения серой, и было проведено множество исследований по использованию биодизеля в качестве альтернативы дизельному топливу (Ng et al. 2010).

    4 Замена критических материалов большим количеством материалов | Роль химических наук в поиске альтернатив критическим ресурсам: итоги семинара

    , что значительно снижает энергетический барьер. Основываясь на этом механистическом понимании, команда PNNL создала катализатор на основе никеля, который производит 50 оборотов в секунду при одной атмосфере водорода (Yang et al., 2010), и еще один, который не был таким хорошим катализатором окисления водорода, но был способен имитировать природный фермент гидрогеназы и катализировать как окисление, так и восстановление водорода (Kilgore et al., 2011). Сообщается, что этот катализатор первым осуществляет как прямую, так и обратную реакцию.

    Одна проблема, возникшая в этих исследованиях, заключалась в том, что протоны могут захватываться между двумя боковыми аминами в одном и том же лиганде, что снижает каталитическую активность. Переключение на лиганд, который имеет два атома фосфора для координации с никелевым ядром, но только один азот, так называемый лиганд P2N1, вызвал резкое увеличение каталитической активности и привело к оборотам более 100000 в секунду, что более чем в 10 раз. быстрее, чем гидрогеназа на основе железа, которая послужила вдохновением для этой работы (Helm et al., 2011). Однако этот катализатор по-прежнему имеет высокое перенапряжение, которое необходимо устранить, чтобы повысить его энергоэффективность.

    PNNL также использовала принципы рационального проектирования для создания первого катализатора на основе железа для окисления водорода. Скорость оборота для этого катализатора составляет всего около двух в секунду, но это исследование все еще находится в зачаточном состоянии.

    Кроме того, работая с командой из Калифорнийского университета в Сан-Диего, Баллок и его коллеги создали электрохимический катализатор на основе никеля, который окисляет формиат.Это первый зарегистрированный случай гомогенного катализатора окисления формиата, и это первый пример катализатора окисления формиата любого типа, в котором не используются металлы платиновой группы (Galan et al., 2011). Эти исследования продолжаются.

    Баллок завершил свою презентацию, отметив, что выполнение гомогенного катализа без драгоценных металлов имеет много преимуществ. В частности, железо, никель и другие распространенные металлы намного дешевле и часто более экологически безопасны.Он добавил, что, хотя в этой области проводится все больше исследований, необходимы более фундаментальные исследования, чтобы стимулировать усилия по разработке катализаторов. Он отметил, что заметные успехи, достигнутые в этой области в поиске заменителей палладия в органическом синтезе и платины в топливных элементах и ​​энергетике, стали возможными благодаря фундаментальным исследованиям в области металлоорганической химии.

    НОВЫЕ МЕТАЛЛЫ И ОСНОВНЫЕ МЕТАЛЛЫ В СИСТЕМАХ АВТОМОБИЛЬНЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ

    Автомобильная промышленность является основным потребителем катализаторов на основе как драгоценных, так и цветных металлов.В автомобильной промышленности катализаторы используются для уменьшения количества регулируемых загрязняющих веществ в выхлопных газах бензиновых и дизельных транспортных средств. Эти загрязнители включают углеводороды, моноксид углерода, оксиды азота (NO x ) и твердые частицы. Катализаторы превращают эти загрязнители в газообразный азот, диоксид углерода и воду.

    «Сердце автомобильной каталитической системы — это каталитический нейтрализатор», — пояснила Кристин Ламберт. Каталитический нейтрализатор представляет собой керамические соты, заключенные в металлический корпус, прикрепленный к выхлопной трубе автомобиля.Внутри керамических сот находится металлический катализатор на носителе, нанесенный на керамический носитель, как показано на Рисунке 4-2.

    В стандартном каталитическом нейтрализаторе автомобилей с бензиновым двигателем используется трехкомпонентный катализатор, разработанный на протяжении многих лет, чтобы быть чрезвычайно долговечным, сказал Ламберт. Текущие версии разработаны с учетом стандартов выбросов на расстояние 120 000 миль. Они работают при температуре от 350 ° C до 650 ° C, нормальном рабочем диапазоне бензинового двигателя, но они долговечны до температуры более 1000 ° C.Катализаторы работают в выхлопных газах, близких к стехиометрическим, что означает, что воздух и топливо, подаваемые в двигатель, находятся в стехиометрическом соотношении, необходимом для сжигания этого топлива, и что избыточного кислорода нет. Время контакта с катализатором составляет от 60 до 300 миллисекунд (Heck and Farrauto, 2001).

    По мере того, как контроль за двигателем с годами улучшался, содержание загрязняющих веществ в выхлопных газах упало в более узкий диапазон концентраций. В результате катализаторы теперь могут обрабатывать все три газообразных загрязнителя одновременно, используя так называемый трехкомпонентный катализатор. Твердые частицы являются проблемой только для дизельных двигателей, и они рассматриваются отдельно.

    Сегодняшний трехкомпонентный катализатор представляет собой сложную многокомпонентную систему. Основная часть катализатора состоит из кордиерита, циклосиликата магния, железа и алюминия, образующего керамические соты. γ -Алюминий образует основу носителя, а оксид церия (церий) и оксид циркония (диоксид циркония) являются компонентами, аккумулирующими кислород, чтобы помочь катализатору, когда он находится в высокоэффективном стехиометрическом окне.

    В дополнение к редкоземельному минералу церию, два других редкоземельных минерала, оксид лантана и оксид неодима, поддерживают гамма-форму оксида алюминия и играют важную роль в долговечности. Оксид бария и оксид стронция также служат стабилизаторами и могут накапливать NO x , если двигатель работает на обедненной смеси, хотя это не является их основной целью. Небольшое количество оксида никеля подавляет образование сероводорода из относительно большого количества серы, которая все еще присутствует в бензине. Наконец, небольшое количество драгоценных металлов — платина, палладий и родий — около 0,5 процента (Gandhi and McCabe, 2004).

    Обобщая более чем 30-летнюю историю разработки бензиновых катализаторов, Ламберт объяснил, что ранние фундаментальные исследования были сосредоточены на определении того, какие элементы могут быть хорошими кандидатами для дальнейшей разработки. Золото и серебро были исключены из кандидатов из-за их ограниченной прочности и активности. Рутений, иридий и осмий имели подходящие профили активности, но они образуют летучие оксиды при повышенных температурах, что исключает их использование в качестве автомобильных катализаторов.«В тот момент выбор сводился к платине и палладию», — сказал Ламберт.

    Платина и палладий были включены в первые каталитические нейтрализаторы, когда нормативные требования требовали сокращения выбросов

    Что такое SCR (селективное каталитическое восстановление), как оно работает. . . & Почему это важно?

    Что такое SCR?
    Селективное каталитическое восстановление (SCR) — это проверенная и современная система активного контроля выбросов, которая впрыскивает жидкий восстановитель через специальный катализатор в поток выхлопных газов дизельного двигателя. Источником восстановителя обычно является мочевина автомобильного качества, также известная как жидкость для выхлопных газов дизельных двигателей (DEF). DEF запускает химическую реакцию, которая превращает оксиды азота в азот, воду и крошечные количества углекислого газа (CO2), естественные компоненты воздуха, которым мы дышим, который затем выбрасывается через выхлопную трубу автомобиля.

    Технология

    SCR разработана для обеспечения протекания реакций восстановления оксида азота (NOx) в окислительной атмосфере. Он называется «селективным», поскольку снижает уровни NOx с использованием аммиака в качестве восстановителя в каталитической системе.Химическая реакция известна как «восстановление», где DEF — это восстановитель, который реагирует с NOx, превращая загрязняющие вещества в азот, воду и крошечные количества CO2. DEF может быстро разрушаться с образованием окисляющего аммиака в выхлопном потоке. Одна только технология SCR может снизить выбросы NOx до 90 процентов.

    Почему SCR важна?
    Технология SCR — одна из наиболее экономичных и экономичных технологий, позволяющих снизить выбросы дизельных двигателей. Его эффективность позволяет настраивать и оптимизировать дизельные двигатели для достижения максимальной топливной экономичности, в то время как системы SCR очень эффективны при обработке выхлопных газов двигателя.

    Самый большой сектор использования технологии SCR в США — это тяжелые коммерческие грузовики. Все дизельные двигатели для тяжелых грузовиков, произведенные после 1 января 2010 года, должны соответствовать последним стандартам EPA по выбросам, одним из самых строгих в мире, сокращающим содержание твердых частиц (PM) и оксидов азота (NOx) почти до нуля.SCR может снизить выбросы NOx до 90 процентов, одновременно сокращая выбросы HC и CO на 50-90 процентов, а выбросы PM — на 30-50 процентов.

    В сфере коммерческих грузоперевозок некоторые операторы грузовиков, оборудованных системой SCR, сообщают об экономии топлива на 3-5 процентов. Кроме того, внедорожная техника, включая строительную и сельскохозяйственную технику, должна соответствовать стандартам выбросов EPA Tier 4, требующим аналогичных сокращений NOx, PM и других загрязнителей. SCR также используется в некоторых из множества различных применений двигателей и оборудования для бездорожья.

    Где используется SCR?
    SCR десятилетиями использовался для сокращения выбросов из стационарных источников при различных промышленных операциях. Кроме того, морские суда по всему миру были оснащены технологией SCR, включая грузовые суда, паромы и буксиры. Обладая превосходной отдачей как с экономической, так и с экологической точки зрения, SCR также признан технологией контроля выбросов, особенно полезной для соответствия стандартам выбросов дизельных двигателей Агентства по охране окружающей среды США 2010 для тяжелых транспортных средств и стандарту выбросов Tier 4 для двигателей, устанавливаемых на внедорожниках. дорожная техника.Системы SCR также используются во все большем числе дизельных легковых автомобилей.

    Каковы особенности использования SCR?
    Одним из уникальных аспектов транспортного средства или машины с системой SCR является необходимость периодической пополнения жидкости для выхлопных газов дизельного двигателя (DEF). DEF перевозится в бортовом баке, который должен периодически пополняться оператором. Нормы расхода DEF определяются эксплуатацией автомобиля. Более агрессивное вождение на высоких скоростях или при перевозке тяжелых грузов увеличивает потребление DEF.Для большинства легковых автомобилей интервалы заправки DEF обычно возникают примерно во время рекомендованной замены масла или другого планового технического обслуживания автомобиля. Пополнение DEF для большегрузных автомобилей и внедорожных машин и оборудования будет варьироваться в зависимости от условий эксплуатации, часов работы, пройденного расстояния, факторов нагрузки и других факторов.

    DEF является неотъемлемой частью системы контроля выбросов и должен постоянно находиться в баке для обеспечения непрерывной работы транспортного средства или оборудования.Подача низкого DEF запускает серию нарастающих визуальных и звуковых индикаторов для водителя или оператора. Как только резервуар достигает определенного уровня почти пустого, система запуска транспортного средства может быть заблокирована при следующем использовании транспортного средства, предотвращая запуск транспортного средства без адекватного DEF.

    Бортовые цистерны для хранения DEF обычно расположены в области запасных шин легковых автомобилей, в то время как у тягачей обычно есть бак DEF рядом с седельным баком дизельного топлива. Правильное хранение DEF необходимо для предотвращения замерзания жидкости при температурах ниже 12 градусов по Фаренгейту, и большинство автомобильных систем распределения DEF имеют устройства для подогрева.

    Что такое DEF?
    Diesel Exhaust Fluid (DEF) — это нетоксичная жидкость, состоящая из очищенной воды и водной мочевины автомобильного качества. DEF доступен с различными способами хранения и дозирования. Варианты хранения включают контейнеры различного размера, такие как контейнеры для сыпучих материалов, сумки и бутылки или кувшины. Американский институт нефти тщательно тестирует DEF, чтобы убедиться, что он соответствует общеотраслевым стандартам качества.

    Общенациональная распределительная инфраструктура DEF быстро расширилась, чтобы удовлетворить потребности растущего рынка технологий SCR. С 2010 года DEF широко доступен для покупки в различных местах, таких как станции технического обслуживания, магазины товаров повседневного спроса, магазины автомобильных запчастей, Wal-Mart и розничные продавцы нефтепродуктов, а также стоянки для грузовиков, дилерские центры грузовых автомобилей и дистрибьюторы двигателей. Баки DEF на транспортных средствах обычно имеют размер от 6 до 23 галлонов в зависимости от типа транспортного средства. Отверстие для наполнения резервуара DEF предназначено для установки заправочного сопла DEF, чтобы гарантировать, что в резервуар загружается только DEF. Форсунка для дизельного топлива не войдет в отверстие бака DEF.

    Большинство производителей тяжелых грузовиков рассчитали эксплуатационные расходы на новые автомобили, оборудованные системой SCR, исходя из цены DEF в размере 3 долларов за галлон, однако цена на DEF зависит от рыночных условий спроса и предложения и, как ожидается, будет снижаться из-за роста сеть поставок DEF.

    Свяжитесь с DTF
    Чтобы получить последние идеи и информацию от лидеров в области экологически чистых дизельных технологий, присоединяйтесь к нам по Facebook , следите за нами в Twitter @Dumsel, или YouTube @DieselTechForum и свяжитесь с нами по LinkedIn .

    О ФОРУМЕ ДИЗЕЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
    Форум дизельных технологий — это некоммерческая организация, занимающаяся повышением осведомленности о важности дизельных двигателей, топлива и технологий. Члены форума являются лидерами в области экологически чистых дизельных технологий и представляют три ключевых элемента современной экологически чистой дизельной системы: современные двигатели, транспортные средства и оборудование, более чистое дизельное топливо и системы контроля выбросов. Для получения более подробной информации, посетите WWW.dieselforum.org.

    Контактное лицо:
    Стив Хансен
    [адрес электронной почты защищен]
    301-668-7230 (o)
    202-355-3664 (c)

    Доступный эксперт по темам: Для получения информации об указанном эксперте щелкните соответствующую ссылку .
    Allen Schaeffer
    ProfNet — http://www.profnetconnect.com/Schaeffer

    (См. Этот пресс-релиз онлайн здесь . )

    Logo — http://photos.prnewswire.com/prnh/20120201/ MM46474LOGO

    SOURCE Diesel Technology Forum

    Ссылки по теме

    http: // www.dieselforum.org

    Катализаторы окисления дизельного топлива | Дизельный катализатор

    Резюме:
    Катализатор окисления дизельного топлива (DOC) — это компонент последующей обработки, который предназначен для преобразования моноксида углерода (CO) и углеводородов в диоксид углерода (CO2) и воду. Catalytic Exhaust Products Ltd. имеет испытанный состав дизельного катализатора окисления (DOC), который поможет вам соблюдать строгие местные стандарты выбросов. Мы являемся лидером отрасли в области продуктов для контроля выбросов более 25 лет и предлагаем высокоэффективный катализатор окисления дизельного топлива по конкурентоспособной цене.Наши катализаторы окисления дизельного топлива помогут операторам оборудования соответствовать нормам CARB, CAL OSHA, EPA, MOL, RICE NESHAP и OSHA за счет эффективного снижения опасных концентраций вредного оксида углерода (CO), углеводородов (HC) и твердых частиц (PM ) загрязнение выхлопных газов до 90% +.

    Опции:

    1. Накладной катализатор окисления дизельного топлива (модель P или F):
      Накладной катализатор окисления дизельного топлива модели P (простой) представляет собой полностью сварной очистительный блок, предназначенный для установки в линию в выхлопная система двигателя до или после глушителя оригинального оборудования.Катализатор окисления дизельного топлива модели F (зажимной) похож на очистители выхлопных газов обычного типа, в которых они представляют собой встроенный дополнительный блок, который можно прикрепить к любому двигателю. Модель зажимного типа включает быстросъемные зажимы с V-образной лентой и прокладками, которые позволяют легко снимать каталитический сердечник. Обычно мы рекомендуем устанавливать катализатор окисления дизельного топлива модели P или F как можно ближе к выпускному отверстию выпускного коллектора двигателя или выпускному отверстию турбокомпрессора. Накладной дизельный катализатор окисления требует тепловой энергии выхлопных газов для правильного функционирования, поэтому чем ближе вы находитесь к выпускному отверстию выпускного коллектора двигателя или выпускному отверстию турбокомпрессора, тем лучше будет работать катализатор окисления дизельного топлива. При размещении заказа на поставку нам потребуется внешний диаметр выхлопной трубы (O.D.). Все наши накладные катализаторы окисления дизельного топлива есть в наличии и могут быть отправлены в тот же день. Для получения дополнительной информации щелкните здесь.

    2. DOC Глушитель:
      Полностью заменяемый глушитель с катализатором окисления дизельного топлива представляет собой замену глушителя, произведенного на заводе-изготовителе. Чтобы установить глушитель с катализатором окисления дизельного топлива, снимите глушитель штатного оборудования и установите глушитель скруббера выхлопа непосредственно на место.При размещении заказа на поставку нам потребуется указать марку вашего оборудования, модель, серийный номер машины и номер детали глушителя. У нас на складе имеется широкий ассортимент глушителей с катализатором окисления для дизельных двигателей, таких как Bobcat, Caterpillar, John Deere, JLG, Takeuchi и других! Для получения дополнительной информации щелкните здесь.

    Происходящие основные реакции каталитического окисления:

    Окись углерода: 2CO + O 2 → 2CO 2
    Углеводороды: HC + O 2 → CO 2 + H 2 O
    Альдегиды: HCHO + O 2 → CO 2 + H 2 O

    Характеристики:

    1. ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЙ КАТАЛИТИЧЕСКИЙ ЯДЕР КАТАЛИТИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ НА ВЫСОКОПРОИЗВОДСТВЕННОМ ПОТОКЕ
      Конструкция нашего дизельного катализатора окисления отличается уникальным «извилистым» каталитическим сердечником, включающим изогнутую конструкцию смешанной проточной ячейки.Это позволяет использовать физические свойства вредных загрязнителей, увеличивая контакт с поверхностью каталитического ядра. Для сравнения, конструкции дизельного катализатора окисления с прямым потоком позволяют некоторому проценту растворимых органических частиц проходить через каталитическое ядро ​​без контакта с катализатором.

    2. ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННОЕ КАТАЛИТИЧЕСКОЕ ПОКРЫТИЕ
      Конструкция нашего дизельного катализатора окисления имеет тщательно распределенное высококачественное покрытие из драгоценных металлов на однородном высокопористом слое.Покрытие обеспечивает более длительный надежный срок службы и увеличивает термическую стойкость катализатора, повышая функциональность в самых неблагоприятных условиях эксплуатации. Качественное покрытие обеспечивает долгую и надежную работу в самых неблагоприятных условиях эксплуатации.

    3. НИЗКОЕ ДАВЛЕНИЕ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ
      Сердцевина нашего дизельного катализатора окисления состоит из высокопрочных ультратонких металлических стенок, которые сводят к минимуму ограничение противодавления выхлопных газов.Даже в условиях работы двигателя с высокой нагрузкой / частотой вращения его эффективность не снижается.

    4. ПРЕВОСХОДНАЯ ФИЗИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ
      Наш дизельный катализатор окисления включает несколько конструктивных особенностей, которые обеспечивают превосходную стабильность и надежность при чрезвычайно высоких температурах и сильной вибрации.

      Добавить комментарий

      Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    Компонент газа Концентрация
    C 10 H 22 1000 ppm 9000
    400 частей на миллион
    CO 200 частей на миллион
    SO 2 50 частей на миллион
    O 2 CO 2 4,5%
    H 2 O 4,5%
    N 2 Баланс
    , 1989

  • 3

    GJK Acres and BJ Cooper, Platinum Metals Rev. , 1972, 16 , (3), 74

  • 4

    RA Searles, Platinum Metals Rev., 1985, 29 , (4), 163

  • 5

    р.A. Searles, Platinum Metals Rev., 1988, 32 , (3), 123

  • 6

    GJK Acres, Platinum Metals Rev., 1970, 14 , (3), 78

  • 7

    EJ Sercombe, Platinum Metals Rev., 1975, 19 , (1), 2

  • 8

    BE Enga, Platinum Metals Rev., 1982, 26 , (2), 50

  • 9

    GE Hundleby, SAE Бумага № 892134, 1989

  • 10

    P.Зеленка, В. Криглер, S.A.E. Документ №

    2, 1990 г.

  • 11

    Д. Дж. Болл, Р. Г. Стак, S.A.E. Документ №