Будущее дизельного контроля за выбросами

Новый сверхмощный дизель правил на горизонте в Соединенных Штатах и Европе побудили производителей двигателей и разработчиками технологий контроля выбросов работать вместе, чтобы удовлетворить предстоящих стандартов с минимальными затратами и без нанесения вреда двигателя. Вместе они нашли творческие решения, которые удовлетворения этих потребностей.

В США федеральные правила, мощные производители дизельных должны сократить выбросы твердых частиц примерно на 90% на все модели 2007 года двигателей. Кроме того, производители должны сократить NOx на 50% или, наоборот, на 90% при применении только на половину их двигателей (см. Рисунок 1).

[Рисунок 1 опущены]

Хотя это резкое сокращение, есть коммерческой точки зрения проверенные технологии, способной удовлетворять стандартам. Многие производители двигателей США уже достигли требуемого сокращения выбросов путем использования катализатора дизельных фильтров для твердых частиц (DPF) интегрированы в системы активной регенерации частиц сокращения, в сочетании с тюнинг двигателя на 50% NOx бедствий. ДСФ и дизельных катализаторах окисления (Docs) уже находятся в коммерческих целях по всему миру. Например, Engelhard DPF фильтров и документы были использованы в OEM и модернизации приложений на более чем миллиона автомобилей большой грузоподъемности дизельного топлива в США, Европе и Азии за последние 10 лет.

ДСФ удалить твердых частиц в выхлопных газов дизельных двигателей с помощью фильтрации выхлопных газов от двигателя (см. Рисунок 2). Частиц-груженого выхлопные газы поступают в фильтр. Поскольку альтернативные клетки фильтра максимум вниз по течению конце концов, выхлопных газов пропускается через пористые стены заблокирован клеток. В ходе этого процесса, твердые частицы, захваченные клеточных стенок. Очищенные выхлопных газов, то при выходе из фильтра.

[Рисунок 2 опущены]

DPF системы уже продемонстрировали захватить более 90% от общего числа частиц (TPM). При регенерации, они окисляются каталитически частиц. Технология окисления используются для облегчения регенерации фильтров и постоянно сокращены углеводородов и окиси углерода выбросов до 95%. При этом типе системы, можно изготовить двигатель, который в чистых частиц, углеводородов и окиси углерода, чем выбросы природного газа двигателя.

Типичным DPF использует комбинацию из драгоценных металлов (как правило, платина и палладий) и базы оксидов металлов для окисления частиц. Опасения по поводу стоимости драгоценных металлов и об интеграции DPF в общую систему управления двигателем, свидетельствуют о необходимости тесного сотрудничества между двигателем производителей и поставщиков выбросов технологии. Один из способов Engelhard занимается решением этих потребностей посредством запатентованной технологии производства.

Engelhard работает очень четкая технология катализатора покрытие называется "зона покрытия", которая позволяет драгоценных металлов катализаторов быть помещены в точного местонахождения всех типов подложек. Это позволило Engelhard для удовлетворения конкретных производительности и стоимостных показателей для клиентов приложений, таких как более эффективное активной регенерации, низкая температура регенерации, лучше пассивного регенерации, снижение нагрузки драгоценных металлов и лучше преобразования углеводородов.

Поскольку фильтр может собрать больше частиц, чем он может пассивно импульс, когда транспортное средство работает в очень малых нагрузках, активных средств сжигания или удаления накопленных твердых частиц необходимо будет в 2007 году. Низкий TPM требованиям по выбросам в сочетании с широким кругом приложений, которые транспортного средства должна служить и тот же двигатель потребует очень надежной системой активного фильтра.

В ответ на эти потребности, двигатель производители разрабатывают системы активной регенерации в том числе дизельных катализаторах окисления (Docs). Модуль управления двигателя (ECM) начинает этот цикл регенерации как часть нормальной работы двигателя. Регенерации фильтров не требует никаких действий операторов транспортных средств. Engelhard в DOC технологии призваны стать каталитически активных при очень низких температурах, используя минимальное количество драгоценных металлов.

Евро-4 стандартам, также вступление в силу в этом году и требуют значительного сокращения N [O.sub.x выбросов] (см. Рисунок 3). Большинство европейских органов двигателя соответствие с этими стандартами, применяя селективного каталитического восстановления (SCR) в сочетании с двигателем систем управления, которые приводят к снижению выбросов твердых частиц.

[Рисунок 3 опущены]

SCR относится к процессу преобразования селективно N [O.sub.x] азота через катализатор. Этот процесс требует применения восстанавливающего агента таких как дизельное топливо, аммиак или мочевина. Дизельное топливо будет удобное средство сокращения, но тщательное тестирование еще не определены практические системы может достичь более 40% N [O.sub.x] бедствий. Аммиак, с другой стороны, можно добиться сокращения более 90%.

В мобильном европейских систем SCR, водного раствора составляет примерно 32% карбамида, который распадается на аммиак в форме дизельных выхлопных газов двигателя, является предпочтительным восстанавливающего агента. Это потому, что мочевина является стабильным и на коммерческой основе. В самом деле, мочевины обычных используется фермерами в качестве удобрения.

Система SCR интегрирован в двигатель, и конструкции транспортного средства, и как правило, содержит следующие компоненты: SCR катализатора, емкость хранения карбамида, карбамидо насоса, системы дозирования мочевины, мочевина инжектора / сопла и блок управления. На диаграмме 4 показана типичная конфигурация системы SCR. После того как система SCR интегрирован с системой управления двигателем, очень высокая N [O.sub.x] сокращения вполне достижима. SCR системы могут позволить Euro 2 уровня выбросов двигателей отвечать нормам Евро 5 N [O.sub.x] стандартам. Это позволяет производителей двигателей для улучшения гибкости свертывать экономики и оптимизировать двигатель конструкции для низких частиц и другие полезные эксплуатационные характеристики в то же время совещание N [O.sub.x целей] бедствий.

[Рисунок 4 опущены]

Одним из потенциальных вопрос при использовании технологии SCR выбросов аммиака, созданный "аммиака", если уровень мочевины инъекции не контролировались. Engelhard решает эту проблему с помощью технологии, которая будет предназначена для удаления аммиака. Компания разработала запатентованные катализатор, который может быть включен в SCR проекты по сокращению выбросов аммиака. Благодаря использованию запатентованной технологии производства, Engelhard может применить катализатора аммиака непосредственно на подложке катализатором SCR, тем самым позволяя простым, более экономически эффективное решение. В настоящее время компания работает с европейского производителя двигателей для внедрения этой системы на коммерческих транспортных средств в этом году.

Euro 5 стандартов, которые вступят в силу в 2008 году, требуют дальнейшего сокращения N [O.sub.x выбросов]. Возможные стратегии для достижения этих стандартов включить SCR в сочетании с калибровки системы впрыска топлива.

Тяжелые дизельные регулирования выбросов парниковых газов в США и предлагаемые стандарты в Европе требуют дополнительного значительного сокращения N [O.sub.x] в ближайшие годы. Хотя Есть несколько подходов изучаются во всем мире, вполне вероятно, что некоторая комбинация реабилитации технологии, описанные здесь, будут использоваться для достижения этих стандартов. Испытания двигателя лаборатории уже показали ссоры достижимо. Кроме того, альтернативные N [O.sub.x] технологий, сокращения находятся в стадии разработки в США, где отсутствие инфраструктуры мочевины и других вопросов, выразили беспокойство по поводу применения технологии SCR.

Проблемы на пути осуществления SCR в США как технические, так и практический характер. SCR применении потребует сложной бортовой диагностики, необходимость сотрудничества разжигании объектов и термостойкие катализаторов. США 2010 правила требуют значительного сокращения как TPM и N [O.sub.x], но температура необходимость ред сжечь сажи в ДСФ может подвергнуть SCR катализаторов при температурах, что нанесет ущерб традиционных катализаторов ванадия. Engelhard предвосхитил эту необходимость и разработала запатентованные цеолитных катализаторов SCR, которые призваны обеспечить высокую температурную стабильность и операционной гибкости. Наши цеолитных катализаторов SCR может помочь двигателя органов удовлетворения требований о долговечности, что является сложной комбинацией систем DPF с SCR систем.

Альтернативные подходы к N [O.sub.x] сокращения, которые осуществляются в США, есть передовые технологии двигателей внутреннего сгорания, технологий топливных систем, электроники и других видов N [aftertreament O.sub.x]. Engelhard работает с заводов-изготовителей на N [технологии O.sub.x] адсорбера для улавливания N [O.sub.x] для последующего уничтожения, а на худой-N [O.sub.x] катализаторов. Некоторые из этих альтернативных подходов к N [сокращения O.sub.x] находятся на ранней стадии развития, чем SCR и поэтому трудно предсказать, какие могут быть использованы на коммерческой основе для удовлетворения США 2010 стандартов.

После более чем трех десятилетий коммерческого использования и десятилетия широкое применение OEM, дизельные технологии контроля за выбросами оказалась эффективной, надежной и экономически эффективной. Для выполнения предстоящих правил, aftertreament технологий и двигателя стратегий управления должны быть разработаны совместно в целях удовлетворения выбросов, производительности и стоимости целей. Значительные усилия двигателя органов, выбросы разработчиков технологий и другие идут, чтобы это произошло.

Engelhard применяет ее ключевых компетенций в поверхностных и материаловедения, опыт применения техники и технологии производства, чтобы тесные рабочие отношения с заводов-изготовителей, направленная на достижение высокого качества и экономически эффективных мер контроля за выбросами решений для конкретных приложений.

Д-р Томас C. Холкомб является коммерческим директором, Нью-Выбросы систем и Shawn Бобры продукции является массажист, Heavy Duty Дизель страны, в Engelhard корпорации, Iselin, NJ