Способ повышения эффективности системы нейтрализации оксидов азота дизельного ДВС и эффективности его работы

В статье проведен анализ работы систем нейтрализации оксидов азота, применяемых на современных грузовых автомобилях с дизельными ДВС. Констатируется, что современное развитие технологий электронного впрыска топлива и каталитической нейтрализации продуктов сгорания обеспечивает возможность реализации процессов нейтрализации оксидов азота с эффективностью до 90 %. Самым эффективным методом снижения токсичности ОГ дизелей является очистка ОГ в системе выпуска автомобиля методом SCR-NH3. Существенным недостатком данной системы является наличие нормируемого Правилами № 49-06 токсичного вещества аммиака. Правилами № 49-06 обеспечивается контроль в эксплуатации выбросов оксидов азота системой бортовой диагностики введением предельных значений выбросов, но отслеживание выбросов аммиака в эксплуатации не предусматривается. Отмечается, что государственные санитарные стандарты Российской Федерации и службы мониторинга окружающей среды предписывают в нормативных документах контроль предельного уровня выбросов вредных веществ аммиака и оксидов азота с ПДКсс 0,04 мг/м3. Тем самым предусматривается одинаковый подход по ограничению данных выбросов. Для эффективного функционирования системы очистки аммиаком, поддерживания реакции нейтрализации необходима настройка системы очистки и поддержание оптимального температурного диапазона работы. Отмечается, что для обеспечения высокой активности восстановительных реакций необходима настройка системы очистки и поддержание оптимального температурного диапазона работы (температура порядка 350-550 °С). В этой связи исследована возможность доработки системы нейтрализации способом впрыска мочевины в цилиндр ДВС на такте расширения для нейтрализации оксидов азота и снижения выбросов аммиака, а также повышения эффективности работы дизельного ДВС использованием теплоты отработавших газов созданием высокого давления в рабочем цилиндре ДВС на такте расширения, увеличением полезной работы и повышения давления наддува. При дозировании через форсунку раствора мочевины, имеющего высокую теплоемкость, и последующего процесса расширения отработавших газов значение температуры в цилиндре ДВС достигает необходимого значения для восстановительной реакции. Высокая температура, обеспечивая вынос продуктов реакции, способствует высокой эффективности поддерживания процесса нейтрализации NОх. Внутрицилиндровое охлаждение двигателя впрыском мочевины, содержащей воду, решает проблему теплонапряженности деталей цилиндропоршневой группы высокофорсированного ДВС без значительного увеличения тепловых потерь рабочего процесса ДВС.

системы очистки SCR-NH3, дизельный ДВС, впрыск мочевины, повышения эффективности работы ДВС, выбросы оксидов азота и аммиака, предельно допустимые концентрации