Articles

Катализатор Континентального кольца для 3-х сторонних катализаторов

Posted by isahora
28 Май 2019 0 comments

Continental Ring Catalytic Converter

 

Компания Continental выбрала 37-й Венский моторный симпозиум для представления инновационного решения по контролю выхлопов бензиновых двигателей с турбонаддувом меньшего размера. Введение в действие законодательства Real Driving Emissions потребует транспортных средств с этой широко используемой концепцией двигателя. Это позволит соблюдать строгие ограничения по содержанию оксидов азота (NOx) во всех дорожных ситуациях.

Это ставит новую задачу, требуя эффективного снижения выбросов NOx в широком спектре условий эксплуатации двигателя, а не "только" в рамках текущих циклов испытаний. Тем не менее, существующие на сегодняшний день моноблочные катализаторы предлагают мало возможностей для дальнейшего улучшения распределения лямбды. В то же время в США стандарты LEV III SULEV 30 предусматривают сокращение средних выбросов оксидов азота флота к 2025 году на 70%.

"Для того, чтобы соответствовать требованиям RDE и SULEV 30 по выбросам NOx, 3-х сторонний катализатор должен достигать скорости конверсии, близкой к 100%. Это возможно только в том случае, если эффективное снижение выбросов NOx будет поддерживаться на одинаковом уровне во всех производственных ситуациях", - говорит д-р Маркус Дистельхофф, исполнительный вице-президент по управлению запасами топлива и выхлопами в подразделении силовых агрегатов компании Continental. "Инновационный кольцевой катализатор в сочетании с микроструктурированной металлической фольгой LS сыграет важную роль в выполнении этого требования".

Снижение NOxReduction: Ничего не оставляя на волю случая.

Высокопроизводительные 3-ходовые катализаторы уже сегодня достигают 99%-го снижения NOx. Но этого все равно недостаточно, и необходимо дальнейшее повышение эффективности. Для небольших бензиновых двигателей с турбонаддувом это сопряжено с двумя сложностями. Во-первых, вариации состава выхлопных газов от цилиндра к цилиндру означают, что соотношение топлива и воздуха (лямбда) может отклоняться от идеального значения, что отрицательно сказывается на коэффициенте эксконверсии NO. Целью должно быть избежать такого влияния цилиндра на выхлопную лямбду путем перемешивания потока. Однако это затруднительно в случае с катализатором, работающим в тесном контакте. Действительно, спускной трубопровод к катализатору не достаточно длинный. Именно поэтому многие новые автомобили теперь оснащены вторым - подпольным - катализатором для преобразования оставшейся части выбросов оксида азота. Это решение предлагается по цене дополнительного веса и повышенного противодавления выхлопных газов.

Во-вторых, в некоторых эксплуатационных ситуациях на способность катализатора достигать постоянной и равномерной скорости NO-аксинхронизации может негативно повлиять система турбокомпрессора. Это связано с тем, что открытие обходного клапана турбины (выпускного отверстия) выше определенной частоты вращения двигателя влияет на распределение потока, что приводит к неравномерному потоку выхлопных газов. Это может привести к более быстрому местному старению катализатора и ухудшению характеристик восстановления NOx.

Преимущества кольцевого катализатора

Тесносвязанный кольцевой каталитический нейтрализатор, разработанный Continental, поддерживает практически полное преобразование NOx в турбонагнетательных бензиновых двигателях.

Континенталь разработал инновационное решение для решения обеих этих проблем: Кольцевой катализатор. Внутренняя труба, проходящая через сердцевину кольцевого катализатора и обеспечивающая необходимую дополнительную длину для лучшего перемешивания потока выхлопных газов. В конце этой трубы газ направляется под углом 180°. Только после этого он проходит через каталитически активную часть катализатора, которая окружает внутреннюю трубу, как втулка.

"Таким образом, кольцевой катализатор расширяет траекторию потока, не увеличивая общую длину катализатора. Это позволяет разместить катализатор поблизости от двигателя, поэтому нет необходимости увеличивать время, необходимое для достижения температуры отключения света для преобразования выбросов NOx", - говорит Рольф Брюк, руководитель направления по производству катализаторов и фильтров компании Fuel & Exhaust Management. "Благодаря этой конструкции эффект завихрения от отработанных газов турбокомпрессора фактически способствует смешиванию выхлопных газов во внутренней трубе."

Основу катализатора составляет металлическая фольга "LS" - материал, разработанный компанией Continental. Продольные структуры (= LS) в этой пленке или подложке создают больше турбулентности в выхлопных газах. Это обеспечивает лучший контакт между оксидами азота и субстратом с каталитическим покрытием, что приводит к повышению эффективности преобразования.

Активная часть кольцевого катализатора намотана из инновационной металлической подложки LS Continental. Продольные структуры в этом материале создают микроуровневую турбулентность в выхлопном потоке, что позволяет более эффективно направлять оксиды азота к каталитической стенке, где они преобразуются, с каталитическим покрытием.

Источник: Автоинженер