תקציר
פליטות פיח וחלקיקי מגזרי התחבורה מהווים דאגה עולמית בכל הנוגע להשפעותיהם המזיקות על בריאות הציבור והסביבה. כלי רכב על הכביש הם המקור התורם העיקרי לזיהום מסוג זה. הם מוסדרים בקפדנות במדינות רבות, עם מגבלות על כמות הריכוז והחלקיקים אשר נפלטים, ועליהם להיות מצוידים במערכות להפחתת חלקיקים. Particulate Filters היא חלק הפופולרי והיעיל ביותר להפחתת פליטת החלקיקים מרכבי דיזל.
DPF) Diesel Particulate Filters) - נושא מחקר חוזר ונשנה מאז המאה שעברה. ישנם מחקרים שונים המנתחים היבטים שונים של מערכות אלו, ברמות שונות, תוך שימוש במתודולוגיות וגישות שונות. התוצאות שלהם לא תמיד דומות. עבודה זו מנתחת את ההתקדמות והמגמות האחרונות בטכנולוגיה זו על ידי השוואה בין שני פרמטרי ביצועים רלוונטיים:
- יעילות הסינון וירידה בלחץ. ממצאי מחקר זה מצביעים על כך שעל מנת להיות תחרותיים, Diesel Particulate Filters - נתונים הקרובים צריכים להיות בעלי יעילות סינון מעל 80%, ולחץ יורד מתחת ל -10 kPa (קילו פסקל), עבור מהירות שטח של 1.5 · 105 שעות -1 ומעלה במצב הנקי. עליהם להגיע ליעילות של 100% לאחר תקופת פעולה קצרה, לפני שעומס הפיח יגיע ל 0.2 גרם/ל'.
- מאוחר יותר עליהם לשמור על ירידת לחץ נמוכה למשך זמן רב יותר, עם התייחסות של לא יותר מ - 13 kPa למשך 6 גר'/ל' עומס פיח. על סמך ניתוח זה, עבודה זו מציעה כמה קריטריוני מבחן והצעות לפרמטרים העיקריים.
אורות אזהרה
תנאי נסיעה מסוימים, כמו נהיגה לעתים קרובות למרחקים קצרים או בתנועה בהאטה או במזג אוויר קר, עשויים לא לספק הזדמנות מספקת להתחדשות. כאשר זה קורה, נורית אזהרה תופיע בלוח המכשירים.
ירוק
נורית חיווי ירוקה תופיע בסיום ההתחדשות. עלייה זמנית קטנה בצריכת הדלק עשויה להתרחש במהלך הניקוי העצמי. DPF ניקה את עצמו אוטומטית ועכשיו אתה יכול לחזור לסגנון הנהיגה הקודם שלך.
אדום
נורת אזהרה אדומה מציינת כי המסנן מלא. במקרה זה, אנא צור קשר עם מרכז שירות/מוסך המקומי בהקדם האפשרי.
כתום
נורת אזהרה כתומה מצביעה על חידוש התחדשות. סעו בין 60 קמ"ש ל- 112 קמ"ש למשך 20 דקות וזה אמור לנקות את המסנן. כישלון לאפשר ניקוי עצמי בעקבות אזהרה עלולה לגרום להפחתת ביצועי הרכב.
מכשירים ניסיוניים
כפי שמוצג בתרשים 1, מערכת הניסוי מורכבת בעיקר ממנוע דיזל, צינורות פליטה, מערכת DPF ומערכת מדידה.
ציור 1. תרשים סכמטי של מערך הניסוי.
מנוע הדיזל הוא קו שישה צילינדרים בתור עם קירור מים, טעינת טורבו וקירור ביניים, ארבע פעימות מנוע דיזל בהזרקה ישירה. המפרט העיקרי של המנוע מובא בטבלה1 . מנוע הדיזל שורף 0 # שמן דיזל (National V emission standard) והוא מופעל בתנאים אידאליים.
ציור 2. תרשים סכמטי של מערכת DPF.
מערכת DPF מורכבת משני DOCs, cDPF וצינורות זרימה כפי שמוצג בתרשים 2. שני DOCs מסודרים באופן סימטרי משני צידי ה- CDPF ונוצר מבנה של DOC + cDPF + DOC. שני זוגות של שסתומי פרפר סולנואיד בצינורות הזרימה משתמשים בפתיחה וסגירה סינכרוני כדי לשלוט על זרימת שוטפת של זרימת האוויר במערכת DPF מדי פעם.
ציור 3.
ציור 3. תרשים סכמטי של מסנן זרימת הקיר.
טבלה 2. מאפייני ה- DOC ו- cDPF
צינורות הפליטה מתחברים מצינור הפליטה של המנוע למערכת DPF, דרך מעבר קו ראשי או קו עוקף. אנרגיה משלימה תוחלת על מנת להגדיל את טמפרטורת הממיר של DPF על מנת להתחיל התחדשות תרמית. כאשר גז הפליטה זורם למערכת DPF דרך קו העוקף, מחמם חשמלי של 30 קילוואט משמש לחימום גז הפליטה. כאשר גז הפליטה זורם למערכת DPF דרך הקו הראשי, מכניסה כמות זעירה של דלק נוסף בכניסה של מערכת DPF. גז פרופאן טהור (99.9%) נבחר כדלק הנוסף על מנת להקל על המדידה ולהבטיח את דיוק המדידה.
קצב הזרימה של גז הפליטה נמדד באמצעות מד זרימת מערבולת, וקצב הזרימה של גז הפרופן נמדד באמצעות רוטמטר זכוכית. הלחץ במעלה הזרימה והזרם של מערכת ה- DPF, הלחץ במעלה הזרם של צינורות הפליטה והלחץ הסביבתי נמדדים באמצעות משדרי לחץ piezoresistive. הטמפרטורה במיקומים שונים של מערכת DPF, הטמפרטורה במעלה הזרימה של צינורות הפליטה וטמפרטורת הסביבה נמדדים באמצעות צמד תרמי מסוג K. הצמידים התרמיים מסודרים גם הם לאורך ציר מערכת ה- DPF על מנת למדוד את הטמפרטורה של קירות התעלה בציר ה- DOC ו- cDPF.
ריכוזי פליטת ה- PM בגז הפליטה נמדדים באמצעות מד עשן SMG, ורכיבי המזהמים הגזים נמדדים באמצעות מנתח גז פליטה Testo 350. עמדות המדידה של רכיבי גז הפליטה נקבעים בחור המדידה וחור המדידה B, כמוצג בציור 2 . מכשיר לרכישת נתונים Agilent 34970A משמש לרכישת הנתונים הניסויים ולהעברת הנתונים למחשב אישי.
שיטה ניסיונית
עם תחילת מערכת DPF, הקו הראשי נסגר בזמן שנפתח קו העוקף. הגוף החשמלי משמש לחימום גז הפליטה לטמפרטורה המתחילה את מערכת DPF. בינתיים, מכניסה כמות מסוימת של גז הפרופאן בכניסה. ברגע שחלוקת הטמפרטורה סבירה במערכת DPF, הקו הראשי נפתח וקו העוקף נסגר. כאשר הטמפרטורות משתנות מעת לעת והמשרעת המשתנה כמעט שוות בכל תנוחת מדידה, מערכת DPF נחשבת לתנאי פעולה יציבים, והפרמטרים הניסויים הכוללים טמפרטורה, לחץ, ריכוזי פליטת זיהום וריכוזי PM נמדדים בהתאם.
במהלך הניסוי, מחזור זרימת הדדיות במערכת DPF מוגדר בנפרד 30, 50, 70, ו 90 s, זרימת הנפח של גז הפליטה נשמרת ב 248.3 מ ' 3 / h, זרימת הנפח של גז פרופן הציגה בכניסה 0.18 מ ' 3 / שעה וטמפרטורת הפליטה 396 K בכניסה. מרכיבי גז הפליטה בכניסה למערכת DPF מופיעים בטבלה 3 .
תמונה של משרעת 
טבלה 3. מרכיבי גז הפליטה בכניסה
הריכוז הממוצע של פליטת PM, פליטת CO, פליטת HC, והפרש הלחץ הממוצע ביציאה של מערכת DPF הוא הערך הממוצע של הפרמטרים שנמדדו ב 30 מחזורי זרימה הדדיים מכיוון שמערכת DPF נמצאת במצב פעולה יציב.
