EKOLÓGIA
KATALYTICKÉ NEUTRALIZÁTORY: RUSKÁ MOŽNOSŤ
Environmentálna situácia vo veľkých mestách a priemyselných centrách Ruska sa zhoršuje a zhoršuje sa aj automobilová doprava znečisťujúca životné prostredie. Je desivé povedať, ale iba jeden nákladný automobil ZIL-130 po piatich rokoch prevádzky uvoľňuje do atmosféry ročne asi 130 ton škodlivých látok. Časopis o tom však už veľa krát písal. Dnes však existuje osobitný dôvod, aby sme sa k tejto téme opäť vrátili. Sergey Khrustalev, hlavný inžinier spoločnosti Notek as, to urobí.
Pravdepodobne si každý kompetentný motorista predstaví, že je možné zlepšiť ekologickú situáciu iba zložitými opatreniami: založiť výrobu vysokokvalitných benzínov a olejov, modernizovať (alebo nahradiť) dnes používané motory, vybaviť ich systémami vstrekovania paliva a čo je najdôležitejšie, katalyzátormi. Ako viete, tieto vozidlá dramaticky zlepšujú environmentálne vlastnosti automobilov a ich používanie v zahraničí sa stáva čoraz povinnejšou. Napríklad v Nemecku, od 1. apríla tohto roku, dane z automobilov, ktoré nie sú vybavené takýmto systémom, vzrástli o 100%. Mimochodom, je to tak. A teraz o našich záležitostiach týkajúcich sa vytvorenia našich domácich neutralizátorov a ich implementácie na ruských automobiloch.
Neutralizátory používané v automobiloch sú založené na katalytickej oxidácii škodlivých zlúčenín CO a CH a redukcii NOx. Ako je známe, ako katalyzátor sa používajú drahé kovy (platina, ródium, paládium), pomocou ktorých je najúčinnejší neutralizačný proces.
Všetky konštrukcie týchto systémov vyžadujú inštaláciu takzvanej l (lambda) sondy s elektronickým riadením zloženia palivovej zmesi, čo zaisťuje optimálnu činnosť motora a prevodníka (obr. 1).
Sonda lambda navyše zabraňuje vzniku nebezpečenstva požiaru v prípade porúch motora (prerušenie zapaľovania, zle fungujúce zapaľovacie sviečky atď.) Alebo počas dlhšieho brzdenia motora, keď sa systém prehrieva. Sonda je zároveň najzraniteľnejším prvkom systému dodatočnej úpravy výfukových plynov. Podľa AVL (najuznávanejšia spoločnosť v oblasti vylepšovania motorov a testovania toxicity) predstavuje 45% systémových porúch (obr. 2).
Je ľahké si predstaviť, že v našich prevádzkových podmienkach, berúc do úvahy kvalitu domácich motorov a kvalitu bezolovnatého paliva, je problém so spoľahlivosťou konvertora jedným z najnaliehavejších. Z tohto dôvodu sme sa súčasne pustili do vývoja dizajnu, ktorý nevyžaduje použitie lambda sondy a súčasne vylučuje možnosť požiaru. Je založená na použití nových materiálov ako nosiča katalyzátora, ktoré zaisťujú turbulizáciu toku plynu (obr. 3), zatiaľ čo zahraničné vzory, ktoré používajú keramiku alebo fóliu, sú orientované na laminárne (vrstvené) prúdenie plynu.
Použitie nových materiálov umožnilo získať ďalšie výhody, predovšetkým, významne znížiť hmotnosť štruktúry a spotrebu materiálov, a tým aj náklady na samotný prevodník. Ale to nie je všetko. Pri prevádzke systému je tiež dôležitý indikátor teploty, pri ktorej prevodník začína pracovať, takzvané svetlo vypnuté, pretože určuje pracovný rozsah, v ktorom prebieha proces neutralizácie výfukových plynov. V nami navrhnutom dizajne bolo možné tento ukazovateľ presunúť do oblasti nižších teplôt, čo sa odráža v nasledujúcej tabuľke.
Nebudeme sa ponáhľať k záverečným záverom, ale poznamenávame, že po absolvovaní celého cyklu testov naše neutralizátory pracujú približne dva roky na nákladných vozidlách automobilového závodu č. 31 v Moskve, ktoré vykazujú dobré výsledky. Prvé autá prešli viac ako 80 tisíc kilometrov. Na bežných automobiloch s dosahom približne 40 tisíc kilometrov je obsah CO 3–3, 5% a pri neutralizátore je to iba 0, 15–0, 20%.
V súčasnosti je spoločnosť Notek JSC pripravená na výrobu troch typov systémov: pre motory s pracovným objemom do 2 litrov (VAZ, AZLK, IZh); do 2, 5 litra (GAZ, UAZ) a do 6 litrov (ZIL). Cena týchto výrobkov je približne 130, 250 a 500 USD. Odhadované náklady na inštaláciu prevodníka sú približne 20 USD a AMO ZIL a technické centrum Varshavsky prejavili záujem o túto prácu.
Hlavnou prekážkou pri používaní katalyzátorov (a všetci to vedia) je olovnatý benzín. Zdá sa však, že v tejto súvislosti sú načrtnuté aj zmeny. Do Moskvy sa už dodáva (malo by sa dodávať) iba bezolovnaté druhy palív av blízkej budúcnosti sa k nim zmení aj oblasť Moskvy. To spolu s príchodom domácich neutralizátorov umožňuje optimistickejšie vyhodnotiť vyhliadky na ochranu životného prostredia veľkých miest a predovšetkým Moskvy.
Program vybavovania metropolitných vozidiel neutralizátormi zahŕňa niekoľko etáp: mestskú nákladnú dopravu, ktorá najviac znečisťuje ovzdušie, potom obchodnú dopravu, ktorá vykonáva medzimestskú dopravu, a nakoniec osobné automobily. Program je navrhnutý na dva až tri roky, počnúc týmto letom.
Obr. 1. Umiestnenie neutralizačného systému do automobilu: 1 - elektronická riadiaca jednotka na zostavenie zmesi benzín-vzduch; 2 - neutralizátor; 3 - lambda sonda.
Obr. 2. Poruchy neutralizačného systému (v%).
Obr. 3. Katalyzátory s rôznymi plniacimi blokmi: a - z vlnitej fólie; b - z keramiky; c - z nového materiálu.
Domáce prevodníky pre automobily (nad) a nákladné vozidlá.
Porovnávacie špecifikácie