Каталитические нейтрализаторы: российский вариант

КАТАЛИТИЧЕСКИЕ НЕЙТРАЛИЗАТОРЫ: РОССИЙСКИЙ ВАРИАНТ

]

ЭКОЛОГИЯ

КАТАЛИТИЧЕСКИЕ НЕЙТРАЛИЗАТОРЫ: РОССИЙСКИЙ ВАРИАНТ

Экологическая ситуация в крупных городах и промышленных центрах России все более ухудшается, и в этом во многом повинен автомобильный транспорт, загрязняющий окружающую среду. Страшно сказать, но только один грузовик ЗИЛ-130 после пяти лет эксплуатации выбрасывает за год в атмосферу около 130 тонн вредных веществ. Впрочем, об этом журнал писал уже много раз. Но сегодня есть особый повод вновь обратиться к теме. Сделает это Сергей ХРУСТАЛЕВ — главный инженер АО «Нотек».

Наверно, каждый грамотный автомобилист представляет себе, что заметно улучшить экологическую обстановку можно только комплексными мерами: наладить производство высококачественных бензинов и масел, модернизировать (или заменить) применяемые сегодня двигатели, оснастить их системами впрыска топлива и, что особенно важно, каталитическими нейтрализаторами. Последние, как известно, резко улучшают экологические показатели автомобилей, и применение их за рубежом становится все более обязательным. В Германии, например, с 1 апреля этого года на 100% поднялись налоги на машины, не оборудованные такой системой. Но это так, к слову. А сейчас о наших делах, связанных с созданием своих отечественных нейтрализаторов и их внедрением на автомобили российского производства.

Применяемые в автомобилях нейтрализаторы основаны на каталитическом процессе окисления вредных соединений СО и СН и восстановления NОх. В качестве катализатора, как известно, используют драгоценные металлы (платину, родий, палладий), с помощью которых процесс нейтрализации идет наиболее эффективно.

Все конструкции этих систем предполагают установку так называемого l (лямбда)-зонда с электронным управлением составом топливной смеси, что обеспечивает оптимальную работу двигателя и нейтрализатора (рис. 1).

Более того, лямбда-зонд предотвращает возникновение пожароопасной ситуации при нарушениях в работе двигателя (перебои в системе зажигания, плохо работающие свечи и т.д.) или при длительном торможении двигателем, когда может произойти перегрев системы. В то же время зонд — это и наиболее уязвимый элемент системы нейтрализации отработавших газов. Именно на него, по данным фирмы AVL (наиболее авторитетной в области доводки и испытаний двигателей на токсичность), приходится 45% отказов системы (рис. 2).

Нетрудно представить себе, что в наших условиях эксплуатации, с учетом качества отечественных двигателей и качества даже неэтилированного топлива, проблема надежности нейтрализатора — одна из самых актуальных. Вот почему мы в свое время взялись за разработку конструкции, не требующей применения лямбда-зонда и одновременно исключающей возможность пожара. В основе ее лежит использование в качестве носителя катализатора новых материалов, которые обеспечивают турбулизацию потока газов (рис. 3), в то время как зарубежные конструкции, где используется керамика или фольга, ориентированы на ламинарный (слоистый) газовый поток.

Применение новых материалов позволило получить и другие преимущества, в первую очередь, значительно снизить вес конструкции и расход материалов, а следовательно, и стоимость самого нейтрализатора. Но это еще не все. В эксплуатации системы немаловажным является показатель температуры начала работы нейтрализатора, так называемый Light off, поскольку именно он определяет рабочий диапазон, в котором идет процесс нейтрализации отработавших газов. В предложенной нами конструкции удалось сдвинуть этот показатель в область более низких температур, что отражено в приведенной здесь таблице.

Не будем торопиться с окончательными выводами, но отметим, что, пройдя полный цикл испытаний, наши нейтрализаторы уже около двух лет работают на грузовиках автокомбината № 31 в Москве, показывая неплохие результаты. Первые машины прошли уже более 80 тысяч километров. На обычных автомобилях с пробегом около 40 тысяч километров содержание СО составляет 3–3,5%, а с нейтрализатором — всего 0,15–0,20%.

Ныне АО «Нотек» подготовлены к производству три типа систем: для двигателей рабочим объемом до 2 л (ВАЗ, АЗЛК, ИЖ); до 2,5 л (ГАЗ, УАЗ) и объемом до 6 л (ЗИЛ). Цена этих изделий соответственно примерно $ 130, 250 и 500. Ориентировочная стоимость установки нейтрализатора составляет около $20, причем заинтересованность в выполнении этой работы проявили АМО «ЗИЛ» и техцентр «Варшавский».

Основное препятствие к применению у нас каталитических нейтрализаторов (и это знают все) — этилированный бензин. Но, кажется, и в этом отношении намечаются сдвиги. Москва уже снабжается (по крайней мере, должна снабжаться) только неэтилированными сортами топлива, и в ближайшее время на них перейдет и Московская область. Это наряду с появлением отечественных нейтрализаторов позволяет более оптимистично оценивать перспективу защиты окружающей среды крупных городов и, в первую очередь, Москвы.

Программа оснащения столичного автотранспорта нейтрализаторами включает несколько этапов: муниципальный грузовой транспорт, в наибольшей степени загрязняющий воздух, затем коммерческий транспорт, выполняющий внутригородские перевозки, и, наконец, легковые автомобили. Программа рассчитана на два-три года, начиная с нынешнего лета.

Рис. 1. Размещение системы нейтрализации в автомобиле: 1 — электронный блок управления составом бензовоздушной смеси; 2 — нейтрализатор; 3 — лямбда-зонд.

Рис. 2. Неисправности системы нейтрализации (в %).

Рис. 3. Каталитические нейтрализаторы с разными блоками-наполнителями: а — из гофрированной фольги; б — из керамики; в — из нового материала.

Отечественные нейтрализаторы для легковых (вверху) и грузовых автомобилей.

Сравнительная техническая характеристика

каталитических нейтрализаторов

отработавших газов

Ошибка в тексте? Выделите её мышкой! И нажмите: Ctrl + Enter

Комментарии