Transcript презентацию (в формате *)

Разработка сажевого фильтра с автономной системой активной регенерации для двигателей ММЗ, ЧТЗ, ЯМЗ.
Схема первой установки на моторном стенде, включающей системы
фильтрации частиц и нейтрализации NOx.
Испытания полнопоточного сажевого фильтра в лаборатории ЧТЗ.
Установка системы фильтрации на тракторе ЧТЗ Б-11.
Разработка собственного контроллера управления активной регенерацией
сажевого фильтра.
датчик давления на
впуске
Входные и выходные сигналы
блока управления
включение насоса
термопара до DOC
дозирование
термопара после DOC
блок управления
индикация
неисправностей
датчик давления перед
фильтром
USB порт
датчик давления после
фильтра
CAN модуль
сигнал частоты
вращения с генератора
Схема лабораторной системы для испытаний в лаборатории ММЗ.
Первый вариант контроллера. Структурная схема.
Сборка системы на моторном стенде с двигателем Д-249.
Параметры Д-249
число и расположение цилиндров
четыре, рядное, вертикальное
рабочий объем цилиндров, л
4,75
диаметр цилиндра, мм
110
ход поршня, мм
125
степень сжатия (расчетная)
17±1
Номинальная мощность, кВт
140,0+2,0
Полезная мощность, кВт
132,3+2,0
Номинальная частота вращения, мин-1
2300
Удельный расход топлива при Neнои,
г/кВтч
215+3%
Часовой расход топлива, кг/ч
30,1
Минимальный удельный расход
топлива, г/кВтч
197+3%
Максимальный крутящий момент, Нм
710+2%
Крутящий момент при n=1000 мин-1
610+2%
Частота вращения при Мкрmax, мин-1
1200..1700
Давление наддувочного воздуха, МПа
0,16…2,0
Параметры сажевого фильтра НТЦ МСП.
Параметры
блок DOC
материал субстрата
кордиерит
габариты
9” x 8”
плотность ячеек
400
покрытие
Pt 35 г/фут куб.
блок сажевого фильтра DPF
материал субстрата
карбид кремния
габариты
9” x 12”
плотность ячеек
200 ячеек на кВ.
дюйм
покрытие
без покрытия
Основные результаты испытаний в лаборатории ММЗ.
Евро-5 по циклу ESC
Режимные точки цикла ESC для двигателя Д-249.
№ режима
обозначение
режима
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Х.Х.
A100%
В25%
В75%
A50%
A75%
A25%
В100%
В25%
С100%
С25%
С75%
С50%
Режимная точка двигателя
давление на
n, мин-1
Mе, Nm
впуске Pвп, кПа
100
800
12
120
1400
690
220
1750
175
200
1750
515
200
1400
355
170
1400
515
160
1400
175
250
1750
690
150
1750
175
250
2100
690
190
2100
175
240
2100
515
2430
2100
355
Параметры загрузки фильтра.
-Начальное противодавление незагруженного фильтра-6 кПа.
-Достигнутое противодавление загруженного фильтра- 23 кПа.
Параметры режима максимального сажеобразования:
-n=1600 мин-1
-Ne=86 кВт
-Me=500 Н*м
-EGR=55% открытия клапана
-Рвп=220 кПа
-Дымность на режиме максимального сажеобразования 45%.
Запуск регенерации со 100% подачей топлива на режиме двигателя:
-n=1600 мин-1
-Me=500 Н*м
-EGR=16% открытия клапана
-Рвп=220 кПа
-Установившееся противодавление сажевого фильтра по окончании
процесса регенерации -8 кПа
-Установившиеся максимальные температуры: на входе в DOC 368 C,
на выходе DOC 642 C (∆t=274 С).
Основные выводы по результатам испытаний.
- Эффективность сажевого фильтра достаточна для выполнения требований евро-5.
- Работа каталитической части сажевого фильтра характеризуется максимальным
перепадом температур ∆t=274 С на DOC.
-Остаточное (после регенерации) повышение противодавления относительно нового
фильтра составляет 2 кПа.
- Конфигурация системы обеспечивает процесс регенерации как в непрерывном, так
и в импульсном режимах.
В процессе регенерации выявлено неравномерное распределение потока топлива по
сечению блока DOC- температура в центре потока на выходе DOC 700 C, температура в
периферийной зоне 500 С (замер произведен поперечным перемещением термопары).
Разборка сажевого фильтра подтвердила предположение о неравномерности потока.
Проблема нарушения факела распыла форсунки при низких расходах была решена
изменением расходной характеристики форсунки.
Проект разработки автономной системы снижения выбросов для ретрофитинга.
Основные требования к автономной системе снижения выбросов:
- минимальный набор компонентов под конкретное применение;
- простота монтажа компонентов (желательно обойтись без резки-сварки системы выпуска);
- автономность функционирования (отсутствие необходимости внедрения в штатную систему управления
двигателем)
- минимальное обслуживание в эксплуатации
-наличие индикатора режимов работы системы, сигнализатора аварийных ситуаций
- возможность выбора вариантов конструктивного исполнения
Вариант системы выпуска с раздельными компонентами.
Компактный вариант системы выпуска с интегральным глушителем-нейтрализатором – сажевым фильтром.
Проект разработки автономной системы снижения выбросов для ретрофитинга.
Прототип автомобильной системы с размещением компонентов регенерации на одном кронштейне.
Единый модуль
Топливный насос
+ форсунка
Термопары
Входной патрубок
Сажевый фильтр
Блок управления
Проект разработки автономной системы снижения выбросов для ретрофитинга.
Преимущества системы «на одном кронштейне»:
1. Минимальные объем установочных работ и степень изменения конструкции машины.
В результате обеспечивается возможность быстрой установки системы на транспортное средство на любом этапе его
жизненного цикла – от монтажа на сборочном конвейере до переоборудования эксплуатируемой техники для
продления срока эксплуатации.
2. Максимальная гибкость в выборе компонентов системы для конкретного транспортного средства под конкретные
требования законодательства.
3. Гибкость в выборе модели управления – от полностью независимой (от системы управления двигателя)
программной реализации алгоритма до обеспечения необходимой степени интеграции.
4. Автономность системы обеспечивает простую диагностику и быструю локализацию неисправностей.
Проект разработки автономной системы снижения выбросов для ретрофитинга.
Пока стандарты распространяются только на новую технику. Однако, можно предположить, что в
скором времени появится спрос и в нише модернизации действующей техники. Оснащение автономными
комплектами дополнительных систем парка машин позволит быстро и экономически эффективно решить
локальную проблему загрязнения конкретной географической области или промышленной/строительной
зоны.
Кроме того, с помощью такого комплекта можно быстро и с малыми затратами на НИОКР модернизировать
«конвейерную» машину.