Описание метода CVS
Принципиальная схема стенда для анализа выхлопных газов в рамках типового испытания автомобиля изображена на рисунке Работа производится следующим образом. Выхлопные газы автомобиля при его работе по предписанному испытательному циклу разбавляются чистым воздухом. Суммарный объем ОГ и чистого воздуха поддерживается постоянным даже при изменении нагрузки на двигатель автомобиля. Из разбавленного чистым воздухом выхлопа непрерывно отбираются пробы, которые аккумулируются в специальных емкостях. Концентрация вредных веществ в этих пробах соответствует среднему значению концентрации отобранной выхлопной смеси. Таким образом, на протяжении испытательного цикла точно известен общий объем газа. На основе общего объема и концентрации вредных веществ в сборной емкости можно вычислить массу вредных веществ. Во избежание искажений измеренных значений из разбавляющего воздуха берутся пробы и также анализируются на содержание вредных веществ. Это позволяет корректировать точность измерений.
Для достижения постоянного объемного расхода используются обычные вентиляторы с соплом Вентури или ротационные воздуходувки. Во избежание конденсации углеводородов с высокой температурой кипения и для испарения уже сконденсировавшихся в газовой смеси углеводородов требуется нагрев всей системы отбора примерно до 190°С.
Если при типовом испытании необходимо учитывать и предельное содержание частиц, то метод испытания нужно модифицировать. В измерительную установку встраивается т.н. «разбавительный туннель» с высокой внутренней турбулентностью и дополняется точками измерения с фильтрами для улавливания частиц. Из-за разбавления в соотношении от 1:8 до 1:10 измеряемые концентрации очень малы. Необходимо использовать анализаторы, чувствительность которых будет выше в это количество раз. Везде, где применяется метод CVS, используются единые принципы измерения для анализа компонентов выхлопа:
- определение концентрации СО и СO2 с помощью инфракрасных абсорбционных анализаторов NDIR (Non-Dispersive-lnfra-Red);
- определение концентрации NOx с помощью устройств, работающих по принципу хемилюминесценции (CLD, Chemo-Lumineszenz-Detektor);
- гравиметрическое определение выбросов твердых частиц. Измерение выполняется специальными весами с точностью до одной миллионной грамма.
Ниже кратко описаны методы измерений, используемые для промышленности и типовых испытаний.
Анализ окислов азота
Принцип измерения использует явление хемилюминесценции (оптическое излучение, вызванное химической реакцией), которая происходит в области длин волн между 590 и 3000 нм после реакции между окисью азота (N0) и озоном (03).
Образец газа не содержит окись азота, образованную при сгорании топлива в двигателе, но также соединяется с остаточным азотом в выхлопных газах для образования других окислов азота (например, NO2, N20). Вместе с избыточной долей N0 по сравнению с другими окислами азота, N02 также может достигнуть заметной концентрации, тогда как другие окислы азота имеют концентрацию чуть больше основных значений в окружающем воздухе. Наличие N0 в образце делает необходимым его термическое или термокаталитическое превращение в N0. В камере для реакций концентрация окислов азота преобразуется в концентрацию N0. Излучение от хемилюминесценции, вызванной 0 3, соответствует общему содержанию окиси азота. Для того чтобы уменьшить постороннюю люминесценцию, вызванную другими молекулами, содержащимися в смеси газов, учитывается только излучение в области длин волн между 600 и 660 нм, которое фильтруется с помощью оптического фильтра. Благодаря такому процессу отбора и очень низкому регистрируемому пределу принцип хемилюминесценции подходит для измерений N0 в «разбавленных» или «неразбавленных» выхлопных газах дизельного двигателя. Так как NO2 растворяется в воде, то измерительный контур нагревается до 80°С, чтобы предотвратить конденсацию водяных паров.
Что такое водородинг двигателя?
Водородинг двигателя / раскоксовка водородом — опция, направленная на очистку двигателя внутреннего сгорания от сажи, кокса и нагара, накопившихся в период эксплуатации. Простыми словами, это разложение нагара (пиролиз) под действием высокой температуры. При этом ДВС продолжает работать в обычном режиме.
Особенность процедуры в том, что все манипуляции проводятся без разборки силового узла.
В отличие от других методов очистки, водород не вредит внутренним элементам, а взаимодействует только с химическими компонентами с последующим выводом вредных элементов через выхлопную трубу.
Водородинг двигателя часто рассматривается как способ сэкономить на капитальном ремонте и решить текущие проблемы с двигателем (уменьшить расход масла, увеличить компрессию и т.д.).
Очистка ДВС водородом появилась в Европе, Азии и США 10 лет назад. При этом европейские СТО делают эту процедуру при каждом ТО автомобиля.
Рекомендуемая частота проведения водородинга (по версии разработчиков) составляет в среднем раз в 10-20 тысяч километров. Такой подход позволяет избежать загрязнения двигателя и продлить его ресурс.
Многие до сих пор считают эту процедуру мифом, но практика показывает, что технология работает и дает результат. Конечно, она не восстанавливает «убитый» двигатель, но, как минимум, продлит его ресурс.
Раскоксовка двигателя водородом дает следующие результаты:
- Устранение шума / вибрации, троения мотора.
- Снижение расхода горючего.
- Очистка элементов выхлопа, катализатора, EGR-клапана, фильтров.
- Удаление нагара на маслосъемных кольцах, свечках, клапанах, форсунках и других элементах мотора.
- Уменьшение вреда от выхлопа.
- Повышение компрессии.
- Устранение проблемы с «масложорством» двигателя.
- Восстановление мощи ДВС.
Отставание России
Стандарты предельных выбросов выхлопных газов автотранспортом вводятся в России даже медленнее, чем в Китае. Аналог Евро 4 действовал на территории страны в течение 2013-2016 годов. По состоянию на сегодняшний день все производимые и ввозимые в РФ автомобили обязаны отвечать требованиям Евро 5.
Например, по состоянию на начало 2018 года 51% автомобилей в стране был старше 10 лет. Другими словами, он вообще не имел присвоенного и вписанного в техпаспорт экологического класса. В 2021 году планируется увеличить штрафы на владельцев автомобилей, имеющих экологический класс Евро-3 и ниже. Речь идет исключительно о коммерческом транспорте. Но если у машины экологический класс отсутствует, то и штрафовать его не получится.
Поэтому нет ничего удивительного в том, что всерьез рассматривается вопрос о запрете уже с 2022 года коммерческого автотранспорта с классом экологического стандарта Евро 0 и Евро Насколько эффективной окажутся указанные инициативы в непростых условиях экономического кризиса, покажет время.
