Νέα τεχνολογία στους πετρελαιοκινητήρες βαρέως τύπου προκαλεί μείωση των εκπομπών NOx κατά 90% [video]

Το Southwest Research Institute (SwRI), έχει έδρα στο Σαν Αντόνιο του Τέξας και είναι ένας από τους παλαιότερους και μεγαλύτερους ανεξάρτητους, μη κερδοσκοπικούς, οργανισμούς εφαρμοσμένης έρευνας και ανάπτυξης στις Ηνωμένες Πολιτείες. Ιδρύθηκε το 1947 από τον επιχειρηματία Tom Slick και παρέχει υπηρεσίες έρευνας και ανάπτυξης επί συμβάσει σε κυβερνήσεις και βιομηχανικούς πελάτες.

Οι μηχανικοί του Southwest Research Institute (SwRI) ανέπτυξαν μια νέα τεχνολογία καθαρών πετρελαιοκινητήρων επόμενης γενιάς με σκοπό τη μείωση των εκπομπών των οξειδίων του αζώτου (NOx) και του διοξειδίου του άνθρακα ελαχιστοποιώντας ταυτόχρονα την κατανάλωση καυσίμου.

Σε συνεργασία με κρατικές ρυθμιστικές αρχές, κατασκευαστές και προμηθευτές οχημάτων, το Ινστιτούτο συνδύασε τροποποιήσεις στους κινητήρες με ενσωματωμένη τεχνολογία μετεπεξεργασίας καυσαερίων και στρατηγικές ελέγχου επιτυγχάνοντας σχεδόν μηδενικά επίπεδα εκπομπών ρύπων (εκπομπές NOx 0,02 g / hp-hr). Το Ινστιτούτο ανέπτυξε αυτήν την τεχνολογία για το California Air Resources Board (CARB).

nox2

Το έργο της ερευνητικής ομάδας περιγράφεται στα παρακάτω δύο τεχνικά έγγραφα της SAE.

  • Zavala, B., Sharp, C., Neely, G., and Rao, S. (2020) “CARB Low NOx Stage 3 Program - Aftertreatment Evaluation and Down Selection,” SAE Technical Paper 2020-01-1402 doi: 10.4271/2020-01-1402.
  • Rao, S., Sarlashkar, J., Rengarajan, S., Sharp, C. et al. (2020) “A Controls Overview on Achieving Ultra-Low NOx,” SAE Technical Paper 2020-01-1404 doi: 10.4271/2020-01-1404.

«Μέσω των συνεχιζόμενων προσπαθειών μιας διεπιστημονικής ομάδας, το SwRI ανέπτυξε έναν από τους πιο αποδοτικούς ως προς το καύσιμο κινητήρες ντίζελ χαμηλών εκπομπών ρύπων στον κόσμο. Αυτή η τεχνολογία αναπτύχθηκε για να αντιμετωπίσει τις προκλήσεις της Καλιφόρνιας ως προς τη ρύπανση και θα μπορούσε να είναι μια λύση για τις κοινότητες σε όλο τον κόσμο που ασχολούνται με τις επιπτώσεις των NOx.», δήλωσε ο Bryan Zavala, Ερευνητής Μηχανικός του SwRI, μέλος της ερευνητικής ομάδας.

Σύμφωνα με την Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος των Η.Π.Α., τα οξείδια του αζώτου είναι επιβλαβή για την ανθρώπινη υγεία και το περιβάλλον. Η Πολιτεία της Καλιφόρνιας σχεδιάζει να θεσπίσει αυστηρότερα πρότυπα εκπομπών ρύπων το 2024 και θα απαιτήσει οι κινητήρες βαρέως τύπου να παράγουν λιγότερους ρύπους. Έχοντας συστημική προσέγγιση για την αντιμετώπιση του προβλήματος αυτού, οι μηχανικοί του SwRI εκπλήρωσαν τους αυστηρούς στόχους εκπομπών καυσαερίων που θεσπίστηκαν από το CARB για τη μείωση των εκπομπών NOx κατά 90%, με ταυτόχρονη μείωση των εκπομπών του διοξειδίου του άνθρακα.

«Η τεχνολογία χαμηλών NOx που αναπτύχθηκε στο SwRI δείχνει τα σημαντικά βήματα προς τη βελτίωση των σημερινών κινητήρων και τη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου. Αυτοί οι τύποι ταυτόχρονων λύσεων μείωσης των NOx και των αερίων του θερμοκηπίου είναι το κλειδί για τη δημιουργία βιώσιμων βαρέων μεταφορών και την εκπλήρωση των υποχρεώσεών μας για τη δημόσια υγεία.», δήλωσε σχετικά με το θέμα αυτό ο Dr. William Robertson, Ειδικός του Προγράμματος Οχημάτων του CARB

Το 2013, το CARB ανέθεσε στο SwRI να διερευνήσει πιθανές προσεγγίσεις για την επίτευξη ενός εξαιρετικά χαμηλού στόχου εκπομπών NOx σε τρία στάδια.

  • Το πρώτο στάδιο του προγράμματος επικεντρώθηκε στην επίτευξη των εξαιρετικά χαμηλών επιπέδων εκπομπών NOx (ULN) χρησιμοποιώντας έναν κινητήρα turbo, που απαιτούσε την ενσωμάτωση νέων τεχνολογιών καταλυτών και μια συμπληρωματική πηγή θερμότητας. Ενώ η διαμόρφωση της μετεπεξεργασίας των καυσαερίων παρείχε μια πιθανή λύση για την επίτευξη του στόχου αυτών των εξαιρετικά χαμηλών εκπομπών ρύπων, απαιτήθηκε μια περίπλοκη προσέγγιση για να ξεπεραστούν οι προκλήσεις από την χαμηλή θερμοκρασία στην εξάτμιση.
  • Στο δεύτερο στάδιο, οι μηχανικοί του SwRI ανέπτυξαν έναν κύκλο πιστοποίησης χαμηλού φορτίου για να μετρήσουν την απόδοση των συστημάτων μετεπεξεργασίας καυσαερίων του κινητήρα σε συνθήκες χαμηλού φορτίου, όπως κατά τη διάρκεια της λειτουργία του κινητήρα στο ρελαντί.
  • Το τρίτο στάδιο του προγράμματος αξιοποιεί μια διαφορετική αρχιτεκτονική κινητήρων πιο αντιπροσωπευτική της κατηγορίας κινητήρων βαρέως τύπου για την επίτευξη των στόχων της εκπομπής αερίων του θερμοκηπίου (GHG) και την απλοποίηση της λύσης μετεπεξεργασίας εξαιρετικά χαμηλών εκπομπών ρύπων. Στο τρίτο στάδιο, το οποίο βρίσκεται ακόμη σε εξέλιξη, στοχεύει στην ανάπτυξη της τεχνολογίας σχεδόν μηδενικών εκπομπών ρύπων και στην αξιολόγησή της. Οι μηχανικοί τροποποίησαν την αρχιτεκτονική ενός κινητήρα Cummins X15 2017, ενσωμάτωσαν τεχνολογία μετεπεξεργασίας καυσαερίων και εφάρμοσαν βελτιωμένες στρατηγικές ελέγχου για να παράγουν τα επιθυμητά αποτελέσματα.

Το Ινστιτούτο τώρα συνεχίζει να αξιολογεί το σύστημα και την απόδοσή του ως προς τη μείωση των NOx υπό ρεαλιστικές συνθήκες λειτουργίας, όπως υπό υδροθερμική καταπόνηση και μόλυνσης των καταλυτών για να επιβεβαιώσει την πραγματική απόδοση. Τα τελικά αποτελέσματα αναμένονται το καλοκαίρι του 2020.

Πηγή: https://www.swri.org/

ΜΟΙΡΑΣΤΕΙΤΕ ΑΥΤΟ ΤΟ ΑΡΘΡΟ

ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΙΔΕΕΑ

ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ

Εφημερίδα
Το Συνεργείο του Αυτοκινήτου

 

Σαρανταπόρου 70
Χαλάνδρι, 15231 - Χάρτης

 

Τ 210 2825611, 210 6754419
F 210 2842420

 

info [at] tosynergeio.gr

 

 

Social Media

Facebook-color Instagram-color youtube-color Twitter linkedin