Engine concepts for future automotive applications
Safe, clean and efficient engines will become more important in modern societies where we will see higher levels of mobility on one hand and limited resources on the other hand. Gasoline engines for passenger cars have been developed to generate more power and reduce emissions at the same time. Therefore the engine systems have become complex with a number of subsystems.
Because of its reliability and efficiency the diesel engine is classically operated in heavy duty vehicles, however in recent years because of its high torque when used with a turbocharger it has become more popular for passenger cars and even sport vehicles as well. The development of the diesel engine especially the direct injection as well as the common rail high pressure injection brought further improvement regarding power, efficiency and emissions. In the future exhaust after treatment systems will be developed in order to comply with emission standards similar to those of gasoline engines.
Emission control systems with chemical and physical sensors
In order to meet the more and more stringent emission regulations gasoline as well as diesel engines will need continuously improved exhaust after treatment systems. The options for the various applications are highlighted in the following.
Today exhaust gas of gasoline engines is typically treated with “Three Way Catalysts” (TWC). The catalyst converts the pollutants CO, NOX and Hydrocarbons into harmless compounds like CO2, H2O and N2 by chemical reactions. Lambda-Sensors control the air fuel ratio of the engine and catalyst performance in order to get the best possible conversion of the pollutants.
Modern lean burn engines have other options. Here the pollutants in the exhaust gases are only partially converted by a TWC function i.e. CO and Hydrocarbons. For the remaining NOX a so called NOX Storage Catalyst (NSC) is employed, which chemically stores NO and NO2 during lean burn phase. For the conversion of stored NOX the engine is periodically shifted to fuel rich operation. This more complex system is controlled with the help of mathematical catalyst models and by Lambda-, Temperature- and optionally NOX-Sensors as well.
Diesel engine exhaust of heavy duty vehicles will be treated with ammonia by Selective Catalytic Reduction (SCR) to reduce NOX additionally to the catalytic oxidation of CO and Hydrocarbons. The ammonia is generated on board of the vehicle using harmless precursors like for example urea. For the control of this system Lambda-, Temperature- NOX- and optionally NH3-Sensors are employed.
In addition to gaseous pollutants the particulate emissions from diesel engines will be removed by Diesel Particulate Filters (DPF). The system of oxidation catalyst and DPF is controlled by Temperature-, Pressure- and Particulate-Sensors.
The mentioned highlights show that all three goals safe, clean and efficient can be met in the future by both gasoline and diesel engines combined with modern exhaust after treatment systems.
แนวคิดเครื่องยนต์สำหรับการใช้งานยานยนต์ในอนาคต
ที่ปลอดภัย, เครื่องยนต์ให้สะอาดและมีประสิทธิภาพจะมีความสำคัญมากขึ้นในสังคมสมัยใหม่ที่เราจะเห็นระดับที่สูงขึ้นของการเคลื่อนไหวบนมือข้างหนึ่งและทรัพยากรที่มี จำกัด ในมืออื่น ๆ เครื่องยนต์เบนซินสำหรับรถยนต์นั่งได้รับการพัฒนาในการสร้างพลังงานมากขึ้นและลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในเวลาเดียวกัน ดังนั้นระบบเครื่องยนต์ได้กลายเป็นความซับซ้อนที่มีจำนวนของระบบย่อย. เพราะความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ดีเซลเป็นผู้ดำเนินการคลาสสิกในยานพาหนะหนัก แต่ในปีที่ผ่านมาเพราะแรงบิดสูงเมื่อใช้กับเทอร์โบชาร์จเจอร์มันได้กลายเป็นที่นิยมมากขึ้นสำหรับ รถยนต์นั่งส่วนบุคคลและแม้กระทั่งยานพาหนะกีฬาได้เป็นอย่างดี การพัฒนาของเครื่องยนต์ดีเซลโดยเฉพาะอย่างยิ่งการฉีดโดยตรงรวมทั้งการฉีดคอมมอนเรลแรงดันสูงนำมาปรับปรุงแก้ไขต่อไปเกี่ยวกับการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพและการปล่อยมลพิษ ในไอเสียในอนาคตหลังจากที่ระบบการรักษาจะได้รับการพัฒนาเพื่อให้สอดคล้องกับมาตรฐานการปล่อยคล้ายคลึงกับเครื่องยนต์เบนซิน. ระบบการควบคุมการปล่อยสารเคมีและเซ็นเซอร์ทางกายภาพเพื่อตอบสนองกฎระเบียบที่ปล่อยก๊าซเรือนกระจกมากขึ้นและเข้มงวดมากขึ้นเบนซินเช่นเดียวกับเครื่องยนต์ดีเซลจะ ต้องไอเสียปรับปรุงอย่างต่อเนื่องหลังจากที่ระบบบำบัด ตัวเลือกสำหรับการใช้งานต่างๆเป็นไฮไลต์ในต่อไป. วันนี้ก๊าซไอเสียของเครื่องยนต์เบนซินคือการรักษาด้วยโดยทั่วไปแล้ว "ทางสามตัวเร่งปฏิกิริยา" (TWC) ตัวเร่งปฏิกิริยาแปลงมลพิษ CO, NOX และไฮโดรคาร์บอนเป็นสารที่ไม่เป็นอันตรายเช่น CO2, H2O และ N2 โดยปฏิกิริยาเคมี แลมบ์ดาเซ็นเซอร์ควบคุมอัตราส่วนอากาศกับเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์และประสิทธิภาพการทำงานของตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อให้ได้รับการแปลงที่ดีที่สุดของสารมลพิษ. โมเดิร์นเครื่องยนต์เผาไหม้ยันมีตัวเลือกอื่น ๆ นี่มลพิษในไอเสียจะถูกแปลงเป็นเพียงบางส่วนเท่านั้นโดยฟังก์ชัน TWC เช่นคาร์บอนมอนอกไซด์และไฮโดรคาร์บอน สำหรับส่วนที่เหลืออีก NOX เรียกว่า NOX จัดเก็บ Catalyst (สมช.) เป็นลูกจ้างที่ร้านค้าเคมี NO และ NO2 ในระหว่างขั้นตอนการเผาไหม้ยัน สำหรับการแปลงที่เก็บไว้ NOX เครื่องยนต์จะเปลี่ยนเป็นระยะ ๆ เพื่อกระตุ้นการดำเนินงานที่อุดมไปด้วย ระบบที่ซับซ้อนมากขึ้นจะถูกควบคุมด้วยความช่วยเหลือของแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ตัวเร่งปฏิกิริยาและ Lambda-, Temperature- และเลือก NOX เซ็นเซอร์เช่นกัน. เครื่องยนต์ดีเซลไอเสียของยานพาหนะหนักจะได้รับการรักษาด้วยแอมโมเนียโดย Selective Catalytic Reduction (SCR) เพื่อลด NOX นอกจากนี้ในการเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของ CO และไฮโดรคาร์บอน แอมโมเนียจะถูกสร้างขึ้นในคณะกรรมการของยานพาหนะที่ใช้สารตั้งต้นที่เป็นอันตรายอย่างเช่นยูเรีย สำหรับการควบคุมของระบบนี้ Lambda-, Temperature- NOX- และเลือก NH3 เซ็นเซอร์มีการจ้างงาน. นอกจากก๊าซมลพิษอนุภาคมลพิษจากเครื่องยนต์ดีเซลจะถูกลบออกโดยดีเซลกรองละออง (DPF) ระบบการทำงานของตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันและ DPF จะถูกควบคุมโดย Temperature-, ความดันและละอองเซ็นเซอร์. ไฮไลท์กล่าวถึงแสดงให้เห็นว่าทั้งสามเป้าหมายปลอดภัยสะอาดและมีประสิทธิภาพสามารถพบได้ในอนาคตโดยทั้งเครื่องยนต์เบนซินและดีเซลรวมกับไอเสียที่ทันสมัยหลังจาก ระบบบำบัด
การแปล กรุณารอสักครู่..