Раскоксовка двигателя своими руками без разборки агрегата

Содержание

1. В каких случаях необходима раскоксовка
2. Почему прогрессирует нагар
3. Где концентрируется нагар
4. Цилиндро-поршневая группа
5. Газораспределительный механизм
6. Маслозаборник
7. Раскоксовка двигателя своими руками разными методами
8. Ручной способ
9. Жесткая раскоксовка
10. Мягкая раскоксовка
11. Частные случаи и различные методики
12. Жесткая раскоксовка V-образного двигателя
13. Мотор с воздушным охлаждением

Раскоксовка двигателя — это как удаление шлаков из организма. Здоровье автомобиля сравнимо с человеческим: оба нуждаются в сбалансированном питании, соразмерных нагрузках и своевременном уходе. А такие принципы медицины, как «не навреди» и «движение — жизнь», к машине применимы в полной мере.

В каких случаях необходима раскоксовка

Необходимость очистки мотора от вредных отложений появляется при нарушении ходовых характеристик и рабочих показателей. Среди них:

• расход топлива;
• масложор;
• ухудшение динамики;
• дымность;
• повышение давления картерных газов.

В сети можно встретить мнение, что современные ДВС в раскоксовке не нуждаются. Конечно, химическая промышленность за последние десятилетия добилась многого — закоксовать современный мотор трудно, но все же выполнимо.

В любом моторе образуется нагар, но в исправном агрегате он находится в динамическом равновесии. Черная корка нарастает и осыпается, не увеличиваясь в объеме. Слой кокса покрывает все детали.

Это равновесие легко доказать, если частично разобрать двигатель — снять один поршень. Его днище, головка и направляющая часть (в меньшей степени) покрыты слоем черных хлопьев. Очистим половину поршня (вдоль), а вторую трогать не будем. Соберем движок обратно и покатаемся, а через некоторое время снова достанем наш поршень. Слой нагара одинаков на всей поверхности детали: ни ступеньки, ни разграничения. Равновесие восстановлено, как будто мы не производили никаких манипуляций.

И все бы хорошо, с таким нагаром мотор исправно функционирует. Но есть уязвимые места конструкции и неблагоприятные режимы работы. Существуют зоны, где вредные отложения в виде сажи и лака готовы достигнуть критического уровня.

Почему прогрессирует нагар

Нагар переходит в наступление по трем причинам:

• применение некачественных топлива и масла;
• эксплуатация в неблагоприятных режимах;
• износ.

Низкокачественное горючее не сгорает полностью. Плохое масло воспламеняется, при этом не выгорая дотла, а закоксовываясь на сопряженных поверхностях.

Неблагоприятным режимом является, например, длительный прогрев на холостом ходу. Низкая температура в камере сгорания не позволяет полностью сжигать попадающие в цилиндр горюче-смазочные материалы.

Закоксованный двигатель.

Высокая нагрузка на малых оборотах не может обеспечить хорошую продувку цилиндров. Остаточные газы вредят процессу горения.

Перегрев, детонация, калильное зажигание — тоже источники нежелательного налета.

С повышением износа частично ухудшается смесеобразование, но самое главное, что в цилиндры обильно попадает масло. Его излишки — новый источник нагара. С его увеличением прогрессирует и износ.

Где концентрируется нагар

Основные «зоны риска», подверженные образованию нагара, это цилиндро-поршневая группа, газораспределительный механизм и маслозаборник. Рассмотрим каждую область подробнее.

Цилиндро-поршневая группа

Классический поршень имеет три кольцевые канавки, находящиеся в его головке, в которых работают два компрессионных и одно маслосъемное кольцо. Торцевой зазор между ним и канавкой составляет примерно 0,15–0,2 мм, он обеспечивает кольцам свободу передвижения при следовании поршня вверх и вниз.

Кольца прижимаются то к верхней, то к нижней стенке канавки. Они скользят вдоль хонингованной поверхности втулки цилиндра, и это заставляет их постоянно вращаться. Круговое движение способствует равномерному износу втулки. Но стоит маслянистой саже забить торцевые зазоры — кольца остановятся, и описанные ранее признаки их залегания будут налицо. Дело, однако, поправимое. Раскоксовка поршневых колец без разборки двигателя возможна.

Газораспределительный механизм

Слой маслянистой копоти склонен образовываться и на клапанах. Он покрывает плоскую поверхность тарелки клапана со стороны камеры сгорания и вогнутую поверхность от посадочной кромки до направляющей втулки. Этим особо грешат старые дизели.

Задать вопрос

Нагар на клапанах в бензиновых моторах — причина калильного зажигания. Это явление сродни детонации. Проявляется оно, когда водитель выключает зажигание, а мотор продолжает работать, издавая жесткие щелчки — это бензин загорается от раскаленного как уголь нагара. Воспламеняется топливо при этом невовремя, а горит неправильно.

Гидрокомпенсатор в ГРМ — это устройство, позволяющее устранять тепловой зазор клапанного механизма. Конструкции его бывают разными, но недочет общий: маленькие зазоры и узкие проходные сечения перекрывает сажа, и гидрокомпенсатор клинит. При этом слышится характерный клапанный стук.

Добираться до гидрокомпенсаторов ближе, чем до клапанов и поршней, и можно отважится на ручную механическую очистку — она более качественная. Если мотор нуждается в замене маслосъемных колпачков или ремня ГРМ, смежные работы нужно совместить, это будет правильная раскоксовка двигателя.

Маслозаборник

Этот узел забирает масло из поддона. Смазка проходит через металлическую сетку типа «дуршлаг» и крупные частицы сажи могут забить ее. Особенно коварны плоские хлопья, упавшие в поддон во время очистки. Если масло не пойдет в систему смазки, авария мотора неизбежна.

После проведения подобных работ проконтролируйте при запуске, что давление масла в норме.

Раскоксовка двигателя своими руками разными методами

Как сделать раскоксовку двигателя нужно решать в каждом конкретном случае, но способов несколько. Чаще всего, определяющим условием является зона очистки.

Ручной способ

Метод позволяет получить наивысшее качество, но он трудоемкий, предполагает квалификацию, необходимые условия и инструмент, а также несет с собой материальные издержки. Его применение очень зависит от конструкции автомобиля. Так, например, на одних машинах можно запросто снять поддон ради профилактики, а на других вопрос решается только через снятие двигателя.

Жесткая раскоксовка

Способ применяется конкретно для очистки цилиндро-поршневой группы (ЦПГ). Для этого нужно:

• Выкрутить свечи зажигания.
• Залить в цилиндры специальное средство для раскоксовки поршневых колец.
• Закрыть свечные отверстия (можно ввернуть обратно свечи, устроив поршням «паровую баню»). Средство будет действовать узко направленно и агрессивно. Это необходимо, чтобы размягчить нагар, забивший торцевые зазоры.
• Пробившись к самому нижнему маслосъемному кольцу, предстоит побороть закупорку масляных отверстий в кольцевой канавке и вернуть подвижность пружинке, опоясывающей внутренний диаметр маслосъемного кольца. Все эти детали мелкие и создают лабиринты для прохождения масла. Скорость течения масла мала, а поверхность раскалена, поэтому оно подгорает, будто на сковородке. 

После завершения процесса оставшуюся жидкость нужно максимально откачать шприцом чтобы предотвратить гидроудар и сократить дымность после запуска. Остатки средства некоторое время будут выгорать.

Мягкая раскоксовка

Мягкая раскоксовка — воздействие на нагар через масло. Препарат добавляется в смазку и воздействует на все доступные поверхности. Это единственный способ раскоксовки гидрокомпенсаторов без разборки, но жидкость нужно применять специальную (именно для гидрокомпенсаторов).

Самый деликатный метод — воздействие через топливо. Средство заливают в бак. В процессе эксплуатации оно очищает встречающиеся на его пути отложения.

Частные случаи и различные методики

Методики применения химических средств расписаны в инструкциях по применению. Все составы разные: одни предполагают промывку на холостых, другие допускают эксплуатацию на нагрузке. Агрессивность средств тоже сильно различается.

Если вы решились на использование такого сильного средства, как димексид, то имейте в виду, что нужно будет избавиться от отслоившейся в поддоне краски. Иначе она может забить маслозаборник и вывести из строя двигатель, вплоть до серьезных повреждений коленчатого вала.

Следует серьезно подумать, чем лучше раскоксовать двигатель.  Применив против сильных загрязнений профилактическое средство, вы выбросите деньги на ветер. Если цель — избавиться от небольшого налета, нет смысла обрекать себя на работы по снятию поддона. Беспокоитесь что поддон засорен, тогда обойдитесь без химии — просто снимите его и приведите в порядок вместе с маслозаборником.

Комбинировать методы можно по-разному. При снятой головке блока не лишним будет налить керосин на днища поршней и понаблюдать, насколько быстро жидкость просочится через лабиринты колец. Снятые гидрокомпенсаторы можно не разбирать полностью, а замочить в выбранном средстве и разработать постепенно.

Жесткая раскоксовка V-образного двигателя

Угол развала цилиндров бывает и 30, и 90 градусов. Соответственно наклонены и поршни. Поэтому жидкость для раскоксовки покроет одну сторону днища поршня, а вторая останется сухой. Соответственно и кольца будут смочены наполовину. Вопрос решается до предела просто: нужно залить побольше. Насколько — указано в инструкции. Для мотоциклетных двигателей возможен другой подход, ведь их легко установить под углом.

Особый случай — микроавтобус VW Transporter. Его рядную четверку ухитрились разместить сзади под полом грузового отсека. Блок цилиндров ради этого сильно наклонили. К раскоксовке подобного рядного мотора нужно подходить как к V-образному.

Мотор с воздушным охлаждением

На агрегатах такого типа (например, на «Запорожце») добраться до колец гораздо проще — не нужно снимать поддон и разбирать шатуны, цилиндр вынимается из блока вверх. Поршневая группа открыта полностью. Можно промыть, а можно и заменить компоненты. Но работа все равно требует квалификации.

Короткая статья не затрагивает еще многих моментов, касающихся раскоксовки двигателей, а освещает ключевые вопросы, самый популярный из которых, «как раскоксовать поршневые кольца не разбирая двигатель». Хочется дополнить, что определиться со степенью закоксованности поможет эндоскоп. Этот прибор позволяет при помощи зонда с камерой заглянуть в цилиндр и наглядно увидеть нагар на днище поршня и клапанах. Их можно будет открыть, повернув коленчатый вал, и заглянуть на стержни.

Конструкции современных ДВС и качество автомобильных масел, позволяет грамотным владельцам обходиться без раскоксовки двигателя многие годы и километры. Закоксовка — это больше дело рук человека. В здоровом двигателе, как отмечалось выше, нагар находится в динамическом равновесии.

Раскоксовка двигателя BMW, диагностика и ремонт / Двигатель (ДВС) раскоксовка / TorMotors

УЗНАТЬ СТОИМОСТЬ РЕМОНТА

Раскоксовка двигателя

Приобретайте только оригинальный технические жидкости, с гарантией качества. Поддельная продукция или «народные средства» могу навредить агрегату.

Процесс раскоксовки по этапам

Все о раскоксовке

«Мягкая» раскоксовка двигателя

Мягкая раскоксовка поршневых колец — это процесс очистки поршневой группы от нагара по средствам добавления очищающего средства в моторное масло.

Обычно промывка заливается за 100-200 км до замены моторного масла, и до самой процедуры замены двигатель эксплуатируется в щадящем режиме, избегая работы на максимальных оборотах.

Состав очищающего средства размывает нагар с маслосъемных колец и поршневых канавок.

Основным минусом «мягких» раскоксовок является то, что такая раскоксовка не очищает от нагара камеру сгорания и клапана двигателя.

Такой метод применяется регулярно как профилактика для случаев когда загрязнение двигателя минимальны.

«Жесткая» раскоксовка двигателя

Жесткая раскоксовка двигателя широко распространена. Способ заключается в следующем: в камеру сгорания через форсуночные или свечные отверстия заливается жидкость которая разъедает нагар на кольцах, цилиндрах и поршнях. После проведения процедуры в обязательном порядке меняется масло, масляный фильтр и свечи

Минусы «жесткой» раскоксовки

Очень важно правильно подобрать химию, одни сальвенты очень быстро проникают в картер двигателя и разъедают краску на поддоне (такой антикокс лучше использовать для двигателей с алюминиевыми поддонами), у других очищающих средств тяжело определить дозировку для хорошей очистки.

При сильном износе поршневых колец после раскоксовки может снизится компрессия, в таком случае придется проводить ремонт ДВС.

Раскоксовка оппозитного или V-образного двигателя

Конструкция двигателя имеет сильное значение на проведение очистки от нагара. В связи с особенностью конструкции оппозитных двигателей сложно выкручиваются свечи зажигания, и сложно залить антикокс в камеру сгорания, так же вызывает затруднение выставление поршней в среднее положение, сальвента требуется примерно в два раза больше.

Раскоксовка маслосъемных колец

Самая проблемная зона очистки — это маслосъемные кольца. Эффективный способ очистить их это применить присадку в масло и использовать очиститель.

Раскоксовка клапанов

При эксплуатации автомобиля в городских условиях (низкие обороты и частая работа на холостом ходу),  клапана легко обрастают нагаром.

Справится с нагаром клапанов может помочь регулярное применение чистящих присадок в топливо.

КАК ПОНЯТЬ, ЧТО двигатель закоксован

Увеличение расхода масла и топлива

Причины:  В результате сгорания уровень масла в двигателе стремительно уменьшается. Из за неверного смесеобразования увеличивается расход топлива.

Черный выхлоп

Причины:  Черный выхлоп свидетельствует о сгорании масла, которое попадает в камеру сгорания из за залегания поршневых колец.

Снижение компрессии

Причины:  При залегании поршневых колец, обычным явлением будет снижение давления в цилиндре.  

Снижается динамика и мощность автомобиля

Причины:  Неправильное смесеобразование и  сниженная компрессия приводят к снижению динамики автомобиля.

Причины  образования нагара, лака, шлама в двигателе

Некачественное топливо и/или масло

Причины:  Прогорающее масло или не сгоревшее топливо причины появления нагара на днище и стенке поршня, стенке камеры сгорания. Поршневые кольца коксуются и теряют подвижность, стенки камеры сгорания обрастают лаком, ухудшая теплоотвод.

Решение:  Замер компрессии двигателя, раскоксовка.

Эксплуатация автомобиля

Причины:  Частая езда на не прогретом двигателе с небольшой нагрузкой, езда на малых оборотах, стояние в пробках, зимняя езда — все это способствует интенсивному образованию нагара на поверхностях деталей камеры сгорания.

Решение:  Замер компрессии двигателя, раскоксовка.

Неверно подобранное моторное масло

Причины:  Несоответствие применяемых масел допускам, ведет к выгоранию масла в камере сгорания и закоксовке колец

Решение:  Замер компрессии двигателя, раскоксовка.

узлы выходящие из строя из-за закоксовки 

Отложения вокруг поршневых колец препятствуют их движению и прижиманию к стенкам цилиндра (поршневые кольца залипают и в итоге заклинивают).  В результате заклинивания и затруднения движения колец, они не обеспечивают компрессию в цилиндрах, снижается мощность двигателя,  возрастает прорыв газов в картер и расход масла.

ЗАПЧАСТИ / МАТЕРИАЛЫ ТРЕБУемые ДЛЯ раскоксовки

Раскоксовка достаточно простое мероприятие, но её проведение без наличия знаний, специнструментов и точно подходящих деталей и жидкостей может доставить множество трудностей и привести к более серьезным поломкам агрегата. В автосервисе TOR MOTORS всегда есть в наличии запчасти для проведения раскоксовки двигателя, такие как: 

• Моторные масла
• Средства для раскоксовки
• Масляные фильтры
• Свечи зажигания

НЕОБХОДИМЫЙ СПЕЦ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ раскоксовки

• Ключи и головки
• Компрессометр

ПОЧЕМУ tor motors?

Наша компания является лидером по агрегатному ремонту (двигатели, трансмиссия, рулевое управление, системы турбонаддува), так же мы осуществляем техническое обслуживание автомобилей в Краснодаре.  

Мы настолько уверены в качестве нашего ремонта, что даем гарантию от 6 месяцев.
У нас большой склад запчастей и технических жидкостей для проведения ТО автомобилей всех видов и модификаций.

Мастера сервис центра TOR MOTORS в Краснодаре произведут качественный ремонт, раскоксовку двигателя и замену моторного масла, учитывая регламент завода производителя. Наш автосервис имеет все необходимое оборудование, для осуществления диагностики и обслуживания автомобилей. Все работы производятся в оборудованном агрегатном цехе.

Декарбонизация впускных клапанов и клапанов двигателя — Sprint Motorsports & Auto Repair

04 Апр Декарбонизация впускных портов и клапанов двигателя

Декарбонизация двигателя: зачем это нужно и как это делается

Проще говоря, Декарбонизация клапанов или двигателя Декарбонизация двигателя включает удаление углеродистых отложений из двигателя с использованием механических (физических) или химических методов . Ваш двигатель сильно нагревается вблизи клапанов и камер сгорания. Тепло в сочетании с маслами, частицами грязи и другими газообразными побочными продуктами из корпуса впускного фильтра и выхлопных систем вашего автомобиля ( EGR и PCV ) смешиваются, вызывая скопление липкого материала внутри впускного коллектора, а также на впускных и выпускных клапанах двигателя. Это накопление часто называют Углеродными отложениями . Это похоже на пережаренные и сгоревшие частицы пищи на поверхности вашей домашней духовки. Накопление углерода в двигателе вашего автомобиля может привести к снижению производительности вашего автомобиля, плохой экономии топлива, недостатку мощности и потере компрессии. Может присутствовать множество кодов неисправностей двигателя (представленных вашей «Проверкой двигателя»), начиная от кодов ошибок распределительного вала, кодов датчика кислорода, кодов эффективности каталитического нейтрализатора и заканчивая кодами пропусков зажигания.

Загрязненная углеродом система рециркуляции отработавших газов на VW TDI Diesel. Удаление нагара решило многие проблемы.

Химический метод обезуглероживания часто включает комбинацию заливки моющей присадки в топливный бак и ручного впрыскивания тумана спиртов и терпентинов во впускную систему двигателя во время его работы. Химический процесс предназначен для очистки клапанов, карбюратора или топливных форсунок, а также впускного коллектора. Этот процесс часто продается как услуга впрыска топлива или услуга топливной системы.

На карбюраторных двигателях и двигателях с системой впрыска через корпус дроссельной заслонки (TBI) обычно приходилось периодически проводить химическую очистку клапанов двигателя и системы впуска. Даже с фильтром двигателя грязь все равно могла проникнуть и смешаться с парами топлива. Грязная смесь со временем прилипала к клапанам и накапливалась. Бензин и дизельное топливо прошлого были не такими чистыми и не содержали усовершенствованных детергентов и стабилизаторов, которые есть в современном бензине. Грязное топливо скапливалось на клапанах двигателя. Клапаны двигателя часто нуждаются в какой-либо химической очистке, предпочтительно каждые 10 000 миль и не позднее 15 000 миль эксплуатации.

С появлением многоточечного и прямого впрыска топлива топливные форсунки были размещены во впускном коллекторе непосредственно за впускными клапанами. Топливо, естественно, является растворителем. Поскольку топливо распылялось непосредственно за впускными клапанами, нагарообразование в двигателе стало менее распространенным. Декарбонизация потребуется только каждые 60 000 миль или более. Однако накопление углерода стало большой проблемой в топливных системах с непосредственным впрыском топлива на современных автомобилях.

По мере ужесточения ограничений на выбросы выхлопных газов и повышения стандартов экономии топлива в большинстве современных автомобилей с бензиновыми и дизельными двигателями используются системы непосредственного впрыска топлива. В автомобилях с системой непосредственного впрыска топлива топливо впрыскивается непосредственно в камеры сгорания двигателя. Без впрыска топлива во впуск, нагар на клапанах стал очень распространенной проблемой для автомобилей, требующих регулярного обезуглероживания, чтобы оставаться здоровыми. Химический метод Декарбонизация клапана эффективна только если делать это каждые 10 000 миль. Если накопление нагара становится сильным, химическая очистка не будет достаточно сильной, чтобы обезуглероживать клапаны. Необходимо использовать более инвазивный и сильный метод механической очистки.

Процедура механической очистки от нагара обычно влечет за собой снятие впускного коллектора/ов для доступа к впускным клапанам. Этот процесс необходим в ситуациях сильного загрязнения клапанов углеродом. Физическое удаление затвердевших углеродистых отложений с впускных клапанов достигается путем струйной обработки клапанов под высоким давлением органическим абразивом, который не повредит двигатель, например измельченной скорлупой грецких орехов (также известной как средство для стрельбы по грецким орехам). Более новый процесс с использованием паров сухого льда, распыляемых на клапаны (также известный как струйная обработка сухим льдом), также оказался успешным. Оба метода будут стоить примерно одинаково, при этом один требует больше труда, а другой требует гораздо больших затрат на использование материалов и оборудования. При сильном нагаре на выпускных клапанах выпускные коллекторы придется демонтировать. Снятие ГБЦ на клапан обезуглероживания , может потребоваться на двигателях V-образного типа, двигателях с наклоном и двигателях в узких моторных отсеках, где может быть недостаточно места для обеспечения доступа, необходимого для оборудования. Кроме того, для двигателей, которые сильно заблокировали порты EGR и Air Injection углеродными отложениями, может потребоваться снятие головки блока цилиндров.

Телефон: 408-831-3730

– НАША МИССИЯ –

Регулярная настройка двигателя и декарбонизация клапанов на вашем автомобиле могут восстановить потерянную мощность, эффективность и увеличить расход топлива. В Sprint Motorsports мы являемся опытными экспертами по обезуглероживанию двигателя вашего автомобиля.

Sprint Motorsports — ведущее предприятие по обслуживанию, ремонту, настройке и гонкам в Сан-Хосе. Мы гордимся тем, что предоставляем вам индивидуальное, подробное и дружелюбное обслуживание. Наши отношения с клиентами строятся на доверии, общении, честности и приверженности нашей цели. Мы обслуживаем Audi, BMW, Mercedes, Porsche, VW, Ferrari, Maserati, Lexus, Fiat, Bentley, Rolls Royce и некоторые японские спортивные автомобили (Datsun и Nissan Z, Subaru WRX, Mitsubishi EVO, Supra).

Чтобы записаться на крупное или незначительное техническое обслуживание, обращайтесь по адресу [email protected] или по телефону 408-831-3730. Мы рады приветствовать вас в нашем магазине по адресу 2099 S 10th St  Unit 40 в Сан-Хосе, Калифорния. Если у вас есть какие-либо вопросы о характеристиках вашего автомобиля или автосервисе, не стесняйтесь обращаться за помощью к нашим дружелюбным сотрудникам.

Осенняя конференция ASME по двигателям внутреннего сгорания (ICEF 2021)

29 октября 2021 г.

Осенняя техническая конференция ASME по двигателям внутреннего сгорания 2021 года (ICEF) состоялась 13-15 октября 2021 года в формате виртуального мероприятия. Техническая программа включала четыре основных доклада и два панельных обсуждения, а также 72 технических документа, сгруппированных по семи направлениям, охватывающим (1) Улучшенное сгорание, (2) Конструкция двигателя и механическая разработка, (3) Впрыск топлива и распылители, (4) Топливо. , (5) двигатели большого диаметра, (6) численное моделирование и (7) трансмиссия и системы выбросов.

Декарбонизация транспорта

Президент США Байден издал указ, в котором ставится цель политики «поставить Соединенные Штаты на путь достижения нулевых выбросов в масштабах всей экономики не позднее 2050 года». Эта цель ставит ряд проблем, которые особенно серьезны в случае «трудно электрифицируемых» силовых агрегатов для тяжелых условий эксплуатации. В ходе панельной дискуссии под названием «На пути к обезуглероживанию большегрузных грузовых перевозок» были рассмотрены будущие варианты трансмиссии и топлива, которые предусмотрены для большегрузных автомобилей.

Декарбонизация транспортного сектора, на который приходится 33% выбросов парниковых газов в США, потребует кардинальных изменений в транспортных средствах и системе транспортной инфраструктуры. Эти изменения должны сказаться уже к 2035 г., чтобы обеспечить оборот флота [М. Вейсмиллер, Министерство энергетики США]. Предполагаемая технология трансмиссии зависит от сегмента рынка: аккумуляторные электромобили с чистой сетью предназначены для легковых автомобилей и легких коммерческих автомобилей; летные и большие океанские суда потребуют жидкого топлива; грузовые перевозки на дальние расстояния, железнодорожные перевозки, строительство и сельское хозяйство, скорее всего, потребуют смеси с «чистым нулевым» выбросом CO ₂ газообразные и жидкие топлива и топливные элементы или ДВС в качестве устройств преобразования. Некоторые из будущих видов топлива будут получены из биомассы, однако потенциал биотоплива слишком мал, чтобы заменить текущее потребление ископаемого топлива в США. Таким образом, предполагается, что большинство будущих видов топлива будет электротопливом — H ₂ и/или жидким — произведенным с использованием электричества с низким содержанием углерода. Последнее условие зависит от другой политической цели нынешней администрации США — достижения к 2035 году 100-процентной неископаемой электросети9.0007

Программа Министерства энергетики США по аккумуляторным батареям и электрификации направлена ​​​​на снижение стоимости аккумуляторов для электромобилей до уровня менее 100 долларов США за кВтч, сокращение времени зарядки до 15 минут и обеспечение пиковой электрической тяги с высокой удельной мощностью 100 кВт по цене 6 долларов США. /кВт.

Принимая во внимание политические цели США, а также климатическую политику в ЕС и некоторых других странах, производители двигателей и транспортных средств ожидают, что будущие нормативные предложения будут технологическим принуждением к созданию силовых агрегатов с нулевым выбросом выхлопных газов, таких как электромобили и автомобили на топливных элементах, в соответствии с тенденцией, заданной некоторыми правила чистого транспортного средства, уже принятые в Калифорнии. Большинство производителей грузовиков, включая Volvo [J. Ли] и Навистар [Дж. Cigler] уже предлагают аккумуляторные электрические версии своих транспортных средств для доставки по городу и школьных автобусов и ожидают, что в течение нескольких лет появятся электрические и региональные тягачи на топливных элементах. Однако текущая технология электромобилей еще не готова к массовому переходу на электрификацию, и остаются многочисленные проблемы, например, связанные с запасом хода и временем зарядки, инфраструктурой зарядки, системными затратами и признанием клиентов. Грузовикам с водородным топливом предстоит еще более долгий путь к коммерциализации, связанный с длинным списком нерешенных технических и инфраструктурных проблем.

Текущая политика декарбонизации в США (как и в ЕС) основана на предположении, что будет доступно достаточное количество электроэнергии из неископаемых видов топлива для питания электромобилей и производства низкоуглеродного электротоплива, несмотря на их низкую энергоэффективность. — и что необходимые мощности по производству электротоплива действительно будут созданы в желаемые сроки. Как уже упоминалось, нынешняя администрация США поставила перед собой цель добиться к 2035 году 100% экологически чистой электроэнергии и нулевых выбросов углерода к 2050 году. Однако недавние прогнозы EIA США на 2050 год показывают, что Соединенные Штаты не на пути к достижению этих целей. Согласно прогнозу EIA, только транспорт добавит более 50 Гт CO ₂ в атмосферу, если не будут предприняты значительные меры. В программной речи д-р Джеймс П. Шибист , руководитель отдела исследований двигателей Окриджской национальной лаборатории, рассмотрел некоторые варианты, которые можно использовать для достижения этих целей.

Электрификация в сочетании с чистым электричеством считается наиболее вероятным вариантом обезуглероживания легковых автомобилей, а также некоторых автомобилей средней и большой грузоподъемности. С другой стороны, остается много приложений, особенно тех, для которых транспортные средства тяжелые и преодолеваются большие расстояния, которые будет нелегко электрифицировать. Примеры включают дальнемагистральный транспорт, железнодорожный, морской и авиационный. В то время как некоторые из них могут использовать топливные элементы, многие по-прежнему потребуют использования двигателя внутреннего сгорания, работающего на жидком топливе с низким содержанием углерода. Хотя электрификация железных дорог технически осуществима, нынешние модели использования и владения железными дорогами в США делают электрификацию сложной задачей. Эти трудно электрифицируемые приложения должны быть сосредоточены в будущих исследованиях двигателей.

Многие возобновляемые виды топлива доступны или разрабатываются, которые можно было бы использовать в этих приложениях ДВС, однако иметь широкий спектр типов топлива нецелесообразно. Хотя одно топливо, которое можно было бы использовать во всех приложениях, является наиболее желательным, может потребоваться ограничение предложений до нескольких.

Желательные характеристики углеродного топлива с малым жизненным циклом включают высокую эффективность производства, масштабируемость и устойчивость. Энергия будет по-прежнему оставаться ценным ресурсом и обеспечивать максимальную эффективность производства, и, таким образом, содержание энергии в исходном сырье в конечном продукте имеет важное значение. Удаление кислорода из сырья не всегда желательно, так как эта стадия может быть очень энергоемкой. Соображения эффективности производства также могут повлиять на жизнеспособность некоторых вариантов, которые, по-видимому, хорошо подходят для современных двигателей и инфраструктуры. Поскольку потребность транспорта в энергии огромна, топливо должно быть повсеместным и взаимозаменяемым — не обязательно взаимозаменяемым с нынешними технологиями, но взаимозаменяемым со всем, что будет. Чтобы быть устойчивыми, они должны быть таковыми с точки зрения сообщества, источников энергии и земле- и водопользования.

Некоторые варианты, которые в настоящее время считаются отвечающими этим требованиям, включают этанол, метанол, водород и аммиак. Этанол в настоящее время является коммерческим топливом, на которое, как утверждается, приходится менее 40% выбросов углерода в течение жизненного цикла бензина. Дальнейшее обезуглероживание может быть возможно за счет улавливания и секвестрации углерода. Метанол, водород и аммиак имеют потенциальные пути производства, позволяющие избежать выбросов углерода. Хотя этанол и метанол устойчивы к самовоспламенению, эту проблему можно решить с помощью присадок, двухтопливного пилотного зажигания или форкамерного зажигания. Другие проблемы, которые необходимо решить, включают выбросы альдегидов, долговечность двигателя, связанную с разжижением масла, и проблемы с качеством топлива, возникающие из-за примесей и воды. Проблемы с водородом включают детонацию, поверхностное воспламенение, долговечность оборудования, доочистку бедных NOx и удельную мощность. При использовании аммиака возникают проблемы с токсичностью, выбросами NOx и коррозией.

В то время как электрификация парка малотоннажных автомобилей, городских автобусов и некоторых транспортных средств средней грузоподъемности продолжается, несколько факторов должны «работать правильно», чтобы добиться значительного сокращения выбросов углерода. В настоящее время электромобили составляют лишь небольшую часть продаж новых автомобилей, и лишь немногие клиенты испытали их на себе. Доля должна значительно увеличиться, а клиентский опыт должен оставаться положительным. В то время как производство электроэнергии обезуглероживается, неясно, произойдет ли полное обезуглероживание к 2035 году. Источники материалов для аккумуляторов, переработка и производство должны сочетаться, чтобы обеспечить достаточное количество ключевых материалов. Наконец, зарядная инфраструктура должна продолжать расти с приемлемой скоростью.

Профессор Федерико Милло , Туринский политехнический университет, в своем программном докладе обосновал использование водорода в качестве моторного топлива. Ключевые технологии, которые требуют разработки, чтобы сделать это реальностью, включают бортовое хранилище высокой плотности, несколько ключевых технологий двигателя и подходящие системы доочистки.

Хранение водорода высокой плотности остается серьезной проблемой. Газовое хранение по-прежнему является основным коммерчески доступным вариантом, но в долгосрочной перспективе криогенное или химическое хранение обеспечит более высокую плотность хранения и более низкие затраты на хранение.

Ключевые технологии двигателей, требующие разработки, включают системы наддува, впрыск топлива, предотвращение преждевременного зажигания и подходящие материалы. Двухступенчатые системы наддува, которые эффективно обеспечивают высокий расход воздуха и требования EGR, необходимы для обеспечения конкурентоспособных показателей BMEP и низкого уровня выбросов NOx на выходе двигателя. Прямой впрыск водорода после IVC поможет ограничить требования к наддуву, обеспечивая при этом высокую удельную мощность и избегая риска обратного эффекта. Предварительное воспламенение водорода представляет собой серьезную проблему из-за его низкой энергии воспламенения, широких пределов воспламеняемости и высокой скорости сгорания. Следует избегать горячих поверхностей и неконтролируемого расхода смазочного масла. Водородное охрупчивание типичных материалов ДВС требует новых подходов к проектированию и альтернативных материалов.

Выбросы NOx являются основной проблемой выбросов, связанных с водородными двигателями, и потребуются подходящие системы последующей обработки. H ₂ -SCR является одним из вариантов, который позволяет избежать необходимости в мочевине, но требует дальнейшей разработки. Другие выбросы, которые необходимо учитывать и которые возникают в результате сжигания смазочного масла, включают HC, CO и PN. Из них PN может вызывать наибольшую озабоченность и может потребовать фильтрации выхлопных газов. Выбросы аммиака также возможны в условиях, при которых происходит богатое сгорание.

В программном докладе, посвященном малотоннажным автомобилям, д-р Элана Чепмен , старший инженер по топливу/биотопливу в GM, заявила, что, хотя автомобили малой грузоподъемности переходят на электрические, этот переход займет десятилетия и управление выбросами углерода во время перехода это важно. Поскольку в настоящее время в транспортной энергии преобладают автомобили малой грузоподъемности, работающие на бензине, для ускорения сокращения выбросов парниковых газов в переходный период требуется подходящее топливо с низким содержанием углерода. Ключевые факторы включают национальный стандарт топлива с низким содержанием углерода и топливо с нулевым содержанием углерода.

Национальный стандарт на топливо с низким содержанием углерода обеспечит пути к низкоуглеродному топливу, в том числе «добавочное» топливо для устаревшего флота. Сменные виды топлива будут совместимы с существующими транспортными средствами и станциями розничной торговли и будут соответствовать спецификациям для существующих на рынке видов топлива. Встраиваемые виды топлива не только будут иметь низкий уровень выбросов углерода в течение жизненного цикла, но и позволят дополнительно повысить эффективность двигателя.

Текущая тенденция заключается в использовании бензиновых двигателей с наддувом уменьшенного размера, и эти двигатели значительно выигрывают от бензинового топлива с высоким октановым числом и высокой чувствительностью. Существуют также значительные возможности для дальнейшего улучшения этих двигателей с более низким содержанием серы в топливе и меньшими региональными различиями в свойствах топлива. Кроме того, необходимо выяснить роль смазочного масла, присадок и/или отложений в камере сгорания в возникновении LSPI. Желательные свойства топлива для этих двигателей включают: минимальное октановое число 100, чувствительность (т. е. октановое число октанового числа) более 12, максимальное содержание серы 10 частей на миллион, уменьшенный разброс индекса управляемости (DI), индекс твердых частиц (PMI) ниже 1,5, а теплота парообразования (HoV) не ниже текущих уровней.

В настоящее время аммиак широко рекламируется как альтернативное топливо, особенно для судовых применений. Однако имеется очень мало полезной информации о подробных характеристиках выбросов. Это особенно касается несгоревшего аммиака, который является токсичным, и N ₂ O, который является мощным парниковым газом. Характеристики горения аммиака, такие как высокая температура воспламенения (924 К по сравнению с 520-560 К для дизельного топлива) и низкая скорость пламени (0,15 м/с по сравнению с 43-45 м/с для дизельного топлива), могут привести к значительному количеству несгоревшего аммиака в топливе. выхлоп. Исследователи из Японского национального морского научно-исследовательского института некоторое время занимались этим вопросом. Используя небольшой одноцилиндровый дизельный двигатель, работающий с BMEP около 600 кПа и использующий впрыск аммиака через порт, воспламеняемый дизельным пилотом, они исследовали влияние нескольких стратегий сжигания на выбросы. При обычном пилотном дизельном топливе около ВМТ около 15% аммиака выбрасывалось несгоревшим, в то время как CO ₂ -эквивалентные выбросы ПГ, сниженные на 20% (623 г/кВтч) по сравнению с использованием только дизельного топлива (~780 г/кВтч) при содержании аммиака 46 % выбросы несгоревшего аммиака снизились примерно до 2-4%, в то время как выбросы парниковых газов в эквиваленте CO ₂ составили около 416 г/кВтч (на 46% ниже, чем для дизельного топлива). Полный потенциал восстановления CO ₂ аммиака не был реализован в первую очередь из-за выбросов N ₂ O [5230] .

Компания FEV провела оценку гибридных, электрических и силовых агрегатов на топливных элементах для городских грузовиков класса 6-7. Изучив ряд вариантов гибридной трансмиссии, они выбрали конфигурацию 48 В P3 как наиболее выгодную совокупную стоимость владения в течение 8 лет/19 лет.2000 миль среди различных гибридных вариантов. Затем эту гибридную конфигурацию сравнили с электрическим аккумулятором, топливным элементом и конфигурацией электромобиля с увеличенным запасом хода, работающей на нескольких различных вариантах топлива. По сравнению с базовым дизельным грузовиком все конфигурации обеспечили достаточное снижение расхода топлива, чтобы удовлетворить будущие требования по выбросам парниковых газов, но при сильно различающихся совокупных затратах на владение. Расширенный модельный ряд электромобилей с двигателем, работающим на природном газе, обеспечил самую низкую стоимость владения — 165 000 долларов, за ним следует гибрид 48 V P3 по цене 167 000 долларов. Стоимость владения базовым дизельным грузовиком составляла 180 000 долларов. В то время как варианты с электрическим аккумулятором обеспечивали очень значительное снижение расхода топлива, стоимость владения была самой высокой и составляла от 207 000 до 325 000 долларов США в зависимости от дальности пробега 9. 0139 [5231] .

Программа SuperTruck

Во время дискуссионной панели по декарбонизации Volvo [J. Ли], Камминс [Д. Мор], Паккар [М. Meijer] и Navistar [J. Cigler] также представил краткую информацию о своих проектах SuperTruck 2 (см. наш отчет AMR за июль 2021 года, чтобы узнать больше о SuperTruck).

Все производители двигателей достигли термического КПД тормозов (BTE) ~ 51%, используя практически одинаковое сочетание технологий двигателей. К ним относятся снижение трения, оптимизированное сгорание с высокой степенью сжатия и высоким пиковым давлением в цилиндрах, гибридные системы 48 В, электрические насосы и вентиляторы, оптимизированная система откачки (EGR, турбо) и оптимизированная обработка выхлопных газов, в некоторых случаях (Volvo) с электрическим подогревом. катализатор. Комбинация технологий, используемых Volvo, и их вклад в улучшение заушных слуховых аппаратов показаны на рис. 1.

Рисунок 1 . Технологии Volvo SuperTruck до 55 % BTE

Рекуперация отработанного тепла (WHR) — обычно двухконтурная система органического цикла Ренкина (ORC) — необходима для достижения цели SuperTruck 2 — 55% BTE. WHR обеспечивает преимущество BTE примерно на 3-4 процентных пункта. В случае с Cummins, которая уже продемонстрировала 55-процентный двигатель BTE (некоторые результаты других производителей все еще основаны на моделировании), система WHR обеспечила 4,4-процентное преимущество BTE. Система Cummins WHR включает в себя контур высокого и низкого давления и извлекает тепло из охлаждающей жидкости, рециркуляции отработавших газов и выхлопных газов. Cummins прогнозирует повышение эффективности грузовых перевозок на 170 % (тонно-миль на галлон по сравнению с 2009 г.).базовый уровень) в их прототипе SuperTruck 2.

Дизельные двигатели большой мощности с низким уровнем выбросов NOx

Во время второй панельной дискуссии под названием «Пути достижения сверхнизких выбросов NOx» Крис Шарп из SwRI представил обновленную информацию о демонстрационных усилиях по достижению целевых показателей по низкому уровню выбросов NOx в Калифорнии на 2027 год для двигателей большой мощности. Как сообщалось на недавнем семинаре CLEERS, двигатель с двухступенчатой ​​системой выбросов SCR, прошедший цикл ускоренного старения до пробега 435 000 миль, достиг 0,02 г/л. с.-ч NOx в течение испытательного цикла FTP — числовой эквивалент применимого стандарта выбросов NOx. , но без инженерного запаса. Теперь были представлены новые результаты с системой доочистки выхлопных газов в возрасте до 600 000 миль. Выбросы NOx на уровне 0,027 г/л.с.-ч были достигнуты в цикле FTP. Хотя это ниже стандарта NOx на 600 км миль, равного 0,035 г/л.с.-ч, текущий анализ определит, достаточен ли инженерный запас. Результаты NOx в течение цикла испытаний LLC были значительно ниже применимых пределов в обеих точках долговечности (435 и 600 тыс. миль). Выбросы при использовании, оцененные с использованием метода окна скользящего среднего (MAW), соответствовали требованиям CARB 2027, но не соответствовали стандартам 2030 года.

Планы на будущее включают в себя дальнейшее старение до 800 000 миль и испытания в соответствии с нормативными и полевыми циклами, испытания при низких температурах окружающей среды и ветре, а также дальнейшее совершенствование технологии для упрощения системы и уменьшения объемов катализатора и требований к пространству. Исследователи надеются еще больше улучшить характеристики NOx за счет постоянного совершенствования алгоритма управления и обновленной стратегии десульфатации катализатора SCR с близкой связью. В области измерения выбросов в рамках проекта будет изучена изменчивость PEMS при низких уровнях NOx, а также будут изучены измерения на основе датчиков для возможного будущего бортового мониторинга (OBM).

Среди ключевых изменений, которые должны быть внесены стандартами CARB 2024/2027 с низким уровнем выбросов NOx, является расширение требований к долговечности выбросов. Для категории тяжелонагруженных двигателей полный срок службы увеличился почти вдвое, с 435 000 миль до 800 000 миль. Для оценки долгосрочной долговечности систем доочистки с низким содержанием NOx срочно необходимы протоколы ускоренного старения, которые бы учитывали тот же тип и частоту отказов, которые наблюдаются в реальной эксплуатации двигателей большой мощности [H. Чен, ORNL]. Старение в полевых условиях на протяжении более 800 000 миль может быть чрезвычайно трудоемким и дорогостоящим — это было бы нецелесообразно для сертификации выбросов или в целях разработки. В SwRI проводится валидация протоколов ускоренного старения выхлопных газов дизельного топлива в рамках демонстрации двигателя с низким уровнем выбросов NOx.

Проблемы, которые CARB ставит перед производителями в связи с регулированием низкого уровня выбросов NOx и ожидаемой Инициативой экологически чистых грузовиков (CTI) Агентства по охране окружающей среды (EPA), были кратко изложены в программном докладе Синтии Уэбб , директора по технологиям регулирования в Техническом центре PACCAR.

Для соответствия нормативным требованиям в отношении циклов испытаний цикл низкой нагрузки, который вводят эти законодательные пакеты, характеризуется низкой температурой выхлопных газов, что потребует принятия мер для поддержания температуры системы дополнительной обработки и дозирования мочевины при низкой температуре. Нижний предел NOx по сравнению с FTP потребует быстрого прогрева после холодного пуска, создаст проблемы с точностью управления и объемной скоростью катализатора, а также вызовет потребность в катализаторах, которые слабо реагируют на старение. Проблемы с низкими температурами могут привести к более широкому использованию топливных горелок или электрических нагревателей, а также близко связанных катализаторов SCR и субстратов с низкой «тепловой массой».

Что касается парниковых газов, системы доочистки создадут проблемы с противодавлением и потребуют более высокой потребляемой мощности для управления температурным режимом, что создаст проблему интеграции энергии. Чтобы компенсировать возросшее потребление энергии системой доочистки, можно использовать такие опции, как электрифицированные аксессуары, деактивация цилиндров, регенеративные технологии и батареи большего размера.

Как только двигатели будут в эксплуатации, возникнут проблемы с расширенной гарантией/FUL, которые потребуют увеличения срока службы, возможности дополнительных интервалов технического обслуживания системы доочистки и потребуют протоколов ускоренного старения. Гарантийные расходы являются значительным неизвестным. Если бы в транспортное средство не были добавлены новые технологии, стоимость дополнительного гарантийного покрытия можно было бы разумно спрогнозировать. Однако по мере того, как добавляются новое оборудование и стратегии для соответствия более низким стандартам выбросов, риски, связанные с более длительными гарантиями, относительно неизвестны и могут быть определены только с помощью приложения. Любые ошибки в оценке долговечности новых технологий могут привести к дорогостоящим аппаратным исправлениям в полевых условиях.

Запас соответствия (или инженерный) позволяет учитывать факторы, которые могут иметь некоторую изменчивость, при этом обеспечивая соответствие требованиям по выбросам на уровне FUL. На рис. 2(а) показан запас соответствия при полной нагрузке текущей технологии. По мере расширения FUL и если старение продолжается с той же скоростью и не принимаются дополнительные меры по снижению выбросов, запас соответствия уменьшается при расширенном FUL, рис. 2(b). Меньший запас соответствия увеличивает риск превышения выбросов и потребность в отзывах и замене оборудования на месте. Если предельное значение выбросов также будет уменьшено, запас соответствия может уменьшиться до очень малых значений, что еще больше увеличит гарантийный риск, даже если будут продемонстрированы очень низкие выбросы до старения, рисунок 2(c).

Рисунок 2 . (a) Запас соответствия и FUL современной технологии; (b) Запас соответствия с расширенным FUL; (c) Запас соответствия при более низком пределе выбросов в сочетании с более длительным FUL

Проблемы с соблюдением требований при использовании возникнут из-за необходимости соблюдения расширенных границ соответствия (за пределами текущих ограничений NTE) и неспецифических циклов движения, нового метода использования окна скользящего среднего с 3 бинами (3-BMAW). Тестирование PEMS, точность измерения PEMS и пробелы в обнаружении OBD.

Что касается точности измерения PEMS, в подходе 3-BMAW используется мультипликативный коэффициент соответствия, равный 2,0, в то время как текущий допуск измерения PEMS является аддитивным. Поскольку предел выбросов становится ниже, мультипликативный коэффициент означает, что система PEMS становится более точной, что явно не соответствует действительности.

Пробел в обнаружении OBD возникает из-за возможностей современных датчиков NOx и более низкого порога OBD. Соблюдение нижних предельных значений NOx потребует средних концентраций NOx в отработавших газах ниже примерно 5 частей на миллион. Для их надежного измерения требуется датчик NOx с точностью +/- 1 ppm в диапазоне от 0 до 10 ppm. В настоящее время таких датчиков нет. Датчики тока имеют точность около 35% в диапазоне низких значений ppm. Таким образом, может быть значительный сдвиг в выходном сигнале датчика, который все еще может находиться в пределах точности датчика и не будет обнаружен. Попытка обнаружить ошибки датчика, точность которых ниже точности датчика, приведет к высокому уровню ложных отказов. Таким образом, современная технология датчика NOx оставляет большой разрыв между пределом обнаружения БД (10 x при использовании) и порогом обнаружения при использовании БД (2 × FEL), что позволяет выбросам превышать используемый стандарт, в то время как MIL остается выключенным. и может привести к отзыву автомобилей, у которых нет обнаруживаемых неисправностей.

Компания Achates представила обновленную информацию о своем демонстрационном проекте, финансируемом CARB, по разработке 10,6-литрового дизельного двигателя с оппозитными поршнями, соответствующего ограничениям выбросов CARB 2027 для трактора класса 8. После последнего обновления система доочистки была изменена и теперь включает в себя DPF, за которым следуют два блока SCR, а не SCRF, за которым следует один блок SCR, использовавшийся ранее. DOC и ASC все еще используются. Результаты выбросов с более ранней системой с использованием SCRF показали, что NOx в выхлопной трубе комбинированного цикла составляет 0,016 г / л.с.-ч (0,067 г / л.с.-ч в холодном состоянии / 0,008 г / л.с.-ч в горячем состоянии). Хотя результаты FTP с обновленной системой доочистки еще не подтверждены, они оцениваются как 0,007 г NOx на л.с.-ч и 465 г CO 9 на л.с.-ч.0083 2 [5232] .

Исследование двигателей и выбросов

Университет Западной Вирджинии исследовал потенциал комбинированных вариантов производства тепла и электроэнергии для снижения энергопотребления при бурении скважин на сланцевый газ. В среднем дизельные двигатели потребляют 6 миллионов МДж/скважину, в то время как двигатели, работающие на природном газе, потребляют 11 миллионов МДж/скважину, при этом разница объясняется главным образом различиями в эффективности двигателей. В холодную погоду котлы используются для предотвращения замерзания и могут потреблять около 60 000 МДж / 24 часа работы. Используя отработанное тепло выхлопных газов двигателей, можно потенциально исключить котел, а за счет дополнительного включения гибридного модуля с достаточно большой аккумуляторной батареей (584 кВтч для данного исследования) можно будет использовать меньшее количество двигателей с более высокой эффективностью. В дизельном двигателе одного тепла выхлопных газов было недостаточно для удовлетворения потребности в тепле во всех условиях испытаний, и требовалась дополнительная рекуперация тепла охлаждающей жидкости. Двигатели, работающие на природном газе, обеспечивают достаточную теплоту выхлопных газов. С дизельными двигателями срок окупаемости для конфигурации ТЭЦ без гибридного модуля оценивался в 220 дней работы котла, а добавление гибридного модуля увеличило его до 257 дней работы котла. Соответствующие значения для двигателей, работающих на природном газе, составили 419и 592 дня работы котла соответственно [5233] .

Компания Aramco представила обновленную информацию о своей работе с GCI для тяжелых условий эксплуатации на базе двигателя Cummins объемом 15 л. Как отмечалось в прошлом году, дальнейшее развитие систем кондиционирования воздуха было бы полезным. С этой целью эффект миллеризации в сочетании с электронным компрессором при средних и высоких нагрузках был численно исследован на предмет его способности снижать эффективную степень сжатия при этих нагрузках и увеличивать преимущества GCI. С синхронизацией Миллера стандартная турбина не может соответствовать целевому показателю AFR и дополнительно влечет за собой высокий штраф PMEP. Сочетание стандартного турбонаддува с электронным компрессором расширяет предел AFR и улучшает PMEP, но потенциальные преимущества BSFC сводятся на нет из-за требований к мощности электронного компрессора. В то время как прототип высокоэффективного турбокомпрессора может обеспечить достаточную производительность при IMEP примерно до 4 бар, PMEP быстро увеличивается при более высоких нагрузках. Однако, когда высокоэффективный турбокомпрессор сочетается с электронным компрессором, PMEP выше 4 бар IMEP может быть значительно снижен, чтобы реализовать преимущество BSFC примерно на 2% 9.0139 [5235] .

Вудворд представил работу по использованию сжигания RCCI для достижения низкого проскальзывания метана при сжигании двойного топлива при низком давлении. Проскок метана при обычном сжигании двойного топлива при низком давлении может быть серьезной проблемой. При применении сжигания RCCI с использованием природного газа с впрыском через порт, раннего пилотного дизельного двигателя (сразу после IVC) и активного контроля сгорания с помощью датчика давления было показано, что выбросы метана составляют 1,0 г/кВтч или меньше, а выбросы NOx — 1,8 г/кВтч или меньше. возможно до 14 бар IMEP. Сгорание RCCI также улучшило указанную эффективность до 8% по сравнению с дизельным топливом. Повышение эффективности и низкий уровень выбросов метана приводят к сокращению выбросов парниковых газов на 20-28% для двигателя RCCI в диапазоне нагрузок 8-14 бар IMEP. Доля дизельного топлива, необходимая для сжигания RCCI, была неясна. В настоящее время нагрузка двигателя ограничена до 14 бар IMEP из-за пикового давления в цилиндре [5236] .

Агентство по охране окружающей среды США представило работу, в которой охарактеризованы преимущества и проблемы применения европейского серийного производства (2019 модельного года) бензинового сажевого фильтра (GPF) с катализатором на малотоннажном грузовике с турбонаддувом в США (3,5 л Ecoboost Ford F150 2011 модельного года) в расположении под полом. Слегка загруженный (от 0,1 до 0,4 г/л сажи) GPF под полом позволил снизить массу ТЧ на 85–99 %, уменьшить ЕС на 98,5–100,0 % и уменьшить собранный на фильтре ОС на 65–91 %, в зависимости от цикла испытаний. Среднецикловое падение давления в GPF варьировалось от 1,25 кПа в 4-фазном FTP до 4,64 кПа в US06, но не влияло на BTE или CO ₂ выбросы измеримым образом в любом испытательном цикле [5234] .

Текущие датчики NOx имеют тот недостаток, что они перекрестно чувствительны к аммиаку, что делает точные измерения NOx в выхлопных трубах для контроля и целей OBD потенциальной ошибкой.