Методики исследований нейтрализаторов на эффективность, надежность работы и ресурс на моторном стенде

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

Нейтрализатор должен быть спроектирован и изготовлен таким образом, чтобы напротяжении установленного срока эксплуатации транспортного средства, на котором он будет применяться, былообеспечено установленное ограничение выбросов загрязняющих веществ, устойчивость к внешним температурным и механическим воздействиям, которым нейтрализатор подвергается в условиях эксплуатации транспортного средства, к коррозии и соответствие техническим требованиям по шуму (ГОСТ Р 41.51-99). Максимальная эффективность очистки отработавших газов нейтрализатором при температуре на входе в нейтрализатор 350°С (±2%) и максимальном расходе отработавших газов через нейтрализатор не должна в процессе всего гарантированного срока эксплуатации быть по оксиду углерода и углеводородам не менее 95%, по оксидам азота не менее 90%. Аэродинамическое сопротивление нейтрализатора при температуре на входе в нейтрализатор 500 °С (±2%) и максимальном расходе отработавших газов через нейтрализатор не должно превышать допустимого по техническим условиям завода изготовителя автомобилей значения сопротивления, установленного для системы выпуска двигателя. В целом ресурс нейтрализатора должен составлять не менее 80 000 км пробега [8].

Для оценки изменения основных технических показателей нейтрализаторов и соответствия их техническим требованиям завода изготовителя разработаны методики лабораторных, моторных и в составе автомобиля контрольных испытаний. Типы и условия проведения испытания рассматриваются ниже на примерах проведенных автором или при его участии конкретных испытаний.

При проведении испытаний двигатель должен соответствовать требованиям, предусмотренным в п.3 приложения 4 к ГОСТ Р 41. 83-99. Перед испытаниями нейтрализатор должен быть подвергнут обкатке.

1. Определение эффективности нейтрализатора по снижению вредных выбросов двигателем в стендовых условиях

При определении эффективности трехкомпонентного (бифункционального) нейтрализатора устанавливают следующий режим работы двигателя. Нагрузка и частота вращения - обеспечивающие объемную скорость отработавших газов через нейтрализатор (55 000 ± 5 000) час^-1 и температуру отработавших газов на расстоянии (150 ± 50) мм перед входным фланцем нейтрализатора, равную (400 ± 10 ) °С. Состав горючей смеси - переменный, циклический, изменяющийся в пределах от a = (0,93 ± 0,01) до a = (1,09 ± 0,01) с частотой 1 Гц.

По результатам замеров строят регулировочные токсические характеристики по составу смеси в интервале от a = 0,9 до a = 1,1 (рисунок 10.). При построении каждой кривой должно быть определено не менее 9 точек, причем 6 из них в интервале от a = 0,96 до a = 1,06. Перед замером состава отработавших газов на каждом из режимов двигатель должен проработать в установившемся режиме в течение (60± 10) с.

По графику (см. рисунок 8.) определяется диапазон изменения состава горючей смеси, при котором эффективность нейтрализатора К_СО и К_СН³ 90% и К_NOx³ 80%, и отмечают на графике границы, образующие окно бифункциональности (рисунок 9.).

Ширину окна бифункциональности определяют по формуле 1:

t _a = a_NOx - a _CO (или a_CH ) (1)

где a _CO ; a_CH и a_NOx – граничные значения состава смеси.

Величина, вычитаемая в правой части уравнения (1), принимается по меньшему значению a _CO или a_CH .

Эффективность преобразования СО, СН и NО_x рассчитывается по формуле:

(С_вх – С_вых)

К= ------------------- · 100%,

С_вх

где С_вх- концентрация компонента отработавших газов на входе в нейтрализатор;

С_вых - концентрация того же компонента на выходе из нейтрализатора.

———————— до нейтрализатора

— — — — — после нейтрализатора

Рис. 8. Регулировочная токсическая характеристика по составу смеси.

Рис. 9. Определение окна бифункциональности нейтрализатора КСО и КСН = 90%, а К NOx = 80%

Требования в отношении выбросов загрязняющих веществ транспортным средством, оснащенным испытываемым нейтрализатором, считаются выполненными, если для каждого контролируемого загрязняющего вещества (СО, СН+NO_x) результаты соответствуют следующим условиям:

1) M £ 0,85S + 0,4G;

2) M £ G,

где: М - средняя величина выбросов одного загрязняющего вещества (СО) или двух загрязняющих веществ в совокупности (СН + NO_x), полученная в результате трех испытаний типа I Правил 83 ЕЭК ООН с использованием испытываемого нейтрализатора;

S - средняя величина выбросов одного загрязняющего вещества.

2. Определение надежности работы нейтрализатора при испытаниях термовиброшоком.

Испытания проводятся с целью оценки прочности корпуса нейтрализатора, отсутствия возможности разрушения и сдвига каталитических блоков при термовибронагружениях, устойчивости к термошоку при периодическом впрыскивании воды на корпус нейтрализатора.

Испытания проводились на моторном стенде, оборудованном в соответствии с требованиями ГОСТ 14846-81 и согласно РД 37.001.694-96 «Методика испытаний на вибротермошок нейтрализаторов отработавших газов автомобильных двигателей с электронным управлением впрыском бензина» [9].

Нейтрализатор монтировался на столе вибродинамического стенда УВЭП-10000, Россия. Схема установки для испытаний приведена на рисунок 10.

Рис. 10. Схема установки для испытаний нейтрализаторов на вибротермошок:

1 - автомобильный двигатель; 2 - нейтрализатор; 3 - вибрационная машина; 4 - камера для испытаний нейтрализатора на водяной термошок.

Регулируют систему питания на приготовление богатой топливовоздушной смеси (содержание СО = (8,0±0,2)% без подачи дополнительного воздуха). Обеспечивают подачу дополнительного воздуха в выпускную систему двигателя до нейтрализатора и устанавливают его расход таким образом, чтобы температура отработавших газов на выходе из нейтрализатора составляла (850 ± 20) °С, содержание оксида углерода на входе в нейтрализатор при этом должно составлять (8,0±0,2)%, а температура внутри входного блока - от 900 до 930 ^ОС.

Частота колебаний поддерживалась (100 ± 5) Гц, амплитуда (30 ± 2) g в осевом направлении. Температура отработавших газов двигателя на выходе из нейтрализатора поддерживалась (850±20) °С, а объемная скорость – (100000±10000) час^-1. Периодичность впрыскивания воды, имеющей температуру 20⁰С, на поверхность нейтрализатора производилась через каждые 15 мин и составляла по длительности 20 сек. Общее время моторных испытаний 50 часов. Контроль за состоянием нейтрализатора осуществлялся через каждые 10 часов. Параметры режимов испытаний приведены в таблице 1.

Таблица 1

Параметры режимов испытаний

Параметр	Режим испытаний
Объемная скорость, ч^-1	100 000 ± 10 000
Температура отработавших газов, ° С	850 ± 20
Частота вибронагружений, Гц	100 ± 5
Амплитуда вибронагружений, g	30 ± 2
Длительность впрыска охлаждающей жидкости, с	20 ± 2
Общее время испытаний, ч	50

После испытаний производился осмотр нейтрализатора с целью выявления трещин, короблений и других механических повреждений его элементов, испытания на герметичность, определение аэродинамическое сопротивление, массы и смещения каталитических блоков. Нейтрализатор считается соответствующим утвержденному типу, если после проведения испытаний:

· отсутствуют повреждения корпуса, блочных носителей и других элементов;

· не изменилась его масса;

· герметичность и аэродинамическое сопротивление соответствуют техническим требованиям;

· отсутствует смещение блочных носителей.

Дата добавления: 2022-11-11; просмотров: 29; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!