Визначення та наслідки концепції чистого автомобіля

2. Пан Жерар БЕЛО, Департамент автомобільного середовища та сталого розвитку, PSA

Шановні члени, пані та панове. У рамках Стратегії та плану групи PSA Peugeot-Citroën я відповідаю за координацію технічних позицій у галузі палива та викидів. Тому саме в цій якості я мав честь бути запрошеним розповісти про техніки знезараження двигуна, а зокрема зробити підсумок їх зрілості та ефективності.

концепції

У автомобілях використовуються два перетворювачі енергії: бензинові та дизельні. Бензин - це двигун, відомий як двигун із іскровим запалюванням, який працює на так званому однорідному стеохіометричному згорянні. Стеохіометричний означає, що ми дбаємо про те, щоб у камері згоряння постійно було стільки палива, скільки повітря потрібно для повного згоряння палива. Тому, якщо говорити розумніше, це еквівалент відновлення окислення. Однорідна означає, що суміш повітря/бензин виготовляється перед введенням у камеру згоряння, щоб у цій камері згоряння була дуже близька суміш між повітрям та киснем, яка дозволить згоряння та випароване паливо.

Дизель працює в абсолютно іншому режимі, який є режимом запалення від стиску. Це полягає в стисненні повітря рухом поршня вгору. У це стиснене повітря, яке, таким чином, нагрівається, впорскується невелика кількість палива, яке буде забезпечувати енергію шляхом згоряння. Кажуть, що це горіння перевищує кількість повітря, оскільки, незалежно від робочих умов, або практично, ми завжди допускаємо в двигун, при кожному такті двигуна, ту саму кількість повітря, яку накладає об’єм поршневого циліндра. Він неоднорідний, оскільки паливо впорскується в масу гарячого повітря, і це породжує по суті неоднорідне горіння. Тепловий двигун - це система. Це не пристрій, призначений лише для виробництва енергії, але він повинен бути повністю інтегрований у так званий термомеханічний ланцюг, який повинен враховувати системи контролю забруднення.

Двигун повинен бути оптимізований, оскільки він повинен відповідати певній кількості критеріїв та зобов'язань, пов'язаних, зокрема, з бажаною якомога більшою енергоефективністю та споживанням палива, що не є цілком еквівалентною продуктивністю, потужністю та крутним моментом, тобто скажіть про якість, яку двигун повинен подавати енергію, коли це потрібно, і в найбільш регулярний спосіб. Викиди газоподібних і твердих частинок є частиною того, що називається оптимізацією, а також враховуються акустика та вібрація. Це не вичерпний перелік, але він показує, що часто ця оптимізація базується на антиноміях, і що від нас постійно вимагають управління компромісами.

Я збираюся поговорити про бензиновий двигун і про те, що зазвичай називають тристороннім каталізатором, на основі діаграми, яка може здатися складною, але відносно простою. Це каталізатор, а отже, це шматок кераміки, який поміщений у випускну магістраль (це становить два літри об'єму). Цей каталізатор складається з керамічного носія, у формі стільника, і тому гази можуть проходити крізь цей носій. На цьому осідають вогнетривкі матеріали, оксиди металів, глинозем, на яких розпорошені дорогоцінні метали (платина, паладій, родій), на поверхні яких відбуватимуться каталітичні реакції. Щоб дати уявлення, роль так званого прального шару, тобто активної фази, на якій розпорошені дорогоцінні метали, забезпечує дуже велику контактну поверхню для відпрацьованих газів. Для простої довідки це розмір футбольного поля. Іншими словами, пральний шар, завдяки своїй дуже високій пористості, пропонує відпрацьованому газу дуже велику поверхню обміну, на якій осідають дорогоцінні метали, де здійснюються каталітичні дії.

Завдяки цій дуже ефективній системі впорскування, яка дозволяє дуже точно керувати режимом впорскування, вдалося розробити сажевий фільтр, який повністю їх викорінює. При вимірюванні кількості частинок зменшення становить чотири порядки. Кількість частинок ділиться на десять тисяч завдяки цьому пристрою. Це базується на трьох важливих вкладниках:

· Сам фільтр із карбіду кремнію, який має виняткові термомеханічні властивості, що дозволяє регулярно зберігати та регенерувати без пошкоджень, зберігаючи ефективність;

· Система впорскування “Common Rail”, яка дозволяє точно керувати впорскуванням. Ми можемо спостерігати, що за один і той же цикл двигуна ми можемо генерувати три різні інжекції: перша називається пілотною, яка підготує горіння та зменшить шум, друга, яка буде давати енергію, і третя, що одна активується лише тоді, коли необхідний, що дозволяє регенерувати сажевий фільтр, досить просто, оскільки впорскуючи паливо у фазі розширення циклу двигуна, ми виробляємо калорії, нагріваємо відпрацьовані гази, в той же час утворюються надлишки вуглеводнів, які будуть горіти на каталізатор окислення перед фільтром твердих частинок і який, отже, допоможе нагріти гази для забезпечення горіння;

· Третім важливим елементом є добавка. Транспортні засоби, обладнані системою фільтрування твердих частинок, мають невеликий резервуар, що містить присад оксиду церію, який додається до палива при кожному заправці. Таким чином, кожне заповнення виявляється електронікою, об’єм якої вимірюється, і впорскується відповідна кількість цієї добавки, яка має дуже важливі властивості для правильної роботи. З одного боку, температура горіння частинок знижується приблизно на сто градусів, оскільки ця добавка міститься в частинках. З іншого боку, регенерація відбуватиметься дуже швидко, оскільки ця добавка діє як медіатор окислення, і згоряння частинок буде швидким і складним (три-чотири хвилини для повного очищення фільтра).

Отже, ось пристрій, який сьогодні надає дизелю таку якість з точки зору викидів твердих частинок, яку я наважусь описати як ідеальну. Ми заявляємо про цю дизельну технологію, і у нас є на те причини, оскільки ми випустили півтора мільйона двигунів у 2004 році. Сажовий фільтр (їх близько мільйона чотириста тисяч), бездоганний і без труднощів, це також можливість для PSA Peugeot-Citroën встановлюватиме дизель на інших континентах, в Китаї та Південній Америці, зокрема завдяки своїм якостям економії та чистоти.

Ми вивчаємо системи фільтрування частинок. Вони працюють, але їх довговічність не гарантована. З сорока до п’ятдесяти тисяч кілометрів пристрій втрачає ефективність, яка спочатку становила близько 60-70%, щоб знизитися до 20-25%, що недостатньо для забезпечення постійного контролю забруднення дизеля. SCR-каталіз є альтернативою каталізатору уловлювачів NOx, заснований на концепції, яка дуже довго застосовується на фіксованих станціях і яка добре працює. Це полягає у введенні газу аміаку NH3 на конкретному каталізаторі на основі оксиду ванадію, і за цих умов оксиди азоту обробляються вибірково, навіть у присутності кисню, з отриманням 1 азоту, вуглекислого газу та води.

Технологія сечовини SCR дуже добре перетворює NOx. Редуктор доступний, і М. ЛЕ БРЕТОН згадав про це. На АЗС ситуація лише покращиться. Є ще деякі перешкоди, з якими потрібно боротися, наприклад заморожування рішення, яке видається дріб’язковим. На важкій вантажівці це можна впоратись, але не на конкретному транспортному засобі. Об'єм ємності - двадцять літрів для встановлення; інфраструктура розподілу ще не доступна, але вона визначається. Перш за все, операція абсолютно несправна в межах двохсот градусів.

Щодо доочищення викидів газу та твердих частинок з приватних транспортних засобів, ми зробили технологічну оцінку. Тристоронній каталіз виявився надійним; покращення ефективності перетворення по суті пов'язане із завантаженням дорогоцінних металів, що означає залежність від пропозиції дорогоцінних металів (важливо це підкреслити, оскільки про це часто забувають); сажовий фільтр PSA Peugeot-Citroën з добавками працює, технологія перевірена і надійна, в обігу один мільйон чотириста автомобілів, і впровадження триває; спостерігається помірне надмірне споживання (менше 1%); уловлювач NOx - це перевірений принцип, з ефективністю перетворення близько 50% та недостатньою довговічністю; навантаження на дорогоцінний метал, безсумнівно, дуже велика, і перш за все ми спостерігаємо перевитрату 5%. Селективне каталітичне відновлення - це пристрій, який потрібно вдосконалити та перевірити, щоб знайти задовільну роботу в перехідних ситуаціях.

Дякую за вашу увагу.

Містер Крістіан КАБАЛ

Дякую, ця презентація була дуже важливою. М. ГЕРЬЄ представить нам нові методи спалювання.