Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Monitoring of three way catalytic reactor work ability in his simulated deactivation

Kruczyński Stanisław, Kamela Wojciech

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2019

|

z. 1/119

5--13

EN

The aim of the work was to evaluate the possibility of monitoring the work of classical catalytic reactor by its ability to store oxygen. For this purpose, a special research reactor was developed to simulate the loss of its storage capacity of oxygen from 100% to 12.5% in increments of 12.5%. Also a test bench is described. It allows conducting experiments with research reactor, both in terms of his work on the standard, stoichiometric mixture and forced changing rich-poor mixture. In this article the impact of the reactor oxygen storage capacity loss on obtained conversion levels of CO, HC and NOX was described. Also the index of reactor oxygen storage capacity loss was defined and was referred to levels of toxic gases conversion in the catalytic reactor. On the basis of the results of research and its analysis the final conclusions were formulated.

PL

Celem pracy było dokonanie oceny możliwości monitorowania pracy klasycznego reaktora katalitycznego za pomocą oceny jego zdolności do magazynowania tlenu. W tym celu został przygotowany specjalny reaktor badawczy pozwalający symulować utratę jego pojemności magazynowania tlenu od 100% do 12,5% z krokiem co 12,5%. Przygotowano również stanowisko badawcze pozwalające na przeprowadzenie badań eksperymentalnych reaktora zarówno w warunkach jego pracy klasycznie na mieszance stechiometrycznej, jak i na mieszance skokowo zmiennej bogata–uboga. Określono wpływ utraty pojemności magazynowania reaktora na uzyskiwane w nim poziomy konwersji CO, HC oraz NOX, a następnie wyznaczono indeks utraty pojemności magazynowania tlenu, od którego uzależniono spadek konwersji związków toksycznych spalin w reaktorze. Na podstawie otrzymanych wyników badań i analiz sformułowano wnioski końcowe.

2

Verification of the mathematical model of the NOx storage process in an LNT reactor based on experimental data

Kamela W.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2016

|

z. 4/108

99--110

EN

In the article the mathematical model of the NO2 storage process in an LNT reactor was presented. The theoretical bases were described, which allowed to establish a model and to present assumptions that have to be fulfilled in order for the model to be fully functional and to represent the actual NO2 storage processes in an actual reactor as accurately as possible. The presented model considers the overall storage capacity, NO2 concentration, and the working temperature of a reactor, as factors influencing its ability to store NO2. Further in the article, the results obtained from model calculations were compared with the results of the NOx storage process in the actual research reactor, in different working temperatures. The obtained results show that the presented mathematical model allows to accurately represent the NOx storage process in an actual LNT reactor.

PL

W artykule zaprezentowano model matematyczny przebiegu procesu magazynowania dwutlenku azotu w reaktorze LNT. Opisano postawy teoretyczne, które pozwoliły na opracowanie modelu oraz przedstawiono założenia, które musi on spełniać, aby był w pełni funkcjonalny i możliwie dokładnie odwzorowywał rzeczywiste procesy magazynowania NO2 zachodzące w rzeczywistym reaktorze. Proponowany model uwzględnia całkowitą pojemność magazynowania, stężenie NO2 oraz temperaturę pracy reaktora, jako czynniki wpływające na jego zdolność do magazynowania NO2. W dalszej części pracy porównano wyniki uzyskane na podstawie obliczeń modelowych z wynikami przebiegu procesu magazynowania NOX w rzeczywistym reaktorze badawczym, w różnych temperaturach jego pracy. Uzyskane wyniki pokazują, że proponowany model matematyczny pozwala z dużą dokładnością odwzorować przebiegu procesu magazynowania tlenków azotu w rzeczywistym reaktorze LNT.

3

Obciążenie cieplne układu wylotowego górniczych napędów spalinowych w aspekcie zastosowania reaktora katalitycznego

Kaczmarczyk K., Turewicz A.

Maszyny Górnicze

|

2013

|

R. 31, nr 3

41--45

PL

W artykule przedstawiono wyniki symulacji numerycznych, z wykorzystaniem metod CFD (Computational Fluid Dynamics), przepływu spalin przez reaktor katalityczny zabudowany w układzie wylotowym górniczego napędu spalinowego. Symulacje przeprowadzono pod kątem analizy wpływu zabezpieczenia temperaturowego powierzchni zewnętrznych układu na rozkład temperatury w rdzeniu katalitycznym.

EN

The results of numerical simulation of exhaust gases flow through catalytic reactor installed in the exhaust system of mining diesel drive, using the Computational Fluid Dynamics method is presented in the paper. The simulation was made to analyze impact of protection against excessive temperature of external surface of the system on temperature distribution in catalytic core.

4

Evaluation of the effectiveness of replacement catalytic converters

Gis W., Grzelak P., Taubert S., Żółtowski A.

Combustion Engines

|

2013

|

R. 52, nr 3

569--574

EN

The article reviews the market for replacement catalytic converters and discusses the results of comparative studies of catalytic converters: the original and the replacement. There were presented the exemplary results of emissions from vehicles exhaust system, equipped with a spark-ignition engine equipped with new catalytic converters: original and replacement. The estimation of fulfillment by replacement catalytic converters of the 103 UNECE Regulations requirements were made with an estimate of the potential impact of the use of replacement catalytic converters upon emission factors.

PL

W artykule dokonano przeglądu rynku zamiennych reaktorów katalitycznych oraz omówiono wyniki badań porównawczych reaktorów katalitycznych: oryginalnego i zamiennego. Przedstawione zostały przykładowe wyniki badań emisji zanieczyszczeń z układu wydechowego samochodu wyposażonego w silnik z zapłonem iskrowym wyposażonego w nowe reaktory katalityczne: oryginalny oraz zamienny. Dokonano oceny spełniania przez badane zamienne reaktory katalityczne wymagań regulaminu 103 EKG ONZ wraz z oszacowaniem potencjalnego wpływu stosowania zamiennych reaktorów katalitycznych na wskaźniki emisji.

5

A comparative analysis of platinum and oxide-based catalytic converters in terms of NOx reduction with ammonia

Kamela W., Kruczyński S.

Silniki Spalinowe

|

2012

|

R. 51, nr 3

55-62

EN

The paper presents a comparison of the catalytic properties of two types of catalytic converters (containing platinum and oxide active coatings) in the aspect of a reduction of nitric oxides with ammonia. The tests were performed for three concentrations of ammonia in the exhaust gases of a diesel engine. The work contains images of the topography of the active surface of the catalytic converters and the results of its physical and chemical analysis. The changes of the conversion rates of the nitric oxides have also been presented in the converter temperature range from 150 to 550 °C along with the results of calculations of the shares of NO2 in NOx for all analyzed concentrations of ammonia in the exhaust gases.

PL

W artykule przedstawiono porównanie właściwości katalitycznych dwóch rodzajów reaktorów katalitycznych z warstwami aktywnymi: platynową i tlenkową w aspekcie redukcji tlenków azotu za pośrednictwem amoniaku. Badania przeprowadzono przy trzech wartościach stężeń amoniaku w gazach spalinowych silnika o zapłonie samoczynnym. Praca zawiera obrazy topografii powierzchni aktywnej reaktorów oraz wyniki jej analizy fizyko-chemicznej. Przedstawiono także zmiany konwersji tlenków azotu w zakresie temperatur pracy reaktorów od 150 do 550 °C oraz wyniki obliczeń udziałów NO2 w NOx dla wszystkich analizowanych wartości stężeń amoniaku w gazach spalinowych.

6

Badania symulacyjne i eksperymentalne utleniającego reaktora katalitycznego systemu filtra cząstek stałych w programie AVL Boost

Kruczyński S., Kamela W., Duniec K.

Postępy Nauki i Techniki

|

2012

|

Nr 15

76-83

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań symulacyjnych i eksperymentalnych utleniającego reaktora katalitycznego stosowanego w systemie filtra cząstek stałych silnika o zapłonie samoczynnym GM MultiJet 1,3 w aspekcie oceny zgodności obliczeń symulacyjnych z wynikami eksperymentalnymi. W pracy przedstawiono wyniki badań symulacyjnych wykonanych przy użyciu programu obliczeniowego AVL Boost oraz wyniki badań eksperymentalnych prowadzonych na rzeczywistym silniku spalinowym o zapłonie samoczynnym. W artykule przedstawiono kinetykę reakcji chemicznych wykorzystywanych przez program symulacyjny do obliczeń poziomów konwersji CO, HC oraz udziału NO i NO2 w NOX. Jako dane wejściowe do obliczeń symulacyjnych wykorzystano rzeczywiste wartości stężeń związków toksycznych spalin silnika. Analiza przeprowadzona została dla wybranych punktów pracy silnika przy stałej prędkości obrotowej. Przedstawione w pracy wyniki wykazały, że algorytm obliczeniowy programu symulacyjnego pozwala uzyskać zbieżne z wynikami eksperymentalnymi poziomy konwersji CO i HC. Jednocześnie zaobserwowano pewną rozbieżności uzyskanych wyników udziałów NO i NO2 w NOX.

EN

Article contains results of simulations and experimental investigations of oxidizing catalytic reactor from diesel particle filter system used in 1,3 MultiJet GM Diesel engine. Investigations were done to compare conformity of simulations and experimental results. Simulations were done under program for simulation calculations AVL Boost and experimental result were taken from investigations carried on Diesel engine. Chemical reactions and reactions kinetics on which calculations of CO, HC conversion levels and NO and NO2 participation in NOX were based on are specified in this paper. As the input data for simulation calculations the actual values of toxic species concentrations in exhaust gases at the outlet of diesel engine were used. Measurements of toxic species were made in chosen engine steady state work points. Results presented in this paper have shown that calculations algorithm in AVL Boost program allows to achieve CO and HC conversion levels that are convergent with experimental results. Simultaneously some differences were observed in results of NO and NO2 participation in NOX.

7

Ocena wpływu dawki amoniaku na poziom konwersji NOx w platynowym reaktorze SCR

Kamela W., Kruczyński S.

Logistyka

|

2012

|

nr 3

PL

W pracy przedstawiono porównanie wyników badań platynowego reaktora redukującego systemu NH3-SCR przy różnym dawkowaniu amoniaku do układu wydechowego silnika o zapłonie samoczynnym. Porównania dokonano w aspekcie oceny zdolności reaktora do konwersji tlenków azotu za pośrednictwem amoniaku. W pracy zamieszczono wyniki badań fizyko-chemicznych struktury powierzchni aktywnej reaktora wykonanych przy pomocy mikroskopu SEM. Przedstawiono obrazy topografii powierzchni aktywnej oraz punktową analizę jej składu chemicznego. Opracowanie zawiera wyniki obliczeń konwersji NOX i NO oraz udziału NO2 w NOX, w funkcji temperatury pracy reaktora wraz z wyznaczonymi dla niego charakterystycznymi parametrami pracy. W artykule zamieszczono wyniki pomiarów ucieczki amoniaku mierzonej za reaktorem. Uzyskane wyniki badań wykazały możliwość zastosowania reaktora platynowego do redukcji tlenków azotu amoniakiem jedynie w wąskim zakresie temperatury. Wykazano wpływ wzrostu stężenia amoniaku przed reaktorem na wzrost uzyskiwanych poziomów konwersji NOX oraz zwiększenie ucieczki NH3.

EN

This paper contains results comparison of platinum catalytic reactor working as a reduction reactor for NH3-SCR system with different ammonia doses in Diesel engine exhaust gases. Results comparison was made in aspect of reactor ability estimation in nitric oxides conversion by use of ammonia. In this study results of physical-chemical investigations under reactor active surface are presented. Investigations were made by use of SEM microscope and they contains reactor surface topography views and chemical composition analysis. Article contains calculation results of NOX and NO conversion and NO2 contribution in NOX in function of reactor temperature. Characteristic reactor work parameters were also determinate in this paper. Results of ammonia slip measurements after reactor are included. Obtained results have shown that platinum reactor can be used for nitric oxides reduction by use of ammonia only in narrow temperature range. Influence of ammonia concentration increase before reactor on NOX conversion levels increase and ammonia slip increase was reported.

8

Wpływ zawartości składników aktywnych na właściwości katalityczne reaktorów pułapek tlenków azotu

Kruczyński S., Danilczyk W., Kamela W.

Silniki Spalinowe

|

2009

|

R. 48, SC2

145--151

PL

W artykule przedstawiona została analiza właściwości katalitycznych reaktorów pułapek tlenków azotu zawierających różne ilości tlenku baru pełniącego funkcje składnika magazynującego tlenki azotu. Analizę prowadzono dla warunków zasilania silnika ubogą mieszanką paliwowo-powietrzną. Artykuł zawiera opis procedury badań oraz stanowiska badawczego pozwalającego generować gazy spalinowe silnika o zapłonie iskrowym o charakterze ubogim. W artykule przedstawiono analizę fizyko-chemiczną powierzchni aktywnych przebadanych próbek reaktorów, którą przeprowadzono metodą XRD oraz zamieszczono obrazy tych powierzchni wykonane za pomocą mikroskopu skaningowego. Porównano zdolność reaktorów do konwersji tlenku węgla, węglowodorów oraz tlenków azotu dla najlepszych temperatur konwersji katalitycznej uzyskiwanej dla tlenków azotu w czasie magazynowania zbliżonym do występującego w rzeczywistych warunkach drogowych. Wykazano, że w warunkach zasilania silnika mieszanką uboga wzrost zawartości tlenku baru przyczynia się do spadku konwersji zarówno tlenku węgla, jak i węglowodorów przy jednoczesnym wzroście konwersji tlenków azotu.

EN

In this paper the analysis of lean nitric oxides catalytic properties was described. Catalytic converters contained different loads barium oxide which was used as a component for nitric oxides storage. Analyses were conducted for conditions when engine was running lean. Article contains description of investigation procedure and also description of the test bench that allowed generating lean exhaust gases from spark ignition engine. The physical-chemical analysis of the reactors active surface was described. Analyses were made by use of XRD method and also the SEM microscope magnifications of the reactor surface were presented. The reactors abilities to convert coal oxide, hydrocarbons and nitric oxide were compared for the finest nitric oxides conversion temperatures at the storage time similar to the real on road conditions times. Article shows that under conditions when engine is running lean higher load of barium oxide used as a reactor surface affects in lower coal monoxide and hydrocarbons conversion abilities of the reactor however it causes higher ability of reactor to convert nitric oxides.

9

Wpływ podgrzewania reaktora katalitycznego na ograniczenie emisji w fazie rozruchu i nagrzewania się silnika o ZS

Koliński K.

Silniki Spalinowe

|

2009

|

R. 48, SC2

247--253

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad możliwościami zmniejszenia emisji tlenku węgla i węglowodorów podczas rozruchu silnika 4CT90. Badania przeprowadzono na stanowisku w komorze klimatycznej w zakresie temperatur od –7 do –20°C oraz w temperaturach dodatnich. W badaniach zastosowano trójfunkcyjne reaktory katalityczne (platynowe i platynowo-palladowe) z monolitami metalowymi. Przebadano dwa warianty podgrzewania elektrycznego reaktorów katalitycznych. Metodyka prowadzonych badań polegała na pomiarze stężenia toksycznych składników spalin na wejściu i wyjściu z reaktora katalitycznego przy jednoczesnym pomiarze parametrów rozruchu silnika i pomiarze temperatur w wybranych miejscach silnika oraz reaktora katalitycznego. W wyniku badań określono wpływ metody podgrzewania, mocy elementów grzewczych oraz izolacji termicznej reaktora na stopień konwersji toksycznych składników spalin.

EN

This research work deals with possibilities of reduction of carbon oxide emission during start up the 4CT90 engine. Climatic room was used for the researches in range of temperatures from -7ºC down to 20ºC and also in positive temperatures. Three-functional catalytic reactors (platonic, platonic and palladic) with metallic monoliths were used for the experiments. Two different solution of heating were taken into consideration. Method depend on measuring toxic components of exhaust gases on entrance and exit from catalytic reactor with simultaneously measuring engine start up parameters and measurements of temperatures in chosen location on engine and catalytic reactor. In result of conducted researches was determined the influence of heating method, power of heating elements and thermo insulation of the reactor on the conversion degree of toxic components of exhaust gases.

10

Catalytic properties analysis of platinum catalytic converters in self ignition engine exhaust gases

Kruczyński S. W., Kamela W., Mleczko P.

Journal of KONES

|

2008

|

Vol. 15, No. 2

247-256

EN

In this article the catalytic properties comparison of four different platinum catalytic converters working in exhaust gases of self ignition engine were described. The test procedure and the test bench were described. Article contains structure of tested catalytic converters with physicochemical investigations of their active surface. The reactors surfaces views from scanning electron microscope (SEM) and x-ray surface structure investigations were also included. Comparison of tested catalytic converters properties were made in function of their temperature. Analyses were related to rector's ability to convert carbon monoxide, hydrocarbon, sum of nitric oxides, nitrogen monoxide and nitrogen dioxide. Results of investigations have shown that platinum catalytic converters working in diesel exhaust gases have high efficiency in oxidation of nitrogen monoxide to nitrogen dioxide. This property is mainly used in continuous regeneration trap systems (CRT). Catalytic converters ability to passive reduction of nitric oxides by use of hydrocarbons was demonstrated. Ranges of tested reactors temperature in which their properties that can be used in continuous regeneration trap systems and systems of selective nitric oxides reduction by use of hydrocarbons (HC-SCR) were defined. Mentioned reactors properties were estimated in connection to platinum load on reactors surface.

PL

W artykule przedstawiono porównanie właściwości katalitycznych czterech reaktorów platynowych o różnym ładunku platyny pracujących w spalinach silnika o zapłonie samoczynnym. Artykuł zawiera opis stanowiska badawczego oraz procedurę badań. W pracy przedstawiona została budowa badanych modeli reaktorów katalitycznych i badania fizykochemiczne ich powierzchni aktywnych, w tym obrazy ze skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) oraz badania rentgenowskie struktury powierzchni. Porównania właściwości badanych reaktorów katalitycznych dokonano w funkcji temperatury ich pracy. Analiza dotyczyła zdolności reaktorów do konwersji tlenku węgla, węglowodorów, sumarycznego stężenia tlenków azotu, tlenku azotu oraz dwutlenku azotu. Wyniki badań wykazały, że reaktory platynowe pracujące w spalinach silnika o zapłonie samoczynnym wykazują dużą efektywność w utlenianiu tlenku azotu do dwutlenku azotu. Właściwość ta jest w szczególności wykorzystywana w systemach ciągłej regeneracji filtra cząstek stałych (CRT).Wykazano również zdolność tych rektorów do pasywnej redukcji tlenków azotu za pośrednictwem węglowodorów. Określono zakres temperatury pracy badanych reaktorów, przy których ujawniają się ich właściwości katalityczne możliwe do wykorzystania w systemach ciągłej regeneracji filtra cząstek stałych i systemach selektywnej redukcji tlenków azotu węglowodorami (HC-SCR). Oceniono wyżej wymienione właściwości reaktorów badawczych w zależności od ładunku platyny naniesionego na ich powierzchnię.

11

Ocena wpływu temperatury oraz cyklu pracy na właściwości katalityczne wybranych reaktorów pułapek tlenków azotu

Kruczyński S., Danielczyk W., Kamela W.

Silniki Spalinowe

|

2007

|

R. 46, nr SC3

128-136

PL

W pracy opisano własności i preparatykę reaktorów LNT stosowanych do silników o zapłonie iskrowym spalających uwarstwione mieszanki ubogie, w których składnikiem magazynującym tlenki azotu jest tlenek baru, glinian baru i tlenek magnezu. Omówiona została procedura badań oraz stanowisko badawcze. Praca zawiera analizę właściwości utleniających reaktorów (tlenku węgla i węglowodorów) oraz magazynowania i redukcji tlenków azotu, przy zasilaniu silnika na przemian zmienną mieszanką bogatą i ubogą oraz mieszanką stechiometryczną w różnych temperaturach pracy reaktora. Przeprowadzona została symulacja dla warunków pracy silnika, w których w pierwszej fazie silnik zasilany był przez pięć sekund mieszanką bogatą (redukcja tlenków azotu), po czym następowało przejście silnika na prace na mieszance ubogiej (magazynowanie tlenków azotu) na okres 30, 45, 60, 75 i 90 sekund. Wyznaczono dla reaktorów zależności konwersji CO, HC i NOx w funkcji poszczególnych cykli czasowych. Dodatkowo wyznaczone zostały również zależności konwersji CO, HC i NOx w danym cyklu czasowym w funkcji temperatury pracy reaktora. Określono, że wraz ze wzrostem czasu magazynowania konwersja CO i HC rośnie, natomiast konwersja NOx maleje. Wzrost temperatury pracy reaktora również powoduje wzrost konwersji CO i HC, natomiast maksymalne wartości konwersji NOx występują dla temperatur w zakresie 270 - 320°C. Lepszym pod względem właściwości katalitycznych okazał się reaktor zawierający w swojej strukturze tlenek magnezu uzyskujący wyższe wartości konwersji wszystkich omówionych składników spalin.

EN

In this paper are described properties and preparation of LNT reactors in which barium oxide, barium aluminates and magnesium oxide are used as components that are able to store nitric oxides. Such reactors are used in spark engines that can bum lean mixtures. The paper consist results of precious metals dispersion examinations which has been done by use of XRD method and description of examinations procedures and the test bench. Article also consist analysis of reactors oxidizing properties (carbon monoxide and hydrocarbons) and storage - reduction features of nitric oxides under conditions when engine was working lean and rich mixture. This investigation was done in few different reactor temperatures. The simulation was conducted in which in first phase engine was running rich for 5 seconds (nitric oxides reduction). After that period engine was timed lean (nitric oxides storage) for 30, 45, 60, 75 and 90 seconds. Than for all tested reactors CO, HC and NOx conversion in function of all mentioned time cycles was determinate. Additionally CO, HC and NOx conversion was counted for each individual time cycle in function of reactor temperature. When increasing reactor temperature the higher CO and HC conversion was noted. However conversion of NOx reached highest values in temperature range of 270-320°C. The tests show that reactor containing magnesium oxide in its structure had the best catalytic properties and it reached highest conversion values of all mentioned exhaust gases components.

12

Problems with using the high sulphur fuel F-34 in aspect of application of catalytic converter

Koliński K., Walentynowicz J.

Journal of KONES

|

2007

|

Vol. 14, No. 3

291-296

EN

European Standards EURO 4/5 concerning limitations of the emission of toxic compound from piston combustion require low sulphur fuel, but the NATO single fuel F-34/35 for combustion vehicles and airplanes are the fuel with high sulphur content. Its uses for feeding engines of vehicles with modern and complicated devices oriented for reducing emission of toxic relationships decreases performances of these reactors. Lean nox traps technology is the most sensitive method on the high sulphur fuel because the storage of the nitrogen oxides is poisoned quickly by the sulphur oxides. The filters of solid particles and selective catalytic reduction systems (SCR) for reduction of the oxides of nitrogen are also sensitive. Increase of sulphur contents in the fuel worsens the self-cleaning proprieties of the particulate filters. In case of selective catalytic reduction systems is necessary to modify of ECU programs because ^unforeseeable" exchanges of the exhaust gas can cause considerable decrease of the engine torque. The use of the additional tank of the aqueous urea solution (Add Blue) is not accepted by the army, because the assortment of exploitation liquids is too high. New works for improve existing systems or search of new kind of systems for clean of exhaust gas from engines supplied F-34 fuel so as to perform the EURO 4/5 requirements and they were simultaneously possible to accepting by army .

PL

Europejskie ograniczenia emisji związków toksycznych przez tłokowe silniki spalinowe EURO 4/5 wymagają paliwa o małym udziale siarki, natomiast jednolite paliwo NATO F-34/35 do silników spalinowych pojazdów i samolotów jest paliwem o stosunkowo dużym udziale siarki. Jego stosowanie w pojazdach wyposażonych w nowoczesne i skomplikowane urządzenia redukujące emisję związków toksycznych wpływa na pracę tych reaktorów. Metoda z katalitycznym magazynowaniem tlenków azotu jest najbardziej wrażliwa na paliwo o zwiększonym udziale siarki ponieważ akumulator tlenków azotu jest szybko zatruty tlenkami siarki. Wrażliwe są także filtry cząstek stałych i selektywne układy redukcji tlenków azotu. Wzrost siarki w paliwie pogarsza właściwości samooczyszczania filtrów spalin. W przypadku reaktorów selektywnych konieczne jest przeprogramowywanie kontrolera pokładowego odpowiednio do stosowanego paliwa, gdyż „nieprzewidywalne" zamiany składu spalin mogą powodować istotne zmniejszenie momentu obrotowego silnika. Zastosowanie dodatkowego zbiornika roztworu mocznika (Add Blue) nie jest akceptowane przez wojsko, albowiem poszerza to asortyment płynów eksploatacyjnych. Konieczne jest podjęcie nowych prac nad dopracowaniem istniejących rozwiązań lub poszukiwania nowych rozwiązań układów oczyszczających spaliny z silników zasilanych paliwem F-34 tak, aby spełniały one wymagania EURO 4/5 a jednocześnie były możliwe do zaakceptowania przez wojsko.

13

Influence of spark ignitrion engine warm up process on toxic gases conversion in three way catalyst

Kruczyński S., Danilczyk W., Kamela W.

Journal of KONES

|

2007

|

Vol. 14, No. 3

319-329

EN

In his article the influence of deactivated three way catalyst on toxic gases conversion at engine warm up process was described. The test procedure and the test bench were described. The test bench was used to achieve catalytic reactor deactivation at laboratory conditions. The test procedure was chosen to achieve catalytic reactor deactivation same as at the real road conditions at the vehicle that traveled 100 000 kilometers. Paper contains results of toxic gases conversion at the new and deactivated reactors. This was made to estimate the influence of catalytic reactor aging on toxic gases conversion ability. Article also contains the results of toxic gases emission measured at the NEDC test. This measurement was also done with new and aged reactor mounted at the chosen vehicle exhaust pipe. Results from this test was used to estimate CO, HC and NOX conversion at aged catalytic reactor at the engine warm up process in all NEDC test cycles. Received results shown that toxic gases conversion at deactivated reactor decreases at range from 14 to 32% depending on chosen toxic substance. Examples of O2, CO2 and CO HC i NOX concentrations changes after catalyst at NEDC test, the CO, HC and NOX conversion changes In function of catalytic process temperature for New and deactivated catalysts, comparison of CO, HC and NOX conversion received at NEDC test and from simulation for new catalyst are presented in the paper.

PL

W artykule przedstawiono wpływ obecności w układzie wydechowym pojazdu deaktywowanego reaktora katalitycznego na spadek konwersji substancji szkodliwych podczas zimnego rozruchu silnika. Opisano metodę oraz stanowisko hamowniane służące do deaktywowania reaktora katalitycznego na hamowni silnikowej. Przedstawiona metoda pozwoliła na deaktyację reaktora odpowiadającą przebiegowi 100 000 kilometrów w rzeczywistych warunkach eksploatacji reaktora katalitycznego w pojeździe. Przedstawiono wyniki pomiarów konwersji związków toksycznych w reaktorze nowym oraz po teście deaktywacji w celu określenia wpływu starzenia reaktora katalitycznego na jego zdolność do konwersji substancji szkodliwych. W artykule zamieszczono również wyniki badań uzyskane w trakcie pomiarów emisji substancji szkodliwych na hamowni podwoziowej, w teście NEDC pojazdu z nowym oraz deaktywowanym reaktorem katalitycznym. Określono konwersję CO, HC oraz NOx za deaktywowanym reaktorem umieszczonym w pojeździe, w trakcie rozgrzewania się silnika, w kolejnych fazach testu NEDC. Uzyskane wyniki wykazały spadek konwersji substancji szkodliwych, za daktywowanym reaktorem katalitycznym w zakresie od 14 do 32% w zależności od wybranego związku toksycznego. W artykule są zilustrowane przykładowe zmiany stężeń O2, CO2, CO, HC oraz NOx za reaktorem katalitycznym pojazdu w teście NEDC, zmiana konwersji CO, HC oraz NOx w funkcji temperatury pracy reaktora katalitycznego nowego oraz deaktywowanego, porównanie konwersji NOx uzyskanych w teście NEDC oraz w trakcie badań symulacyjnych nowego reaktora katalitycznego.

14

Active method of three way catalyst monitoring by use of wideband combustion mixture composition sensor

Kruczyński S., Tomaszewski D., Kamela

Journal of KONES

|

2007

|

Vol. 14, No. 4

225-232

EN

In this paper the active method of three way catalyst monitoring by use of wideband combustion mixture composition sensor was described. This method relays on three way catalyst activity decrease by determination of it oxygen capacity decrease monitoring. Determination of catalyst oxygen capacity decrease was done by comparison of signals from wideband and binary combustion mixture composition sensors. These sensors were mounted before and after investigated catalyst. In this paper was described the test bench in which modified catalyst was used. The catalyst was modified to simulate it activity decrease. Paper contains the investigation procedure and also static and dynamic characteristics of wideband combustion mixture composition sensor. A hand of received results the characteristic of binary combustion mixture composition sensor reaction time on combustion mixture change in function of reactor activity was determinate. From received results the index of reactor oxygen capacity decrease was also determinate. Received results showed also that this method can be used for precise controlling of three way catalysts activity for on board diagnostic systems purposes. Additionally this method allows concluding on toxic gases emission in NEDC tests at steady state engine work cycle.

15

Comparative analysis of nitric oxide-traps reactors properties with magnesium oxide and bar aluminates

Kruczyński S., Danilczyk W., Kamela W., Darkowski A., Księżopolska M.

Journal of KONES

|

2006

|

Vol. 13, No. 3

155-165

EN

In this paper properties of the LNT reactors were described. In the discussed reactors the bar aluminates and magnesium oxide were used as a compound for NOxstorage. There is also discussed a procedure of reactor studies and the test bench. The structure of tested reactor and diffraction analysis of catalysts surface was also described, including pictures from the scanning electron microscope and the X-ray examinations of surface structure with size determination of noble metals crystallites. Article contain analysis of reactors properties in carbon monoxide and hydrocarbon oxidation and nitric oxides storage and reduction for botch models of catalysts at conditions when engine was running by turns rich and lean and when it was running under stechiometrical conditions. Tests were conducted in few different reactor temperatures. Additionally the analysis of conversion of mine, toxic exhaust gases under conditions when engine was running low had been conducted to simulate the real conditions in which LNT reactors are being used. Summary of all results and determinate parameters showed which of elaborated reactors had better catalytic properties. In this case reactor with magnesium oxide in his structure had better conversion values than the reactor with bar aluminates.

PL

W pracy opisane zostały własności reaktorów LNT, w których składnikiem magazynującym tlenki azotu jest tlenek magnezu i glinian baru. Omówiona została procedura badań oraz stanowisko badawcze. Przedstawiona została również budowa badanych modeli reaktorów i badania fizykochemiczne ich powierzchni aktywnych, w tym obrazy ze skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) oraz badania rentgenowskie struktury powierzchni wraz z określeniem rozmiarów krystalitów metali szlachetnych (XRD). Praca zawiera analizę właściwości utleniających reaktora (tlenku węgla i węglowodorów) oraz magazynowania i redukcji tlenków azotu przez reaktory, przy zasilaniu silnika na przemian zmienną mieszanką bogatą i ubogą oraz mieszanką stechiometryczną w różnych temperaturach pracy reaktora. Przedstawiono również analizę wartości konwersji toksycznych składników spalin dla przypadku, w którym przez, badane reaktory przepływały spaliny z silnika zasilanego mieszanką ubogą. Symulacja ta została przeprowadzona w celu odwzorowania rzeczywistych warunków pracy tego typu reaktorów. Podsumowanie wszystkich wyników zarówno badań, jak i wyznaczonych parametrów pozwoliło ostatecznie określić, który z opracowanych reaktorów charakteryzował się lepszymi parametrami pracy. Z dwóch reaktorów, których dotyczy niniejsza praca, lepszym pod względem] katalitycznych okazał się reaktor zawierający w swojej strukturze tlenek magnezu.

16

Analysis of three-way catalytic converter monitoring methods using selected amplitude discriminants and cross-correlation function for on-board diagnosis needs

Kruczyński S. W., Tomaszewski D.

Journal of KONES

|

2006

|

Vol. 13, No. 3

167-177

EN

Three-way catalytic converters are effective devices in decreasing emission of harmful gases. Spark ignited engines should be equipped with catalyst monitoring systems because of homologation requirements. Partial disactivation of TWC should be indicated by means of MIL indicator. There is the need of looking for new effective catalyst monitoring methods. In this paper, the estimation of three – way catalytic converter diagnosis method by means of narrow-band oxygen sensors signals is evaluated. Method of the deactivation process depending on the exchange reactor active bricks of converter on disactive ones was suggested. It was simulated of few activity levels of converter. It was definied monitoring index IHEGO for examine procedure needs. Method using selected discriminants and method using cross-correlation function were suggested. Monitoring in fixed engine work bench conditions and NEDC cycle test were compared using correlation. On the basis of results , suggested monitoring indexes usefulness in view of HC emission was evaluated for OBD needs . Values of monitoring indexes according to activation of MIL indicator (increase HC emission by 0.4 g/km in NEDC driving cycle) was estimated.

PL

Trójfunkcyjne reaktory katalityczne są wydajnymi urządzeniami w ograniczaniu emisji składników toksycznych. Silniki o zapłonie iskrowym powinny być wyposażane w systemy monitoringu tych urządzeń ze względu na wymagania przepisów homologacyjnych. Istnieje potrzeba poszukiwania nowych metod monitorowania reaktorów. W pracy oceniono możliwości monitorowania trójfunkcyjnych reaktorów katalitycznych silnika o zapłonie iskrowym m pomocą wąskopasmowych czujników stężeń tlenu. Zaproponowano metodę symulacji procesu dezaktywacji, polegającą na wymianie wkładów aktywnych reaktora na wkłady nieaktywne. Zasymulowano kilka znanych stopni aktywności reaktora. Badania wykonano na hamowni silnikowej w warunkach ustalonej pracy silnika i podczas testu jezdnego NEDC. Na potrzeby badawcze zdefiniowano wskaźnik monitoringu IHEGO- Zaproponowano dwie metody wymoczenia wskaźników monitoringu: wykorzystującą obliczenia wybranych dyskryminant amplitudowych i wykorzystującą obliczenia funkcji interkorelacji sygnałów z czujników stężeń tlenu. Porównano możliwości monitoringu w ustalonych warunkach pracy silnika i teście NEDC. Na podstawie uzyskanych wyników porównano przydatność wskaźników monitoringu ze względu na emisję HC na potrzeby OBD. Określono wartości wskaźników monitoringu odpowiadające aktywacji wskaźnika MIL (wzrost emisji HC o 0,4 g/km w cyklu NEDC).

17

Ocena właściwości reaktora katalitycznego pułapki tlenków azotu zawierającego glinian baru

Kruczyński S. W., Danilczyk W., Darkowski A., Kamela W.

Zeszyty Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2005

|

z. 3/58

49--57

PL

W pracy opisane zostało zagadnienie zdolności magazynowania tlenków azotu przez reaktor typu NSR, w którym jako związek magazynujący N0x zastosowano glinian baru. Omówiona została procedura badań oraz stanowisko badawcze wykonane w celu przeprowadzenia analizy właściwości katalitycznych reaktorów typu NSR. Przedstawiona została również budowa badanego modelu reaktora i analiza dyfrakcyjna jego powierzchni aktywnej. Praca zawiera analizę właściwości utleniania CO i HC oraz magazynowania i redukcji N0x przez reaktor, przy zasilaniu silnika na przemian zmienną mieszanką bogatą i ubogą oraz mieszanką stechiometryczną w różnych temperaturach pracy reaktora.

EN

This paper is a study about ability of NSR catalysts to storage nitric oxidize. In the discussed reactor the bar aluminates was used as a compound for NOx storage. There were also discussed a procedure of reactor studies and the test bench, built to conduct an analysis of catalytic properties of NSR reactors. There was also described structure of tested reactor and diffraction analysis of his surface. Article contain analysis of reactor properties in carbon monoxide and hydrocarbon oxidation and nitric oxidize storage at conditions when engine was running by turns rich and lean and when it was running under stechiometrical conditions. Tests were conducted in few different reactor temperatures.

18

Korelacyjna metoda monitorowania pracy trójfunkcyjnego reaktora katalitycznego za pomocą wąskopasmowych czujników tlenu

Kruczyński S. W., Tomaszewski D.

Zeszyty Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2005

|

z. 3/58

59--67

PL

W pracy oceniono możliwości monitorowania trójfunkcyjnych reaktorów katalitycznych za pomocą sygnałów z czujników tlenu. Zaproponowano metodę symulacji procesu dezaktywacji polegającą na wymianie wkładów aktywnych reaktora na wkłady nieaktywne. Porównano możliwości monitoringu w ustalonych warunkach pracy silnika i teście ECE R83. Zaproponowano definicję wskaźnika monitoringu wykorzystującego obliczenia funkcji interkorelacji. Na podstawie uzyskanych wyników określono przydatność wskaźnika monitoringu ze względu na emisję składników toksycznych spalin dla potrzeb EOBD.

EN

In this paper, the estimation of three-way catalytic converter monitoring method by means of narrow-band oxygen sensors signals is evaluated. Method of the deactivation process depending on the exchange reactor active bricks of converter on disactive ones was suggested. Monitoring in fixed engine work bench conditions and NEDC cycle test were compared. It was suggested definition of monitoring index using calculation cross-correlation function. On the basis of results , suggested indexes usefulness in view of harmful gases emission was evaluated for EOBD needs.

19

Empiryczny model matematyczny procesów konwersji HC i NOx w reaktorze HC-SCR wykorzystującym platynę i złoto

Kruczyński S. W., Kwiatkowski M., Zieliński T.

Zeszyty Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2005

|

z. 3/58

41--47

PL

W pracy przedstawiono sposoby matematycznego modelowania reaktorów katalitycznych. Przedstawiono zagadnienia występujące w tych procesach. W szczególności został omówiony model empiryczny. Przedstawiono sposób jego zastosowania do zamodelowania konwersji NO i HC w spalinach silnika o zapłonie samoczynnym na przykładzie katalizatora niskotemperaturowego Pt i wysokotemperaturowego Au. Oceniono dokładność i ograniczenia zastosowanej metody.

EN

This paper gives an overview about classification of catalytic converter modeling. An empirical model is shown in details. The aim of this article is to present results of modeling NO and HC conversion in the exhaust gases of diesel engines on low temperature catalyst Pt and high temperature catalyst Au.

20

Controlling particulates emission from diesel engines by fuel activators and catalytic reactors

Swat M., Darkowski A.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2005

|

Vol. 12, nr 7

695-701

EN

Paper presents results of additives (Fe, Cu) and influence of catalytic reactors Pt/Pd and catalytic layer CuV (on filter) on particulates (PM) emission in exhaust gases of diesel engines. The highest efficiency of PM reduction shows the catalytic reactor Pt/Pd and catalytic layer CuV on the filter. Among fuel activators - Fe activator was better then Cu activator but with efficiency of PM reduction twice smaller than catalytic reactor and calalytic layer on the filter.

PL

Praca przedstawia wyniki wpływu: dodatków do paliwa, reaktorów katalitycznych i warstw katalitycznych na filtrze na poziom emisji cząstek stałych z silników o zapłonie samoczynnym. Ograniczenie emisji przedstawionymi metodami spowodowane jest głównie poprzez zmniejszenie frakcji rozpuszczalnej (SOF) emitowanych cząstek stałych. Największe ograniczenie emisji stwierdzono dla reaktora katalitycznego Pt/Pd i filtru z warstwą katalityczną Cu V. Aktywator paliwowy z żelazem był lepszy od aktywatora z miedzią, ale znmiejszenie emisji było dwukrotnie mniejsze niż dla reaktora katalitycznego i warstwy katalitycznej na filtrze.