Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Emission of metal-oxide particles from IC-engines

Ulrich A, Mayer A., Kasper M., Wichser A., Czerwiński J.

Silniki Spalinowe

|

2011

|

R. 50, nr 1

72-88

EN

All conventional piston-driven combustion engines emit metal oxide particles. The main sources are the abrasion between piston-ring and cylinder, abrasion in the bearings, catalyst coating, lube-oil additives, and fuel additives for promoting the exhaust-gas after-treatment. Metal oxides, especially from transition metals, are very toxic when they are very fine. These particles have a high BET surface and penetrate the biological system. Hence, these particles must be scrutinized for quantity, size distribution and composition. This paper draws from published data and mainly the VERT certification tests, which prescribe a size specific metal analysis. The total mass of metal oxide is 0.1 - 1 mg/km, which appears negligible. But these particles are in the 10 - 20 nm size range. Hence, this small mass represents 1015 particles per kilometer. This is approximately the same number as soot particles emitted by diesel engines. Public health should focus on the metal oxide particles that are smaller and probably more toxic than the soot particles. SI engines run at higher RPM and therefore emit more metal oxide particles than Diesel engines. Highly efficient filtration of such particles seems therefore necessary for all engine categories.

PL

Wszystkie konwencjonalne tłokowe silniki spalinowe emitują cząstki tlenków metali. Głównymi źródłami tej emisji są: zużycie ścierne pomiędzy układem tłok-pierścień i cylinder, zużycie ścierne zachodzące w łożyskach, powłoka reaktora katalitycznego, dodatki oleju smarującego, dodatki do paliwa wspomagające pozasilnikową neutralizację toksyczności spalin. Tlenki metali, zwłaszcza metali przejściowych, są bardzo toksyczne, gdy mają niewielkie wymiary. Te cząstki metali mają dużą powierzchnię BET i przenikają do systemu biologicznego. Dlatego muszą być szczegółowo zbadane pod kątem ich ilości, rozkładu wymiarowego i składu chemicznego. Niniejszy artykuł zawiera dane i głównie testy certyfikacyjne VERT, opisujące analizę wymiarową wybranego metalu. Masa całkowita tlenku metalu wynosi od 0,1 do 1 mg/km, co wydaje się wartością nieistotną. Należy jednak zaznaczyć, iż wymiar powyższych cząstek mieści się w zakresie 10- 20 nm. Skutkiem tego, tak niewielka masa oznacza 1015 cząstek na 1 km, co jest w przybliżeniu taką samą wartością, jak ilość cząstek sadzy emitowanych przez silniki o zapłonie samoczynnym. Troska o zdrowie społeczne powinna uwzględniać emisję cząstek tlenków metali, których wymiary są mniejsze i prawdopodobnie bardziej toksyczne niż cząstki sadzy. Silniki o zapłonie iskrowym osiągają większe prędkości obrotowe, dlatego emitują więcej cząstek tlenków metali niż silniki o zapłonie samoczynnym. Wysokosprawne odfiltrowanie rozważanych cząstek wydaje się konieczne przy zastosowaniu w silnikach wszystkich kategorii.

2

Investigation of the engine oil and biofuel based aging behavior of catalytic converters

Winkler A., Ulrich A., Emmenegger L., Ferri D., Kumar M. S., Stilli J., Bach Ch.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2010

|

nr 172

105-112

3

Vert particle filter test procedure and quality standard for new and in-use diesel engines

Mayer A., Czerwinski J., Kasper M., Leutert G., Heeb N. V., Ulrich A., Jaussi F.

Journal of KONES

|

2010

|

Vol. 17, No. 4

313-322

EN

A new approach is needed to test particle filters for retrofitting Diesel engines. Considering the toxicity of the particles as also the physical and chemical attributes of particle filters, the optimal scheme is to test the components themselves independent of the deployment. That scheme ensures the highest effectiveness with least effort. It also enables evaluation of worst-case situations and assesses the hazards of secondary emissions. The Swiss standard SNR 277 205, which mandates the VERT test procedure, is a first step in that direction. The solution is derived from the physics of the filter media. The filtration of fine particles essentially depends on the particle size and the space velocity. The attributes of the emitting engine are only insignificantly relevant. Hence the physics and chemistry of particle filters can be investigated independent of the engine and its deployment duty. This concept facilitates a very thorough investigation of the size-dependent filtration, aging susceptibility, secondary emissions and extreme situations. Filter systems, which pass this detailed test, perform equally well in every retrofit configuration. This filter test concept was implemented 1998 in the VERT project and is successful for assessing retrofltting [4]. VERT approved fllter systems are already deployed in the Low Emission Zones of Europe, North and South America.

4

Particle filter test procedure and quality standard for diesel engines

Mayer A., Czerwinski J., Kasper M., Leutert G., Heeb N., Ulrich A., Jaussi A.

Journal of KONES

|

2009

|

Vol. 16, No. 2

305-314

EN

A new approach is needed to test particle filters for retrofitting Diesel engines. Considering the toxicity of the particles as also the physical and chemical attributes of particle filters, the optimal scheme is to test the components themselves independent of the deployment. That scheme ensures the highest effectiveness with least effort. It also enables evaluation of worst-case situations and assesses the hazards of secondary emissions. The Swiss standard SNR 277 205, which mandates the VERT test procedure, is a first step in that direction. Occupational health specialists have studied the toxicity of ultraflne particles for more than 100 years. Extremely toxic are the particles intruding into the lung. Larger particles, which are always naturally present, are intercepted in the upper respiratory paths. The body then expels these larger particles rapidly via the mucus and cilia. The new manmade particles less-than l mi m, however massively intrude into the fine pulmonary alveoli, which do not have the cleansing mechanism. The targeted efficiencies for evaluating modern filters are evident from the progress achieved. Many filters have filtration rates exceeding 99.9%, albeit the directives [4] only require 97%.

5

Emisja cząstek stałych z silnika TDI z różnymi olejami smarującymi

Czerwinski J., Petermann J.-L., Ulrich A., Mueller G., Wichser A.

Silniki Spalinowe

|

2005

|

R. 44, nr 2

46--55

PL

Wzrost zainteresowania skutkami wdychania drobnych i ultradrobnych cząstek stałych (nanocząstek) pochodzących z silników spalinowych spowodował w ostatnim czasie szybki rozwój technologii filtrowania cząstek (DPF) w silnikach wysokoprężnych. W tym kontekście bardzo istotnym wskaźnikiem jest nieodwracalne zatykanie filtra DPF niepalnymi popiołami. Jakość oleju smarującego, a szczególnie zawartość w nim popiołów, w określony sposób oddziałuje na długość okresu pomiędzy kolejnymi regeneracjami tych filtrów. Przedstawione studium omawia badania wpływu różnych olejów smarujących na rozkład wymiarów i mas cząstek stałych. Badania prowadzono na nowoczesnym silniku wysokoprężnym pozbawionym filtra cząstek stałych. Zasadniczym celem badań było określenie, w jaki sposób różne oleje smarujące oddziałują na emisję cząstek stałych i udział olejów w całkowitej emisji tych cząstek. Ponadto, dyskutowane są uzyskane wstępne wyniki. Porównanie specjalnie przygotowanego oleju z olejem normalnym powinno umożliwić określenie udziału oleju w tworzeniu cząstek stałych. Zostało wykazane, że oprócz siarki również skład oleju (np. udział dodatków uszlachetniających) ma swój udział w emisji cząstek stałych.

EN

Due to increasing concern about health effects of fine and ultra-fine particles (nanoparticles) from combustion engines, the diesel particle filter technology (DPF) was extensively introduced to heavy duty and passenger cars in the last years. In this respect, a very important parameter is the irreversible plugging of the DPF with non-combustible ashes. The quality of lubrication oil, especially the ash content has a certain influence on regeneration intervals of diesel particle filters. In the present study, the effects of different lubrication oils on particle mass and nano-particle size distribution were investigated. The test engine was a modern diesel engine without particle filter system. A main goal was to find out, how different lubrication oils influence the particulate emissions and the contribution of oil to total particle emissions. Moreover, first results of a tracing study will be discussed. The comparison of a non-doped lubrication oil with a doped oil should enlighten the contribution of the oil to the particle formation. It has been shown that beside sulphur content the particle emission is also effected by the composition (e.g. additive packages) of the oils.