To the issue of neutralization systems simulation of automobile diesel engines

The implementation of modern environmental standards is hardly possible without a neutralization system. The increasing environmental requirements and the necessity of diesel fuel economy demand an increased effectiveness of anti-toxic systems. Modern diesel exhaust gas neutralization system (EGNS) is a rather complex, multifunctional and expensive vehicle unit, and its development depends on a wide range of competences varying from a sufficiently detailed engineered diesel to a sober assessment of the various technological capabilities of exhaust gas neutralization. Therefore the article considers the peculiarities of neutralization processes of toxic components in modern EGNS of diesels. It has been shown that the levels of purification of the main toxic components of a diesel engine - nitrogen oxides and dispersed particles - are necessary to meet modern environmental requirements and which are achieved by methods of heterogeneous catalysis and filtration. The most difficult problem is the neutralization of nitrogen oxides because of the high initial content of nitrogen oxides in the combustion products of modern diesel engines, which significantly exceed the requirements of Euro-5 and Euro-6. The most reliable and effective method to neutralize nitrogen oxides is their selective catalytic reduction by ammonia, generated by the decomposition of carbamide (urea). The special role of the oxidizing neutralizer in the structure of diesel EGNS is noted, regeneration of diesel particulate filters is considered, the need for volume averaging of ammonia concentration before applying the exhaust gas to the catalyst is shown, as well as the principles of building diesel monitoring and control systems are outlined. The necessity of attracting modeling is shown and approaches for the implementation of structural submodels to analyze the neutralization proccess of toxic diesel engine emissions are proposed.

diesel, exhaust gas neutralization system, neutralization system model, selective catalytic reduction, filtration, filter regeneration, oxidizing neutralizer, neutralization system control unit

1. Звонов В.А., Корнилов Г.С., Козлов А.В., Симонова Е.А. Оценка и контроль выбросов дисперсных частиц с отработавшими газами дизелей. - М.: Изд-во Прима-Пресс-М, 2005. - С. 45-55.

2. Панчишный В.И. Основные направления работ по каталитической нейтрализации отработавших газов ДВС // Труды НАМИ. - 2008. - № 240. - С. 63-72.

3. Blakeman P.G. et al. Development in diesel emission aftertreatment technology // SAE Paper. - 2003-01-3753.

4. Pishinger S. et al. Combined particle matter and NO aftertreatment systems for stringent emission standards // SAE Paper. - 2007-01-1128.

5. Kato A., Matsuda S., Kamo T. et al. Reaction between NOx and NH3 on iron oxide-titanium oxide catalyst // J Phys Chem. - 1981. - 85: 4099-4102.

6. Koebel M., Elsener M., Madia G. Recent advances in the development of Urea-SCR for automotive applications // SAE Paper. - 2001-01-3625.

7. Матышак В.А., Слинько М.М., Панчишный В.И., Газаров Р.А., Кадушин А.А., Крылов О.В. Изучение реакции взаимодействия окиси углерода и окиси азота на нанесённом платинородиевом катализаторе. Ч. 1. Стационарные условия // Кинетика и катализ. -1986. - Т. 27. - № 1. - С. 167-173.

8. Матышак В.А., Слинько М.М., Панчишный В.И., Газаров Р.А., Кадушин А.А., Крылов О.В. Изучение реакции взаимодействия окиси углерода и окиси азота на нанесённых родиевых катализаторах. Ч. 2. Нестационарные условия // Кинетика и катализ. - 1986. - Т. 27. - № 1. - С. 160-166.

9. Матышак В.А., Панчишный В.И., Кадушин А.А., Газаров Р.А. Взаимодействие оксида углерода и оксида азота в присутствии кислорода на нанесённом платиновом катализаторе // Кинетика и катализ. - 1988. -Т. 29. - № 6. - С. 1382-1388.

10. Матышак В.А., Панчишный В.И., Исмаилов М.А. Взаимодействие оксида углерода и оксида азота в присутствии катализаторов на основе Al2O3, содержащей ионы меди // Кинетика и катализ. - 1993. -Т. 34. - Вып. 1. - № 6. - С. 117-122.

11. Панчишный В.И. Проблемы токсичности газовых двигателей и пути их решения // Труды НАМИ. -2007. - № 238. - С. 58-69.

12. Luksho V.A., Kozlov A.V., Panchishnyi V.I., Terenchenko A.S. Development of a complex catalytic conversion system for internal combustion engines fueled with natural gas // Modern Applied Science. - 2015. - Vol. 9. - No. 8. - Р. 237-246.

13. Панчишный В.И. Расчёт сопротивления каталитического блока // Труды НАМИ. - 2014. - № 258. - С. 136-143.

14. Панчишный В.И. Дизельные фильтры и фильтры-нейтрализаторы отработавших газов // Автомобильная промышленность. - 2008. - № 12. - С. 15-17.

15. Панчишный В.И., Воробьёв И.Ю. Газодинамическое сопротивление фильтрующего элемента в системах очистки отработавших газов дизелей // Труды НАМИ. - 2017. - № 3 (270). - С. 32-43.

16. Allansson R., Blakeman P., Cooper B., Hess H. et al. Optimising the Low Temperature Performance and Regeneration Efficiency of the Continuously Regenerating Diesel Particulate Filter (CR-DPF) System // SAE Technical Paper. - 2002-01-0428, 2002. - DOI: 10.4271/2002-01-0428.

17. Wang T.J. et al. Experimental investigation on evaporation of urea-water-solution droplet for SCR Applications // AIChE Journal. - December, 2009. - Vol. 55. -No. 12. - Р. 3267-3276.

18. Надарейшвили Г.Г., Панчишный В.И., Юдин С.И. Разработка устройств перемешивания -импеллеров в системе селективного восстановления оксидов азота тяжёлых дизельных двигателей // Труды НАМИ. - 2015. - № 261. - С. 28-42.

19. Panchishnyi V.I., Bondareva N.K., Shpiro E.S., Baeva G.N. On NO formation and its role in SCR of NO 2 x over Cu-ZSM-5 / EUROPACAT-II, Congr.: Abstracts. -Maastricht: Elsevier BV, 1995