بررسی تأثیر چرخه‌های رانندگی بر فرسایش واکنشگر و آلایندگی خودروی احتراق داخلی

نویسندگان

چکیده

فرسایش واکنشگر نقش مهمی بر آلایندگی تولید شده توسط خودروها در طی عمر خودرو ایفا می‏‏کند. شناخت بهتر عوامل مؤثر بر فرسودگی واکنشگر و تعویض به موقع آن می‏‌تواند تأثیر شگرفی بر کاهش آلایندگی ناشی از خودروهای احتراق داخلی و بهبود کیفیت هوای کلان‌شهرها داشته باشد. یکی از عوامل مهمی که می‏‌تواند بر عملکرد و عمر واکنشگر تأثیرگذار باشد، شرایط رانندگی یا همان چرخه رانندگی روزانه است. در این مقاله این تئوری مورد تحقیق و بررسی قرار می‏‌گیرد که فرسایش واکنشگر در چرخه‌های رانندگی مختلف رفتار متفاوتی داشته و از همین برای میزان مسافت پیشنهادی توسط سازندگان واکنشگر برای تعیین حد فرسایش باید مطابق با چرخه‌های رانندگی بومی باشد. به منظور بررسی این ایده از شبیه‏سازی سینماتیکی خودرو به همراه واکنشگر سه‌راهه در چرخه رانندگی با نرم‌افزار GT-Suite استفاده می‏‌شود. نرخ فرسایش متناسب با چرخه رانندگی مبنا یا همان NEDC محاسبه شده و برای استفاده از این نرخ برای چرخه رانندگی دیگر از وابستگی مسافت معادل برای مقایسه چرخه رانندگی با چرخه مبنا از منظر کاهش عمر واکنشگر، استفاده می‏‏شود. مقایسه واکنشگر در یک مسافت مشخص در دو حالت مشاهده پدیده فرسایش و عدم مشاهده پدیده فرسایش، ارزش موضوع فرسایش واکنشگر مشخص می‏‏شود. اختلاف آلایندگی تولید شده وابسته به چرخه بین حالت تازه و فرسوده از 2 تا 5 برابر اختلاف وجود دارد. در چرخه‌های رانندگی که از داده‌های رانندگی در تهران توسعه یافته‌اند، با تعویض به موقع واکنشگر در 74 هزار کیلومتر مسافت طی شده توسط خودرو، مقدار آلایندگی به یک پنجم حالت کلی می‏‏رسد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating the Impact of Driving Cycle on 3-way Catalyst Degradation and Emission Characteristics of ICEV

چکیده [English]

Internal Combustion Engine Vehicles or ICEVs play a major role in air pollution for big cities like Tehran. Catalyst converters manage to contain much of the generated pollution from combustion and are considered as a mandatory part of any vehicle. Manufacturer guidelines clarify a certain mileage for catalyst to be regarded as completely degraded and thus unable to contain harmful gasses from combustion. In this paper we test the theory that catalyst degradation is greatly affected by driving condition by using kinematic simulation of vehicle in different driving cycles. Catalyst degradation parameters are derived for the reference driving cycle (NEDC) and then developed accordingly for other driving conditions. The vehicle model with degradation sub-model is then utilized for investigating different scenarios of replacing old catalyst with a new one. Results clearly support the idea that driving cycles greatly affect the degradation age of 3-way catalysts and vehicle emissions are increased up to 5 times by using catalyst after its age limit. For Tehran driving cycle, 75K kilometers appears to be the aging limit. Authors conclude that local investigation of driving cycles is necessary for finding degradation limits and careful designation of parts replacement plans can help to massively increase air quality in large cities.

کلیدواژه‌ها [English]

  • 3-way Catalyst Converters
  • Degradation
  • Vehicle Kinematic Simulation
  • Driving Cycle
  • Emission
دوره 56، شماره 56 - شماره پیاپی 56
مقالات برتر یازدهمین همایش بین المللی موتورهای درونسوز و نفت
آذر 1398
صفحه 35-43
  • تاریخ دریافت: 06 آذر 1401
  • تاریخ بازنگری: 01 اردیبهشت 1403
  • تاریخ پذیرش: 06 آذر 1401