Turbodmychadlo s katalyzátorem

Inspirace, Technologie

Dobré i pro Londýn

16 července 2019   Galerie

Účinnější motor, delší životnost katalyzátoru a nižší emise. To je zajímavé turbodmychadlo s vestavěným katalyzátorem.

Na čtyřicátém motorovém sympoziu, které se konalo v půlce května ve Vídni, byly k vidění nejnovější příspěvky ke zdokonalení různých typů pohonných jednotek. V reálném provozu osobních automobilů zastává zcela zásadní úlohu různorodost systémů pohonu. Je to přirozené, protože například uživatelé v řídce obydlených oblastech mají na vůz zcela jiné požadavky než lidé ve městě. Pokud jde o alternativní druhy pohonu, jednoznačně záleží na způsobu jejich využívání. V této oblasti rozhodují tržní síly, nikoli pouze rozliční političtí představitelé.

Jedno z řešení, které již nyní pomáhá životnímu prostředí, přinášejí superčisté naftové a benzinové motory v kombinaci s elektromotory. Tyto promyšlené hybridní systémy snižují emise jednak díky zapojení elektrického pohonu, jednak kvůli použití inteligentních inovací, které dále zvyšují účinnost spalovacího motoru.

Jeden velice zajímavý počin představil Continental: prstencový katalyzátor umístěný do jednoho celku s výfukovým turbodmychadlem.

Integrace turbodmychadla a katalyzátoru zcela mění pravidla v oblasti čištění výfukových plynů a ve srovnání s použitím oddělených komponent přináší nové výhody.

„Řidiči si vybírají vozidla podle toho, jakým způsobem žijí. Nacházíme se nyní uprostřed rozsáhlé proměny konstrukce pohonných jednotek, a proto v zájmu čisté mobility podporujeme všechny možné systémy pohonu,“ říká Andreas Wolf, vedoucí divize Continental Powertrain. „Naším úkolem je věnovat se všem oblastem a eliminovat jakákoli omezení, abychom dosáhli čistší mobility. Z tohoto důvodu se snažíme prosazovat nové technologie pro všechny typy ústrojí.“

Nové turbodmychadlo s integrovaným prstencovým katalyzátorem je další evolucí turbodmychadla RAAX. Jakmile výfukové plyny projdou turbínou, směřují do kónického směšovacího potrubí, kde dochází k prakticky ideálnímu vyrovnání tlaku. Na konci jsou výfukové plyny nasměrovány do prstencového trojcestného katalyzátoru, který tvoří vnější plášť směšovacího potrubí.

V běžných turbodmychadlech probíhá po průchodu turbínou náhlá expanze výfukových plynů, což způsobuje tlakové ztráty s negativním vlivem na účinnost motoru. U turbodmychadla s prstencovým katalyzátorem se však tento proces neodehraje, protože kónické směšovací potrubí upravuje expanzi plynů takovým způsobem, aby se omezil nežádoucí protitlak. Kromě toho jsou spaliny, směřující přes obtokový ventil, přiváděny do směšovacího potrubí po obvodu úzkým prstencovým vstupem, čímž napomáhají promíchání s výfukovými plyny vyvedenými z turbíny bez dodatečných ztrát.

Čistě a čistěji

Díky tomu zůstává teplota spalin před vstupem do katalyzátoru velmi homogenní, což má pozitivní vliv na účinnost redukce škodlivin, ale také na životnost katalyzátoru. Zároveň to umožňuje zvýšit poměr vzduchu a paliva (λ=1), a proto turbodmychadlo s prstencovým katalyzátorem přispívá i k mimořádně úspornému provozu. „Pokud tuto technologii použijeme v hybridních vozidlech spolu s otopným zařízením EMICAT, dosahujeme úspory paliva a omezení emisí i během studených startů a při spuštění motoru po prodloužené fázi vypnutí motoru,“ říká Rolf Brück, vedoucí oddělení Katalyzátory a filtry v obchodní jednotce Powertrain Components.

Zdrojem elektrické energie pro ohřev katalyzátoru může být účinná 48voltová soustava, určená pro hybridní vozidla. Continental zabudoval toto pohonné ústrojí do prototypu superčistého elektrifikovaného naftového vozu a na válcovém dynamometru předvedl, že s využitím vyhřívaného katalyzátoru lze splnit i přísné podmínky exhalační normy London Traffic Cycle, která stanovuje limity exhalací pro vozidla s volným vjezdem do centra Londýna. Limit platí v centru města od dubna 2019 a od října 2021 bude rozšířen na celý vnitřní Londýn. Emise NOx dosáhly během tohoto náročného krátkého cyklu (s řadou vypnutí motoru, simulujících stání v kolonách, a s nízkou zátěží motoru) hodnoty pod 27 mg/km. Hodnoty CO2 klesly na 4 g/km. „Inteligentní použití elektrického pohonu v kombinaci se spalovacím motorem si díky tomu vydobylo pozici jako osobitý druh čisté mobility bez jakéhokoli omezení,“ dodává Rolf Brück.

Víc elektřiny pro úspornou jízdu

Continental ve Vídni představil také nově vyvinutý elektromotor, který lze použít u vozidel se 48voltovou palubní sítí. Nový elektrický motor vyvine výkon až třicet kilowattů a nabízí nejen více síly pro podporu spalovacího motoru, ale také dostatek výkonu pro jízdu čistě na elektřinu, například v centrech měst. Vedle toho téměř dvojnásobně zvyšuje účinnost rekuperace proti současným jednotkám a díky tomu dokáže zajistit více elektrické energie pro úspornou jízdu bez emisí. Celá konstrukce elektrického motoru a vestavěného generátoru pracuje mimořádně kompaktně a nabízí účinnost přes devadesát procent.

„Očekáváme, že se 48voltové soustavy v blízké budoucnosti rozšíří, a jsme si jisti, že tato výkonnější palubní síť nám umožní zavedení dalších funkcí pro redukci emisí do hybridních vozidel, aniž bychom nutně aplikovali v současné době využívané komplikovanější a výrazně nákladnější vysokonapěťové hybridní systémy,“ uvádí Stefan Rebhan, vedoucí oddělení Technology & Innovation v divizi Powertrain. „V dlouhodobém horizontu předpokládáme různorodou kombinaci pohonných systémů, zahrnujících hybridní ústrojí, čistě elektrické pohony a palivové články. Všechna tato řešení dohromady představují vynikající příležitost pro ochranu životního prostředí.“

, , , , , , ,



Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Anti SPAM *

Buďme v kontaktu

Sledujte VVAutomotive na síti LinkedIn a na Facebooku – buďte v kontaktu s profesionály z oboru. Odebírejte aktuální informace a rozšiřte komunitu odborníků.