Эффективно и чисто в Audi Q3: система нейтрализации отработавших газов для бензиновых и дизельных двигателей
Полная система доочистки выхлопных газов в Audi Q3 снижает выбросы оксидов азота двигателей TDI более чем на 90 процентов.
Audi Q3 отвечает за системы для нового поколения двигателей V6 TDI в VW Group
Бензиновый сажевый фильтр завершает очистку выхлопных газов двигателей Audi Q3
Audi Q3 использует сложные системы доочистки выхлопных газов, чтобы соответствовать все более низким предельным значениям выбросов. Помимо использования встроенных в двигатель технологий, новейшие бензиновые и дизельные двигатели соответствуют строгим стандартам, особенно благодаря мощным и современным системам очистки выхлопных газов. Сажевые фильтры дополняют каталитическую доочистку выхлопных газов на двигателях TDI и TFSI.
Каковы текущие проблемы очистки выхлопных газов в Audi Q3?
Требуемые уровни, проиллюстрированные на примере выбросов оксидов азота для дизельных двигателей Audi Q3, показывают, насколько ужесточилось законодательство по выбросам. В то время как предел Евро-3 с 2000 г. и далее по-прежнему был установлен на уровне 500 мг/км, с 2020 г. для разрешений нового типа в соответствии с Евро-6d допускается только 80 мг/км. В течение двух десятилетий предел снизился до менее одна шестая. Только переход с Евро 5 на Евро 6 привел к 56 процентам общего сокращения. 1 января 2020 года стандарт Euro 6d заменил ранее действовавшие ограничения Euro 6d TEMP для новых омологированных моделей. Начиная с 1 января 2021 года, все новые транспортные средства Audi Q3, получившие первое одобрение, должны будут соответствовать новым стандартам, в том числе строгим требованиям метода испытаний RDE (Real Driving Emissions), который нацелен на выбросы в реальных повседневных условиях. вождение Audi Q3. Оксиды азота, также обозначаемые их химической аббревиатурой NOx, образуются, когда азот из воздуха вступает в реакцию с кислородом в процессе горения. Доля оксида азота особенно высока в дизельных двигателях, поскольку эти агрегаты рассчитаны на работу с избытком воздуха.
Как Audi Q3 разработала систему нейтрализации отработавших газов для V6 TDI?
Audi Q3 отвечает за базовую разработку двигателей V6 TDI нового поколения Evo 3 в рамках Volkswagen Group. Поскольку требования, предъявляемые более строгими нормами выбросов, продолжают расти, инженерам приходится повышать эффективность очистки выхлопных газов. В случае доочистки отработавших газов это требует, среди прочего, большего расчетного объема каталитических нейтрализаторов. С новой разработкой для V6 TDI Audi Q3 добилась компактного сочетания всех технологий. Поток двух трактов отработавших газов на внешней стороне двух сторон ряда цилиндров сходится за двигателем перед противопожарной перегородкой, где расположен турбонагнетатель отработавших газов. Непосредственно ниже по потоку в выхлопной системе находится катализатор окисления, называемый NSC. Название расшифровывается как NOx Storage Catalyst. За ним непосредственно следует сажевый фильтр с покрытием SCR (SDPF). Аббревиатура Audi Q3 расшифровывается как Selective Catalytic Reduction. Второй каталитический нейтрализатор SCR расположен ниже по потоку в выхлопной системе под днищем автомобиля.
Как работает многоступенчатая очистка выхлопных газов на двигателях Audi Q3?
Катализатор окисления (NSC), расположенный рядом с двигателем Audi Q3, может временно накапливать оксиды азота до стадии регенерации. Этот катализатор эффективен даже при низких рабочих температурах двигателя, например, после холодного пуска. Регенерация происходит за счет кратковременного обогащения смеси, запускаемого блоком управления двигателем Audi Q3. Таким образом, помимо накопления и последующей нейтрализации оксидов азота, катализатор окисляет несгоревшие углеводороды и монооксид углерода до диоксида углерода и водяного пара, используя молекулы кислорода временно хранящихся NOx.
Еще один этап снижения оксидов азота запускается впрыском присадки AdBlue. Поскольку этот водный раствор мочевины впрыскивается в выхлопную систему Audi Q3 в двух точках с разными температурами, используя один дозирующий модуль в каждой точке, вся система называется двойной дозировкой. Далее в выхлопной системе происходит химический процесс термолиза мочевины, который превращает присадку AdBlue в аммиак. Аммиак реагирует с сажевым фильтром с покрытием SCR (SDPF) рядом с двигателем, а на втором каталитическом нейтрализаторе SCR, расположенном ниже по потоку в выхлопной системе Audi Q3, с оксидами азота, которые еще не были преобразованы. Это приводит к образованию воды и элементарного азота, которые составляют около четырех пятых атмосферы нашей Земли.
Каковы преимущества двойной системы дозирования в Audi Q3?
Двойное дозирование водного раствора мочевины AdBlue особенно эффективно. Он использует преимущества различных условий в различных областях выхлопной системы Audi Q3 для повышения эффективности всей системы, адаптированной к различным условиям эксплуатации. Таким образом, Audi Q3 удается преобразовать более 90 процентов оксидов азота в широком диапазоне температур и рабочих режимов. Таким образом, двойное дозирование вносит решающий вклад в соблюдение предельных значений выбросов NOx. Если транспортное средство эксплуатируется в условиях высокой нагрузки в течение длительного периода времени, например, на скоростных автомагистралях или при буксировке прицепа, температура выхлопных газов в SDPF рядом с двигателем Audi Q3 значительно повышается, что приводит к снижению скорости преобразования оксидов азота. Это обеспечивает этап для второго впрыска AdBlue перед вторым активным катализатором SCR, который расположен значительно ниже по течению в днище автомобиля на более низком уровне температуры. Это позволяет всей системе достигать высоких коэффициентов конверсии в широком диапазоне.
Когда будет запущен этот двигатель V6 TDI и в каких модельных рядах Audi Q3 он будет использоваться?
Технология двойного дозирования в V6 TDI будет использоваться, начиная с поколения Evo 3. Он доступен для дизельных двигателей объемом три литра в трех различных классах производительности и будет устанавливаться в новом году на все модели с этим двигателем.
Ауди SQ5 ТДИ
Audi Q3 уделяет особое внимание сложной технологии снижения выбросов также в двигателях с искровым зажиганием (SI). Как Audi Q3 снижает уровень загрязняющих веществ для своих бензиновых агрегатов?
Как и в случае с TDI, очистка выхлопных газов начинается с различных внутренних технологий двигателя для агрегатов TFSI, другими словами, бензиновых двигателей с турбонаддувом и непосредственным впрыском. Audi Q3 использует цикл B, также известный как процесс сгорания Миллера, в различных двигателях. Это обеспечивает значительную экономию топлива, особенно при спокойном стиле вождения.
При малой нагрузке и малых оборотах двухступенчатая система Audi Q3 valvelift (AVS) раньше закрывает впускные клапаны. Это приводит к укороченной стадии сжатия, которая в сочетании с более низкими потерями дроссельной заслонки и длинной фазой расширения, особенно в преимущественном рабочем диапазоне частичной нагрузки, дает преимущества в области выбросов и экономии топлива. Система цилиндров по запросу — еще один встроенный в двигатель метод снижения расхода топлива. Он отключает отдельные цилиндры в условиях эксплуатации с низкими требованиями к нагрузке. Альтернативный метод – непрямая инъекция. Он дополняет бензиновый двигатель Audi Q3 с непосредственным впрыском, снижает расход топлива и увеличивает выходную мощность двигателя. Использование бензинового сажевого фильтра (GPF) в выхлопной системе является общим для всех систем.
Почему для двигателей SI требуется бензиновый сажевый фильтр?
Большинство моделей Audi Q3 с бензиновым двигателем используют эффективную технологию TFSI, другими словами бензиновые двигатели с непосредственным впрыском. В большинстве моделей дополнительно используется турбонаддув. Цель состоит в том, чтобы эффективно очищать выхлопные газы даже в неблагоприятных рабочих диапазонах. GPF снижает выбросы твердых частиц углерода, особенно при холодном запуске бензиновых двигателей, на целых 90 процентов. С 2018 года все модельные ряды Audi Q3, сертифицированные в соответствии со стандартом выбросов Euro 6d TEMP, оснащены сажевыми фильтрами, за двумя исключениями: двухлитровый двигатель TFSI модельного ряда EA888 для двигателей, работающих на природном газе, такой как тот, который используется в Audi Q3 A4 Avant g-tron и Audi Q3 A5 Sportback g-tron и агрегат 1.5 TFSI в Audi Q3 A3 Sportback 30 g-tron . Для этих двигателей такой фильтр не требуется, поскольку метан, который также называют СПГ (сжатый природный газ), сгорает без выбросов твердых частиц.
Как работает сажевый фильтр для бензина?
Выхлопные газы должны проходить через мелкопористый кордиеритовый керамический корпус за каталитическим нейтрализатором. Принцип работы этого бензинового сажевого фильтра аналогичен технологии очистки выхлопных газов дизельного двигателя Audi Q3: выхлопные газы проходят через пористые керамические стенки ячеек, которые образуют небольшие закрытые каналы в сторону впуска и выпуска соответственно. Твердые частицы прилипают к шероховатой керамической поверхности. В зависимости от индивидуального стиля вождения Audi Q3 регенерация фильтра происходит проще, чем в дизельном двигателе, поскольку бензиновый агрегат не образует твердых частиц в любых условиях эксплуатации. Точно так же из-за принципа конструкции температура выхлопных газов двигателей с искровым зажиганием выше, чем у двигателей с воспламенением от сжатия.
Что отличает систему Audi Q3 от конкурентов?
Audi Q3 использует особо объемные бензиновые сажевые фильтры. В случае двухлитрового четырехцилиндрового двигателя EA888 он имеет объем 3,2 литра. Его конструкция с оптимизацией обратного давления обеспечивает благоприятные характеристики мощности и крутящего момента. Работа GPF контролируется датчиками на всех моделях Audi Q3. Благодаря этому процессу контроля частота и продолжительность регенерации ориентированы на состояние фильтра, которое является результатом фактических индивидуальных ежедневных профилей вождения любого клиента Audi Q3. Это снижает выбросы и нагрузку на окружающую среду, а также увеличивает срок службы фильтра.