كاهش آلايندگي راه اندازي سرد خودرو به وسيله ذخيره كردن گازهاي خروجي

Cold start emission reduction of the vehicle utilizing exhaust gases storing

با گسترش استفاده از خودرو ها و همچنين افزايش تعداد كارخانه ها و نيروگاه ها، آلودگي هوا را به يكي از بزرگ ترين مشكلات كلان شهرها تبديل كرده است. پس پالايش گر سه كاره قطعه اي در سيستم پس پالايش خودرو ها است، كه آلاينده هاي مضر به محصولاتي بي خطر تبديل مي كند. كاتاليست نياز دارد تا به دمايي در حدود 250 درجه سانتي گراد برسد، براي اين كه كارايي لازم را داشته باشد، اما براي رسيدن به اين دما از هنگام آغاز به كار موتور نيازمند مدتي زمان مي برد. بنابراين بيش تر آلاينده ها نيز در طي همين زمان كه راه اندازي سرد ناميده مي شود، منتشر مي شوند. در اين پژوهش آلاينده ها در هنگام راه اندازي سرد در يك مخزن ذخيره شده و پس از گرم شدن پس پالايش گر، تخليه مي شوند. آلاينده هاي ذخيره شده به پنج روش كه در زمان تخيه باهم تفاوت دارند، تخليه مي شوند. سپس مناسب ترين روش تخليه با توجه نتايج به دست آمده از شبيه سازي و عوامل موثر ديگري از جمله هزينه ساخت، عمل كرد در رانندگي هاي خارج از سيكل و جانمايي در داخل خودرو انتخاب مي شود. بعد از انتخاب روش تخليه، تاثيرات قطعات اضافه شده بر روي سيستم اگزوز نيز بررسي مي شود. نرم افزارهاي GT-Power وCOMSOL براي بررسي تاثيرات قطعات اضافه بر سيستم پس پالايش استفاده شده است. يك كمپرسور 16 بار و يك مخزن 10 ليتري براي سناريو منتخب انتخاب شده است. نتايج كاهش 21/94 درصدي كربن مونواكسيد، 15/19 درصد كاهش در هيدروكربن هاي نسوخته و كاهش 37/28 درصدي اكسيدهاي نيتروژن را براي سيكل جديد رانندگي اروپايي نشان مي دهند. مشاهده شده است كه جريان برگشتي در لوله اگزوز ديده نمي شود و افت فشار قابل صرف نظر كردن است.

Growth of vehicle usage along with increase in the number of factories and power plants turn air pollution into one of the most important issues of metropolises. A three-way catalyst is an equipment in a vehicle after-treatment system that converts harmful emissions to harmless products. Catalyst temperature should reach approximately 250 ̊C in order to perform efficiently, but it takes time to reach this temperature since the engine starts working. Therefore, most vehicle emissions are released during this period which is called the cold-start time. In this research, emissions are stored in the reservoir during cold start and then are released after the catalyst is warmed. The most effective method of emission release after catalyst warm-up is investigated in the present study. The stored emissions are released in five ways which are different at the discharging time. Then the most effective method among them is selected by considering the simulation results and other effectual factors such as manufacturing cost, performance in off-cycle driving, and placing in the vehicle. After specifying the best scenario, the effects of added parts on the exhaust system are also investigated. GT-POWER and COMSOL are used to investigate the effects of additional parts in the after-treatment system. A 16 bar compressor and a 10-liter reservoir are selected for the best scenario. The results show a 21.94 percent CO reduction, 15.19 percent decrease of THC, and 37.28 percent NOx reduction for the NEDC driving cycle. It is observed that the return flow is not seen on the exhaust pipe, and the pressure loss is negligible.