بهینه سازی عملکرد موتور برای گرمایش سریع کاتالیست و کاهش آلایندگی در راه اندازی سرد خودروی هیبرید

گرمایش سریع کاتالیست کانورتر سه راهه در مرحله استارت سرد از مهم ترین چالش ها در کاهش آلایندگی خودروهای بنزینی و هیبریدی محسوب می شود. در این پژوهش با استفاده از موتور EC۵ در اتاق تست مجهز به دینامومتر و سامانه AVL پوما اثر چهار پارامتر کلیدی شامل دور موتور، فشار موثر متوسط ترمزی، زمان بندی جرقه و نسبت هوا به سوخت بر دمای گازهای خروجی، آلاینده هیدروکربن و مصرف سوخت مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمون ها در شرایط پایدار و پس از رسیدن موتور به دمای کاری انجام شدند و داده ها در ۴۸ حالت کاری شامل تغییرات دور و فشار موثر متوسط ترمزی ثبت و تحلیل گردیدند. نتایج نشان داد افزایش دور موتور موجب رشد پیوسته دمای گازهای خروجی و کاهش محسوس آلاینده هیدروکربن شد. در حالی که فقیر کردن مخلوط لامبدا بالاتر از یک باعث افزایش ملایم دما گردید، تاخیر در زمان جرقه تاثیر چشمگیرتری بر افزایش دمای ورودی کاتالیست داشت. هرچند این استراتژی اندکی موجب افزایش مصرف سوخت شد اما بهبود قابل ملاحظه ای در گرمایش گازهای خروجی و کاهش آلاینده ها ایجاد کرد. بررسی اثر فشار موثر متوسط ترمزی موتور نیز بیانگر افزایش غیرخطی دمای گازهای خروجی و مصرف سوخت با افزایش فشار موثر متوسط ترمزی بود. بیشترین تاثیر گرمایی در فشار موثر متوسط ترمزی های پایین مشاهده شد که برای گرمایش سریع کاتالیست اهمیت ویژه دارد. در مجموع، ترکیب بهینه شامل تاخیر محدود جرقه و مخلوط کمی فقیر شرایطی فراهم می کند که ضمن افزایش چشمگیر دمای ورودی کاتالیست، کاهش قابل توجهی در انتشار هیدروکربن و افزایش کنترل شده در مصرف سوخت حاصل شود. این نتایج می تواند به تدوین راهبردهای کنترلی کارآمد برای کاهش آلایندگی در استارت سرد خودروهای هیبریدی کمک کند.

Keywords:

آلاینده استارت سرد , گرمایش , کاتالیست , خودروی هیبرید , بهینه سازی زاویه جرقه , لامبدا