Studium pasywnej regeneracji filtrów cząstek stałych w silnikach o zapłonie samoczynnym

Praca dotyczy syntetycznego ujęcia doboru właściwości materiałowych układów katalitycznych do stworzenia współzależnych systemów oczyszczania gazów wylotowych, w aspekcie ograniczania emisji cząstek stałych, z jednoczesnym zwiększeniem sprawności regeneracji pasywnej filtra cząstek stałych. Realizacja tego zagadnienia jest rezultatem pozytywnych wyników badań chemicznych, na hamowni silnikowej oraz drogowych w rzeczywistych warunkach ruchu. Porównano różnice między rozkładem wymiarowym i masowym cząstek stałych emitowanych z pojazdów w rzeczywistym ruchu, celem identyfikacji wejściowych założeń do analizy fizykochemicznych próbek cząstek stałych.

Uwzględniono wpływ wybranych czynników technicznych od strony zmiennych limitów emisji określonych przepisami toksyczności gazów wylotowych. Opisano chemicznie próbki cząstek stałych w ujęciu wpływu występujących zjawisk w układzie wylotowym silnika na procesy niekatalitycznego i katalitycznego utleniania. Sklasyfikowano emitowane cząstki stałe w zależności od konstrukcji silnika spalinowego i konkretnych limitów emisji. Utlenianie cząstek stałych uzupełniono badaniami wpływu zmian poregeneracyjnych w filtrze na zmianę warunków fizykochemicznych reakcji katalitycznych.

Rozwinięciem podjętej problematyki było opracowanie metodologii otrzymywania materiałów wyjściowych do tworzenia materiałowych układów katalitycznych. Stworzono eksperymentalne nanostruktury złożone w konfiguracjach umożliwiających wzrost selektywności na wybrane reakcje utleniające oraz wytrzymałości na zjawisko kruchego pękania. Poprawność założeń wstępnych dla eksperymentalnych materiałowych układów katalitycznych zweryfikowano na hamowni silnikowej. Weryfikacja pozwoliła na dokonanie analizy parametrów systemów katalitycznych. Wynikiem była propozycja dobrania wielkości fizykochemicznych, mogących przyczynić się do zwiększenia efektywności badanych materiałowych układów katalitycznych.

Zaproponowany eksperymentalny system katalityczny posłużył do weryfikacji końcowych właściwości otrzymanych materiałowych układów katalitycznych. dokonano porównania eksperymentalnego systemu katalitycznego i systemów komercyjnych w badaniach na hamowni silnikowej oraz testów drogowych. Ponadto, opierając się na opracowanej metodyce, przeprowadzono starzenie nośnika eksperymentalnego pod kątem badania trwałości na zjawisko kruchego pękania.