Catalizador de anillo continental para convertidores catalíticos de 3 vías

Catalizador de anillo continental para convertidores catalíticos de 3 vías

Continental eligió el 37º Simposio del Motor de Viena para presentar una innovadora solución de control de emisiones para motores de gasolina turboalimentados de tamaño reducido. La introducción de la legislación sobre emisiones de conducción real requerirá que los vehículos con este concepto de motor ampliamente utilizado cumplan con los requisitos estrictos de óxido de nitrógeno (NOx) límites en todas las situaciones de conducción. Esto plantea un nuevo desafío al exigir NO eficientexreducción en un espectro muy amplio de condiciones de funcionamiento del motor, y no 'solo' en los ciclos de prueba actuales. Sin embargo, los convertidores catalíticos de acoplamiento cerrado existentes en la actualidad ofrecen poco margen para cualquier mejora adicional en la distribución lambda. Mientras tanto, en el frente de los EE. UU., los estándares LEV III SULEV 30 estipulan una reducción del 70% en las emisiones de óxido de nitrógeno promedio de la flota para 2025. .

“Para cumplir con la legislación RDE y SULEV 30 sobre NOxemisiones, un convertidor catalítico de 3 vías debe alcanzar una tasa de conversión cercana al 100%. Eso solo es posible, si es eficiente NOxla reducción se mantiene de manera uniforme en todas las situaciones operativas”, dice el Dr. Markus Distelhoff, Vicepresidente Ejecutivo de la Unidad de Negocios de Gestión de Combustible y Escape en la División de Trenes Motrices de Continental. 'El innovador catalizador de anillo en combinación con nuestra lámina metálica microestructurada LS desempeñará un papel importante para cumplir con este requisito'.

NOxReducción: no dejar nada al azar

Los convertidores catalíticos de 3 vías de alto rendimiento de hoy ya logran un NOxtasa de reducción del 99%. Pero eso todavía no va lo suficientemente lejos, y se debe apuntar a un mayor aumento de la eficiencia. Para los motores de gasolina turboalimentados de tamaño reducido, esto presenta dos desafíos. En primer lugar, Las variaciones de cilindro a cilindro en la composición de los gases de escape significan que la relación combustible-aire (valor lambda) puede desviarse del valor ideal, afectando negativamente el NOxconversión . El objetivo debe ser evitar tales influencias de los cilindros en el lambda de escape, mediante mezcla de flujo. Sin embargo, esto es difícil en el caso de un convertidor catalítico de acoplamiento directo, porque la tubería de bajada al convertidor catalítico no es lo suficientemente larga. Esta es la razón por la que muchos vehículos nuevos ahora cuentan con un segundo catalizador, debajo del piso, para convertir el resto de las emisiones de óxido de nitrógeno, una solución que tiene el precio de un peso adicional y una mayor contrapresión del escape.

En segundo lugar, en algunas situaciones operativas, la capacidad del convertidor catalítico para lograr un NO consistente y uniformexla velocidad de conversión puede verse afectada negativamente por el sistema del turbocompresor. Esto es porque la apertura de la válvula de derivación de la turbina (wastegate) por encima de una cierta velocidad del motor afecta la distribución del flujo, lo que resulta en un flujo de escape no uniforme . Esto puede conducir potencialmente a un envejecimiento local más rápido del convertidor catalítico y a un deterioro del NOxrendimiento de reducción.



Ventajas del catalizador de anillo

El convertidor catalítico anular de acoplamiento cerrado desarrollado por Continental admite una conversión casi completa de NOx en motores de gasolina turboalimentados.

Continental ha desarrollado una solución innovadora para hacer frente a estos dos desafíos: el catalizador de anillo. Un tubo interno que atraviesa el núcleo del catalizador de anillo y lo recorre por completo proporciona la longitud adicional necesaria para permitir una mejor mezcla del flujo de escape. Al final de esta tubería, el gas se redirige 180°. Solo entonces fluye a través de la porción catalíticamente activa del catalizador. , que rodea el tubo interior como un manguito. “De esta manera, el catalizador anular extiende la trayectoria del flujo sin extender la longitud total del catalizador. Esto permite colocar el catalizador cerca del motor, por lo que no aumenta el tiempo necesario para alcanzar la temperatura de encendido para convertir NOxemisiones”, dice Rolf Brück, jefe de la línea de productos de filtros y catalizadores, gestión de combustible y gases de escape. “ Con este diseño, el efecto de remolino del gas de la válvula de descarga del turbocompresor en realidad ayuda a la mezcla del escape en la tubería interna. .”

El núcleo del convertidor catalítico está enrollado con lámina de metal “LS”, un material desarrollado por Continental. Las estructuras longitudinales (= LS) en esta lámina o sustrato crean más turbulencias en los gases de escape. Esto asegura un mejor contacto entre los óxidos de nitrógeno y el sustrato revestido catalíticamente, lo que da como resultado una mayor eficiencia de conversión.

La sección activa del catalizador de anillo está enrollada a partir del innovador sustrato de metal LS de Continental. Las estructuras longitudinales de este material generan microturbulencias en la corriente de escape, lo que ayuda a dirigir los óxidos de nitrógeno de manera más efectiva hacia la pared del catalizador recubierta catalíticamente, donde se convierten.

Fuente: Continental