Разработан процесс получения блочных пористых проницаемых каталитических фильтров с заданными свойствами как по размерам и упорядоченности пор, так и по предназначению, по типу реакций при нейтрализации газов сложного состава. Процесс получения блочных пористых проницаемых каталитических фильтров является развитием работ по использованию самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС-технологий).

На основе блочных каталитических фильтров создана гамма устройств каталитических нейтрализаторов для дизелей автомобилей, тракторов и дорожной техники, защищенных патентами Российской Федерации. Ряд устройств прошел стендовые и дорожные испытания. В настоящей статье представлены результаты сравнительных испытаний каталитических нейтрализаторов для дизелей КамАЗ, устанавливаемых на автомобилях, эксплуатируемых в условиях с ограниченным воздухообменом. Учитывая, что современные дизели КамАЗ уже удовлетворяют нормам ЕВРО-I, использование на них каталитических нейтрализаторов позволит им удовлетворять требованиям норм ЕВРО-II.

Сравнительные испытания дизелей КамАЗ-740 проведены по нагрузочным и скоростным характеристикам, а также на определение эффективности каталитической нейтрализации при наработке двигателем до 280 часов на режиме максимальной мощности.

В систему выпусков отработавших газов дизеля КамАЗ, установленного на стенде и оборудованного измерительной аппаратурой согласно ГОСТ 14846-81 и дооборудованного аппаратурой по ГОСТ 17.2.2.01-84 и ОСТ 37.001.234-81, монтировались на расстоянии 2,20 от выпускных коллекторов два типа каталитических нейтрализаторов конструкции АлтГТУ им. И.И. Ползунова: комбинированный нейтрализатор с окислительным блоком с "кипящим" или псевдосжиженным слоем окисного катализатора ШПК-0,5 (платинового) и восстановительным пористым проницаемым каталитическим блоком, выполненным по СВС - технологии (КНКС); двухступенчатый нейтрализатор с пористыми проницаемыми каталитическими элементами, выполненными по СВС - технологии (ПКЭН).

Результаты испытаний, проведенных по нагрузочной характеристике по ГОСТ при 2600 мин^-I, показали, что при использовании нейтрализатора КНКС выбросы окислов азота (По_х) по нагрузочной характеристике снижаются с 3,82г/м³ (Р_е=0,03Мпа)... 11,62г/м³ (Р_е=0,55Мпа)... 9,49г/м³ (Р_е=0,77Мпа) до 3,61... 6,92... 5,54г/м³ соответственно или примерно на 3... 41... 42%. При использовании нейтрализатора ПКЭН выбросы No_х по нагрузочной характеристике снижаются при тех же значениях Р_е до 3,23... 6,52... 4,61г/м³ соответственно, что составляет примерно 13... 44... 53%.

Снижение выбросов твердых частиц (ТЧ) наблюдалось при указанных выше значениях среднего эффективного давления по нагрузочной характеристике при использовании нейтрализатора КНКС на 50... 28... 61%, а при использовании нейтрализатора ПКЭН - на 75... 45... 63%.

Снижение выбросов углеводородов (С_хН_у) для тех же значений среднего эффективного давления составило при использовании нейтрализатора КНКС - 64... 33... 27%, а в случае применения нейтрализатора ПКЭН - 72... 53... 54%.

Противодавление выпуску в случае применения указанных нейтрализаторов не превышало 650... 600 мм. вод. ст., что не приводило к заметному увеличению расхода топлива.

Эффективность применения каталитических нейтрализаторов подтверждена и при испытании дизеля КамАЗ по внешней скоростной характеристике. Обнаружено, что при использовании нейтрализатора КНКС происходит снижение выбросов С_хН_у с 3,12... 1,21г/м³ до 1,96... 0,83г/м³ , или на 37... 32%, а при использовании нейтрализатора ПКЭН - на 45... 42%. Сравнительно низкая эффективность снижения выбросов С_хН_у объясняется низкими температурами отработавших газов, составляющими в местах установки нейтрализаторов 150... 250⁰С. В то время, как известно, согласно закону Гесса, при увеличении температуры на каждые 10⁰ С скорости реакции возрастают в 2... 4 раза. При установке нейтрализаторов ближе к выпускным коллекторам эффективность очистки от С_хН_у может быть повышена. Но этого нельзя делать по причине невозможности компоновки нейтрализаторов на автомобилях КамАЗ. Эффективность нейтрализации СО в случае применения нейтрализатора КНКС составила 69... 77%, а нейтрализатора ПКЭН - 78... 73%.