Technická univerzita v Liberci Fakulta strojní Katedra vozidel a motorů (KVM) Výzkumné centrum spalovacích motorů a automobilů Josefa Božka
Nízkoemisní autobusový motor ML 637 NGS na zemní plyn (Dokončení vývoje motoru jeho homologací z hlediska škodlivých výfukových emisí)
Autor zprávy: doc. Ing. Josef Laurin, CSc. Vedoucí VCJB: Prof. Ing. Stanislav Beroun, CSc. Vedoucí katedry: doc. Ing. Celestýn Scholz, Ph.D.
Číslo zprávy: SM 602/2008
Liberec, prosinec 2008
1. ÚVOD Plynná paliva lze v zážehových motorech spalovat v širokém rozmezí bohatosti palivových směsí, kterým musí být přizpůsobeny konstrukční parametry motoru a jeho příslušenství. Poměrně nízké množství plynných škodlivin obsahují výfukové plyny motorů spalujících stechiometrickou palivovou směs, u kterých se obsah plynných škodlivin snižuje oxidací CO a HC a redukcí NOX pomocí třísložkového katalyzátoru. Tyto motory dosahují přijatelných výkonových parametrů i bez přeplňování, při měrné spotřebě paliva nelišící se příliš od spotřeby paliva motorů spalujících směsi chudé. Uspořádání motoru a rozsah a náročnost jeho příslušenství jsou ovlivněny požadavky na provozní parametry motoru, v neposlední řadě požadavky na úroveň škodlivých emisí – např. k tvorbě palivové směsi může být motor vybaven jednoduchým směšovačem nebo i složitějším a nákladnějším systémem s elektronicky řízeným vefukováním plynu do sání, případně do válců motoru. Motor ML 637 NGS, vycházející z konstrukce původního naftového motoru Škoda Liaz ML 637, vyvinutý na Technické univerzitě v Liberci, je nepřeplňovaný plynový zážehový motor na zemní plyn, spalující stechiometrickou palivovou směs tvořenou ve směšovači, vybavený systémem elektronické regulace bohatosti směsi a katalytickým reaktorem s třísložkovým katalyzátorem. Motor má menší měrné emise výfukových škodlivin zjišťované podle předpisu EHK č. 49 při testu ETC, než připouští emisní limity EURO V a EURO EEVs *). . 2. USPOŘÁDÁNÍ MOTORU ML 637 NGS S PŘÍSLUŠENSTVÍM Schematické uspořádání motoru s příslušenstvím je na obr. 1. Stlačený NG přichází z nádrží do regulátoru tlaku plynu a dále do směšovače, kde se tvoří palivová směs. Její množství přiváděné do motoru se ovládá škrticí klapkou. Udržování stechiometrické palivové směsi ve všech režimech chodu motoru zajišťuje elektronická řídicí jednotka s lambda-sondou prostřednictvím válcového šoupátka (odměřujícího potřebné množství plynu přiváděného do směšovače) umístěného mezi regulátorem tlaku a směšovačem. Šoupátko je ovládáno krokovým motorem. Ve výfukovém potrubí je instalován třísložkový katalyzátor. Příslušenství motoru ML 637 NGS je specifikováno v tabulce T1.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Pozn. *) Osvědčení o udělení homologace typu motoru poháněného zemním plynem č. 49 RH – 05 49970 z hlediska emisí škodlivin podle předpisu EHK č. 49 vydalo 11.7.2008 Ministerstvo dopravy ČR. Homologační zkouška byla provedena v TÜV SÜD Auto CZ, s.r.o. Viz kopii osvědčení v příloze.
Tabulka T1 Příslušenství plynového motoru ML 637 NGS Příslušenství
Typ
Regulátor tlaku plynu
O.M.V.L. R 89/E
Směšovač se škrticí klapkou
TUL
Elektrické zapalování
MAGNETON
Zapalovací svíčky
Champion RC78PYP15
Elektronická řídicí jednotka
VOILA PLUS
Šoupátko odměřování plynu
O.M.V.L.
Lambda sonda
BOSCH LSH 25
Třísložkový katalyzátor
KARSIT KEMIRA 111-8400-020
3. KONSTRUKČNÍ A PROVOZNÍ PARAMETRY MOTORU ML 637 NGS V tabulce T2 jsou uvedeny hlavní konstrukční a provozní parametry šestiválcového naftového autobusového motoru ML 637 a plynového motoru. Motory mají vrtání válců 130 mm, zdvih pístů 150 mm, obsah válců 11,95 dm3. Pohled na motor při homologační zkoušce v TÜV SÜD Auto CZ zachycuje obr. 2. Vnější otáčková charakteristika motoru ML 637 NGS je na obr. 3.
Tabulka T2 Konstrukční a provozní parametry naftových autobusových motorů a plynového autobusového motoru Typ motoru
Jedn.
Palivo
ML 637
ML 637 NGS
nafta
zemní plyn
Palivová směs
stechio
Kompresní poměr
15
13
TBD, chladič
směšovač, škrticí klapka
TBD, oxidač. katal. tlumič hluku
třísložk. katal. tlumič hluku
175
180
min
2000
2200
Max. toč. moment
Nm
1050
880
Otáčky při Mt max
min
1400
1000
Sací trakt Výfukový trakt Výkon jmen. Otáčky jmen.
kW -1
-1
Obr. 2 Motor při homologační zkoušce v TÜV SÜD Auto CZ, s.r.o.
Obr. 3 Vnější otáčková charakteristika motoru ML 637 NGS
4. ZÁVĚR Motor ML 637 NGS je podle „Metodiky hodnocení výsledků výzkumu a vývoje v roce 2008“ vydané Úřadem vlády ČR pod č. j. 10810/2008-RVV, technicky realizovatelným výsledkem a pod označením TG180AHNXEE se vyrábí v TEDOM, s.r.o., divize Motory, Jablonec nad Nisou.
PŘÍLOHA
