Biofore-konseptiauton selektiivisen pelkistyskatalysaattorijärjestelmän suunnittelu, toteutus ja säätö

Abstract

Työn tavoitteena oli suunnitella ja toteuttaa Biofore-konseptiautoon selektiivinen pelkistys-katalysaattorijärjestelmä sekä vähentää ajoneuvon ajovastuksia niin, että tehtyjen muutos-töiden avulla ajoneuvo saadaan alittamaan EU-tyyppihyväksyntämenetelmän mukaisesti sen rekisteröintiin vaadittavat säänneltyjen päästöjen raja-arvot.

Työssä tutustaan yleisesti dieselmoottorin pakokaasupäästöjen muodostumiseen sekä hal-lintaan, mutta erityisesti keskitytään typenoksidipäästöihin ja niiden selektiiviseen katalyytti-seen pelkistämiseen. Lisäksi työssä kerrotaan selektiivisen pelkistyskatalysaattori- eli SCR-järjestelmän ja sen komponenttien toiminnasta autokäytössä.

Tavoitteisiin päästiin kun ajoneuvo alitti Euro 5b -päästöraja-arvot säädösten mukaisessa päästömittauksessa. Työn tuloksena syntyi täysin säädettävissä oleva nykyaikainen diesel-auton päästöjenhallintajärjestelmä, jota voidaan käyttää Metropolia Ammattikorkeakoulun opetuskäytössä. Lisäksi Biofore on nyt mahdollista rekisteröidä tieliikenteeseen.

Kun tuoretta päästömittaustulosta verrataan ennen SCR-järjestelmän lisäystä tehtyyn mit-taukseen, voidaan järjestelmän todeta olevan hyvin tehokas keino vähentää dieselauton typenoksidipäästöjä. Edelliseen mittaukseen nähden auton muutostöillä saavutettiin noin 81 % pienemmät typenoksidipäästöt.

The objective of this Bachelor’s thesis was to reduce nitrogen oxides (NOX) emissions of the Biofore Concept Car to a level that the car could be registered as a road legal vehicle in Europe. The means to achieve the objective were to design and engineer a selective cata-lytic reduction system in addition to optimize the vehicle dynamics to reduce the road load.

The thesis discusses the regulated exhaust emissions of a diesel-powered car. The focus is on the NOX emissions and their selective catalytic reduction. The thesis describes how a selective catalytic reduction (SCR) system functions and how it can be implemented on a passenger car.

The objective was reached as the car successfully passed an official emissions test with Euro 5b emission standard limits. The SCR system worked as expected and provided a decrease of approximately 81 % in the car’s NOX emissions compared to a similar test car-ried out before the modifications.

The system is fully adjustable and can be used as educational equipment in Helsinki Metropolia University of Applied Sciences. Also, the car is now road legal in regard to its exhaust emissions. In conclusion, the SCR system can be found as a very effective way to reduce the NOX emissions of a diesel-powered car.