بررسي تأثير فني و اقتصادي تعويض مبدل كاتاليستي خودروهاي سواري تهران با كاتاليست هاي نو

كارشناسي ارشد

در حال حاضر طبق تحقيقات انجام شده 70 درصد از سهم آلايندگي در شهر تهران، متعلق به خودروها است. از اين ميان 45 درصد مربوط به خودروهاي سواري است همچنين 24 درصد خودروهاي سواري در حال تردد در اين كلان شهر، عمري بالاي ده سال دارند. در اين حال است كه يك خودروي فرسوده حداقل بيش از 10 برابر يك خودروي نو، آلايندگي ايجاد مي كند. يكي از كنترل كننده هاي قوي آلايندگي در خودروهاي در حال تردد، مبدل هاي كاتاليستي مي باشد كه معمولاً بايد پس از 80 هزار كيلومتر پيمايش، تعويض شوند تا بتوانند عملكرد مناسبي ارائه دهند. اما در عمل مصرف كنندگان بدون توجه به اثرات زيست محيطي ادامه مي دهند. در اين تحقيق با توجه به اثرات زيست محيطي ادامه تردد خودروها با مبدل فرسوده، با استفاده از معادل سازي مضرات زيست محيطي با هزينه مالي، بررسي اقتصادي براي تعيين زمان مناسب تعويض اين مبدل ها با مبدل نو ارائه گرديده است. براي انجام اين تحقيق با توجه به اين كه 24 درصد از خودروهاي در حال تردد خودروي پژو 405 و سمند با موتور XU7 مي باشد، مطالعات با مدل سازي اين موتور در نرم افزار GT-Power بر روي خودروي پژو 405 ادامه يافت. براي اين منظور موتور مبنا در سه حالت نو، نيمه فرسوده و كاملاً فرسوده براي تعيين گشتاور، توان، مصرف سوخت و انواع آلايندگي مدل شد. بايد توجه داشت وقتي كه مبدل كاتاليستي فرسوده مي شود، علاوه بر افزايش آلايندگي ناشي از عملكرد ضعيف¬تر مبدل، به علت گرفتگي مبدل، فشار انتهايي موتور تا 42 درصد در حالت كاملاً فرسوده افزايش يافته و عملاً گشتاور بيشينه موتور تا 20 درصد كاهش مي يابد. در اين حالت راننده ناچار است براي رسيدن به سرعت مطلوب خود، پدال گاز را بيشتر فشار دهد و نتيجه آن افزايش مصرف سوخت در سرعت مساوي در حالت فرسوده است. لذا در اين پژوهش ابتدا رفتار موتور در سه حالت فوق براي زواياي مختلف دريچه گاز، با فرض شبه پايا بودن عملكرد موتور، مدل شدند و سپس مصرف سوخت براي دنبال كردن سيكل رانندگي مبنا در سه حالت فوق محاسبه شدند. پژوهش نشان داد كه مصرف سوخت به ترتيب 9 و 12 درصد و ميزان غلظت آلايندگي به ترتيب 63 و 75 درصد براي حالت نيمه فرسوده و كاملاً فرسوده افزايش مي يابد. با استغاده از معيارهاي اقتصادي بين المللي براي معادل سازي اقتصادي مضرات آلايندگي، نشان داده شد كه براي خودروي مبنا، پس از سال پنجم تعويض مبدل كاتاليستي در سناريوهاي مختلف از نظر اقتصادي به صرفه است.

191231

دانشگاه علم و صنعت ايران

سيستم محركه

دكتر اميرحسن كاكايي