Systém úpravy výfukových plynů dieselových vozidel
Dieselové výfukové plyny jsou výfukové plyny emitované vznětovým motorem po spálení nafty, které obsahují stovky různých sloučenin. Tato emise plynu nejen divně zapáchá, ale také způsobuje, že lidé mají závratě, nevolnost a ovlivňují lidské zdraví. Podle odborníků ze Světové zdravotnické organizace jsou výfukové plyny vznětových motorů vysoce karcinogenní a jsou zařazeny mezi karcinogeny třídy A. Mezi tyto znečišťující látky patří především oxidy dusíku (NOx), uhlovodíky (HC), oxid uhelnatý (CO) a pevné částice atd., které jsou vypouštěny převážně v blízkosti země, a tyto znečišťující látky se dostávají do dýchacích cest nosem a ústy a způsobují poškození lidského zdraví.
Hlavními emisemi vznětových motorů jsou PM (částice) a NOx, zatímco emise CO a HC jsou nižší. Řízení emisí výfukových plynů vznětových motorů zahrnuje především řízení tvorby pevných částic PM a NO a snižování přímých emisí PM a NOx. V současné době za účelem vyřešení problému výfukových plynů dieselových vozidel využívá většina technických řešení systém EGR+DOC+DPF+SCR+ASC.
EGR
EGR je zkratka pro Exhaust Gas Recirculation. Recirkulace výfukových plynů znamená vracení části výfukových plynů vypouštěných z motoru do sacího potrubí a vstupujících opět do válce s čerstvou směsí. Vzhledem k tomu, že výfukové plyny obsahují velké množství víceatomových plynů, jako je CO2, a CO2 a další plyny nelze spálit, ale absorbují velké množství tepla díky své vysoké měrné tepelné kapacitě, je maximální spalovací teplota směsi ve válci snížena. , čímž se sníží množství generovaných NOx.
DOC
DOC plný název Dieselový oxidační katalyzátor, je prvním krokem celého procesu dodatečné úpravy, obvykle prvním stupněm třístupňového výfukového potrubí, obvykle s drahými kovy nebo keramikou jako nosičem katalyzátoru.
Hlavní funkcí DOC je oxidovat CO a HC ve výfukových plynech a přeměňovat je na netoxický a neškodný C02 a H2O. Současně může také absorbovat rozpustné organické složky a některé uhlíkové částice a snížit některé emise PM. NO se oxiduje na NO2 (NO2 je také zdrojový plyn nižší reakce). Nutno podotknout, že výběr katalyzátoru úzce souvisí s teplotou výfukových plynů nafty, když je teplota pod 150 °C, katalyzátor v podstatě nefunguje. S rostoucí teplotou se postupně zvyšuje účinnost přeměny hlavních složek výfukových částic. Když je teplota vyšší než 350 °C, kvůli velkému množství produkce síranu, ale zvyšují emise částic a síran pokryje povrch katalyzátoru, aby se snížila aktivita a účinnost konverze katalyzátoru, takže je potřebateplotní senzoryke sledování teploty sání DOC, když teplota na sání DOC nad 250 °C normálně vznítí uhlovodíky, to znamená dostatečnou oxidační reakci.
DPF
Celý název DPF je Diesel Particle Filter, což je druhá část procesu dodatečné úpravy a zároveň druhá sekce třístupňového výfukového potrubí. Jeho hlavní funkcí je zachycovat částice PM a jeho schopnost redukovat PM je asi 90 %.
Filtr částic může účinně snížit emise pevných částic. Nejprve zachytí částice ve výfukových plynech. Postupem času se bude v DPF ukládat stále více pevných částic a tlakový rozdíl DPF se bude postupně zvyšovat. Thesnímač diferenčního tlaku může to sledovat. Když tlakový rozdíl překročí určitou prahovou hodnotu, způsobí proces regenerace DPF odstranění nahromaděných částic. Regenerací filtrů se rozumí postupný nárůst pevných částic v lapači při dlouhodobém provozu, což může způsobit zvýšení protitlaku motoru a vést ke snížení výkonu motoru. Proto je nutné pravidelně odstraňovat usazené částice a obnovovat filtrační výkon lapače.
Když teplota v lapači částic dosáhne 550 ℃ a koncentrace kyslíku je vyšší než 5 %, usazené částice zoxidují a shoří. Pokud je teplota nižší než 550 ℃, příliš mnoho sedimentu zablokuje past. Thesenzor teploty sleduje teplotu sání DPF. Když teplota nesplňuje požadavky, signál bude vrácen zpět. V tuto chvíli je třeba použít externí zdroje energie (jako jsou elektrické ohřívače, hořáky nebo změny provozních podmínek motoru), aby se zvýšila teplota uvnitř DPF a způsobily oxidaci a spalování částic.
SCR
SCR je zkratka pro Selective Catalytic Reduction, což je zkratka pro Selective Catalytic Reduction system. Je to také poslední sekce ve výfukovém potrubí. Používá močovinu jako redukční činidlo a používá katalyzátor k chemické reakci s NOx za účelem přeměny NOx na N2 a H2O.
Systém SCR využívá vstřikovací systém s pomocí stlačeného vzduchu. Čerpadlo pro přívod roztoku močoviny má vestavěné ovládací zařízení, které může ovládat vnitřní čerpadlo přívodu roztoku močoviny a solenoidový ventil stlačeného vzduchu tak, aby fungovaly podle zavedených postupů. Ovladač vstřikování (DCU) komunikuje s ECU motoru přes sběrnici CAN, aby získal provozní parametry motoru, a poté dává signál teploty katalyzátoru na základěsnímač vysoké teploty , vypočítá vstřikované množství močoviny a ovládá čerpadlo přívodu roztoku močoviny, aby vstřikovalo příslušné množství močoviny přes sběrnici CAN. Uvnitř výfukového potrubí. Funkcí stlačeného vzduchu je dopravit měřenou močovinu do trysky, aby mohla být močovina po rozprášení tryskou plně rozprášena.
ASC
ASC Ammonia Slip Catalyst je zkratka pro amoniakový katalyzátor. Kvůli úniku močoviny a nízké účinnosti reakce může být amoniak produkovaný rozkladem močoviny vypouštěn přímo do atmosféry bez účasti na reakci. To vyžaduje instalaci zařízení ASC, aby se zabránilo úniku čpavku.
ASC je obecně instalován na zadním konci SCR a používá povlak katalyzátoru, jako jsou drahé kovy na vnitřní stěně nosiče, aby katalyzoval REDOX reakci, která přemění NH3 na neškodný N2.
Teplotní senzor
Používá se k měření teploty výfukových plynů v různých polohách na katalyzátoru, včetně teploty sání DOC (obvykle označovaná jako teplota T4), DPF (obvykle označovaná jako teplota T5), SCR (obvykle označovaná jako teplota T6) a katalyzátoru teplota výfuku (obvykle označovaná jako teplota T7). Současně je odpovídající signál přenesen do ECU, která na základě zpětnovazebních dat ze senzoru provede odpovídající strategii regenerace a strategii vstřikování močoviny. Jeho napájecí napětí je 5V a rozsah měření teploty je mezi -40 ℃ a 900 ℃.
Snímač diferenčního tlaku
Slouží k detekci protitlaku výfukových plynů mezi vstupem a výstupem vzduchu DPF v katalyzátoru a k přenosu odpovídajícího signálu do ECU pro funkční řízení monitorování DPF a OBD. Jeho napájecí napětí je 5V a pracovní prostředí má teplotu -40~130℃.
Senzory hrají zásadní roli v systémech úpravy výfukových plynů dieselových vozidel, pomáhají monitorovat a kontrolovat emise, aby byly splněny ekologické předpisy a zlepšila se kvalita ovzduší. Senzory poskytují údaje o teplotě výfukových plynů, tlaku, hladinách kyslíku a oxidech dusíku (NOx), které řídicí jednotka motoru (ECU) využívá k optimalizaci spalovacích procesů, zlepšení účinnosti paliva a prodloužení životnosti komponent pro úpravu výfukových plynů.
Vzhledem k tomu, že se automobilový průmysl nadále zaměřuje na snižování emisí a zlepšování kvality ovzduší, je pro dosažení těchto cílů zásadní vývoj a integrace pokročilých senzorů.