Diiselmootoriga sõidukite heitgaaside puhastussüsteem
Diisli heitgaas viitab diiselmootori poolt pärast diisli põletamist eralduvale heitgaasile, mis sisaldab sadu erinevaid ühendeid. See gaasiheide mitte ainult ei lõhna veidralt, vaid põhjustab ka pearinglust, iiveldust ja mõjutab inimeste tervist. Maailma Terviseorganisatsiooni ekspertide sõnul on diiselmootorite heitgaasid väga kantserogeensed ja kuuluvad A-klassi kantserogeenide hulka. Nendeks saasteaineteks on peamiselt lämmastikoksiidid (NOx), süsivesinikud (HC), süsinikmonooksiid (CO) ja tahked osakesed jne, mis juhitakse peamiselt maapinna kaudu ning need saasteained satuvad nina ja suu kaudu hingamisteedesse, põhjustades kahju inimeste tervisele.
Diiselmootorite peamised heitkogused on PM (tahked osakesed) ja NOx, samas kui CO ja HC heitkogused on väiksemad. Diiselmootorite heitgaaside kontrollimine hõlmab peamiselt tahkete osakeste PM ja NO tekke kontrollimist ning PM ja NOx otseheidete vähendamist. Praegu kasutab enamik tehnilisi lahendusi diiselmootoriga sõidukite heitgaaside probleemi lahendamiseks EGR+DOC+DPF+SCR+ASC süsteemi.
EGR
EGR on lühend sõnast Exhaust Gas Recirculation. Heitgaaside retsirkulatsioon tähendab osa mootorist välja lastud heitgaasist tagasisaatmist sisselaskekollektorisse ja värske seguga uuesti silindrisse sisenemist. Kuna heitgaas sisaldab suures koguses polüaatomilisi gaase nagu CO2 ning CO2 ja muud gaasid ei saa põletada, vaid neelavad suure soojuse erivõimsuse tõttu, väheneb segu maksimaalne põlemistemperatuur silindris. , vähendades seeläbi tekkiva NOx kogust.
DOC
DOC täisnimi Diisli oksüdatsioonikatalüsaator on kogu järeltöötlusprotsessi esimene etapp, tavaliselt kolmeastmelise väljalasketoru esimene etapp, mille katalüsaatorikandjaks on tavaliselt väärismetallid või keraamika.
DOC põhiülesanne on oksüdeerida CO ja HC heitgaasis, muutes need mittetoksiliseks ja kahjutuks C02 ja H2O. Samal ajal võib see absorbeerida ka lahustuvaid orgaanilisi komponente ja mõningaid süsinikuosakesi ning vähendada mõningaid tahkete osakeste heitkoguseid. NO oksüdeeritakse NO2-ks (NO2 on ka madalama reaktsiooni lähtegaas). Tuleb märkida, et katalüsaatori valik on tihedalt seotud diisli heitgaasi temperatuuriga, kui temperatuur on alla 150 ° C, siis katalüsaator põhimõtteliselt ei tööta. Temperatuuri tõusuga suureneb heitgaasiosakeste põhikomponentide muundamise efektiivsus järk-järgult. Kui temperatuur on kõrgem kui 350 ° C, on sulfaadi tootmise suure koguse tõttu, kuid see suurendab osakeste heitkoguseid ja sulfaat katab katalüsaatori pinna, et vähendada katalüsaatori aktiivsust ja muundamise efektiivsust, seega on vajatemperatuurianduridDOC sisselasketemperatuuri jälgimiseks, kui DOC sisselasketemperatuur on üle 250 °C, süsivesinikud süttivad tavaliselt, see tähendab piisavat oksüdatsioonireaktsiooni.
DPF
DPF-i täisnimi on Diisli osakeste filter, mis on järeltöötlusprotsessi teine osa ja ühtlasi ka kolmeastmelise väljalasketoru teine osa. Selle põhifunktsioon on PM-osakeste püüdmine ja selle võime PM-i vähendada on umbes 90%.
Osakeste filter võib tõhusalt vähendada tahkete osakeste emissiooni. Esmalt püüab see kinni heitgaasis olevad tahked osakesed. Aja jooksul sadestub DPF-i üha rohkem tahkeid osakesi ja DPF-i rõhuerinevus suureneb järk-järgult. Thediferentsiaalrõhu andur saab seda jälgida. Kui rõhuerinevus ületab teatud künnise, eemaldab see DPF-i regenereerimisprotsessis kogunenud tahkete osakeste. Filtrite regenereerimine tähendab tahkete osakeste järkjärgulist suurenemist püüduris pikaajalise töö käigus, mis võib põhjustada mootori vasturõhu tõusu ja viia mootori jõudluse vähenemiseni. Seetõttu tuleb sadestunud tahked osakesed regulaarselt eemaldada ja püüduri filtreerimisvõime taastada.
Kui temperatuur osakeste püüduris jõuab 550 ℃ ja hapniku kontsentratsioon on suurem kui 5%, ladestunud osakesed oksüdeeruvad ja põlevad. Kui temperatuur on alla 550 ℃, blokeerib liiga palju setet püünise. Thetemperatuuriandur jälgib DPF-i sisselasketemperatuuri. Kui temperatuur ei vasta nõuetele, suunatakse signaal tagasi. Praegu tuleb DPF-i sees temperatuuri tõstmiseks ja osakeste oksüdeerumiseks ja põlemiseks kasutada väliseid energiaallikaid (nagu elektrisoojendid, põletid või mootori töötingimuste muutused).
SCR
SCR tähistab Selective Catalytic Reduction ehk selektiivse katalüütilise reduktsiooni süsteemi lühendit. See on ka viimane sektsioon väljalasketorus. See kasutab redutseeriva ainena karbamiidi ja katalüsaatorit, et reageerida keemiliselt NOx-ga, et muuta NOx N2-ks ja H2O-ks.
SCR-süsteem kasutab suruõhuabiga sissepritsesüsteemi. Karbamiidilahuse toitepumbal on sisseehitatud juhtseade, mis suudab juhtida sisemist karbamiidilahuse toitepumpa ja suruõhu solenoidklappi, et see töötaks vastavalt kehtestatud protseduuridele. Sissepritsekontroller (DCU) suhtleb mootori ECU-ga CAN-siini kaudu, et saada mootori tööparameetrid, ja annab seejärel katalüüsmuundurile temperatuurisignaali, mis põhinebkõrge temperatuuri andur , arvutab karbamiidi sissepritse koguse ja juhib karbamiidilahuse toitepumpa, et süstida CAN-siini kaudu sobiv kogus karbamiidi. Väljalasketoru sees. Suruõhu ülesanne on viia mõõdetud uurea otsikusse, nii et karbamiid saaks pärast läbi düüsi pihustamist täielikult pihustatud.
ASC
ASC Ammonia Slip Catalyst on ammoniaagi libisemiskatalüsaatori lühend. Karbamiidi lekke ja madala reaktsiooni efektiivsuse tõttu võib karbamiidi lagunemisel tekkivat ammoniaaki juhtida otse atmosfääri ilma reaktsioonis osalemata. Selleks on vaja paigaldada ASC-seadmed, et vältida ammoniaagi väljapääsu.
ASC paigaldatakse tavaliselt SCR-i tagumisse otsa ja see kasutab kanduri siseseinal katalüsaatorkatet, näiteks väärismetalle, et katalüüsida REDOX-reaktsiooni, mis reageerib NH3 kahjutuks N2-ks.
Temperatuuri andur
Kasutatakse heitgaasi temperatuuri mõõtmiseks katalüsaatori erinevates asendites, sealhulgas DOC (tavaliselt nimetatakse T4 temperatuuriks), DPF (tavaliselt T5 temperatuuriks), SCR (tavaliselt nimetatakse T6 temperatuuriks) ja katalüsaatori sisselasketemperatuuri mõõtmiseks. väljalasketoru temperatuur (tavaliselt nimetatakse seda temperatuuriks T7). Samal ajal edastatakse vastav signaal ECU-le, mis teostab anduri tagasisideandmete põhjal vastava regenereerimisstrateegia ja karbamiidi süstimise strateegia. Selle toitepinge on 5 V ja temperatuuri mõõtmise vahemik -40 ℃ kuni 900 ℃.
Diferentsiaalrõhu andur
Seda kasutatakse heitgaasi vasturõhu tuvastamiseks DPF-i õhu sisse- ja väljalaskeava vahel katalüüsmuunduris ning vastava signaali edastamiseks ECU-le DPF-i ja OBD-seire funktsionaalseks juhtimiseks. Selle toitepinge on 5 V ja töökeskkonna temperatuur on -40 ~ 130 ℃.
Andurid mängivad diiselmootoriga sõidukite heitgaaside puhastussüsteemides üliolulist rolli, aidates jälgida ja kontrollida heitkoguseid, et täita keskkonnaeeskirju ja parandada õhukvaliteeti. Andurid annavad andmeid heitgaasi temperatuuri, rõhu, hapnikutaseme ja lämmastikoksiidide (NOx) kohta, mida mootori juhtseade (ECU) kasutab põlemisprotsesside optimeerimiseks, kütusesäästlikkuse parandamiseks ja heitgaasitöötluskomponentide eluea pikendamiseks.
Kuna autotööstus keskendub jätkuvalt heitkoguste vähendamisele ja õhukvaliteedi parandamisele, on täiustatud andurite arendamine ja integreerimine nende eesmärkide saavutamiseks ülioluline.