מערכת לטיפול בפליטות רכב דיזל
פליטת דיזל מתייחסת לגז הפליטה הנפלט ממנוע הדיזל לאחר שריפת סולר, המכיל מאות תרכובות שונות. פליטת הגז הזו לא רק מדיפה ריח מוזר, אלא גם גורמת לאנשים סחרחורת, בחילה ומשפיעה על בריאותם של אנשים. לדברי מומחים מארגון הבריאות העולמי, פליטת מנועי דיזל מסרטן מאוד והוא רשום כמסרטן Class A. מזהמים אלו כוללים בעיקר תחמוצות חנקן (NOx), פחמימנים (HC), פחמן חד חמצני (CO) וחלקיקים וכו', הנפלטים בעיקר דרך הקרקע, ומזהמים אלו חודרים לדרכי הנשימה דרך האף והפה, וגורמים לכך. פגיעה בבריאות האדם.
הפליטות העיקריות של מנועי דיזל הן PM (חלקיקים) ו-NOx, בעוד שפליטת CO ו-HC נמוכה יותר. שליטה בפליטת פליטת מנועי דיזל כוללת בעיקר שליטה בייצור של חלקיקים PM ו-NO, והפחתת הפליטה הישירה של PM ו-NOx. נכון לעכשיו, על מנת לפתור את בעיית הפליטה של רכבי דיזל, רוב הפתרונות הטכניים מאמצים מערכת EGR+DOC+DPF+SCR+ASC.
EGR
EGR הוא קיצור של Exhaust Gas Recirculation. מחזור גזי פליטה מתייחס להחזרת חלק מגז הפליטה שנפלט מהמנוע לסעפת היניקה וכניסה שוב לצילינדר עם תערובת טרייה. מכיוון שגז הפליטה מכיל כמות גדולה של גזים פוליאטומיים כגון CO2, ו-CO2 וגזים אחרים אינם ניתנים לשריפה אלא סופגים כמות גדולה של חום בשל יכולת החום הסגולית הגבוהה שלהם, טמפרטורת הבעירה המרבית של התערובת בצילינדר מופחתת. , ובכך להפחית את כמות ה-NOx שנוצרת.
DOC
DOC שם מלא זרז חמצון דיזל, הוא השלב הראשון בכל תהליך שלאחר הטיפול, בדרך כלל השלב הראשון של צינור הפליטה תלת השלבים, בדרך כלל עם מתכות יקרות או קרמיקה כמנשא הזרז.
תפקידו העיקרי של DOC הוא לחמצן את CO ו-HC בגז הפליטה, ולהמיר אותו ל-C02 ו-H2O לא רעילים ולא מזיקים. במקביל, הוא יכול גם לספוג רכיבים אורגניים מסיסים וכמה חלקיקי פחמן, ולהפחית חלק מהפליטות של PM. NO מתחמצן ל-NO2 (NO2 הוא גם גז המקור של התגובה התחתונה). יש לציין כי בחירת הזרז קשורה קשר הדוק לטמפרטורת הפליטה של הדיזל, כאשר הטמפרטורה מתחת ל-150 מעלות צלזיוס, הזרז בעצם לא עובד. עם עליית הטמפרטורה, יעילות ההמרה של הרכיבים העיקריים של חלקיקי הפליטה עולה בהדרגה. כאשר הטמפרטורה גבוהה מ-350 מעלות צלזיוס, בגלל הכמות הגדולה של ייצור סולפט, אך מגבירים את פליטת החלקיקים, והסולפט יכסה את פני הזרז כדי להפחית את הפעילות ויעילות ההמרה של הזרז, ולכן הצורךחיישני טמפרטורהכדי לפקח על טמפרטורת צריכת DOC, כאשר טמפרטורת צריכת DOC מעל 250 מעלות צלזיוס פחמימנים בדרך כלל מציתים, כלומר, תגובת חמצון מספקת.
DPF
השם המלא של DPF הוא מסנן חלקיקים דיזל, שהוא החלק השני בתהליך שלאחר הטיפול וגם החלק השני של צינור הפליטה התלת-שלבי. תפקידו העיקרי הוא ללכוד חלקיקי PM, ויכולתו להפחית PM היא כ-90%.
מסנן חלקיקים יכול להפחית ביעילות את פליטת החלקיקים. תחילה הוא לוכד חומר חלקיקי בגז הפליטה. עם הזמן, יותר ויותר חומר חלקיקי יושקע ב-DPF, והפרש הלחצים של ה-DPF יגדל בהדרגה. החיישן לחץ דיפרנציאלי יכול לפקח על זה. כאשר הפרש הלחץ עולה על סף מסוים, זה יגרום לתהליך התחדשות DPF להסיר חומר חלקיקי שהצטבר. התחדשות המסננים מתייחסת לעלייה הדרגתית של חלקיקים במלכודת במהלך פעולה ארוכת טווח, מה שעלול לגרום לעלייה בלחץ האחורי של המנוע ולהוביל לירידה בביצועי המנוע. לכן, יש צורך להסיר באופן קבוע את החומר החלקיקי שהופקד ולשחזר את ביצועי הסינון של המלכודת.
כאשר הטמפרטורה במלכודת החלקיקים מגיעה ל-550 ℃ וריכוז החמצן גדול מ-5%, החלקיקים המושקעים יתחמצנו ויישרפו. אם הטמפרטורה נמוכה מ-550 ℃, יותר מדי משקעים יחסמו את המלכודת. החיישן טמפרטורה מנטר את טמפרטורת הכניסה של ה-DPF. כאשר הטמפרטורה אינה עומדת בדרישות, האות יוזן בחזרה. בשלב זה, יש להשתמש במקורות אנרגיה חיצוניים (כגון תנורי חימום חשמליים, מבערים או שינויים בתנאי פעולת המנוע) כדי להגביר את הטמפרטורה בתוך ה-DPF ולגרום לחלקיקים להתחמצן ולהישרף.
SCR
SCR ראשי תיבות של Selective Catalytic Reduction, קיצור של Selective Catalytic Reduction system. זה גם הקטע האחרון בצינור הפליטה. הוא משתמש באוריאה כחומר המפחית ומשתמש בזרז כדי להגיב כימית עם NOx כדי להמיר NOx ל- N2 ו- H2O.
מערכת SCR משתמשת במערכת הזרקה עם סיוע באוויר דחוס. למשאבת אספקת תמיסת אוריאה יש התקן בקרה מובנה שיכול לשלוט על משאבת אספקת תמיסת אוריאה הפנימית ושסתום סולנואיד אוויר דחוס לעבוד על פי הנהלים שנקבעו. בקר ההזרקה (DCU) מתקשר עם ECU המנוע דרך אפיק ה-CAN כדי לקבל את פרמטרי פעולת המנוע, ולאחר מכן נותן את אות הטמפרטורה של הממיר הקטליטי על סמךחיישן טמפרטורה גבוהה , מחשב את כמות הזרקת האוריאה, ושולט במשאבת אספקת תמיסת האוריאה כדי להזריק את הכמות המתאימה של אוריאה דרך אפיק ה-CAN. בתוך צינור הפליטה. תפקידו של אוויר דחוס הוא לשאת את האוריאה הנמדדת אל הזרבובית, כך שניתן יהיה לפרוס את האוריאה במלואה לאחר ריסוס דרך הזרבובית.
ASC
ASC Ammonia Slip Catalyst הוא קיצור של זרז החלקת אמוניה. עקב דליפת אוריאה ויעילות תגובה נמוכה, אמוניה המופקת על ידי פירוק אוריאה עשויה להשתחרר ישירות לאטמוספירה מבלי להשתתף בתגובה. זה מצריך התקנה של התקני ASC כדי למנוע בריחת אמוניה.
ה-ASC מותקן בדרך כלל בקצה האחורי של ה-SCR, והוא משתמש בציפוי זרז כגון מתכות יקרות על הדופן הפנימית של המנשא כדי לזרז את תגובת REDOX, המגיבה NH3 ל-N2 לא מזיק.
חיישן טמפ'
משמש למדידת טמפרטורת הפליטה במיקומים שונים על הזרז, כולל טמפרטורת היניקה של DOC (המכונה בדרך כלל טמפרטורת T4), DPF (המכונה בדרך כלל טמפרטורת T5), SCR (המכונה בדרך כלל טמפרטורת T6), וזרז טמפרטורת צינור הפליטה (המכונה בדרך כלל טמפרטורת T7). במקביל, האות המתאים מועבר ל-ECU, אשר מבצע את אסטרטגיית ההתחדשות המתאימה ואסטרטגיית הזרקת אוריאה על סמך נתוני המשוב מהחיישן. מתח אספקת החשמל שלו הוא 5V, וטווח מדידת הטמפרטורה הוא בין -40 ℃ ל-900 ℃.
חיישן לחץ דיפרנציאלי
הוא משמש לאיתור לחץ האחורי של הפליטה בין כניסת האוויר והיציאה של DPF בממיר הקטליטי, ולשדר את האות המתאים ל-ECU עבור בקרה פונקציונלית של ניטור ה-DPF וה-OBD. מתח אספקת החשמל שלו הוא 5V, וסביבת העבודה הטמפרטורה היא -40 ~ 130 ℃.
חיישנים ממלאים תפקיד חיוני במערכות לטיפול בפליטות רכבי דיזל, ועוזרים בניטור ובקרה של פליטות כדי לעמוד בתקנות הסביבתיות ולשפר את איכות האוויר. חיישנים מספקים נתונים על טמפרטורת פליטה, לחץ, רמות חמצן ותחמוצות חנקן (NOx), שבהן משתמשת יחידת בקרת המנוע (ECU) כדי לייעל את תהליכי הבעירה, לשפר את יעילות הדלק ולהאריך את החיים של רכיבי טיפול בפליטות.
מכיוון שתעשיית הרכב ממשיכה להתמקד בהפחתת פליטות ושיפור איכות האוויר, פיתוח ושילוב חיישנים מתקדמים הם קריטיים להשגת יעדים אלו.