Hệ thống xử lý khí thải xe diesel
Khí thải diesel là khí thải do động cơ diesel thải ra sau khi đốt cháy động cơ diesel, chứa hàng trăm hợp chất khác nhau. Khí thải này không chỉ có mùi lạ mà còn khiến người ta hoa mắt, buồn nôn, ảnh hưởng đến sức khỏe. Theo các chuyên gia của Tổ chức Y tế Thế giới, khí thải động cơ diesel có khả năng gây ung thư cao và được liệt vào loại chất gây ung thư loại A. Các chất ô nhiễm này chủ yếu bao gồm oxit nitơ (NOx), hydrocarbon (HC), carbon monoxide (CO) và các hạt vật chất, v.v., chủ yếu được thải ra gần mặt đất và các chất ô nhiễm này xâm nhập vào đường hô hấp qua mũi và miệng, gây ra gây tổn hại tới sức khỏe con người.
Khí thải chính của động cơ diesel là PM (hạt vật chất) và NOx, trong khi lượng khí thải CO và HC thấp hơn. Kiểm soát khí thải động cơ diesel chủ yếu liên quan đến việc kiểm soát việc tạo ra các hạt vật chất PM và NO, đồng thời giảm phát thải trực tiếp PM và NOx. Hiện nay, để giải quyết vấn đề khí thải của xe diesel, hầu hết các giải pháp kỹ thuật đều áp dụng hệ thống EGR+DOC+DPF+SCR+ASC.
EGR
EGR là viết tắt của Tuần hoàn khí thải. Tuần hoàn khí thải đề cập đến việc đưa một phần khí thải thải ra từ động cơ trở lại đường ống nạp và đi vào xi lanh một lần nữa với hỗn hợp mới. Do khí thải chứa một lượng lớn các khí đa nguyên tử như CO2, CO2 và các khí khác không thể đốt cháy mà hấp thụ một lượng nhiệt lớn do nhiệt dung riêng cao nên nhiệt độ cháy tối đa của hỗn hợp trong xi lanh giảm , do đó làm giảm lượng NOx được tạo ra.
tài liệu
DOC tên đầy đủ Chất xúc tác oxy hóa Diesel, là bước đầu tiên của toàn bộ quá trình xử lý sau, thường là giai đoạn đầu tiên của ống xả ba giai đoạn, thường sử dụng kim loại quý hoặc gốm sứ làm chất mang xúc tác.
Chức năng chính của DOC là oxy hóa CO và HC trong khí thải, chuyển hóa thành C02 và H2O không độc hại và vô hại. Đồng thời, nó cũng có thể hấp thụ các thành phần hữu cơ hòa tan và một số hạt carbon, đồng thời giảm một số lượng khí thải PM. NO bị oxy hóa thành NO2 (NO2 cũng là khí nguồn của phản ứng bậc thấp). Cần lưu ý rằng việc lựa chọn chất xúc tác có liên quan chặt chẽ đến nhiệt độ khí thải diesel, khi nhiệt độ dưới 150 ° C, chất xúc tác về cơ bản không hoạt động. Khi nhiệt độ tăng, hiệu suất chuyển đổi của các thành phần chính của hạt khí thải tăng dần. Khi nhiệt độ cao hơn 350°C, do lượng sunfat sinh ra lớn nhưng phát thải hạt tăng lên, đồng thời sunfat sẽ bao phủ bề mặt xúc tác làm giảm hoạt tính và hiệu suất chuyển hóa của xúc tác, do đó cần cócảm biến nhiệt độđể theo dõi nhiệt độ nạp DOC, khi nhiệt độ nạp DOC trên 250 ° C, hydrocacbon thường bắt lửa, nghĩa là phản ứng oxy hóa đủ.
DPF
Tên đầy đủ của DPF là Bộ lọc hạt diesel, là phần thứ hai của quá trình xử lý sau và cũng là phần thứ hai của ống xả ba giai đoạn. Chức năng chính của nó là thu giữ các hạt PM và khả năng giảm PM khoảng 90%.
Bộ lọc hạt có thể làm giảm hiệu quả sự phát thải của các hạt vật chất. Đầu tiên nó thu giữ các hạt vật chất trong khí thải. Theo thời gian, ngày càng có nhiều hạt vật chất lắng đọng trong DPF và chênh lệch áp suất của DPF sẽ tăng dần. Cáccảm biến áp suất chênh lệch có thể giám sát nó. Khi chênh lệch áp suất vượt quá một ngưỡng nhất định, nó sẽ khiến quá trình tái tạo DPF loại bỏ các hạt vật chất tích tụ. Việc tái tạo bộ lọc đề cập đến sự tăng dần của vật chất dạng hạt trong bẫy trong quá trình hoạt động lâu dài, có thể làm tăng áp suất ngược của động cơ và dẫn đến giảm hiệu suất động cơ. Vì vậy, cần thường xuyên loại bỏ các hạt cặn lắng đọng và khôi phục hiệu suất lọc của bẫy.
Khi nhiệt độ trong bẫy hạt đạt tới 550oC và nồng độ oxy lớn hơn 5%, các hạt lắng đọng sẽ bị oxy hóa và cháy. Nếu nhiệt độ dưới 550oC, quá nhiều cặn sẽ làm tắc bẫy. Cáccảm biến nhiệt độ theo dõi nhiệt độ nạp của DPF. Khi nhiệt độ không đạt yêu cầu, tín hiệu sẽ được phản hồi lại. Lúc này, cần sử dụng các nguồn năng lượng bên ngoài (như lò sưởi điện, đầu đốt hoặc thay đổi điều kiện vận hành động cơ) để tăng nhiệt độ bên trong DPF và khiến các hạt bị oxy hóa và cháy.
SCR
SCR là viết tắt của Selective Catalytic Removal, viết tắt của Selective Catalytic Removal system. Đây cũng là phần cuối cùng của ống xả. Nó sử dụng urê làm chất khử và sử dụng chất xúc tác để phản ứng hóa học với NOx để chuyển NOx thành N2 và H2O.
Hệ thống SCR sử dụng hệ thống phun có sự hỗ trợ của khí nén. Bơm cung cấp dung dịch urê có thiết bị điều khiển tích hợp có thể điều khiển bơm cung cấp dung dịch urê bên trong và van điện từ khí nén hoạt động theo quy trình đã thiết lập. Bộ điều khiển phun nhiên liệu (DCU) giao tiếp với ECU động cơ thông qua bus CAN để thu được các thông số vận hành động cơ, sau đó đưa ra tín hiệu nhiệt độ của bộ chuyển đổi xúc tác dựa trêncảm biến nhiệt độ cao , tính toán lượng bơm urê và điều khiển bơm cung cấp dung dịch urê để bơm lượng urê thích hợp qua bus CAN. Bên trong ống xả. Chức năng của khí nén là đưa urê đo được đến vòi phun, để urê có thể được nguyên tử hóa hoàn toàn sau khi phun qua vòi phun.
TĂNG DẦN
ASC Amoniac Slip Catalyst là tên viết tắt của chất xúc tác trượt amoniac. Do rò rỉ urê và hiệu suất phản ứng thấp, amoniac sinh ra từ quá trình phân hủy urê có thể thải trực tiếp vào khí quyển mà không tham gia vào phản ứng. Điều này đòi hỏi phải lắp đặt các thiết bị ASC để ngăn chặn sự thoát ra của amoniac.
ASC thường được lắp đặt ở phía sau của SCR và nó sử dụng lớp phủ xúc tác như kim loại quý trên thành trong của chất mang để xúc tác cho phản ứng REDOX, phản ứng NH3 thành N2 vô hại.
Cảm biến nhiệt độ
Dùng để đo nhiệt độ khí thải tại các vị trí khác nhau trên chất xúc tác, bao gồm nhiệt độ đầu vào của DOC (thường gọi là nhiệt độ T4), DPF (thường gọi là nhiệt độ T5), SCR (thường gọi là nhiệt độ T6) và chất xúc tác nhiệt độ ống xả (thường được gọi là nhiệt độ T7). Đồng thời, tín hiệu tương ứng được truyền đến ECU, ECU thực hiện chiến lược tái tạo và chiến lược phun urê tương ứng dựa trên dữ liệu phản hồi từ cảm biến. Điện áp nguồn của nó là 5V và phạm vi đo nhiệt độ là từ -40oC đến 900oC.
Cảm biến áp suất chênh lệch
Nó được sử dụng để phát hiện áp suất ngược khí thải giữa đầu vào và đầu ra không khí DPF trong bộ chuyển đổi xúc tác và truyền tín hiệu tương ứng đến ECU để điều khiển chức năng giám sát DPF vàOBD. Điện áp nguồn của nó là 5V và môi trường làm việc Nhiệt độ là -40 ~ 130oC.
Cảm biến đóng vai trò quan trọng trong hệ thống xử lý khí thải của xe diesel, giúp giám sát và kiểm soát lượng khí thải nhằm đáp ứng các quy định về môi trường và cải thiện chất lượng không khí. Các cảm biến cung cấp dữ liệu về nhiệt độ khí thải, áp suất, nồng độ oxy và oxit nitơ (NOx) mà bộ điều khiển động cơ (ECU) sử dụng để tối ưu hóa quá trình đốt cháy, cải thiện hiệu suất nhiên liệu và kéo dài tuổi thọ của các bộ phận xử lý khí thải.
Khi ngành công nghiệp ô tô tiếp tục tập trung vào việc giảm lượng khí thải và cải thiện chất lượng không khí, việc phát triển và tích hợp các cảm biến tiên tiến là rất quan trọng để đạt được những mục tiêu này.