نظام معالجة عادم مركبات الديزل
يشير عادم الديزل إلى غاز العادم المنبعث من محرك الديزل بعد احتراق الديزل، والذي يحتوي على مئات المركبات المختلفة. لا يقتصر انبعاث الغاز هذا على رائحة غريبة فحسب، بل يصيب الأشخاص أيضًا بالدوار والغثيان ويؤثر على صحة الناس. وفقا لخبراء من منظمة الصحة العالمية، فإن عادم محركات الديزل مادة مسرطنة للغاية ويتم إدراجها على أنها مادة مسرطنة من الدرجة الأولى. تشمل هذه الملوثات بشكل رئيسي أكاسيد النيتروجين (NOx)، والهيدروكربونات (HC)، وأول أكسيد الكربون (CO) والجسيمات وغيرها، والتي يتم تصريفها بشكل رئيسي من خلال الأرض القريبة، وتدخل هذه الملوثات إلى الجهاز التنفسي عن طريق الأنف والفم، مما يسبب الضرر بصحة الإنسان.
الانبعاثات الرئيسية لمحركات الديزل هي PM (الجسيمات) وأكسيد النيتروجين، في حين أن انبعاثات ثاني أكسيد الكربون والهيدروكربونات أقل. يتضمن التحكم في انبعاثات عادم محرك الديزل بشكل أساسي التحكم في توليد الجسيمات الدقيقة PM وNOx، وتقليل الانبعاثات المباشرة لـPM وأكاسيد النيتروجين. في الوقت الحاضر، من أجل حل مشكلة عوادم مركبات الديزل، تعتمد معظم الحلول التقنية نظام EGR+DOC+DPF+SCR+ASC.
EGR
EGR هو اختصار لإعادة تدوير غاز العادم. تشير إعادة تدوير غاز العادم إلى إرجاع جزء من غاز العادم الذي تم تفريغه من المحرك إلى مشعب السحب ودخوله إلى الأسطوانة مرة أخرى بخليط جديد. بما أن غاز العادم يحتوي على كمية كبيرة من الغازات متعددة الذرات مثل ثاني أكسيد الكربون، وثاني أكسيد الكربون والغازات الأخرى لا يمكن حرقها ولكنها تمتص كمية كبيرة من الحرارة بسبب قدرتها الحرارية النوعية العالية، تنخفض درجة حرارة الاحتراق القصوى للخليط الموجود في الأسطوانة ، وبالتالي تقليل كمية أكاسيد النيتروجين المتولدة.
وثيقة
DOC الاسم الكامل لمحفز أكسدة الديزل، هو الخطوة الأولى في عملية ما بعد المعالجة بأكملها، وعادة ما تكون المرحلة الأولى من أنبوب العادم ثلاثي المراحل، بشكل عام مع المعادن الثمينة أو السيراميك كحامل المحفز.
وتتمثل الوظيفة الرئيسية لـ DOC في أكسدة ثاني أكسيد الكربون وحمض الهيدروكلوريك في غاز العادم، وتحويله إلى ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون غير سام وغير ضار. وفي الوقت نفسه، يمكنه أيضًا امتصاص المكونات العضوية القابلة للذوبان وبعض جزيئات الكربون، وتقليل بعض انبعاثات PM. يتأكسد NO إلى NO2 (NO2 هو أيضًا الغاز المصدر للتفاعل السفلي). تجدر الإشارة إلى أن اختيار المحفز يرتبط ارتباطًا وثيقًا بدرجة حرارة عادم الديزل، فعندما تكون درجة الحرارة أقل من 150 درجة مئوية، لا يعمل المحفز بشكل أساسي. مع زيادة درجة الحرارة، تزداد كفاءة تحويل المكونات الرئيسية لجزيئات العادم تدريجيا. عندما تكون درجة الحرارة أعلى من 350 درجة مئوية، وذلك بسبب كمية إنتاج الكبريتات الكبيرة، ولكن زيادة انبعاثات الجسيمات، وسوف تغطي الكبريتات سطح المحفز لتقليل نشاط وكفاءة تحويل المحفز، لذا فإن الحاجة إلىأجهزة استشعار درجة الحرارةلمراقبة درجة حرارة مدخل DOC، عندما تكون درجة حرارة مدخل DOC أعلى من 250 درجة مئوية تشتعل الهيدروكربونات بشكل طبيعي، أي تفاعل أكسدة كافٍ.
ج.م.ب.ف
الاسم الكامل لـ DPF هو فلتر جسيمات الديزل، وهو الجزء الثاني من عملية ما بعد المعالجة وأيضًا القسم الثاني من أنبوب العادم ثلاثي المراحل. وظيفتها الرئيسية هي التقاط جزيئات PM، وقدرتها على تقليل PM حوالي 90%.
يمكن لمرشح الجسيمات أن يقلل بشكل فعال من انبعاث المواد الجسيمية. يقوم أولاً بالتقاط الجسيمات الموجودة في غاز العادم. بمرور الوقت، سوف يترسب المزيد والمزيد من الجسيمات في DPF، وسيزداد فرق الضغط في DPF تدريجيًا. المستشعر الضغط التفاضلي يمكن مراقبته. عندما يتجاوز فرق الضغط عتبة معينة، فإنه سيؤدي إلى عملية تجديد DPF لإزالة الجسيمات المتراكمة. يشير تجديد المرشحات إلى الزيادة التدريجية للمواد الجسيمية في المصيدة أثناء التشغيل على المدى الطويل، مما قد يسبب زيادة في الضغط الخلفي للمحرك ويؤدي إلى انخفاض في أداء المحرك. لذلك، من الضروري إزالة الجسيمات المترسبة بانتظام واستعادة أداء الترشيح للمصيدة.
عندما تصل درجة الحرارة في مصيدة الجسيمات إلى 550 درجة مئوية ويكون تركيز الأكسجين أكبر من 5%، فإن الجسيمات المترسبة سوف تتأكسد وتحترق. إذا كانت درجة الحرارة أقل من 550 درجة مئوية، فإن وجود الكثير من الرواسب سيسد المصيدة. الجهاز استشعار درجة الحرارة يراقب درجة حرارة مدخل DPF. عندما لا تلبي درجة الحرارة المتطلبات، سيتم تغذية الإشارة مرة أخرى. في هذا الوقت، يجب استخدام مصادر الطاقة الخارجية (مثل السخانات الكهربائية أو الشعلات أو التغييرات في ظروف تشغيل المحرك) لزيادة درجة الحرارة داخل DPF والتسبب في أكسدة الجزيئات وحرقها.
SCR
يرمز SCR إلى التخفيض التحفيزي الانتقائي، وهو اختصار لنظام التخفيض التحفيزي الانتقائي. وهو أيضًا القسم الأخير في أنبوب العادم. يستخدم اليوريا كعامل اختزال ويستخدم محفزًا للتفاعل كيميائيًا مع أكاسيد النيتروجين لتحويل أكاسيد النيتروجين إلى N2 وH2O.
يستخدم نظام SCR نظام حقن بمساعدة الهواء المضغوط. تحتوي مضخة إمداد محلول اليوريا على جهاز تحكم مدمج يمكنه التحكم في مضخة إمداد محلول اليوريا الداخلية وصمام الملف اللولبي للهواء المضغوط للعمل وفقًا للإجراءات المعمول بها. تتواصل وحدة التحكم بالحقن (DCU) مع وحدة التحكم الإلكترونية للمحرك من خلال ناقل CAN للحصول على معلمات تشغيل المحرك، ثم تعطي إشارة درجة حرارة المحول الحفاز بناءً علىجهاز استشعار درجة الحرارة العالية ، ويحسب كمية حقن اليوريا، ويتحكم في مضخة إمداد محلول اليوريا لحقن الكمية المناسبة من اليوريا من خلال ناقل CAN. داخل أنبوب العادم. تتمثل وظيفة الهواء المضغوط في حمل اليوريا المقاسة إلى الفوهة، بحيث يمكن تفتيت اليوريا بالكامل بعد رشها من خلال الفوهة.
ASC
ASC Ammonia Slip Catalyst هو اختصار لمحفز زلة الأمونيا. بسبب تسرب اليوريا وانخفاض كفاءة التفاعل، قد يتم تفريغ الأمونيا الناتجة عن تحلل اليوريا مباشرة في الغلاف الجوي دون المشاركة في التفاعل. وهذا يتطلب تركيب أجهزة ASC لمنع هروب الأمونيا.
يتم تثبيت ASC بشكل عام في الطرف الخلفي من SCR، ويستخدم طبقة محفزة مثل المعادن الثمينة على الجدار الداخلي للحامل لتحفيز تفاعل REDOX، الذي يتفاعل NH3 إلى N2 غير ضار.
استشعار درجة الحرارة
يستخدم لقياس درجة حرارة العادم في مواضع مختلفة على المحفز، بما في ذلك درجة حرارة سحب DOC (يشار إليها عادة بدرجة حرارة T4)، وDPF (يشار إليها عادة بدرجة حرارة T5)، وSCR (يشار إليها عادة بدرجة حرارة T6)، والمحفز درجة حرارة أنبوب عادم العادم (يشار إليها عادةً بدرجة حرارة T7). وفي الوقت نفسه، يتم إرسال الإشارة المقابلة إلى وحدة التحكم الإلكترونية، والتي تنفذ استراتيجية التجديد المقابلة واستراتيجية حقن اليوريا بناءً على بيانات التغذية المرتدة من المستشعر. جهد إمداد الطاقة هو 5V، ونطاق قياس درجة الحرارة يتراوح بين -40 درجة مئوية و900 درجة مئوية.
مستشعر الضغط التفاضلي
يتم استخدامه للكشف عن الضغط الخلفي للعادم بين مدخل ومخرج هواء DPF في المحول الحفاز، ونقل الإشارة المقابلة إلى وحدة التحكم الإلكترونية للتحكم الوظيفي في مراقبة DPF وOBD. جهد مصدر الطاقة هو 5 فولت، وبيئة العمل درجة الحرارة -40 ~ 130 درجة مئوية.
تلعب أجهزة الاستشعار دورًا حيويًا في أنظمة معالجة عوادم مركبات الديزل، مما يساعد على مراقبة الانبعاثات والتحكم فيها لتلبية اللوائح البيئية وتحسين جودة الهواء. توفر المستشعرات بيانات حول درجة حرارة العادم والضغط ومستويات الأكسجين وأكاسيد النيتروجين (NOx)، والتي تستخدمها وحدة التحكم في المحرك (ECU) لتحسين عمليات الاحتراق، وتحسين كفاءة استهلاك الوقود، وإطالة عمر مكونات معالجة العادم.
مع استمرار صناعة السيارات في التركيز على تقليل الانبعاثات وتحسين جودة الهواء، يعد تطوير وتكامل أجهزة الاستشعار المتقدمة أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق هذه الأهداف.