Sistema de tractament d'escapament de vehicles dièsel
L'escapament dièsel es refereix als gasos d'escapament emesos pel motor dièsel després de cremar dièsel, que conté centenars de compostos diferents. Aquesta emissió de gas no només fa una olor estranya, sinó que també fa que les persones es maregin, tinguin nàusees i afecta la salut de les persones. Segons els experts de l'Organització Mundial de la Salut, l'escapament del motor dièsel és altament cancerígen i està catalogat com a carcinògen de classe A. Aquests contaminants inclouen principalment òxids de nitrogen (NOx), hidrocarburs (HC), monòxid de carboni (CO) i partícules, etc., que s'aboquen principalment a través del sòl, i aquests contaminants entren a les vies respiratòries pel nas i la boca, provocant danys a la salut humana.
Les principals emissions dels motors dièsel són PM (partícules) i NOx, mentre que les emissions de CO i HC són més baixes. El control de les emissions d'escapament dels motors dièsel implica principalment controlar la generació de partícules PM i NO, i reduir les emissions directes de PM i NOx. Actualment, per resoldre el problema de l'escapament dels vehicles dièsel, la majoria de les solucions tècniques adopten el sistema EGR + DOC + DPF + SCR + ASC.
EGR
EGR és l'abreviatura de recirculació de gasos d'escapament. La recirculació dels gasos d'escapament es refereix a retornar part dels gasos d'escapament descarregats del motor al col·lector d'admissió i tornar a entrar al cilindre amb una mescla fresca. Com que el gas d'escapament conté una gran quantitat de gasos poliatòmics com el CO2, i el CO2 i altres gasos no es poden cremar, sinó que absorbeixen una gran quantitat de calor a causa de la seva alta capacitat calorífica específica, es redueix la temperatura màxima de combustió de la mescla al cilindre. , reduint així la quantitat de NOx generada.
DOC
El catalitzador d'oxidació dièsel de nom complet DOC, és el primer pas de tot el procés de post-tractament, normalment la primera etapa del tub d'escapament de tres etapes, generalment amb metalls preciosos o ceràmica com a portador del catalitzador.
La funció principal del DOC és oxidar el CO i l'HC dels gasos d'escapament, convertint-los en CO2 i H2O no tòxics i inofensius. Al mateix temps, també pot absorbir components orgànics solubles i algunes partícules de carboni, i reduir algunes emissions de PM. El NO s'oxida a NO2 (NO2 també és el gas font de la reacció inferior). Cal tenir en compte que l'elecció del catalitzador està estretament relacionada amb la temperatura d'escapament del dièsel, quan la temperatura és inferior a 150 ° C, el catalitzador bàsicament no funciona. Amb l'augment de la temperatura, l'eficiència de conversió dels components principals de les partícules d'escapament augmenta gradualment. Quan la temperatura és superior a 350 ° C, a causa de la gran quantitat de producció de sulfat, però augmenta les emissions de partícules, i el sulfat cobrirà la superfície del catalitzador per reduir l'activitat i l'eficiència de conversió del catalitzador, de manera que la necessitat desensors de temperaturaper controlar la temperatura d'entrada de DOC, quan la temperatura d'entrada de DOC per sobre de 250 ° C, els hidrocarburs normalment s'encenen, és a dir, la reacció d'oxidació suficient.
DPF
El nom complet de DPF és Filtre de partícules dièsel, que és la segona part del procés de posttractament i també la segona secció del tub d'escapament de tres etapes. La seva funció principal és capturar partícules de PM, i la seva capacitat per reduir PM és d'uns 90%.
El filtre de partícules pot reduir eficaçment l'emissió de partícules. Primer captura partícules en els gasos d'escapament. Amb el temps, cada cop més partícules es dipositaran al DPF i la diferència de pressió del DPF augmentarà gradualment. Elsensor de pressió diferencial pot controlar-lo. Quan la diferència de pressió supera un cert llindar, farà que el procés de regeneració del DPF elimini les partícules acumulades. La regeneració dels filtres es refereix a l'augment gradual de partícules a la trampa durant un funcionament a llarg termini, que pot provocar un augment de la contrapressió del motor i provocar una disminució del rendiment del motor. Per tant, és necessari eliminar regularment les partícules dipositades i restaurar el rendiment de filtració de la trampa.
Quan la temperatura a la trampa de partícules arriba als 550 ℃ i la concentració d'oxigen és superior al 5%, les partícules dipositades s'oxiden i es cremaran. Si la temperatura és inferior a 550 ℃, massa sediment bloquejarà la trampa. Elsensor de temperatura controla la temperatura d'admissió del DPF. Quan la temperatura no compleix els requisits, el senyal es retornarà. En aquest moment, s'han d'utilitzar fonts d'energia externes (com ara escalfadors elèctrics, cremadors o canvis en les condicions de funcionament del motor) per augmentar la temperatura dins del DPF i fer que les partícules s'oxidin i es cremin.
SCR
SCR significa Selective Catalytic Reduction, l'abreviatura de Selective Catalytic Reduction system. També és l'últim tram del tub d'escapament. Utilitza la urea com a agent reductor i utilitza un catalitzador per reaccionar químicament amb els NOx per convertir els NOx en N2 i H2O.
El sistema SCR utilitza un sistema d'injecció amb assistència d'aire comprimit. La bomba de subministrament de solució d'urea té un dispositiu de control integrat que pot controlar la bomba interna de subministrament de solució d'urea i la vàlvula solenoide d'aire comprimit perquè funcionin segons els procediments establerts. El controlador d'injecció (DCU) es comunica amb la ECU del motor a través del bus CAN per obtenir els paràmetres de funcionament del motor i, a continuació, dóna el senyal de temperatura del convertidor catalític basat en elsensor d'alta temperatura , calcula la quantitat d'injecció d'urea i controla la bomba de subministrament de solució d'urea per injectar la quantitat adequada d'urea a través del bus CAN. Dins del tub d'escapament. La funció de l'aire comprimit és portar la urea mesurada al broquet, de manera que la urea es pugui atomitzar completament després de ser ruixada a través del broquet.
ASC
ASC Ammonia Slip Catalyst és l'abreviatura de catalitzador de lliscament d'amoníac. A causa de la fuita d'urea i la baixa eficiència de la reacció, l'amoníac produït per la descomposició de la urea es pot descarregar directament a l'atmosfera sense participar en la reacció. Això requereix la instal·lació de dispositius ASC per evitar la fugida d'amoníac.
L'ASC s'instal·la generalment a l'extrem posterior de l'SCR i utilitza un recobriment de catalitzador, com ara metalls preciosos, a la paret interior del portador per catalitzar la reacció REDOX, que reacciona NH3 en N2 inofensiu.
Sensor de temperatura
S'utilitza per mesurar la temperatura d'escapament a diferents posicions del catalitzador, inclosa la temperatura d'admissió de DOC (normalment anomenada temperatura T4), DPF (generalment anomenada temperatura T5), SCR (generalment anomenada temperatura T6) i catalitzador. temperatura del tub d'escapament (normalment anomenada temperatura T7). Al mateix temps, el senyal corresponent es transmet a l'ECU, que executa l'estratègia de regeneració i l'estratègia d'injecció d'urea corresponents a partir de les dades de retroalimentació del sensor. La seva tensió d'alimentació és de 5 V i el rang de mesura de temperatura és entre -40 ℃ i 900 ℃.
Sensor de pressió diferencial
S'utilitza per detectar la contrapressió d'escapament entre l'entrada i la sortida d'aire del DPF al convertidor catalític, i transmetre el senyal corresponent a l'ECU per al control funcional del DPF i el control OBD. La seva tensió d'alimentació és de 5 V i l'entorn de treball La temperatura és de -40 ~ 130 ℃.
Els sensors tenen un paper vital en els sistemes de tractament d'escapament dels vehicles dièsel, ja que ajuden a controlar i controlar les emissions per complir les normatives mediambientals i millorar la qualitat de l'aire. Els sensors proporcionen dades sobre la temperatura d'escapament, la pressió, els nivells d'oxigen i els òxids de nitrogen (NOx), que la unitat de control del motor (ECU) utilitza per optimitzar els processos de combustió, millorar l'eficiència del combustible i allargar la vida útil dels components del tractament de l'escapament.
A mesura que la indústria de l'automòbil continua centrant-se en reduir les emissions i millorar la qualitat de l'aire, el desenvolupament i la integració de sensors avançats és fonamental per assolir aquests objectius.