Abgasbehandlungssystem für Dieselfahrzeuge
Unter Dieselabgasen versteht man die Abgase, die der Dieselmotor nach der Verbrennung von Diesel ausstößt und die Hunderte verschiedener Verbindungen enthalten. Diese Gasemission riecht nicht nur seltsam, sondern verursacht auch Schwindel und Übelkeit und beeinträchtigt die Gesundheit. Laut Experten der Weltgesundheitsorganisation sind Dieselabgase stark krebserregend und werden als Karzinogen der Klasse A eingestuft. Zu diesen Schadstoffen gehören hauptsächlich Stickoxide (NOx), Kohlenwasserstoffe (HC), Kohlenmonoxid (CO) und Feinstaub usw., die hauptsächlich über den Boden abgegeben werden, und diese Schadstoffe gelangen über Nase und Mund in die Atemwege und verursachen Schädigung der menschlichen Gesundheit.
Die Hauptemissionen von Dieselmotoren sind PM (Feinstaub) und NOx, während die CO- und HC-Emissionen geringer sind. Die Kontrolle der Abgasemissionen von Dieselmotoren umfasst hauptsächlich die Kontrolle der Entstehung von Feinstaub PM und NO sowie die Reduzierung der direkten Emissionen von PM und NOx. Um das Problem der Abgase von Dieselfahrzeugen zu lösen, verwenden die meisten technischen Lösungen derzeit das System EGR+DOC+DPF+SCR+ASC.
AGR
EGR ist die Abkürzung für Exhaust Gas Recirculation. Unter Abgasrückführung versteht man die Rückführung eines Teils des vom Motor austretenden Abgases zum Ansaugkrümmer und erneutem Eintritt in den Zylinder mit frischem Gemisch. Da das Abgas eine große Menge mehratomiger Gase wie CO2 enthält und CO2 und andere Gase aufgrund ihrer hohen spezifischen Wärmekapazität nicht verbrannt werden können, sondern viel Wärme aufnehmen, sinkt die maximale Verbrennungstemperatur des Gemisches im Zylinder Dadurch wird die Menge an erzeugtem NOx reduziert.
DOC
Der vollständige DOC-Name Dieseloxidationskatalysator ist der erste Schritt des gesamten Nachbehandlungsprozesses, normalerweise die erste Stufe des dreistufigen Abgasrohrs, im Allgemeinen mit Edelmetallen oder Keramik als Katalysatorträger.
Die Hauptfunktion von DOC besteht darin, CO und HC im Abgas zu oxidieren und in ungiftiges und harmloses CO2 und H2O umzuwandeln. Gleichzeitig kann es auch lösliche organische Bestandteile und einige Kohlenstoffpartikel absorbieren und einige PM-Emissionen reduzieren. NO wird zu NO2 oxidiert (NO2 ist auch das Quellgas der unteren Reaktion). Es ist zu beachten, dass die Wahl des Katalysators eng mit der Dieselabgastemperatur zusammenhängt. Wenn die Temperatur unter 150 ° C liegt, funktioniert der Katalysator grundsätzlich nicht. Mit steigender Temperatur nimmt die Umwandlungseffizienz der Hauptbestandteile der Abgaspartikel allmählich zu. Wenn die Temperatur höher als 350 ° C ist, erhöht sich aufgrund der großen Menge an Sulfat die Partikelemission, und Sulfat bedeckt die Oberfläche des Katalysators, was die Aktivität und Umwandlungseffizienz des Katalysators verringert, sodass die Notwendigkeit bestehtTemperatursensorenUm die DOC-Einlasstemperatur zu überwachen, wenn die DOC-Einlasstemperatur über 250 ° C liegt, entzünden sich Kohlenwasserstoffe normalerweise, das heißt, es kommt zu einer ausreichenden Oxidationsreaktion.
DPF
Der vollständige Name von DPF ist Dieselpartikelfilter, der den zweiten Teil des Nachbehandlungsprozesses und auch den zweiten Abschnitt des dreistufigen Abgasrohrs darstellt. Seine Hauptfunktion besteht darin, PM-Partikel einzufangen, und seine Fähigkeit, PM-Partikel zu reduzieren, beträgt etwa 90 %.
Partikelfilter können den Ausstoß von Feinstaub wirksam reduzieren. Es fängt zunächst Feinstaub im Abgas ein. Mit der Zeit lagern sich immer mehr Partikel im DPF ab und der Druckunterschied im DPF nimmt allmählich zu. DerDifferenzdrucksensor kann es überwachen. Wenn die Druckdifferenz einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, wird der DPF-Regenerationsprozess veranlasst, angesammelte Partikel zu entfernen. Unter der Regeneration von Filtern versteht man die allmähliche Zunahme der Partikelmasse im Filter während des Langzeitbetriebs, was zu einem Anstieg des Motorgegendrucks und einer Verschlechterung der Motorleistung führen kann. Daher ist es notwendig, die abgelagerten Partikel regelmäßig zu entfernen und die Filterleistung der Falle wiederherzustellen.
Wenn die Temperatur in der Partikelfalle 550 °C erreicht und die Sauerstoffkonzentration mehr als 5 % beträgt, oxidieren und verbrennen die abgelagerten Partikel. Wenn die Temperatur weniger als 550 °C beträgt, verstopft zu viel Sediment die Falle. DerTemperatursensor überwacht die Ansaugtemperatur des DPF. Wenn die Temperatur nicht den Anforderungen entspricht, wird das Signal zurückgemeldet. Zu diesem Zeitpunkt müssen externe Energiequellen (z. B. elektrische Heizgeräte, Brenner oder Änderungen der Motorbetriebsbedingungen) genutzt werden, um die Temperatur im DPF zu erhöhen und die Oxidation und Verbrennung der Partikel zu bewirken.
SCR
SCR steht für Selective Catalytic Reduction, die Abkürzung für Selective Catalytic Reduction System. Es ist auch der letzte Abschnitt im Auspuffrohr. Es verwendet Harnstoff als Reduktionsmittel und nutzt einen Katalysator, um chemisch mit NOx zu reagieren und NOx in N2 und H2O umzuwandeln.
Das SCR-System nutzt ein Einspritzsystem mit Druckluftunterstützung. Die Harnstofflösungs-Zufuhrpumpe verfügt über ein eingebautes Steuergerät, das die interne Harnstofflösungs-Zufuhrpumpe und das Druckluft-Magnetventil so steuern kann, dass sie gemäß festgelegten Verfahren arbeiten. Der Einspritzregler (DCU) kommuniziert über den CAN-Bus mit dem Motor-ECU, um die Motorbetriebsparameter zu erhalten, und gibt dann basierend darauf das Katalysatortemperatursignal ausHochtemperatursensor , berechnet die Harnstoffeinspritzmenge und steuert die Harnstofflösungs-Zufuhrpumpe, um die entsprechende Menge Harnstoff über den CAN-Bus einzuspritzen. Im Auspuffrohr. Die Funktion von Druckluft besteht darin, den abgemessenen Harnstoff zur Düse zu befördern, sodass der Harnstoff nach dem Versprühen durch die Düse vollständig zerstäubt werden kann.
ASC
ASC Ammonia Slip Catalyst ist die Abkürzung für Ammonia Slip Catalyst. Aufgrund der Harnstoffleckage und der geringen Reaktionseffizienz kann der durch die Harnstoffzersetzung entstehende Ammoniak direkt in die Atmosphäre abgegeben werden, ohne an der Reaktion teilzunehmen. Dies erfordert den Einbau von ASC-Geräten, um den Austritt von Ammoniak zu verhindern.
Der ASC wird im Allgemeinen am hinteren Ende des SCR installiert und nutzt eine Katalysatorbeschichtung, beispielsweise Edelmetalle, auf der Innenwand des Trägers, um die REDOX-Reaktion zu katalysieren, die NH3 in harmloses N2 umwandelt.
Temperatursensor
Wird zur Messung der Abgastemperatur an verschiedenen Positionen des Katalysators verwendet, einschließlich der Einlasstemperatur von DOC (normalerweise als T4-Temperatur bezeichnet), DPF (normalerweise als T5-Temperatur bezeichnet), SCR (normalerweise als T6-Temperatur bezeichnet) und Katalysator Abgasendrohrtemperatur (normalerweise als T7-Temperatur bezeichnet). Gleichzeitig wird das entsprechende Signal an das Steuergerät übermittelt, das auf der Grundlage der Rückmeldungsdaten des Sensors die entsprechende Regenerationsstrategie und Harnstoffeinspritzstrategie ausführt. Seine Versorgungsspannung beträgt 5 V und der Temperaturmessbereich liegt zwischen -40 ℃ und 900 ℃.
Differenzdrucksensor
Es wird verwendet, um den Abgasgegendruck zwischen dem DPF-Lufteinlass und -auslass im Katalysator zu erfassen und das entsprechende Signal an das Steuergerät zur Funktionssteuerung des DPF und zur OBD-Überwachung zu übertragen. Die Versorgungsspannung beträgt 5 V und die Arbeitsumgebung beträgt -40 bis 130 °C.
Sensoren spielen eine wichtige Rolle in Abgasbehandlungssystemen für Dieselfahrzeuge und helfen dabei, Emissionen zu überwachen und zu kontrollieren, um Umweltvorschriften einzuhalten und die Luftqualität zu verbessern. Sensoren liefern Daten zu Abgastemperatur, -druck, Sauerstoffgehalt und Stickoxiden (NOx), die das Motorsteuergerät (ECU) nutzt, um Verbrennungsprozesse zu optimieren, die Kraftstoffeffizienz zu verbessern und die Lebensdauer von Abgasbehandlungskomponenten zu verlängern.
Da sich die Automobilindustrie weiterhin auf die Reduzierung von Emissionen und die Verbesserung der Luftqualität konzentriert, ist die Entwicklung und Integration fortschrittlicher Sensoren für das Erreichen dieser Ziele von entscheidender Bedeutung.