Système de traitement des gaz d'échappement des véhicules diesel
Les gaz d'échappement diesel font référence aux gaz d'échappement émis par le moteur diesel après avoir brûlé du diesel, qui contiennent des centaines de composés différents. Cette émission de gaz a non seulement une odeur bizarre, mais donne également des étourdissements, des nausées et affecte la santé des gens. Selon les experts de l’Organisation mondiale de la santé, les gaz d’échappement des moteurs diesel sont hautement cancérigènes et sont répertoriés comme cancérogènes de classe A. Ces polluants comprennent principalement les oxydes d'azote (NOx), les hydrocarbures (HC), le monoxyde de carbone (CO) et les particules, etc., qui sont principalement rejetés à proximité du sol, et ces polluants pénètrent dans les voies respiratoires par le nez et la bouche, provoquant dommages à la santé humaine.
Les principales émissions des moteurs diesel sont les PM (particules) et les NOx, tandis que les émissions de CO et de HC sont plus faibles. Le contrôle des émissions d’échappement des moteurs diesel consiste principalement à contrôler la génération de particules PM et NO et à réduire les émissions directes de PM et NOx. À l'heure actuelle, afin de résoudre le problème des gaz d'échappement des véhicules diesel, la plupart des solutions techniques adoptent le système EGR+DOC+DPF+SCR+ASC.
EGR
EGR est l'abréviation de Recirculation des Gaz d'Échappement. La recirculation des gaz d'échappement fait référence au renvoi d'une partie des gaz d'échappement évacués du moteur vers le collecteur d'admission et entrant à nouveau dans le cylindre avec un mélange frais. Étant donné que les gaz d'échappement contiennent une grande quantité de gaz polyatomiques tels que le CO2, et que le CO2 et d'autres gaz ne peuvent pas être brûlés mais absorbent une grande quantité de chaleur en raison de leur capacité thermique spécifique élevée, la température maximale de combustion du mélange dans le cylindre est réduite. , réduisant ainsi la quantité de NOx générée.
DOC
Nom complet DOC Catalyseur d'oxydation diesel, est la première étape de l'ensemble du processus de post-traitement, généralement la première étape du tuyau d'échappement en trois étapes, généralement avec des métaux précieux ou des céramiques comme support de catalyseur.
La fonction principale du DOC est d'oxyder le CO et les HC présents dans les gaz d'échappement, les convertissant en C02 et H2O non toxiques et inoffensifs. Dans le même temps, il peut également absorber des composants organiques solubles et certaines particules de carbone, et réduire certaines émissions de particules. Le NO est oxydé en NO2 (le NO2 est également le gaz source de la réaction inférieure). Il est à noter que le choix du catalyseur est étroitement lié à la température des gaz d'échappement diesel, lorsque la température est inférieure à 150°C, le catalyseur ne fonctionne fondamentalement pas. Avec l’augmentation de la température, l’efficacité de conversion des principaux composants des particules d’échappement augmente progressivement. Lorsque la température est supérieure à 350 ° C, en raison de la grande quantité de production de sulfate, mais augmente les émissions de particules, et le sulfate recouvrira la surface du catalyseur pour réduire l'activité et l'efficacité de conversion du catalyseur, d'où la nécessité decapteurs de températurepour surveiller la température d'admission du DOC, lorsque la température d'admission du DOC est supérieure à 250 ° C, les hydrocarbures s'enflamment normalement, c'est-à-dire une réaction d'oxydation suffisante.
FAP
Le nom complet du DPF est Filtre à particules diesel, qui constitue la deuxième partie du processus de post-traitement et également la deuxième section du tuyau d'échappement à trois étages. Sa fonction principale est de capturer les particules de PM et sa capacité à réduire les PM est d'environ 90 %.
Le filtre à particules peut réduire efficacement les émissions de particules. Il capte d’abord les particules présentes dans les gaz d’échappement. Au fil du temps, de plus en plus de particules se déposeront dans le DPF et la différence de pression du DPF augmentera progressivement. Lecapteur de pression différentielle peut le surveiller. Lorsque la différence de pression dépasse un certain seuil, le processus de régénération du DPF élimine les particules accumulées. La régénération des filtres fait référence à l'augmentation progressive des particules dans le piège lors d'un fonctionnement à long terme, ce qui peut provoquer une augmentation de la contre-pression du moteur et entraîner une diminution des performances du moteur. Il est donc nécessaire d’éliminer régulièrement les particules déposées et de restaurer les performances de filtration du piège.
Lorsque la température dans le piège à particules atteint 550 ℃ et que la concentration en oxygène est supérieure à 5 %, les particules déposées s'oxydent et brûlent. Si la température est inférieure à 550 ℃, trop de sédiments bloqueront le piège. Lecapteur de température surveille la température d'admission du DPF. Lorsque la température ne répond pas aux exigences, le signal sera renvoyé. À ce stade, des sources d'énergie externes (telles que des radiateurs électriques, des brûleurs ou des changements dans les conditions de fonctionnement du moteur) doivent être utilisées pour augmenter la température à l'intérieur du DPF et provoquer l'oxydation et la combustion des particules.
RCS
SCR signifie Selective Catalytic Reduction, l'abréviation de système de réduction catalytique sélective. C'est également la dernière section du pot d'échappement. Il utilise l'urée comme agent réducteur et utilise un catalyseur pour réagir chimiquement avec les NOx afin de convertir les NOx en N2 et H2O.
Le système SCR utilise un système d'injection avec assistance à air comprimé. La pompe d'alimentation en solution d'urée est dotée d'un dispositif de contrôle intégré qui peut contrôler la pompe d'alimentation en solution d'urée interne et l'électrovanne d'air comprimé pour qu'elles fonctionnent selon les procédures établies. Le contrôleur d'injection (DCU) communique avec l'ECU du moteur via le bus CAN pour obtenir les paramètres de fonctionnement du moteur, puis donne le signal de température du convertisseur catalytique en fonction de lacapteur haute température , calcule la quantité d'urée injectée et contrôle la pompe d'alimentation en solution d'urée pour injecter la quantité appropriée d'urée via le bus CAN. À l'intérieur du tuyau d'échappement. La fonction de l'air comprimé est de transporter l'urée mesurée jusqu'à la buse, afin que l'urée puisse être entièrement atomisée après avoir été pulvérisée à travers la buse.
ASC
ASC Ammonia Slip Catalyst est l’abréviation de catalyseur de glissement d’ammoniac. En raison des fuites d'urée et de la faible efficacité de la réaction, l'ammoniac produit par la décomposition de l'urée peut être rejeté directement dans l'atmosphère sans participer à la réaction. Cela nécessite l'installation de dispositifs ASC pour empêcher les fuites d'ammoniac.
L'ASC est généralement installé à l'arrière du SCR et utilise un revêtement catalyseur tel que des métaux précieux sur la paroi interne du support pour catalyser la réaction REDOX, qui transforme le NH3 en N2 inoffensif.
Capteur de température
Utilisé pour mesurer la température des gaz d'échappement à différentes positions sur le catalyseur, y compris la température d'admission du DOC (généralement appelée température T4), du DPF (généralement appelée température T5), du SCR (généralement appelée température T6) et du catalyseur. température du tuyau d'échappement (généralement appelée température T7). Dans le même temps, le signal correspondant est transmis à l'ECU, qui exécute la stratégie de régénération correspondante et la stratégie d'injection d'urée sur la base des données de retour du capteur. Sa tension d'alimentation est de 5 V et la plage de mesure de température est comprise entre -40 ℃ et 900 ℃.
Capteur de pression différentielle
Il est utilisé pour détecter la contre-pression d'échappement entre l'entrée et la sortie d'air du DPF dans le convertisseur catalytique, et transmettre le signal correspondant à l'ECU pour le contrôle fonctionnel du DPF et la surveillance OBD. Sa tension d'alimentation est de 5 V et l'environnement de travail La température est de -40 ~ 130 ℃.
Les capteurs jouent un rôle essentiel dans les systèmes de traitement des gaz d'échappement des véhicules diesel, en aidant à surveiller et à contrôler les émissions afin de respecter les réglementations environnementales et d'améliorer la qualité de l'air. Les capteurs fournissent des données sur la température des gaz d'échappement, la pression, les niveaux d'oxygène et les oxydes d'azote (NOx), que l'unité de commande du moteur (ECU) utilise pour optimiser les processus de combustion, améliorer le rendement énergétique et prolonger la durée de vie des composants de traitement des gaz d'échappement.
Alors que l’industrie automobile continue de se concentrer sur la réduction des émissions et l’amélioration de la qualité de l’air, le développement et l’intégration de capteurs avancés sont essentiels pour atteindre ces objectifs.