Sistema de tratamento de escape de vehículos diésel
O escape diésel refírese aos gases de escape emitidos polo motor diésel despois de queimar o gasóleo, que contén centos de compostos diferentes. Esta emisión de gas non só ten un cheiro raro, senón que tamén provoca mareos, náuseas e afecta á saúde das persoas. Segundo os expertos da Organización Mundial da Saúde, os gases de escape dos motores diésel son altamente canceríxenos e están catalogados como canceríxenos de Clase A. Estes contaminantes inclúen principalmente óxidos de nitróxeno (NOx), hidrocarburos (HC), monóxido de carbono (CO) e partículas, etc., que se descargan principalmente a través do terreo próximo, e estes contaminantes entran no tracto respiratorio polo nariz e a boca, causando danos á saúde humana.
As principais emisións dos motores diésel son PM (partículas) e NOx, mentres que as emisións de CO e HC son máis baixas. O control das emisións de escape dos motores diésel implica principalmente controlar a xeración de partículas PM e NO, e reducir as emisións directas de PM e NOx. Na actualidade, para resolver o problema do escape dos vehículos diésel, a maioría das solucións técnicas adoptan o sistema EGR + DOC + DPF + SCR + ASC.
EGR
EGR é a abreviatura de Exhaust Gas Recirculation. A recirculación dos gases de escape refírese a devolver parte dos gases de escape descargados do motor ao colector de admisión e entrar de novo no cilindro cunha mestura fresca. Dado que o gas de escape contén unha gran cantidade de gases poliatómicos como o CO2, e o CO2 e outros gases non se poden queimar pero absorben unha gran cantidade de calor debido á súa alta capacidade calorífica específica, a temperatura máxima de combustión da mestura no cilindro redúcese. , reducindo así a cantidade de NOx xerada.
DOC
DOC nome completo Catalizador de oxidación diésel, é o primeiro paso de todo o proceso de post-tratamento, xeralmente a primeira etapa do tubo de escape de tres etapas, xeralmente con metais preciosos ou cerámicas como portador do catalizador.
A función principal do DOC é oxidar o CO e o HC nos gases de escape, converténdoo en CO2 e H2O non tóxicos e inofensivos. Ao mesmo tempo, tamén pode absorber compoñentes orgánicos solubles e algunhas partículas de carbono e reducir algunhas emisións de PM. O NO é oxidado a NO2 (o NO2 tamén é o gas fonte da reacción inferior). Nótese que a elección do catalizador está moi relacionada coa temperatura de escape do diésel, cando a temperatura é inferior a 150 ° C, o catalizador basicamente non funciona. Co aumento da temperatura, a eficiencia de conversión dos compoñentes principais das partículas de escape aumenta gradualmente. Cando a temperatura é superior a 350 ° C, debido á gran cantidade de produción de sulfato, pero aumenta as emisións de partículas, o sulfato cubrirá a superficie do catalizador para reducir a actividade e a eficiencia de conversión do catalizador, polo que a necesidade desensores de temperaturapara controlar a temperatura de inxestión DOC, cando a temperatura de inxestión de DOC superior a 250 ° C hidrocarburos normalmente ignición, é dicir, reacción de oxidación suficiente.
DPF
O nome completo de DPF é Filtro de partículas diésel, que é a segunda parte do proceso de post-tratamento e tamén a segunda sección do tubo de escape de tres etapas. A súa función principal é capturar partículas PM, e a súa capacidade para reducir PM é de preto do 90%.
O filtro de partículas pode reducir eficazmente a emisión de partículas. Primeiro captura as partículas nos gases de escape. Co paso do tempo, cada vez máis material particulado depositarase no DPF e a diferenza de presión do DPF aumentará gradualmente. Osensor de presión diferencial pode supervisalo. Cando a diferenza de presión supera un determinado limiar, fará que o proceso de rexeneración do DPF elimine as partículas acumuladas. A rexeneración dos filtros refírese ao aumento gradual de partículas na trampa durante o funcionamento a longo prazo, o que pode provocar un aumento da contrapresión do motor e provocar unha diminución do rendemento do motor. Polo tanto, é necesario eliminar regularmente as partículas depositadas e restaurar o rendemento de filtración da trampa.
Cando a temperatura na trampa de partículas alcanza os 550 ℃ e a concentración de osíxeno é superior ao 5%, as partículas depositadas oxidaranse e arderán. Se a temperatura é inferior a 550 ℃, demasiado sedimento bloqueará a trampa. Osensor de temperatura supervisa a temperatura de entrada do DPF. Cando a temperatura non cumpra os requisitos, o sinal será retroalimentado. Neste momento, é necesario utilizar fontes de enerxía externas (como quentadores eléctricos, queimadores ou cambios nas condicións de funcionamento do motor) para aumentar a temperatura dentro do DPF e facer que as partículas se oxiden e queimen.
SCR
SCR significa Selective Catalytic Reduction, a abreviatura de Selective Catalytic Reduction system. Tamén é o último tramo do tubo de escape. Utiliza a urea como axente redutor e utiliza un catalizador para reaccionar químicamente con NOx para converter os NOx en N2 e H2O.
O sistema SCR utiliza un sistema de inxección con asistencia de aire comprimido. A bomba de abastecemento de solución de urea ten un dispositivo de control integrado que pode controlar a bomba interna de abastecemento de solución de urea e a válvula solenoide de aire comprimido para que funcionen segundo os procedementos establecidos. O controlador de inxección (DCU) comunícase coa ECU do motor a través do bus CAN para obter os parámetros de funcionamento do motor e, a continuación, envía o sinal de temperatura do convertidor catalítico en función dasensor de alta temperatura , calcula a cantidade de inxección de urea e controla a bomba de subministración de solución de urea para inxectar a cantidade adecuada de urea a través do bus CAN. Dentro do tubo de escape. A función do aire comprimido é levar a urea medida á boquilla, para que a urea poida atomizarse completamente despois de ser pulverizada a través da boquilla.
ASC
ASC Ammonia Slip Catalyst é a abreviatura de amoníaco Slip Catalyst. Debido á fuga de urea e á baixa eficiencia da reacción, o amoníaco producido pola descomposición da urea pode ser descargado directamente á atmosfera sen participar na reacción. Isto require a instalación de dispositivos ASC para evitar a fuga de amoníaco.
O ASC instálase xeralmente na parte traseira do SCR, e usa un revestimento de catalizador como metais preciosos na parede interna do portador para catalizar a reacción REDOX, que reacciona NH3 en N2 inofensivo.
Sensor de temperatura
Úsase para medir a temperatura de escape en diferentes posicións do catalizador, incluíndo a temperatura de admisión de DOC (normalmente denominada temperatura T4), DPF (normalmente denominada temperatura T5), SCR (normalmente denominada temperatura T6) e catalizador. temperatura do tubo de escape (normalmente denominada temperatura T7). Ao mesmo tempo, o sinal correspondente transmítese á ECU, que executa a estratexia de rexeneración e a estratexia de inxección de urea correspondentes en función dos datos de retroalimentación do sensor. A súa tensión de alimentación é de 5 V e o rango de medición da temperatura está entre -40 ℃ e 900 ℃.
Sensor de presión diferencial
Utilízase para detectar a contrapresión de escape entre a entrada e saída de aire do DPF no convertidor catalítico e transmitir o sinal correspondente á ECU para o control funcional do DPF e da monitorización do OBD. A súa tensión de alimentación é de 5 V e o ambiente de traballo a temperatura é de -40 ~ 130 ℃.
Os sensores xogan un papel fundamental nos sistemas de tratamento de gases de escape de vehículos diésel, axudando a supervisar e controlar as emisións para cumprir coa normativa ambiental e mellorar a calidade do aire. Os sensores proporcionan datos sobre a temperatura do escape, a presión, os niveis de osíxeno e os óxidos de nitróxeno (NOx), que a unidade de control do motor (ECU) utiliza para optimizar os procesos de combustión, mellorar a eficiencia do combustible e prolongar a vida útil dos compoñentes do tratamento do escape.
Dado que a industria do automóbil segue centrándose na redución de emisións e na mellora da calidade do aire, o desenvolvemento e a integración de sensores avanzados é fundamental para acadar estes obxectivos.