Sistema di trattamento dei gas di scarico dei veicoli diesel
Lo scarico diesel si riferisce al gas di scarico emesso dal motore diesel dopo la combustione del diesel, che contiene centinaia di composti diversi. Questa emissione di gas non solo ha un odore strano, ma provoca anche vertigini e nausea e influisce sulla salute delle persone. Secondo gli esperti dell’Organizzazione Mondiale della Sanità, i gas di scarico dei motori diesel sono altamente cancerogeni e sono classificati come cancerogeni di classe A. Questi inquinanti includono principalmente ossidi di azoto (NOx), idrocarburi (HC), monossido di carbonio (CO) e particolato, ecc., che vengono scaricati principalmente attraverso il suolo vicino e questi inquinanti entrano nelle vie respiratorie attraverso il naso e la bocca, causando danni alla salute umana.
Le principali emissioni dei motori diesel sono PM (particolato) e NOx, mentre le emissioni di CO e HC sono inferiori. Il controllo delle emissioni di scarico dei motori diesel implica principalmente il controllo della generazione di particolato PM e NO e la riduzione delle emissioni dirette di PM e NOx. Attualmente, per risolvere il problema degli scarichi dei veicoli diesel, la maggior parte delle soluzioni tecniche adotta il sistema EGR+DOC+DPF+SCR+ASC.
EGR
EGR è l'abbreviazione di Exhaust Gas Recirculation. Per ricircolo dei gas di scarico si intende il ritorno di parte dei gas di scarico scaricati dal motore al collettore di aspirazione e l'immissione nuovamente nel cilindro con miscela fresca. Poiché il gas di scarico contiene una grande quantità di gas poliatomici come CO2, e CO2 e altri gas non possono essere bruciati ma assorbono una grande quantità di calore a causa della loro elevata capacità termica specifica, la temperatura massima di combustione della miscela nel cilindro è ridotta , riducendo così la quantità di NOx generata.
DOC
Nome completo DOC Catalizzatore di ossidazione diesel, è il primo passo dell'intero processo di post-trattamento, solitamente il primo stadio del tubo di scarico a tre stadi, generalmente con metalli preziosi o ceramica come vettore del catalizzatore.
La funzione principale del DOC è quella di ossidare CO e HC presenti nei gas di scarico, convertendoli in C02 e H2O non tossici e innocui. Allo stesso tempo, può anche assorbire componenti organici solubili e alcune particelle di carbonio e ridurre alcune emissioni di particolato. L'NO viene ossidato in NO2 (NO2 è anche il gas sorgente della reazione inferiore). Va notato che la scelta del catalizzatore è strettamente correlata alla temperatura dei gas di scarico del diesel, quando la temperatura è inferiore a 150 ° C, il catalizzatore sostanzialmente non funziona. Con l'aumento della temperatura, l'efficienza di conversione dei principali componenti delle particelle di scarico aumenta gradualmente. Quando la temperatura è superiore a 350 ° C, a causa della grande quantità di produzione di solfato, ma aumentano le emissioni di particelle e il solfato coprirà la superficie del catalizzatore per ridurre l'attività e l'efficienza di conversione del catalizzatore, quindi la necessità disensori di temperaturaper monitorare la temperatura di ingresso del DOC, quando la temperatura di ingresso del DOC superiore a 250 ° C gli idrocarburi normalmente si accendono, cioè una reazione di ossidazione sufficiente.
DPF
Il nome completo del DPF è Diesel Particle Filter, che è la seconda parte del processo di post-trattamento e anche la seconda sezione del tubo di scarico a tre stadi. La sua funzione principale è quella di catturare le particelle di particolato e la sua capacità di ridurle è di circa il 90%.
Il filtro antiparticolato può ridurre efficacemente l'emissione di particolato. Innanzitutto cattura il particolato nei gas di scarico. Nel corso del tempo, nel DPF si depositerà sempre più particolato e la differenza di pressione del DPF aumenterà gradualmente. ILsensore di pressione differenziale può monitorarlo. Quando la differenza di pressione supera una determinata soglia, il processo di rigenerazione del DPF rimuoverà il particolato accumulato. La rigenerazione dei filtri si riferisce al graduale aumento del particolato nella trappola durante il funzionamento a lungo termine, che può causare un aumento della contropressione del motore e portare ad una diminuzione delle prestazioni del motore. Pertanto è necessario rimuovere regolarmente il particolato depositato e ripristinare la prestazione di filtrazione della trappola.
Quando la temperatura nella trappola per particelle raggiunge i 550 ℃ e la concentrazione di ossigeno è superiore al 5%, le particelle depositate si ossideranno e bruceranno. Se la temperatura è inferiore a 550 ℃, troppi sedimenti bloccheranno la trappola. ILtermometro monitora la temperatura di aspirazione del DPF. Quando la temperatura non soddisfa i requisiti, il segnale verrà restituito. A questo punto, è necessario utilizzare fonti di energia esterne (come riscaldatori elettrici, bruciatori o cambiamenti nelle condizioni di funzionamento del motore) per aumentare la temperatura all'interno del DPF e causare l'ossidazione e la combustione delle particelle.
SCR
SCR sta per Selective Catalytic Reduction, l'abbreviazione di sistema di riduzione catalitica selettiva. È anche l'ultima sezione del tubo di scarico. Utilizza l'urea come agente riducente e utilizza un catalizzatore per reagire chimicamente con NOx per convertire NOx in N2 e H2O.
Il sistema SCR utilizza un sistema di iniezione con assistenza di aria compressa. La pompa di alimentazione della soluzione di urea è dotata di un dispositivo di controllo integrato in grado di controllare la pompa di alimentazione interna della soluzione di urea e l'elettrovalvola dell'aria compressa affinché funzionino secondo le procedure stabilite. Il controller di iniezione (DCU) comunica con la ECU del motore tramite il bus CAN per ottenere i parametri di funzionamento del motore, quindi fornisce il segnale di temperatura del convertitore catalitico in base alsensore di alta temperatura , calcola la quantità di urea iniettata e controlla la pompa di alimentazione della soluzione di urea per iniettare la quantità appropriata di urea attraverso il bus CAN. All'interno del tubo di scarico. La funzione dell'aria compressa è quella di trasportare l'urea misurata all'ugello, in modo che l'urea possa essere completamente nebulizzata dopo essere stata spruzzata attraverso l'ugello.
ASC
ASC Ammonia Slip Catalyst è l'abbreviazione di ammoniaca slip catalyst. A causa della perdita di urea e della bassa efficienza della reazione, l'ammoniaca prodotta dalla decomposizione dell'urea può essere scaricata direttamente nell'atmosfera senza partecipare alla reazione. Ciò richiede l'installazione di dispositivi ASC per impedire la fuoriuscita di ammoniaca.
L'ASC è generalmente installato nell'estremità posteriore dell'SCR e utilizza un rivestimento catalizzatore come metalli preziosi sulla parete interna del supporto per catalizzare la reazione REDOX, che fa reagire NH3 in N2 innocuo.
Sensore di temperatura
Utilizzato per misurare la temperatura di scarico in diverse posizioni sul catalizzatore, inclusa la temperatura di aspirazione di DOC (solitamente indicata come temperatura T4), DPF (solitamente indicata come temperatura T5), SCR (solitamente indicata come temperatura T6) e catalizzatore temperatura del tubo di scappamento (normalmente indicata come temperatura T7). Allo stesso tempo, il segnale corrispondente viene trasmesso all'ECU, che esegue la corrispondente strategia di rigenerazione e strategia di iniezione dell'urea in base ai dati di feedback del sensore. La sua tensione di alimentazione è di 5 V e l'intervallo di misurazione della temperatura è compreso tra -40 ℃ e 900 ℃.
Sensore di pressione differenziale
Viene utilizzato per rilevare la contropressione allo scarico tra l'ingresso e l'uscita dell'aria del DPF nel convertitore catalitico e trasmettere il segnale corrispondente all'ECU per il controllo funzionale del monitoraggio DPF e OBD. La tensione di alimentazione è 5 V e la temperatura dell'ambiente di lavoro è -40 ~ 130 ℃.
I sensori svolgono un ruolo fondamentale nei sistemi di trattamento dei gas di scarico dei veicoli diesel, aiutando a monitorare e controllare le emissioni per soddisfare le normative ambientali e migliorare la qualità dell'aria. I sensori forniscono dati su temperatura di scarico, pressione, livelli di ossigeno e ossidi di azoto (NOx), che l'unità di controllo del motore (ECU) utilizza per ottimizzare i processi di combustione, migliorare l'efficienza del carburante e prolungare la vita dei componenti di trattamento dei gas di scarico.
Poiché l’industria automobilistica continua a concentrarsi sulla riduzione delle emissioni e sul miglioramento della qualità dell’aria, lo sviluppo e l’integrazione di sensori avanzati sono fondamentali per raggiungere questi obiettivi.