ディーゼル車排気処理システム

ディーゼル車排気処理装置

ディーゼル排気とは、ディーゼルを燃焼させた後にディーゼルエンジンから排出される排気ガスのことで、何百もの異なる化合物が含まれています。このガスの排出は異臭を放つだけでなく、めまいや吐き気を引き起こし、健康に影響を与えます。世界保健機関の専門家によると、ディーゼルエンジンの排気ガスは発がん性が高く、クラスAの発がん物質に指定されています。これらの汚染物質には主に窒素酸化物（NOx）、炭化水素（HC）、一酸化炭素（CO）、粒子状物質などが含まれており、主に地上付近から排出され、これらの汚染物質は鼻や口から気道に入り、健康被害を引き起こす原因となります。人間の健康への被害。

ディーゼルエンジンの主な排出物は PM (粒子状物質) と NOx であり、CO と HC の排出量はこれより少ないです。ディーゼルエンジンの排気ガスの抑制には、主に粒子状物質であるPMやNOの発生を抑制し、PMやNOxの直接排出を削減することが含まれます。現在、ディーゼル車の排気問題を解決するために、ほとんどの技術ソリューションはEGR+DOC+DPF+SCR+ASCシステムを採用しています。

EGR

EGRとはExhaust Gas Recirculationの略称です。排気ガス再循環とは、エンジンから排出された排気ガスの一部をインテークマニホールドに戻し、新鮮な混合気とともに再びシリンダー内に流入することを指します。排気ガス中にはCO2などの多原子ガスが多く含まれており、CO2などは燃焼できないものの比熱容量が大きいため吸熱量が多く、シリンダー内の混合気の最高燃焼温度が低下します。となり、NOxの発生量が減少します。

ドキュメント

DOC 正式名称ディーゼル酸化触媒は、後処理プロセス全体の最初のステップ、通常は 3 段階の排気管の最初の段階で、通常は触媒担体として貴金属またはセラミックが使用されます。

DOC の主な機能は、排気ガス中の CO と HC を酸化し、無毒で無害な CO2 と H2O に変換することです。同時に、可溶性有機成分と一部の炭素粒子も吸収し、PM 排出量を一部削減します。 NO は酸化されて NO2 になります (NO2 は下部反応のソースガスでもあります)。触媒の選択はディーゼル排気温度と密接に関係しており、温度が150℃を下回ると基本的に触媒は機能しないことに注意してください。温度の上昇に伴い、排気微粒子の主成分の変換効率は徐々に上昇します。温度が350℃を超えると、多量の硫酸塩の生成により粒子の放出が増加しますが、硫酸塩が触媒の表面を覆って触媒の活性と変換効率が低下するため、温度センサーDOC吸気温度を監視し、DOC吸気温度が250℃を超えると炭化水素が正常に発火、つまり十分な酸化反応が起こります。

DPF

DPF の正式名称はディーゼル粒子フィルターで、後処理プロセスの 2 番目の部分であり、3 段階の排気管の 2 番目のセクションでもあります。主な機能はPM粒子を捕集することであり、PMを約90％低減する能力があります。

粒子フィルターは粒子状物質の排出を効果的に削減できます。まず、排気ガス中の粒子状物質を捕捉します。時間の経過とともに、DPF 内に粒子状物質がどんどん堆積し、DPF の圧力差が徐々に増加します。の差圧センサーそれを監視することができます。圧力差が一定のしきい値を超えると、DPF 再生プロセスが実行され、蓄積した粒子状物質が除去されます。フィルターの再生とは、長期間の運転中にトラップ内の粒子状物質が徐々に増加することを指し、これによりエンジン背圧が上昇し、エンジン性能の低下につながる可能性があります。そのため、定期的に堆積した粒子状物質を除去し、トラップの濾過性能を回復させる必要があります。

パーティクルトラップ内の温度が550℃に達し、酸素濃度が5%を超えると、堆積したパーティクルが酸化して燃焼します。温度が550℃未満の場合、堆積物が多すぎるとトラップが詰まります。の温度センサー DPFの吸気温度を監視します。温度が要件を満たさない場合、信号がフィードバックされます。このとき、外部エネルギー源 (電気ヒーター、バーナー、エンジン運転条件の変化など) を使用して DPF 内部の温度を上昇させ、粒子を酸化して燃焼させる必要があります。

SCR

SCRとはSelective Catalytic Reductionの略で、Selective Catalytic Reductionシステムの略称です。これは排気管の最後のセクションでもあります。還元剤として尿素を使用し、触媒を使用して NOx と化学反応を起こし、NOx を N2 と H2O に変換します。

SCR システムは、圧縮空気による噴射システムを使用します。尿素水供給ポンプには制御装置が内蔵されており、内部の尿素水供給ポンプと圧縮空気電磁弁が所定の手順に従って動作するように制御できます。インジェクションコントローラー (DCU) は、CAN バスを介してエンジン ECU と通信してエンジン動作パラメーターを取得し、そのパラメーターに基づいて触媒コンバーターに温度信号を与えます。高温センサー、尿素噴射量を計算し、CAN バスを通じて適切な量の尿素を噴射するように尿素水供給ポンプを制御します。排気管の内部です。圧縮空気の機能は、測定された尿素をノズルまで運び、ノズルから噴霧された後に尿素を完全に霧化できるようにすることです。

ASC

ASCアンモニアスリップ触媒とは、アンモニアスリップ触媒の略称です。尿素の分解により生成したアンモニアは、尿素の漏洩や反応効率の低下により、反応に関与せずにそのまま大気中に放出される場合があります。これには、アンモニアの流出を防ぐための ASC デバイスの設置が必要です。

ASCは一般的にSCRの後端に設置され、キャリアの内壁に貴金属などの触媒コーティングを施し、NH3を無害なN2に反応させるREDOX反応を触媒します。

温度センサー

DOC (通常 T4 温度と呼ばれる)、DPF (通常 T5 温度と呼ばれる)、SCR (通常 T6 温度と呼ばれる)、触媒の吸気温度を含む、触媒上のさまざまな位置での排気温度を測定するために使用されます。排気テールパイプ温度 (通常は T7 温度と呼ばれます)。同時に、対応する信号が ECU に送信され、センサーからのフィードバックデータに基づいて、対応する再生戦略と尿素噴射戦略が実行されます。電源電圧は5V、温度測定範囲は-40℃～900℃です。

差圧センサー

これは、触媒コンバーターの DPF 空気入口と出口の間の排気背圧を検出し、DPF の機能制御と OBD モニタリングのために対応する信号を ECU に送信するために使用されます。電源電圧は5V、使用環境温度は-40～130℃です。

センサーはディーゼル車の排気処理システムにおいて重要な役割を果たしており、環境規制を遵守し、大気の質を改善するために排出ガスを監視および制御するのに役立ちます。センサーは、排気温度、圧力、酸素レベル、窒素酸化物 (NOx) に関するデータを提供します。エンジンコントロールユニット (ECU) はこれらのデータを使用して、燃焼プロセスを最適化し、燃費を改善し、排気処理コンポーネントの寿命を延ばします。

自動車業界は排出ガスの削減と大気の質の改善に引き続き注力しており、これらの目標を達成するには高度なセンサーの開発と統合が重要です。