Układ oczyszczania spalin pojazdów z silnikiem Diesla
Spaliny z silnika Diesla odnoszą się do gazów spalinowych emitowanych przez silnik Diesla po spaleniu oleju napędowego, które zawierają setki różnych związków. Ta emisja gazów nie tylko dziwnie pachnie, ale także powoduje zawroty głowy, mdłości i wpływa na zdrowie ludzi. Według ekspertów Światowej Organizacji Zdrowia spaliny silników Diesla są wysoce rakotwórcze i znajdują się na liście czynników rakotwórczych klasy A. Do substancji zanieczyszczających zaliczają się głównie tlenki azotu (NOx), węglowodory (HC), tlenek węgla (CO) i cząstki stałe itp., które są uwalniane głównie nad ziemią i dostają się do dróg oddechowych przez nos i usta, powodując szkody dla zdrowia ludzkiego.
Główne emisje silników wysokoprężnych to PM (cząstki stałe) i NOx, natomiast emisje CO i HC są niższe. Kontrolowanie emisji spalin z silników wysokoprężnych polega głównie na kontrolowaniu wytwarzania cząstek stałych PM i NO oraz ograniczaniu bezpośrednich emisji PM i NOx. Obecnie, aby rozwiązać problem spalin pojazdów z silnikiem Diesla, większość rozwiązań technicznych wykorzystuje układ EGR+DOC+DPF+SCR+ASC.
EGR
EGR to skrót od recyrkulacji gazów wydechowych. Recyrkulacja spalin polega na zawróceniu części spalin wydalonych z silnika do kolektora dolotowego i ponownym wejściu do cylindra ze świeżą mieszanką. Ponieważ spaliny zawierają dużą ilość gazów wieloatomowych, takich jak CO2, a CO2 i inne gazy nie mogą zostać spalone, lecz pochłaniają dużą ilość ciepła ze względu na ich wysoką pojemność cieplną właściwą, maksymalna temperatura spalania mieszanki w cylindrze jest obniżona , zmniejszając w ten sposób ilość wytwarzanych NOx.
DOK
DOC pełna nazwa Katalizator utleniający do silników Diesla, jest pierwszym etapem całego procesu obróbki końcowej, zwykle pierwszym etapem trzystopniowej rury wydechowej, zazwyczaj z metalami szlachetnymi lub ceramiką jako nośnikiem katalizatora.
Główną funkcją DOC jest utlenianie CO i HC w spalinach, przekształcając je w nietoksyczny i nieszkodliwy CO2 i H2O. Jednocześnie może również absorbować rozpuszczalne składniki organiczne i niektóre cząsteczki węgla oraz zmniejszać emisję niektórych cząstek stałych. NO utlenia się do NO2 (NO2 jest także gazem źródłowym dolnej reakcji). Należy zaznaczyć, że wybór katalizatora jest ściśle powiązany z temperaturą spalin diesla, przy temperaturze poniżej 150°C katalizator w zasadzie nie działa. Wraz ze wzrostem temperatury stopniowo wzrasta efektywność konwersji głównych składników cząstek spalin. Gdy temperatura jest wyższa niż 350 ° C, ze względu na dużą ilość wytwarzania siarczanu, ale zwiększa emisję cząstek, a siarczan pokryje powierzchnię katalizatora, aby zmniejszyć aktywność i wydajność konwersji katalizatora, więc potrzebaczujniki temperaturydo monitorowania temperatury wlotowej DOC, gdy temperatura wlotowa DOC powyżej 250°C powoduje normalny zapłon węglowodorów, czyli wystarczającą reakcję utleniania.
DPF
Pełna nazwa filtra DPF to Diesel Particle Filter, który stanowi drugą część procesu oczyszczania spalin i jednocześnie drugą sekcję trzystopniowej rury wydechowej. Jego główną funkcją jest wychwytywanie cząstek PM, a jego zdolność do redukcji PM wynosi około 90%.
Filtr cząstek może skutecznie zmniejszyć emisję cząstek stałych. Najpierw wychwytuje cząstki stałe znajdujące się w spalinach. Z biegiem czasu w filtrze DPF osadza się coraz więcej cząstek stałych, a różnica ciśnień w filtrze DPF będzie stopniowo rosnąć. Theczujnik różnicy ciśnień może to monitorować. Kiedy różnica ciśnień przekroczy określony próg, proces regeneracji DPF ma na celu usunięcie nagromadzonych cząstek stałych. Regeneracja filtrów polega na stopniowym zwiększaniu się cząstek stałych w filtrze podczas długotrwałej eksploatacji, co może powodować wzrost przeciwciśnienia w silniku i prowadzić do spadku jego osiągów. Dlatego konieczne jest regularne usuwanie osadzonych cząstek stałych i przywracanie skuteczności filtracji odwadniacza.
Gdy temperatura w pułapce cząstek osiągnie 550 ℃, a stężenie tlenu będzie większe niż 5%, osadzone cząstki ulegną utlenieniu i spaleniu. Jeśli temperatura jest niższa niż 550 ℃, zbyt duża ilość osadu zablokuje pułapkę. Theczujnik temperatury monitoruje temperaturę wlotową filtra DPF. Gdy temperatura nie spełni wymagań, sygnał zostanie zwrócony. W tym momencie należy zastosować zewnętrzne źródła energii (takie jak grzejniki elektryczne, palniki lub zmiany warunków pracy silnika), aby podnieść temperaturę wewnątrz filtra DPF i spowodować utlenienie i spalenie cząstek.
SCR
SCR oznacza Selective Catalytic Reduction, skrót od Selective Catalytic Reduction system. Jest to jednocześnie ostatnia część rury wydechowej. Wykorzystuje mocznik jako środek redukujący i wykorzystuje katalizator do chemicznej reakcji z NOx w celu przekształcenia NOx w N2 i H2O.
Układ SCR wykorzystuje układ wtrysku wspomagany sprężonym powietrzem. Pompa dostarczająca roztwór mocznika ma wbudowane urządzenie sterujące, które może sterować wewnętrzną pompą dostarczającą roztwór mocznika i elektrozaworem sprężonego powietrza, aby działały zgodnie z ustalonymi procedurami. Sterownik wtrysku (DCU) komunikuje się z ECU silnika poprzez magistralę CAN w celu uzyskania parametrów pracy silnika, a następnie przekazuje sygnał temperatury katalizatora na podstawieczujnik wysokiej temperatury , oblicza ilość wtryskiwanego mocznika i steruje pompą dostarczającą roztwór mocznika w celu wtryskiwania odpowiedniej ilości mocznika przez magistralę CAN. Wewnątrz rury wydechowej. Zadaniem sprężonego powietrza jest doprowadzenie odmierzonego mocznika do dyszy, tak aby mocznik mógł zostać całkowicie rozpylony po rozpyleniu przez dyszę.
ASC
Katalizator poślizgu amoniaku ASC to skrót od katalizatora poślizgu amoniaku. Ze względu na wyciek mocznika i niską wydajność reakcji, amoniak powstały w wyniku rozkładu mocznika może zostać uwolniony bezpośrednio do atmosfery, nie uczestnicząc w reakcji. Wymaga to zainstalowania urządzeń ASC zapobiegających ulatnianiu się amoniaku.
Układ ASC jest zwykle instalowany z tyłu SCR i wykorzystuje powłokę katalityczną, taką jak metale szlachetne, na wewnętrznej ściance nośnika, aby katalizować reakcję REDOX, w wyniku której NH3 przekształca się w nieszkodliwy N2.
Czujnik temp
Służy do pomiaru temperatury spalin w różnych miejscach katalizatora, w tym temperatury wlotowej DOC (zwykle określanej jako temperatura T4), DPF (zwykle określanej jako temperatura T5), SCR (zwykle określanej jako temperatura T6) i katalizatora temperatura rury wydechowej (zwykle określana jako temperatura T7). Jednocześnie odpowiedni sygnał jest przesyłany do ECU, który realizuje odpowiednią strategię regeneracji i strategię wtrysku mocznika w oparciu o dane zwrotne z czujnika. Jego napięcie zasilania wynosi 5 V, a zakres pomiaru temperatury wynosi od -40 ℃ do 900 ℃.
Czujnik różnicy ciśnień
Służy do wykrywania przeciwciśnienia spalin pomiędzy wlotem i wylotem powietrza DPF w katalizatorze i przesyłania odpowiedniego sygnału do ECU w celu kontroli funkcjonalnej monitorowania DPF i OBD. Napięcie zasilania wynosi 5 V, a środowisko pracy Temperatura wynosi -40 ~ 130 ℃.
Czujniki odgrywają kluczową rolę w układach oczyszczania spalin pojazdów z silnikiem Diesla, pomagając monitorować i kontrolować emisję w celu spełnienia przepisów dotyczących ochrony środowiska i poprawy jakości powietrza. Czujniki dostarczają danych o temperaturze, ciśnieniu, poziomie tlenu i tlenkach azotu (NOx) spalin, które jednostka sterująca silnika (ECU) wykorzystuje do optymalizacji procesów spalania, poprawy efektywności paliwowej i wydłużenia żywotności elementów oczyszczania spalin.
Ponieważ przemysł motoryzacyjny w dalszym ciągu koncentruje się na ograniczaniu emisji i poprawie jakości powietrza, rozwój i integracja zaawansowanych czujników ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia tych celów.