Sistema de tratamento de gases de escape de veículos diesel
A exaustão do diesel refere-se aos gases de exaustão emitidos pelo motor diesel após a queima do diesel, que contém centenas de compostos diferentes. Essa emissão de gás não só tem um cheiro estranho, mas também deixa as pessoas tontas, enjoadas e afeta a saúde das pessoas. De acordo com especialistas da Organização Mundial da Saúde, os gases de escape dos motores diesel são altamente cancerígenos e estão listados como cancerígenos de Classe A. Esses poluentes incluem principalmente óxidos de nitrogênio (NOx), hidrocarbonetos (HC), monóxido de carbono (CO) e partículas, etc., que são descarregados principalmente perto do solo, e esses poluentes entram no trato respiratório através do nariz e da boca, causando danos à saúde humana.
As principais emissões dos motores diesel são PM (partículas) e NOx, enquanto as emissões de CO e HC são menores. O controle das emissões de gases de escape dos motores diesel envolve principalmente o controle da geração de partículas PM e NO e a redução das emissões diretas de PM e NOx. Atualmente, para resolver o problema do escapamento de veículos a diesel, a maioria das soluções técnicas adota o sistema EGR+DOC+DPF+SCR+ASC.
EGR
EGR é a abreviatura de Recirculação de Gases de Escape. A recirculação dos gases de escape refere-se ao retorno de parte dos gases de escape descarregados do motor para o coletor de admissão e à entrada novamente no cilindro com mistura fresca. Como o gás de exaustão contém uma grande quantidade de gases poliatômicos, como CO2, e CO2 e outros gases não podem ser queimados, mas absorvem uma grande quantidade de calor devido à sua alta capacidade de calor específico, a temperatura máxima de combustão da mistura no cilindro é reduzida , reduzindo assim a quantidade de NOx gerada.
DOC
DOC nome completo Catalisador de oxidação diesel, é a primeira etapa de todo o processo de pós-tratamento, geralmente a primeira etapa do tubo de escape de três estágios, geralmente com metais preciosos ou cerâmica como transportador do catalisador.
A principal função do DOC é oxidar CO e HC nos gases de escape, convertendo-os em C02 e H2O não tóxicos e inofensivos. Ao mesmo tempo, também pode absorver componentes orgânicos solúveis e algumas partículas de carbono e reduzir algumas emissões de PM. O NO é oxidado a NO2 (NO2 também é o gás fonte da reação inferior). Ressalta-se que a escolha do catalisador está intimamente relacionada à temperatura de exaustão do diesel, quando a temperatura está abaixo de 150 ° C o catalisador basicamente não funciona. Com o aumento da temperatura, a eficiência de conversão dos principais componentes das partículas de escape aumenta gradualmente. Quando a temperatura é superior a 350 ° C, devido à grande quantidade de produção de sulfato, mas aumenta as emissões de partículas, e o sulfato cobrirá a superfície do catalisador para reduzir a atividade e a eficiência de conversão do catalisador, então a necessidade desensores de temperaturapara monitorar a temperatura de entrada do DOC, quando a temperatura de entrada do DOC acima de 250 ° C os hidrocarbonetos normalmente acendem, ou seja, reação de oxidação suficiente.
DPF
O nome completo do DPF é Filtro de Partículas Diesel, que é a segunda parte do processo de pós-tratamento e também a segunda seção do tubo de escape de três estágios. Sua principal função é capturar partículas de PM e sua capacidade de reduzir PM é de cerca de 90%.
O Filtro de Partículas pode efetivamente reduzir a emissão de partículas. Ele primeiro captura partículas nos gases de escape. Com o tempo, mais e mais partículas serão depositadas no DPF e a diferença de pressão do DPF aumentará gradualmente. Osensor de pressão diferencial pode monitorá-lo. Quando a diferença de pressão excede um determinado limite, fará com que o processo de regeneração do DPF remova o material particulado acumulado. A regeneração de filtros refere-se ao aumento gradual de material particulado no coletor durante a operação de longo prazo, o que pode causar um aumento na contrapressão do motor e levar a uma diminuição no desempenho do motor. Portanto, é necessário remover regularmente o material particulado depositado e restaurar o desempenho de filtração do purgador.
Quando a temperatura na armadilha de partículas atinge 550 ℃ e a concentração de oxigênio é superior a 5%, as partículas depositadas irão oxidar e queimar. Se a temperatura for inferior a 550 ℃, muitos sedimentos bloquearão a armadilha. Osensor de temperatura monitora a temperatura de entrada do DPF. Quando a temperatura não atender aos requisitos, o sinal será realimentado. Neste momento, fontes externas de energia (como aquecedores elétricos, queimadores ou alterações nas condições de operação do motor) precisam ser utilizadas para aumentar a temperatura dentro do DPF e fazer com que as partículas oxidem e queimem.
SCR
SCR significa Redução Catalítica Seletiva, a abreviatura de sistema de Redução Catalítica Seletiva. É também a última seção do tubo de escape. Ele usa uréia como agente redutor e usa um catalisador para reagir quimicamente com NOx para converter NOx em N2 e H2O.
O sistema SCR utiliza um sistema de injeção com auxílio de ar comprimido. A bomba de fornecimento de solução de ureia possui um dispositivo de controle integrado que pode controlar a bomba interna de fornecimento de solução de ureia e a válvula solenóide de ar comprimido para funcionar de acordo com os procedimentos estabelecidos. O controlador de injeção (DCU) se comunica com a ECU do motor através do barramento CAN para obter os parâmetros operacionais do motor e, em seguida, fornece o sinal de temperatura do conversor catalítico com base nosensor de alta temperatura , calcula a quantidade de injeção de uréia e controla a bomba de fornecimento de solução de uréia para injetar a quantidade apropriada de uréia através do barramento CAN. Dentro do tubo de escape. A função do ar comprimido é transportar a uréia medida até o bico, para que a uréia possa ser totalmente atomizada após ser pulverizada pelo bico.
ASC
ASC Ammonia Slip Catalyst é a abreviatura de catalisador de deslizamento de amônia. Devido ao vazamento de uréia e à baixa eficiência da reação, a amônia produzida pela decomposição da uréia pode ser descarregada diretamente na atmosfera sem participar da reação. Isto requer a instalação de dispositivos ASC para evitar o escape de amônia.
O ASC é geralmente instalado na extremidade traseira do SCR e usa um revestimento catalisador, como metais preciosos, na parede interna do transportador para catalisar a reação REDOX, que transforma NH3 em N2 inofensivo.
Sensor de temperatura
Usado para medir a temperatura de exaustão em diferentes posições do catalisador, incluindo a temperatura de admissão de DOC (geralmente referida como temperatura T4), DPF (geralmente referida como temperatura T5), SCR (geralmente referida como temperatura T6) e catalisador temperatura do tubo de escape (normalmente referida como temperatura T7). Ao mesmo tempo, o sinal correspondente é transmitido para a ECU, que executa a estratégia de regeneração correspondente e a estratégia de injeção de ureia com base nos dados de feedback do sensor. Sua tensão de alimentação é de 5 V e a faixa de medição de temperatura está entre -40 ℃ e 900 ℃.
Sensor de pressão diferencial
É usado para detectar a contrapressão de exaustão entre a entrada e saída de ar do DPF no conversor catalítico e transmitir o sinal correspondente à ECU para controle funcional do monitoramento do DPF e OBD. Sua tensão de alimentação é de 5 V e a temperatura do ambiente de trabalho é de -40 ~ 130 ℃.
Os sensores desempenham um papel vital nos sistemas de tratamento de gases de escape de veículos diesel, ajudando a monitorar e controlar as emissões para atender às regulamentações ambientais e melhorar a qualidade do ar. Os sensores fornecem dados sobre temperatura, pressão, níveis de oxigênio e óxidos de nitrogênio (NOx) dos gases de escape, que a unidade de controle do motor (ECU) utiliza para otimizar os processos de combustão, melhorar a eficiência do combustível e prolongar a vida útil dos componentes de tratamento dos gases de escape.
À medida que a indústria automóvel continua a concentrar-se na redução das emissões e na melhoria da qualidade do ar, o desenvolvimento e a integração de sensores avançados são fundamentais para atingir estes objetivos.