Systém úpravy výfukových plynov dieselových vozidiel
Dieselové výfukové plyny sú výfukové plyny emitované naftovým motorom po spálení nafty, ktoré obsahujú stovky rôznych zlúčenín. Táto emisia plynu nielenže čudne zapácha, ale spôsobuje aj závraty, nevoľnosť a ovplyvňuje zdravie ľudí. Podľa odborníkov zo Svetovej zdravotníckej organizácie sú výfukové plyny dieselových motorov vysoko karcinogénne a sú zaradené medzi karcinogény triedy A. Medzi tieto znečisťujúce látky patria najmä oxidy dusíka (NOx), uhľovodíky (HC), oxid uhoľnatý (CO) a tuhé častice atď., ktoré sa uvoľňujú hlavne pri zemi a tieto znečisťujúce látky sa dostávajú do dýchacieho traktu cez nos a ústa, čo spôsobuje poškodenie ľudského zdravia.
Hlavnými emisiami dieselových motorov sú PM (častice) a NOx, zatiaľ čo emisie CO a HC sú nižšie. Kontrola emisií výfukových plynov naftových motorov zahŕňa hlavne kontrolu tvorby pevných častíc PM a NO a znižovanie priamych emisií PM a NOx. V súčasnosti, aby sa vyriešil problém výfukových plynov naftových vozidiel, väčšina technických riešení využíva systém EGR+DOC+DPF+SCR+ASC.
EGR
EGR je skratka pre Exhaust Gas Recirculation. Recirkulácia výfukových plynov sa týka návratu časti výfukových plynov vypustených z motora do sacieho potrubia a opätovného vstupu do valca s čerstvou zmesou. Keďže výfukové plyny obsahujú veľké množstvo polyatomických plynov, ako je CO2, a CO2 a iné plyny sa nedajú spaľovať, ale absorbujú veľké množstvo tepla vďaka svojej vysokej mernej tepelnej kapacite, maximálna teplota spaľovania zmesi vo valci sa znižuje. , čím sa zníži množstvo generovaných NOx.
DOC
DOC plný názov Dieselový oxidačný katalyzátor, je prvým krokom celého procesu dodatočnej úpravy, zvyčajne prvým stupňom trojstupňového výfukového potrubia, zvyčajne s ušľachtilými kovmi alebo keramikou ako nosičom katalyzátora.
Hlavnou funkciou DOC je oxidovať CO a HC vo výfukových plynoch a premieňať ich na netoxický a neškodný C02 a H2O. Súčasne môže absorbovať aj rozpustné organické zložky a niektoré uhlíkové častice a znížiť niektoré emisie PM. NO sa oxiduje na NO2 (NO2 je tiež zdrojový plyn nižšej reakcie). Treba si uvedomiť, že výber katalyzátora úzko súvisí s teplotou výfukových plynov nafty, keď je teplota pod 150°C, katalyzátor v podstate nefunguje. So zvyšujúcou sa teplotou sa postupne zvyšuje účinnosť premeny hlavných zložiek výfukových častíc. Keď je teplota vyššia ako 350 ° C, kvôli veľkému množstvu produkcie síranu sa zvyšujú emisie častíc a síran pokryje povrch katalyzátora, aby sa znížila aktivita a účinnosť konverzie katalyzátora, takže je potrebnéteplotné senzorysledovať teplotu nasávania DOC, keď teplota nasávania DOC nad 250 °C normálne vznieti uhľovodíky, to znamená dostatočnú oxidačnú reakciu.
DPF
Celý názov DPF je Diesel Particle Filter, čo je druhá časť procesu dodatočnej úpravy a zároveň druhá časť trojstupňového výfukového potrubia. Jeho hlavnou funkciou je zachytávať častice PM a jeho schopnosť redukovať PM je asi 90 %.
Filter častíc môže účinne znížiť emisie pevných častíc. Najskôr zachytáva pevné častice vo výfukových plynoch. Postupom času sa bude v DPF ukladať stále viac pevných častíc a tlakový rozdiel DPF sa bude postupne zvyšovať. Thesnímač diferenčného tlaku môže to sledovať. Keď tlakový rozdiel prekročí určitú prahovú hodnotu, spôsobí to proces regenerácie DPF, ktorý odstráni nahromadené častice. Regeneráciou filtrov sa rozumie postupný nárast pevných častíc v lapači pri dlhodobej prevádzke, čo môže spôsobiť zvýšenie protitlaku motora a viesť k zníženiu výkonu motora. Preto je potrebné pravidelne odstraňovať usadené častice a obnovovať filtračný výkon lapača.
Keď teplota v zachytávači častíc dosiahne 550 ℃ a koncentrácia kyslíka je vyššia ako 5 %, usadené častice budú oxidovať a horieť. Ak je teplota nižšia ako 550 ℃, príliš veľa sedimentu zablokuje lapač. Theteplotný senzor monitoruje teplotu nasávania DPF. Keď teplota nespĺňa požiadavky, signál sa vráti späť. V tomto čase je potrebné použiť externé zdroje energie (ako sú elektrické ohrievače, horáky alebo zmeny prevádzkových podmienok motora), aby sa zvýšila teplota vo vnútri DPF a spôsobili oxidáciu a horenie častíc.
SCR
SCR je skratka pre Selective Catalytic Reduction, čo je skratka pre systém selektívnej katalytickej redukcie. Je to zároveň posledný úsek vo výfukovom potrubí. Používa močovinu ako redukčné činidlo a používa katalyzátor na chemickú reakciu s NOx na premenu NOx na N2 a H2O.
Systém SCR využíva vstrekovací systém s asistenciou stlačeného vzduchu. Čerpadlo na prívod roztoku močoviny má zabudované ovládacie zariadenie, ktoré môže ovládať vnútorné čerpadlo na prívod roztoku močoviny a solenoidový ventil stlačeného vzduchu tak, aby fungovali podľa zavedených postupov. Riadiaca jednotka vstrekovania (DCU) komunikuje s riadiacou jednotkou motora cez zbernicu CAN, aby získala prevádzkové parametre motora a potom dáva signál teploty katalyzátora na základesnímač vysokej teploty , vypočíta vstrekované množstvo močoviny a riadi čerpadlo na prívod roztoku močoviny, aby vstreklo príslušné množstvo močoviny cez zbernicu CAN. Vo vnútri výfukového potrubia. Funkciou stlačeného vzduchu je dopraviť nameranú močovinu do dýzy, aby mohla byť močovina po prestriekaní dýzou úplne rozprášená.
ASC
ASC Ammonia Slip Catalyst je skratka pre amoniakový katalyzátor. V dôsledku úniku močoviny a nízkej účinnosti reakcie môže byť amoniak produkovaný rozkladom močoviny vypúšťaný priamo do atmosféry bez účasti na reakcii. To si vyžaduje inštaláciu zariadení ASC, aby sa zabránilo úniku amoniaku.
ASC je vo všeobecnosti inštalovaný na zadnom konci SCR a používa povlak katalyzátora, ako sú drahé kovy na vnútornej stene nosiča, aby katalyzoval REDOX reakciu, ktorá premieňa NH3 na neškodný N2.
Snímač teploty
Používa sa na meranie teploty výfukových plynov v rôznych polohách na katalyzátore, vrátane teploty nasávania DOC (zvyčajne označovanej ako teplota T4), DPF (zvyčajne označovanej ako teplota T5), SCR (zvyčajne označovanej ako teplota T6) a katalyzátora teplota výfuku (zvyčajne označovaná ako teplota T7). Súčasne sa príslušný signál prenesie do ECU, ktorá vykoná zodpovedajúcu stratégiu regenerácie a stratégiu vstrekovania močoviny na základe údajov spätnej väzby zo snímača. Jeho napájacie napätie je 5 V a rozsah merania teploty je medzi -40 ℃ a 900 ℃.
Senzor diferenčného tlaku
Používa sa na detekciu protitlaku výfukových plynov medzi vstupom a výstupom vzduchu DPF v katalyzátore a prenos príslušného signálu do ECU na funkčné riadenie monitorovania DPF a OBD. Jeho napájacie napätie je 5 V a teplota pracovného prostredia je -40 ~ 130 ℃.
Senzory zohrávajú dôležitú úlohu v systémoch úpravy výfukových plynov dieselových vozidiel, pomáhajú monitorovať a kontrolovať emisie s cieľom splniť environmentálne predpisy a zlepšiť kvalitu ovzdušia. Senzory poskytujú údaje o teplote výfukových plynov, tlaku, hladinách kyslíka a oxidoch dusíka (NOx), ktoré riadiaca jednotka motora (ECU) využíva na optimalizáciu spaľovacích procesov, zlepšenie palivovej účinnosti a predĺženie životnosti komponentov na úpravu výfukových plynov.
Keďže automobilový priemysel sa naďalej zameriava na znižovanie emisií a zlepšovanie kvality ovzdušia, vývoj a integrácia pokročilých senzorov je rozhodujúca pre dosiahnutie týchto cieľov.