Sistema de tratamiento de gases de escape de vehículos diésel.
Los gases de escape diésel se refieren a los gases de escape emitidos por el motor diésel después de quemar diésel, que contienen cientos de compuestos diferentes. Esta emisión de gases no solo huele raro, sino que también provoca mareos, náuseas y afecta la salud. Según los expertos de la Organización Mundial de la Salud, los gases de escape de los motores diésel son altamente cancerígenos y están clasificados como carcinógenos de clase A. Estos contaminantes incluyen principalmente óxidos de nitrógeno (NOx), hidrocarburos (HC), monóxido de carbono (CO) y partículas, etc., que se descargan principalmente cerca del suelo, y estos contaminantes ingresan al tracto respiratorio a través de la nariz y la boca, causando daños a la salud humana.
Las principales emisiones de los motores diésel son PM (partículas) y NOx, mientras que las emisiones de CO y HC son menores. El control de las emisiones de escape de los motores diésel implica principalmente controlar la generación de partículas PM y NO, y reducir las emisiones directas de PM y NOx. En la actualidad, para resolver el problema de los gases de escape de los vehículos diésel, la mayoría de las soluciones técnicas adoptan el sistema EGR+DOC+DPF+SCR+ASC.
EGR
EGR es la abreviatura de recirculación de gases de escape. La recirculación de gases de escape se refiere a devolver parte de los gases de escape descargados del motor al colector de admisión y volver a ingresar al cilindro con una mezcla nueva. Dado que los gases de escape contienen una gran cantidad de gases poliatómicos como el CO2, y el CO2 y otros gases no se pueden quemar pero absorben una gran cantidad de calor debido a su alta capacidad calorífica específica, la temperatura máxima de combustión de la mezcla en el cilindro se reduce. , reduciendo así la cantidad de NOx generado.
DOC
DOC nombre completo Catalizador de oxidación diésel, es el primer paso de todo el proceso de postratamiento, generalmente la primera etapa del tubo de escape de tres etapas, generalmente con metales preciosos o cerámicas como portador del catalizador.
La función principal del DOC es oxidar el CO y HC de los gases de escape, convirtiéndolos en C02 y H2O no tóxicos e inofensivos. Al mismo tiempo, también puede absorber componentes orgánicos solubles y algunas partículas de carbono, y reducir algunas emisiones de PM. El NO se oxida a NO2 (el NO2 también es el gas fuente de la reacción inferior). Cabe señalar que la elección del catalizador está estrechamente relacionada con la temperatura del escape diésel; cuando la temperatura es inferior a 150 ° C, el catalizador básicamente no funciona. Con el aumento de la temperatura, la eficiencia de conversión de los componentes principales de las partículas de escape aumenta gradualmente. Cuando la temperatura es superior a 350 ° C, debido a la gran cantidad de producción de sulfato, pero aumentan las emisiones de partículas, el sulfato cubrirá la superficie del catalizador para reducir la actividad y la eficiencia de conversión del catalizador, por lo que la necesidad desensores de temperaturapara controlar la temperatura de entrada de DOC, cuando la temperatura de entrada de DOC por encima de 250 ° C los hidrocarburos normalmente se encienden, es decir, hay suficiente reacción de oxidación.
FAP
El nombre completo de DPF es Filtro de partículas diésel, que es la segunda parte del proceso de postratamiento y también la segunda sección del tubo de escape de tres etapas. Su función principal es capturar partículas PM y su capacidad para reducir PM es aproximadamente del 90%.
El filtro de partículas puede reducir eficazmente la emisión de partículas. Primero captura las partículas en los gases de escape. Con el tiempo, se depositarán cada vez más partículas en el DPF y la diferencia de presión del DPF aumentará gradualmente. Elsensor de presión diferencial puede monitorearlo. Cuando la diferencia de presión excede un cierto umbral, hará que el proceso de regeneración del DPF elimine las partículas acumuladas. La regeneración de filtros se refiere al aumento gradual de partículas en la trampa durante el funcionamiento prolongado, lo que puede provocar un aumento en la contrapresión del motor y provocar una disminución en el rendimiento del motor. Por lo tanto, es necesario eliminar periódicamente las partículas depositadas y restaurar el rendimiento de filtración de la trampa.
Cuando la temperatura en la trampa de partículas alcanza los 550 ℃ y la concentración de oxígeno es superior al 5%, las partículas depositadas se oxidarán y arderán. Si la temperatura es inferior a 550 ℃, demasiado sedimento bloqueará la trampa. Elsensor de temperatura monitorea la temperatura de entrada del DPF. Cuando la temperatura no cumple con los requisitos, la señal será retroalimentada. En este momento, es necesario utilizar fuentes de energía externas (como calentadores eléctricos, quemadores o cambios en las condiciones de funcionamiento del motor) para aumentar la temperatura dentro del DPF y hacer que las partículas se oxiden y quemen.
RCS
SCR significa Reducción Catalítica Selectiva, la abreviatura de sistema de reducción catalítica selectiva. También es el último tramo del tubo de escape. Utiliza urea como agente reductor y utiliza un catalizador para reaccionar químicamente con NOx y convertir NOx en N2 y H2O.
El sistema SCR utiliza un sistema de inyección con asistencia de aire comprimido. La bomba de suministro de solución de urea tiene un dispositivo de control incorporado que puede controlar la bomba interna de suministro de solución de urea y la válvula solenoide de aire comprimido para que funcionen de acuerdo con los procedimientos establecidos. El controlador de inyección (DCU) se comunica con la ECU del motor a través del bus CAN para obtener los parámetros de funcionamiento del motor y luego proporciona la señal de temperatura del convertidor catalítico basada en lasensor de alta temperatura , calcula la cantidad de inyección de urea y controla la bomba de suministro de solución de urea para inyectar la cantidad adecuada de urea a través del bus CAN. Dentro del tubo de escape. La función del aire comprimido es llevar la urea medida a la boquilla, de modo que la urea pueda atomizarse completamente después de ser rociada a través de la boquilla.
ASC
ASC Ammonia Slip Catalyst es la abreviatura de catalizador de deslizamiento de amoníaco. Debido a la fuga de urea y la baja eficiencia de la reacción, el amoníaco producido por la descomposición de la urea puede descargarse directamente a la atmósfera sin participar en la reacción. Esto requiere la instalación de dispositivos ASC para evitar el escape de amoníaco.
El ASC generalmente se instala en el extremo posterior del SCR y utiliza un recubrimiento catalizador, como metales preciosos, en la pared interna del portador para catalizar la reacción REDOX, que convierte el NH3 en N2 inofensivo.
Sensor de temperatura
Se utiliza para medir la temperatura de escape en diferentes posiciones del catalizador, incluida la temperatura de admisión de DOC (generalmente denominada temperatura T4), DPF (generalmente denominada temperatura T5), SCR (generalmente denominada temperatura T6) y catalizador. Temperatura del tubo de escape (generalmente denominada temperatura T7). Al mismo tiempo, la señal correspondiente se transmite a la ECU, que ejecuta la estrategia de regeneración correspondiente y la estrategia de inyección de urea en función de los datos de retroalimentación del sensor. Su voltaje de alimentación es de 5 V y el rango de medición de temperatura está entre -40 ℃ y 900 ℃.
Sensor de presión diferencial
Se utiliza para detectar la contrapresión del escape entre la entrada y salida de aire del DPF en el convertidor catalítico y transmitir la señal correspondiente a la ECU para el control funcional del DPF y el monitoreo del OBD. Su voltaje de alimentación es de 5 V y la temperatura del entorno de trabajo es de -40 ~ 130 ℃.
Los sensores desempeñan un papel vital en los sistemas de tratamiento de gases de escape de vehículos diésel, ya que ayudan a monitorear y controlar las emisiones para cumplir con las regulaciones ambientales y mejorar la calidad del aire. Los sensores proporcionan datos sobre la temperatura, la presión, los niveles de oxígeno y los óxidos de nitrógeno (NOx) de los gases de escape, que la unidad de control del motor (ECU) utiliza para optimizar los procesos de combustión, mejorar la eficiencia del combustible y extender la vida útil de los componentes del tratamiento de los gases de escape.
A medida que la industria automotriz continúa enfocándose en reducir las emisiones y mejorar la calidad del aire, el desarrollo y la integración de sensores avanzados es fundamental para lograr estos objetivos.