Sistema de tratamento de escape de vehículos diésel
Os gases de escape do diésel refírense aos gases de escape emitidos polo motor diésel despois de queimar o diésel, que conteñen centos de compostos diferentes. Esta emisión de gases non só cheira mal, senón que tamén provoca mareos, náuseas e afecta á saúde das persoas. Segundo expertos da Organización Mundial da Saúde, os gases de escape dos motores diésel son altamente canceríxenos e están catalogados como carcinóxenos de clase A. Estes contaminantes inclúen principalmente óxidos de nitróxeno (NOx), hidrocarburos (HC), monóxido de carbono (CO) e partículas, etc., que se descargan principalmente a través do chan próximo e estes contaminantes entran nas vías respiratorias polo nariz e a boca, causando danos á saúde humana.
As principais emisións dos motores diésel son as PM (partículas) e os NOx, mentres que as emisións de CO e HC son menores. O control das emisións de escape dos motores diésel implica principalmente controlar a xeración de partículas PM e NO e reducir as emisións directas de PM e NOx. Na actualidade, para resolver o problema dos escapes dos vehículos diésel, a maioría das solucións técnicas adoptan o sistema EGR+DOC+DPF+SCR+ASC.
EGR
EGR é a abreviatura de Recirculación de Gases de Escape. A recirculación dos gases de escape consiste en devolver parte dos gases de escape descargados do motor ao colector de admisión e volver entrar no cilindro cunha mestura fresca. Dado que os gases de escape conteñen unha gran cantidade de gases poliatómicos como o CO2, e o CO2 e outros gases non se poden queimar, senón que absorben unha gran cantidade de calor debido á súa alta capacidade calorífica específica, redúcese a temperatura máxima de combustión da mestura no cilindro, o que reduce a cantidade de NOx xerado.
DOC
O nome completo do DOC, catalizador de oxidación diésel, é o primeiro paso de todo o proceso de postratamento, normalmente a primeira etapa do tubo de escape de tres etapas, xeralmente con metais preciosos ou cerámica como portador do catalizador.
A función principal do DOC é oxidar o CO e os HC nos gases de escape, converténdoos en CO2 e H2O non tóxicos e inofensivos. Ao mesmo tempo, tamén pode absorber compoñentes orgánicos solubles e algunhas partículas de carbono, e reducir algunhas emisións de PM. O NO oxídase a NO2 (o NO2 tamén é o gas fonte da reacción inferior). Cómpre sinalar que a elección do catalizador está estreitamente relacionada coa temperatura do escape do diésel; cando a temperatura é inferior a 150 °C, o catalizador basicamente deixa de funcionar. Co aumento da temperatura, a eficiencia de conversión dos principais compoñentes das partículas de escape aumenta gradualmente. Cando a temperatura é superior a 350 °C, debido á gran cantidade de produción de sulfato, aumentan as emisións de partículas, e o sulfato cubrirá a superficie do catalizador, reducindo a súa actividade e eficiencia de conversión, polo que a necesidade de... sensores de temperatura para monitorizar a temperatura de entrada de DOC, cando a temperatura de entrada de DOC é superior a 250 °C, os hidrocarburos normalmente se ignirán, é dicir, cunha reacción de oxidación suficiente.
DPF
O nome completo do DPF é Filtro de Partículas Diésel, que é a segunda parte do proceso de postratamento e tamén a segunda sección do tubo de escape de tres etapas. A súa función principal é capturar as partículas PM e a súa capacidade para reducilas é de aproximadamente o 90 %.
O filtro de partículas pode reducir eficazmente a emisión de partículas. Primeiro captura as partículas nos gases de escape. Co tempo, depositarase cada vez máis partículas no DPF e a diferenza de presión do DPF aumentará gradualmente. Osensor de presión diferencialpódese monitorizar. Cando a diferenza de presión supera un certo limiar, o proceso de rexeneración do DPF eliminará a materia particulada acumulada. A rexeneración dos filtros refírese ao aumento gradual da materia particulada na trampa durante o funcionamento a longo prazo, o que pode provocar un aumento da contrapresión do motor e levar a unha diminución do rendemento do motor. Polo tanto, é necesario eliminar regularmente a materia particulada depositada e restaurar o rendemento de filtración da trampa.
Cando a temperatura na trampa de partículas alcanza os 550 ℃ e a concentración de osíxeno é superior ao 5 %, as partículas depositadas oxidaranse e arderán. Se a temperatura é inferior a 550 ℃, demasiados sedimentos bloquearán a trampa.sensor de temperaturamonitoriza a temperatura de admisión do DPF. Cando a temperatura non cumpre os requisitos, o sinal será retroalimentado. Neste momento, é necesario usar fontes de enerxía externas (como quentadores eléctricos, queimadores ou cambios nas condicións de funcionamento do motor) para aumentar a temperatura dentro do DPF e facer que as partículas se oxiden e queimen.
SCR
SCR significa Redución Catalítica Selectiva, a abreviatura de sistema de Redución Catalítica Selectiva. Tamén é a última sección do tubo de escape. Emprega urea como axente redutor e un catalizador para reaccionar quimicamente cos NOx e converter os NOx en N2 e H2O.
O sistema SCR emprega un sistema de inxección con asistencia de aire comprimido. A bomba de subministración da solución de urea ten un dispositivo de control incorporado que pode controlar a bomba de subministración interna da solución de urea e a válvula solenoide de aire comprimido para que funcionen segundo os procedementos establecidos. O controlador de inxección (DCU) comunícase coa ECU do motor a través do bus CAN para obter os parámetros de funcionamento do motor e, a continuación, proporciona o sinal de temperatura do catalizador baseado nasensor de alta temperatura, calcula a cantidade de urea inxectada e controla a bomba de subministración da solución de urea para inxectar a cantidade axeitada de urea a través do bus CAN. Dentro do tubo de escape. A función do aire comprimido é transportar a urea medida á boquilla, de xeito que a urea poida ser completamente atomizada despois de ser pulverizada a través da boquilla.
ASC
Catalizador de deslizamento de amoníaco ASC é a abreviatura de catalizador de deslizamento de amoníaco. Debido ás fugas de urea e á baixa eficiencia da reacción, o amoníaco producido pola descomposición da urea pode descargarse directamente á atmosfera sen participar na reacción. Isto require a instalación de dispositivos ASC para evitar a fuga de amoníaco.
O ASC xeralmente instálase na parte traseira do SCR e usa un revestimento catalizador, como metais preciosos, na parede interior do portador para catalizar a reacción REDOX, que transforma o NH3 en N2 inocuo.
Sensor de temperatura
Úsase para medir a temperatura do escape en diferentes posicións do catalizador, incluíndo a temperatura de admisión do DOC (normalmente denominada temperatura T4), o DPF (normalmente denominada temperatura T5), o SCR (normalmente denominado temperatura T6) e a temperatura do tubo de escape do catalizador (normalmente denominada temperatura T7). Ao mesmo tempo, o sinal correspondente transmítese á ECU, que executa a estratexia de rexeneración e a estratexia de inxección de urea correspondentes baseándose nos datos de retroalimentación do sensor. A súa tensión de alimentación é de 5 V e o rango de medición de temperatura está entre -40 ℃ e 900 ℃.
sensor de presión diferencial
Úsase para detectar a contrapresión do escape entre a entrada e a saída de aire do DPF no catalizador e transmitir o sinal correspondente á ECU para o control funcional da monitorización do DPF e OBD. A súa tensión de alimentación é de 5 V e a temperatura ambiente de traballo é de -40 a 130 ℃.
Os sensores desempeñan un papel vital nos sistemas de tratamento de gases de escape dos vehículos diésel, axudando a monitorizar e controlar as emisións para cumprir as normativas ambientais e mellorar a calidade do aire. Os sensores proporcionan datos sobre a temperatura, a presión, os niveis de osíxeno e os óxidos de nitróxeno (NOx) dos gases de escape, que a unidade de control do motor (ECU) utiliza para optimizar os procesos de combustión, mellorar a eficiencia do combustible e prolongar a vida útil dos compoñentes de tratamento de gases de escape.
A medida que a industria do automóbil continúa a centrarse na redución das emisións e na mellora da calidade do aire, o desenvolvemento e a integración de sensores avanzados son fundamentais para acadar estes obxectivos.