Uitlaatgasbehandelingssysteem voor dieselvoertuigen
Dieseluitlaatgassen zijn de uitlaatgassen die door dieselmotoren worden uitgestoten na verbranding van diesel. Deze gassen bevatten honderden verschillende verbindingen. Deze gasuitstoot ruikt niet alleen vreemd, maar maakt mensen ook duizelig, misselijk en is schadelijk voor de gezondheid. Volgens experts van de Wereldgezondheidsorganisatie zijn dieseluitlaatgassen zeer kankerverwekkend en staan ze op de lijst van kankerverwekkende stoffen van klasse A. Deze verontreinigende stoffen omvatten voornamelijk stikstofoxiden (NOx), koolwaterstoffen (HC), koolmonoxide (CO) en fijnstof, enz. Deze worden voornamelijk via de grond uitgestoten. Deze verontreinigende stoffen komen via de neus en mond in de luchtwegen terecht en veroorzaken schade aan de gezondheid.
De belangrijkste emissies van dieselmotoren zijn PM (fijnstof) en NOx, terwijl de CO- en HC-emissies lager zijn. Het beheersen van de uitlaatgassen van dieselmotoren bestaat voornamelijk uit het beheersen van de productie van fijnstof (PM en NOx) en het verminderen van de directe uitstoot van PM en NOx. Om het probleem van de uitlaatgassen van dieselvoertuigen op te lossen, maken de meeste technische oplossingen momenteel gebruik van het EGR+DOC+DPF+SCR+ASC-systeem.
EGR
EGR is de afkorting van uitlaatgasrecirculatie (Exhaust Gas Recirculation). Uitlaatgasrecirculatie verwijst naar het terugvoeren van een deel van het uitlaatgas dat uit de motor komt naar het inlaatspruitstuk en het opnieuw in de cilinder brengen met een vers mengsel. Omdat het uitlaatgas een grote hoeveelheid polyatomische gassen zoals CO2 bevat, en CO2 en andere gassen niet verbrand kunnen worden maar door hun hoge soortelijke warmtecapaciteit veel warmte absorberen, wordt de maximale verbrandingstemperatuur van het mengsel in de cilinder verlaagd, waardoor de hoeveelheid NOx die wordt gegenereerd, afneemt.
DOC
DOC, volledige naam: Dieseloxidatiekatalysator, is de eerste stap in het gehele nabehandelingsproces, doorgaans de eerste fase van de drietraps uitlaatpijp, over het algemeen met edelmetalen of keramiek als katalysatordrager.
De belangrijkste functie van DOC is het oxideren van CO en HC in de uitlaatgassen, en het omzetten in niet-giftige en onschadelijke CO2 en H2O. Tegelijkertijd kan het ook oplosbare organische componenten en sommige koolstofdeeltjes absorberen en een deel van de PM-emissies verminderen. NO wordt geoxideerd tot NO2 (NO2 is ook het brongas van de lagere reactie). Opgemerkt moet worden dat de keuze van de katalysator nauw verband houdt met de temperatuur van de dieseluitlaatgassen; wanneer de temperatuur lager is dan 150 °C, werkt de katalysator in principe niet. Met het stijgen van de temperatuur neemt de omzettingsefficiëntie van de hoofdcomponenten van de uitlaatgassen geleidelijk toe. Wanneer de temperatuur hoger is dan 350 °C, vanwege de grote hoeveelheid sulfaatproductie, maar de deeltjesemissies toenemen, en sulfaat zal het oppervlak van de katalysator bedekken om de activiteit en omzettingsefficiëntie van de katalysator te verminderen, dus de noodzaak voortemperatuursensorenom de DOC-inlaattemperatuur te bewaken, wanneer de DOC-inlaattemperatuur boven 250 ° C komt, ontbranden koolwaterstoffen normaal gesproken, dat wil zeggen, er is sprake van voldoende oxidatiereactie.
Roetfilter
De volledige naam van DPF is Diesel Particle Filter (DPF). Het is het tweede deel van het nabehandelingsproces en tevens het tweede deel van de drietraps uitlaatpijp. De belangrijkste functie is het opvangen van fijnstofdeeltjes en het vermogen om fijnstofdeeltjes te reduceren is ongeveer 90%.
Een roetfilter kan de uitstoot van fijnstof effectief verminderen. Het filter vangt eerst fijnstof in de uitlaatgassen af. Na verloop van tijd zal er steeds meer fijnstof in het roetfilter neerslaan en zal het drukverschil in het roetfilter geleidelijk toenemen.differentiële druksensorkan dit monitoren. Wanneer het drukverschil een bepaalde drempelwaarde overschrijdt, activeert dit het DPF-regeneratieproces om opgehoopt roet te verwijderen. Filterregeneratie verwijst naar de geleidelijke toename van roet in de filter tijdens langdurig gebruik, wat kan leiden tot een toename van de tegendruk in de motor en een afname van de motorprestaties. Daarom is het noodzakelijk om het afgezette roet regelmatig te verwijderen en de filterprestaties te herstellen.
Wanneer de temperatuur in de deeltjesvanger 550 °C bereikt en de zuurstofconcentratie hoger is dan 5%, zullen de afgezette deeltjes oxideren en verbranden. Bij een temperatuur lager dan 550 °C zal de deeltjesvanger verstopt raken door te veel sediment.temperatuursensorBewaakt de inlaattemperatuur van het roetfilter. Wanneer de temperatuur niet aan de eisen voldoet, wordt het signaal teruggekoppeld. Op dat moment moeten externe energiebronnen (zoals elektrische verwarmingselementen, branders of veranderingen in de bedrijfsomstandigheden van de motor) worden gebruikt om de temperatuur in het roetfilter te verhogen en de deeltjes te laten oxideren en verbranden.
SCR
SCR staat voor Selective Catalytic Reduction, de afkorting van Selective Catalytic Reduction (SCR). Het is tevens het laatste deel van de uitlaatpijp. Het gebruikt ureum als reductiemiddel en gebruikt een katalysator om chemisch te reageren met NOx om NOx om te zetten in N2 en H2O.
Het SCR-systeem maakt gebruik van een injectiesysteem met persluchtondersteuning. De toevoerpomp voor de ureumoplossing heeft een ingebouwde regelaar die de interne toevoerpomp voor de ureumoplossing en het persluchtmagneetventiel kan aansturen om volgens de vastgestelde procedures te werken. De injectiecontroller (DCU) communiceert via de CAN-bus met de motor-ECU om de bedrijfsparameters van de motor te verkrijgen en geeft vervolgens een temperatuursignaal af op basis van dehoge temperatuursensor, berekent de injectiehoeveelheid ureum en stuurt de toevoerpomp voor ureumoplossing aan om de juiste hoeveelheid ureum via de CAN-bus te injecteren. In de uitlaatpijp. De functie van perslucht is om de gemeten ureum naar de nozzle te transporteren, zodat de ureum volledig kan worden verneveld nadat het door de nozzle is gespoten.
ASC
ASC Ammonia Slip Catalyst is de afkorting van ammoniakslipkatalysator. Door ureumlekkage en een lage reactie-efficiëntie kan ammoniak, geproduceerd door ureumontleding, direct in de atmosfeer terechtkomen zonder deel te nemen aan de reactie. Dit vereist de installatie van ASC-apparaten om ammoniaklekkage te voorkomen.
De ASC wordt doorgaans aan de achterzijde van de SCR geïnstalleerd en maakt gebruik van een katalysatorcoating, bijvoorbeeld van edelmetalen, op de binnenwand van de drager om de REDOX-reactie te katalyseren, waarbij NH3 wordt omgezet in onschadelijk N2.
Temperatuursensor
Wordt gebruikt om de uitlaattemperatuur te meten op verschillende posities op de katalysator, waaronder de inlaattemperatuur van de DOC (meestal aangeduid als T4-temperatuur), DPF (meestal aangeduid als T5-temperatuur), SCR (meestal aangeduid als T6-temperatuur) en de uitlaatgastemperatuur van de katalysator (meestal aangeduid als T7-temperatuur). Tegelijkertijd wordt het bijbehorende signaal naar de ECU gestuurd, die de bijbehorende regeneratiestrategie en ureuminjectiestrategie uitvoert op basis van de feedbackgegevens van de sensor. De voedingsspanning is 5 V en het temperatuurmeetbereik ligt tussen -40 ℃ en 900 ℃.
Differentiële druksensor
Het wordt gebruikt om de uitlaatgastegendruk tussen de DPF-luchtinlaat en -uitlaat in de katalysator te detecteren en het bijbehorende signaal naar de ECU te sturen voor functionele controle van het DPF en OBD-bewaking. De voedingsspanning is 5 V en de werkomgeving is -40 tot 130 °C.
Sensoren spelen een cruciale rol in uitlaatgasreinigingssystemen van dieselvoertuigen en helpen bij het bewaken en beheersen van emissies om te voldoen aan milieuvoorschriften en de luchtkwaliteit te verbeteren. Sensoren leveren gegevens over de uitlaatgastemperatuur, -druk, zuurstofgehalte en stikstofoxiden (NOx). Deze gegevens worden door de motorregeleenheid (ECU) gebruikt om verbrandingsprocessen te optimaliseren, het brandstofverbruik te verbeteren en de levensduur van uitlaatgasreinigingscomponenten te verlengen.
Omdat de auto-industrie zich steeds meer richt op het verminderen van emissies en het verbeteren van de luchtkwaliteit, is de ontwikkeling en integratie van geavanceerde sensoren van cruciaal belang om deze doelen te bereiken.