Układ oczyszczania spalin pojazdów z silnikiem Diesla
Spaliny z silników Diesla odnoszą się do gazów spalinowych emitowanych przez silnik Diesla po spaleniu oleju napędowego, który zawiera setki różnych związków. Ta emisja gazu nie tylko dziwnie pachnie, ale również powoduje u ludzi zawroty głowy, mdłości i wpływa na zdrowie. Według ekspertów ze Światowej Organizacji Zdrowia, spaliny silników Diesla są wysoce rakotwórcze i są wymienione jako substancje rakotwórcze klasy A. Zanieczyszczenia te obejmują głównie tlenki azotu (NOx), węglowodory (HC), tlenek węgla (CO) i cząstki stałe itp., które są głównie emitowane przez powierzchnię ziemi, a zanieczyszczenia te dostają się do dróg oddechowych przez nos i usta, powodując szkody dla zdrowia ludzi.
Główne emisje silników Diesla to PM (cząstki stałe) i NOx, podczas gdy emisje CO i HC są niższe. Kontrola emisji spalin silników Diesla polega głównie na kontrolowaniu wytwarzania cząstek stałych PM i NO oraz redukcji bezpośrednich emisji PM i NOx. Obecnie, aby rozwiązać problem spalin pojazdów z silnikiem Diesla, większość rozwiązań technicznych przyjmuje system EGR+DOC+DPF+SCR+ASC.
EGR
EGR to skrót od Exhaust Gas Recirculation (recyrkulacja spalin). Recyrkulacja spalin oznacza powrót części spalin odprowadzanych z silnika do kolektora dolotowego i ponowne wprowadzenie do cylindra ze świeżą mieszanką. Ponieważ spaliny zawierają dużą ilość gazów wieloatomowych, takich jak CO2, a CO2 i inne gazy nie mogą zostać spalone, ale pochłaniają dużą ilość ciepła ze względu na ich wysoką pojemność cieplną, maksymalna temperatura spalania mieszanki w cylindrze ulega obniżeniu, co zmniejsza ilość wytwarzanych NOx.
DOK
Pełna nazwa DOC oznacza katalizator utleniający do silników wysokoprężnych. Jest to pierwszy etap całego procesu oczyszczania spalin, zwykle pierwszy etap trzystopniowego układu wydechowego, zazwyczaj z metalami szlachetnymi lub ceramiką jako nośnikiem katalizatora.
Główną funkcją DOC jest utlenianie CO i HC w spalinach, przekształcając je w nietoksyczne i nieszkodliwe CO2 i H2O. Jednocześnie może również absorbować rozpuszczalne składniki organiczne i niektóre cząstki węgla oraz redukować niektóre emisje PM. NO jest utleniany do NO2 (NO2 jest również gazem źródłowym niższej reakcji). Należy zauważyć, że wybór katalizatora jest ściśle związany z temperaturą spalin silnika wysokoprężnego, gdy temperatura jest poniżej 150 ° C, katalizator zasadniczo nie działa. Wraz ze wzrostem temperatury wydajność konwersji głównych składników cząstek spalin stopniowo wzrasta. Gdy temperatura jest wyższa niż 350 ° C, ze względu na dużą ilość produkcji siarczanów, ale wzrasta emisja cząstek, a siarczan pokryje powierzchnię katalizatora, aby zmniejszyć aktywność i wydajność konwersji katalizatora, więc potrzebaczujniki temperaturydo monitorowania temperatury dolotowej DOC, gdy temperatura dolotowa DOC przekracza 250 °C, węglowodory normalnie się zapalają, czyli zachodzi wystarczająca reakcja utleniania.
DPF
Pełna nazwa DPF to Diesel Particle Filter, który jest drugą częścią procesu oczyszczania spalin, a także drugą sekcją trzystopniowej rury wydechowej. Jego główną funkcją jest wychwytywanie cząstek PM, a jego zdolność do redukcji PM wynosi około 90%.
Filtr cząstek stałych może skutecznie zmniejszyć emisję cząstek stałych. Najpierw wychwytuje cząstki stałe w spalinach. Z czasem coraz więcej cząstek stałych będzie osadzać się w DPF, a różnica ciśnień w DPF będzie stopniowo wzrastać.czujnik różnicy ciśnieńmoże go monitorować. Gdy różnica ciśnień przekroczy pewien próg, spowoduje to, że proces regeneracji DPF usunie nagromadzone cząstki stałe. Regeneracja filtrów odnosi się do stopniowego wzrostu cząstek stałych w pułapce podczas długotrwałej pracy, co może spowodować wzrost przeciwciśnienia silnika i doprowadzić do spadku wydajności silnika. Dlatego konieczne jest regularne usuwanie osadzonych cząstek stałych i przywracanie wydajności filtracji pułapki.
Gdy temperatura w pułapce cząstek osiągnie 550 ℃, a stężenie tlenu będzie większe niż 5%, osadzone cząstki ulegną utlenieniu i spaleniu. Jeśli temperatura będzie niższa niż 550 ℃, zbyt duża ilość osadu zablokuje pułapkę.czujnik temperaturymonitoruje temperaturę wlotową DPF. Gdy temperatura nie spełnia wymagań, sygnał zostanie przesłany z powrotem. W tym momencie należy użyć zewnętrznych źródeł energii (takich jak grzejniki elektryczne, palniki lub zmiany warunków pracy silnika), aby zwiększyć temperaturę wewnątrz DPF i spowodować utlenienie i spalenie cząstek.
SCR
SCR oznacza Selective Catalytic Reduction, skrót od Selective Catalytic Reduction system. Jest to również ostatnia sekcja rury wydechowej. Używa mocznika jako środka redukującego i używa katalizatora do chemicznej reakcji z NOx, aby przekształcić NOx w N2 i H2O.
System SCR wykorzystuje układ wtryskowy wspomagany sprężonym powietrzem. Pompa zasilająca roztworem mocznika ma wbudowane urządzenie sterujące, które może sterować wewnętrzną pompą zasilającą roztworem mocznika i zaworem elektromagnetycznym sprężonego powietrza, aby działały zgodnie z ustalonymi procedurami. Kontroler wtrysku (DCU) komunikuje się z ECU silnika za pośrednictwem magistrali CAN w celu uzyskania parametrów pracy silnika, a następnie przekazuje sygnał temperatury katalizatora na podstawieczujnik wysokiej temperatury, oblicza ilość wtryskiwanego mocznika i steruje pompą podającą roztwór mocznika, aby wtryskiwać odpowiednią ilość mocznika przez magistralę CAN. Wewnątrz rury wydechowej. Funkcją sprężonego powietrza jest transportowanie zmierzonego mocznika do dyszy, tak aby mocznik mógł zostać całkowicie rozpylony po rozpyleniu przez dyszę.
ASC
ASC Ammonia Slip Catalyst to skrót od ammonia slip catalyst. Ze względu na wyciek mocznika i niską wydajność reakcji, amoniak wytwarzany przez rozkład mocznika może być odprowadzany bezpośrednio do atmosfery bez uczestniczenia w reakcji. Wymaga to instalacji urządzeń ASC w celu zapobiegania ucieczce amoniaku.
ASC jest zazwyczaj instalowany w tylnej części reaktora SCR i wykorzystuje powłokę katalizatora, np. z metali szlachetnych, na wewnętrznej ścianie nośnika, aby katalizować reakcję REDOX, w której NH3 reaguje w nieszkodliwy N2.
Czujnik temperatury
Służy do pomiaru temperatury spalin w różnych pozycjach katalizatora, w tym temperatury dolotowej DOC (zwykle określanej jako temperatura T4), DPF (zwykle określanej jako temperatura T5), SCR (zwykle określanej jako temperatura T6) i temperatury rury wydechowej katalizatora (zwykle określanej jako temperatura T7). Jednocześnie odpowiedni sygnał jest przesyłany do ECU, który wykonuje odpowiednią strategię regeneracji i strategię wtrysku mocznika na podstawie danych zwrotnych z czujnika. Jego napięcie zasilania wynosi 5 V, a zakres pomiaru temperatury wynosi od -40 ℃ do 900 ℃.
Czujnik różnicy ciśnień
Służy do wykrywania ciśnienia wstecznego spalin między wlotem powietrza DPF a wylotem w katalizatorze i przesyłania odpowiedniego sygnału do ECU w celu funkcjonalnej kontroli DPF i monitorowania OBD. Napięcie zasilania wynosi 5 V, a temperatura otoczenia roboczego wynosi -40~130℃.
Czujniki odgrywają kluczową rolę w układach oczyszczania spalin pojazdów z silnikiem Diesla, pomagając monitorować i kontrolować emisje w celu spełnienia przepisów dotyczących ochrony środowiska i poprawy jakości powietrza. Czujniki dostarczają danych na temat temperatury spalin, ciśnienia, poziomu tlenu i tlenków azotu (NOx), które jednostka sterująca silnikiem (ECU) wykorzystuje do optymalizacji procesów spalania, poprawy efektywności paliwowej i wydłużenia żywotności elementów układu oczyszczania spalin.
Ponieważ przemysł motoryzacyjny nadal koncentruje się na ograniczaniu emisji i poprawie jakości powietrza, rozwój i integracja zaawansowanych czujników staje się kluczowa dla osiągnięcia tych celów.