Sistema de tratamento de exaustão de veículos a diesel
A exaustão de motores a diesel refere-se aos gases de escape emitidos por motores a diesel após a queima do diesel, que contêm centenas de compostos diferentes. Essa emissão de gases não só tem um odor estranho, como também causa tonturas, náuseas e afeta a saúde. De acordo com especialistas da Organização Mundial da Saúde, a exaustão de motores a diesel é altamente cancerígena e está classificada como cancerígena de Classe A. Esses poluentes incluem principalmente óxidos de nitrogênio (NOx), hidrocarbonetos (HC), monóxido de carbono (CO) e partículas, etc., que são descarregados principalmente próximo ao solo, e esses poluentes entram no trato respiratório através do nariz e da boca, causando danos à saúde humana.
As principais emissões dos motores a diesel são MP (material particulado) e NOx, enquanto as emissões de CO e HC são menores. O controle das emissões de escape de motores a diesel envolve principalmente o controle da geração de material particulado MP e NO, e a redução das emissões diretas de MP e NOx. Atualmente, para solucionar o problema dos gases de escape de veículos a diesel, a maioria das soluções técnicas adota o sistema EGR+DOC+DPF+SCR+ASC.
EGR
EGR é a abreviação de Recirculação dos Gases de Escape. A recirculação dos gases de escape refere-se ao retorno de parte dos gases de escape descarregados do motor para o coletor de admissão e sua entrada no cilindro com mistura fresca. Como os gases de escape contêm uma grande quantidade de gases poliatômicos, como CO2, e o CO2 e outros gases não podem ser queimados, mas absorvem uma grande quantidade de calor devido ao seu alto calor específico, a temperatura máxima de combustão da mistura no cilindro é reduzida, reduzindo assim a quantidade de NOx gerado.
DOC
DOC nome completo Catalisador de oxidação diesel, é a primeira etapa de todo o processo de pós-tratamento, geralmente o primeiro estágio do tubo de escape de três estágios, geralmente com metais preciosos ou cerâmicas como o transportador do catalisador.
A principal função do DOC é oxidar CO e HC nos gases de escape, convertendo-os em CO2 e H2O não tóxicos e inofensivos. Ao mesmo tempo, também pode absorver componentes orgânicos solúveis e algumas partículas de carbono, reduzindo algumas emissões de partículas. O NO é oxidado a NO2 (NO2 também é o gás fonte da reação inferior). Deve-se notar que a escolha do catalisador está intimamente relacionada à temperatura de escape do diesel. Quando a temperatura está abaixo de 150 °C, o catalisador basicamente não funciona. Com o aumento da temperatura, a eficiência de conversão dos principais componentes das partículas de escape aumenta gradualmente. Quando a temperatura é superior a 350 °C, devido à grande quantidade de sulfato produzido, mas aumenta as emissões de partículas, e o sulfato cobrirá a superfície do catalisador, reduzindo a atividade e a eficiência de conversão do catalisador, portanto, a necessidade de sensores de temperatura para monitorar a temperatura de admissão do DOC, quando a temperatura de admissão do DOC acima de 250 ° C hidrocarbonetos normalmente ignição, ou seja, reação de oxidação suficiente.
DPF
O nome completo do DPF é Filtro de Partículas Diesel, que é a segunda parte do processo de pós-tratamento e também a segunda seção do tubo de escape de três estágios. Sua principal função é capturar partículas de MP, e sua capacidade de reduzir MP é de cerca de 90%.
O filtro de partículas pode reduzir eficazmente a emissão de partículas. Ele captura inicialmente as partículas nos gases de escape. Com o tempo, mais e mais partículas se depositarão no filtro de partículas, e a diferença de pressão do filtro aumentará gradualmente.sensor de pressão diferencialpode monitorá-lo. Quando a diferença de pressão excede um determinado limite, isso fará com que o processo de regeneração do DPF remova o material particulado acumulado. A regeneração dos filtros refere-se ao aumento gradual de material particulado no purgador durante a operação prolongada, o que pode causar um aumento na contrapressão do motor e levar à redução do desempenho do motor. Portanto, é necessário remover regularmente o material particulado depositado e restaurar o desempenho de filtragem do purgador.
Quando a temperatura na armadilha de partículas atinge 550 ℃ e a concentração de oxigênio é superior a 5%, as partículas depositadas oxidam e queimam. Se a temperatura for inferior a 550 ℃, o excesso de sedimentos bloqueará a armadilha.sensor de temperaturaMonitora a temperatura de admissão do DPF. Quando a temperatura não atende aos requisitos, o sinal é realimentado. Nesse momento, fontes externas de energia (como aquecedores elétricos, queimadores ou mudanças nas condições de operação do motor) precisam ser utilizadas para aumentar a temperatura dentro do DPF e causar a oxidação e a queima das partículas.
SCR
SCR significa Redução Catalítica Seletiva, abreviação de Sistema de Redução Catalítica Seletiva. É também a última seção do tubo de escape. Utiliza ureia como agente redutor e um catalisador para reagir quimicamente com NOx, convertendo NOx em N2 e H2O.
O sistema SCR utiliza um sistema de injeção com assistência de ar comprimido. A bomba de alimentação de solução de ureia possui um dispositivo de controle integrado que pode controlar a bomba de alimentação de solução de ureia interna e a válvula solenoide de ar comprimido para que funcionem de acordo com os procedimentos estabelecidos. O controlador de injeção (DCU) se comunica com a ECU do motor por meio do barramento CAN para obter os parâmetros operacionais do motor e, em seguida, fornece ao conversor catalítico um sinal de temperatura com base nos dados.sensor de alta temperatura, calcula a quantidade de ureia injetada e controla a bomba de suprimento de solução de ureia para injetar a quantidade apropriada de ureia através do barramento CAN. Dentro do tubo de escape. A função do ar comprimido é transportar a ureia medida até o bico, para que a ureia possa ser totalmente atomizada após ser pulverizada através do bico.
ASC
Catalisador de Deslizamento de Amônia ASC é a abreviação de catalisador de deslizamento de amônia. Devido ao vazamento de ureia e à baixa eficiência da reação, a amônia produzida pela decomposição da ureia pode ser descarregada diretamente na atmosfera sem participar da reação. Isso requer a instalação de dispositivos ASC para evitar o vazamento de amônia.
O ASC geralmente é instalado na extremidade traseira do SCR e usa um revestimento catalisador, como metais preciosos, na parede interna do transportador para catalisar a reação REDOX, que transforma NH3 em N2 inofensivo.
Sensor de temperatura
Utilizado para medir a temperatura do escapamento em diferentes posições do catalisador, incluindo a temperatura de admissão do DOC (geralmente chamada de temperatura T4), DPF (geralmente chamada de temperatura T5), SCR (geralmente chamada de temperatura T6) e a temperatura do tubo de escape do catalisador (geralmente chamada de temperatura T7). Ao mesmo tempo, o sinal correspondente é transmitido para a ECU, que executa a estratégia de regeneração e a estratégia de injeção de ureia correspondentes com base nos dados de feedback do sensor. Sua tensão de alimentação é de 5 V e a faixa de medição de temperatura varia de -40 ℃ a 900 ℃.
Sensor de pressão diferencial
É usado para detectar a contrapressão do escapamento entre a entrada e a saída de ar do DPF no conversor catalítico e transmitir o sinal correspondente à ECU para controle funcional do DPF e monitoramento do OBD. Sua tensão de alimentação é de 5 V e a temperatura ambiente de trabalho é de -40 a 130 °C.
Os sensores desempenham um papel vital nos sistemas de tratamento de gases de escape de veículos a diesel, ajudando a monitorar e controlar as emissões para atender às normas ambientais e melhorar a qualidade do ar. Os sensores fornecem dados sobre a temperatura, pressão, níveis de oxigênio e óxidos de nitrogênio (NOx) dos gases de escape, que a unidade de controle do motor (ECU) utiliza para otimizar os processos de combustão, melhorar a eficiência do combustível e prolongar a vida útil dos componentes do tratamento de gases de escape.
À medida que a indústria automotiva continua se concentrando na redução de emissões e na melhoria da qualidade do ar, o desenvolvimento e a integração de sensores avançados são essenciais para atingir essas metas.