Система очистки выхлопных газов дизельных автомобилей
Дизельный выхлоп относится к выхлопным газам, выделяемым дизельным двигателем после сжигания дизельного топлива, которые содержат сотни различных соединений. Эти выбросы газа не только странно пахнут, но и вызывают у людей головокружение, тошноту и влияют на здоровье людей. По мнению экспертов Всемирной организации здравоохранения, выхлопные газы дизельных двигателей являются высококанцерогенными и относятся к канцерогенам класса А. К этим загрязняющим веществам в основном относятся оксиды азота (NOx), углеводороды (HC), оксид углерода (CO) и твердые частицы и т. д., которые в основном выбрасываются через поверхность земли, и эти загрязняющие вещества попадают в дыхательные пути через нос и рот, нанося вред здоровью человека.
Основными выбросами дизельных двигателей являются PM (твердые частицы) и NOx, тогда как выбросы CO и HC ниже. Контроль выбросов выхлопных газов дизельных двигателей в основном заключается в контроле образования твердых частиц PM и NO и снижении прямых выбросов PM и NOx. В настоящее время для решения проблемы выхлопных газов дизельных автомобилей большинство технических решений используют систему EGR+DOC+DPF+SCR+ASC.
EGR
EGR — это аббревиатура от Exhaust Gas Recirculation (рециркуляция выхлопных газов). Рециркуляция выхлопных газов означает возврат части выхлопных газов, выбрасываемых из двигателя, во впускной коллектор и повторный вход в цилиндр со свежей смесью. Поскольку выхлопные газы содержат большое количество многоатомных газов, таких как CO2, а CO2 и другие газы не могут сжигаться, а поглощают большое количество тепла из-за своей высокой удельной теплоемкости, максимальная температура сгорания смеси в цилиндре снижается, тем самым уменьшая количество образующихся NOx.
ДОКТОР
Полное название DOC: Дизельный катализатор окисления — это первый этап всего процесса последующей обработки, обычно первый этап трехступенчатой выхлопной трубы, обычно с использованием драгоценных металлов или керамики в качестве носителя катализатора.
Основная функция DOC заключается в окислении CO и HC в выхлопных газах, превращая их в нетоксичные и безвредные C02 и H2O. В то же время он также может поглощать растворимые органические компоненты и некоторые частицы углерода, а также сокращать некоторые выбросы PM. NO окисляется до NO2 (NO2 также является исходным газом более низкой реакции). Следует отметить, что выбор катализатора тесно связан с температурой выхлопных газов дизельного двигателя, когда температура ниже 150 °C, катализатор в основном не работает. С повышением температуры эффективность преобразования основных компонентов частиц выхлопных газов постепенно увеличивается. Когда температура выше 350 °C, из-за большого количества сульфатов, но увеличиваются выбросы частиц, и сульфат будет покрывать поверхность катализатора, что снижает активность и эффективность преобразования катализатора, поэтому необходимость вдатчики температурыдля контроля температуры на входе DOC, когда температура на входе DOC выше 250 °C углеводороды обычно воспламеняются, то есть происходит достаточная реакция окисления.
ДПФ
Полное название DPF — Diesel Particle Filter, который является второй частью процесса постобработки, а также второй секцией трехступенчатой выхлопной трубы. Его основная функция — улавливание частиц PM, а его способность уменьшать PM составляет около 90%.
Фильтр частиц может эффективно снизить выбросы твердых частиц. Сначала он улавливает твердые частицы в выхлопных газах. Со временем все больше и больше твердых частиц будет оседать в DPF, и разница давлений DPF будет постепенно увеличиваться.датчик перепада давленияможет контролировать его. Когда разница давлений превышает определенный порог, это вызывает процесс регенерации DPF для удаления накопленных твердых частиц. Регенерация фильтров относится к постепенному увеличению твердых частиц в ловушке во время длительной эксплуатации, что может вызвать увеличение противодавления двигателя и привести к снижению производительности двигателя. Поэтому необходимо регулярно удалять отложившиеся твердые частицы и восстанавливать производительность фильтрации ловушки.
Когда температура в ловушке для частиц достигает 550 ℃, а концентрация кислорода превышает 5%, осажденные частицы окисляются и сгорают. Если температура ниже 550 ℃, слишком много осадка заблокирует ловушку.датчик температурыконтролирует температуру на входе в DPF. Если температура не соответствует требованиям, сигнал будет возвращен. В это время необходимо использовать внешние источники энергии (например, электронагреватели, горелки или изменения в условиях работы двигателя), чтобы повысить температуру внутри DPF и вызвать окисление и сгорание частиц.
СКР
SCR означает Selective Catalytic Reduction, аббревиатура Selective Catalytic Reduction system. Это также последняя секция в выхлопной трубе. Она использует мочевину в качестве восстановителя и использует катализатор для химической реакции с NOx, чтобы преобразовать NOx в N2 и H2O.
Система SCR использует систему впрыска с помощью сжатого воздуха. Насос подачи раствора мочевины имеет встроенное устройство управления, которое может управлять внутренним насосом подачи раствора мочевины и электромагнитным клапаном сжатого воздуха для работы в соответствии с установленными процедурами. Контроллер впрыска (DCU) взаимодействует с ЭБУ двигателя через шину CAN для получения рабочих параметров двигателя, а затем выдает сигнал температуры каталитического нейтрализатора на основедатчик высокой температуры, рассчитывает объем впрыска мочевины и управляет насосом подачи раствора мочевины для впрыска соответствующего объема мочевины через шину CAN. Внутри выхлопной трубы. Функция сжатого воздуха заключается в транспортировке измеренного объема мочевины к форсунке, чтобы мочевина могла быть полностью распылена после распыления через форсунку.
АСК
ASC Ammonia Slip Catalyst — это аббревиатура от ammonia slip catalyst. Из-за утечки мочевины и низкой эффективности реакции аммиак, образующийся при разложении мочевины, может напрямую выбрасываться в атмосферу, не участвуя в реакции. Для этого требуется установка устройств ASC, чтобы предотвратить утечку аммиака.
ASC обычно устанавливается в задней части SCR и использует каталитическое покрытие, например, из драгоценных металлов, на внутренней стенке носителя для катализа окислительно-восстановительной реакции, в ходе которой NH3 преобразуется в безвредный N2.
Датчик температуры
Используется для измерения температуры выхлопных газов в различных положениях на катализаторе, включая температуру впуска DOC (обычно называемую температурой T4), DPF (обычно называемую температурой T5), SCR (обычно называемую температурой T6) и температуру выхлопной трубы катализатора (обычно называемую температурой T7). В то же время соответствующий сигнал передается в ЭБУ, который выполняет соответствующую стратегию регенерации и стратегию впрыска мочевины на основе данных обратной связи от датчика. Напряжение его питания составляет 5 В, а диапазон измерения температуры составляет от -40 ℃ до 900 ℃.
Датчик перепада давления
Он используется для определения обратного давления выхлопных газов между впускным отверстием и выпускным отверстием DPF в каталитическом нейтрализаторе и передачи соответствующего сигнала в ЭБУ для функционального управления DPF и мониторинга OBD. Напряжение его питания составляет 5 В, а рабочая температура составляет -40~130℃.
Датчики играют важную роль в системах очистки выхлопных газов дизельных транспортных средств, помогая контролировать и контролировать выбросы для соответствия экологическим нормам и улучшения качества воздуха. Датчики предоставляют данные о температуре выхлопных газов, давлении, уровнях кислорода и оксидах азота (NOx), которые блок управления двигателем (ЭБУ) использует для оптимизации процессов сгорания, повышения эффективности использования топлива и продления срока службы компонентов очистки выхлопных газов.
Поскольку автомобильная промышленность продолжает уделять особое внимание сокращению выбросов и улучшению качества воздуха, разработка и интеграция современных датчиков имеют решающее значение для достижения этих целей.