柴油车尾气处理系统
柴油机尾气是指柴油发动机燃烧柴油后排放的废气,其中含有数百种不同的化合物。这种废气排放不仅气味怪异,还会使人头晕、恶心,影响人们的健康。世界卫生组织专家指出,柴油机尾气具有很强的致癌性,被列为A类致癌物。这些污染物主要包括氮氧化物(NOx)、碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)以及颗粒物等,主要通过近地面排放,这些污染物通过鼻腔、口腔进入呼吸道,对人体健康造成损害。
柴油机的主要排放物为PM(颗粒物)和NOx,CO和HC的排放较低。控制柴油机尾气排放主要包括控制颗粒物PM和NO的生成,以及减少PM和NOx的直接排放。目前,为解决柴油车尾气排放问题,多数技术方案采用EGR+DOC+DPF+SCR+ASC系统。
废气再循环
EGR是废气再循环(Exhaust Gas Recirculation)的缩写。废气再循环是指将发动机排出的部分废气返回进气歧管,并与新鲜的混合气一起再次进入气缸。由于废气中含有大量的CO2等多原子气体,而CO2等气体由于比热容大,无法燃烧,反而会吸收大量的热量,因此会降低气缸内混合气的最高燃烧温度,从而减少NOx的生成量。
文档
DOC全称柴油氧化催化剂,是整个后处理过程的第一步,通常是三段式排气管的第一级,一般以贵金属或陶瓷作为催化剂载体。
DOC的主要作用是将尾气中的CO和HC氧化成无毒无害的C02和H2O,同时还能吸附尾气中的可溶性有机组分和部分碳颗粒,减少部分PM排放。NO被氧化成NO2(NO2也是下步反应的源气)。需要注意的是,催化剂的选择与柴油机尾气温度密切相关,当温度低于150℃时,催化剂基本不起作用。随着温度的升高,尾气颗粒物主要组分的转化效率逐渐提高。当温度高于350℃时,由于硫酸盐的大量生成,反而增加了颗粒物的排放,而且硫酸盐会覆盖在催化剂表面,降低催化剂的活性和转化效率,因此需要 温度传感器 要监测DOC进气温度,当DOC进气温度高于250℃时碳氢化合物才能正常点火,也就是进行充分的氧化反应。
柴油颗粒过滤器
DPF的全称是柴油颗粒物过滤器(Diesel Particle Filter),是后处理流程的第二部分,也是三级排气管的第二段,主要作用是捕集PM颗粒物,其PM降低能力约为90%。
颗粒过滤器(Particle Filter)可以有效减少颗粒物的排放。它首先捕获尾气中的颗粒物。随着时间的推移,越来越多的颗粒物会沉积在DPF中,DPF的压差也会逐渐增大。差压传感器可以对其进行监控。当压差超过一定阈值时,就会引发DPF再生过程,去除累积的颗粒物。过滤器的再生是指在长期运行过程中,捕集器中的颗粒物会逐渐增多,这会导致发动机背压升高,从而导致发动机性能下降。因此,需要定期清除沉积的颗粒物,恢复捕集器的过滤性能。
当颗粒捕集器内的温度达到550℃,且氧气浓度大于5%时,沉积的颗粒就会氧化燃烧。如果温度低于550℃,沉积物过多会堵塞捕集器。温度传感器监测DPF的进气温度,当温度不符合要求时,会反馈信号,此时需要借助外部能源(如电加热器、燃烧器或发动机工况变化)来提高DPF内部的温度,使颗粒氧化燃烧。
可控硅
SCR是Selective Catalytic Reduction,选择性催化还原系统的缩写,也是排气管中的最后一段,它采用尿素作为还原剂,利用催化剂与NOx发生化学反应,将NOx转化为N2和H2O。
SCR系统采用压缩空气辅助喷射系统。尿素溶液供给泵内置控制装置,可控制内部尿素溶液供给泵和压缩空气电磁阀按既定程序工作。喷射控制器(DCU)通过CAN总线与发动机ECU通信,获取发动机运行参数,并根据发动机运行状态给出催化转化器温度信号。高温传感器,计算尿素喷射量,并通过CAN总线控制尿素溶液供给泵将适量的尿素喷射到排气管内。压缩空气的作用是将计量好的尿素输送到喷嘴,使尿素经喷嘴喷射后能够充分雾化。
ASC
ASC氨逃逸催化剂是氨逃逸催化剂的简称。由于尿素泄漏和反应效率低,尿素分解产生的氨可能不参与反应而直接排放到大气中。这就需要安装ASC装置来防止氨逃逸。
ASC一般安装在SCR的后端,它利用载体内壁上贵金属等催化剂涂层来催化REDOX反应,使NH3发生反应转化为无害的N2。
传感器在柴油车辆尾气处理系统中发挥着至关重要的作用,有助于监测和控制排放,以满足环境法规并改善空气质量。传感器提供排气温度、压力、氧气含量和氮氧化物 (NOx) 的数据,发动机控制单元 (ECU) 使用这些数据来优化燃烧过程、提高燃油效率并延长尾气处理部件的使用寿命。
随着汽车行业继续致力于减少排放和改善空气质量,先进传感器的开发和集成对于实现这些目标至关重要。



