Система SCR (Adblue) дизельных двигателей стандарта EURO 5

SCR – система доочистки выхлопных газов путем распыления водного раствора AdBlue в выпускную систему автомобиля для сокращения выброса вредных веществ в атмосферу до уровня, соответствующего стандарту Euro 5.

Экологический стандарт Euro 5 введен в Европейских странах с 2009 года. Согласно стандарту, производители большегрузной и другой техники обязаны обеспечить продукцию системой способной соответствовать нормам содержания вредных веществ в выхлопных газах.
Большинство производителей выбрали систему нейтрализации отработавших газов (SCR). Часто, можно услышать и такие термины:
— Euro 5
— Мочевина
— AdBluе
Как правило, используя такие названия, речь идет о SCR.

Система устанавливается на все виды грузовой и тяжелой техники – магистральные тягачи, самосвалы, автобусы, строительная техника, промышленные двигатели (дизель генераторы и др.), судовые двигатели. Другими словами, техника или установка, оснащенная дизельным двигателем, будет укомплектована системой доочистки выхлопных газов.

Рис.1

Основные компоненты (Рис.1):
1/2: дозирующий модуль/форсунка
3: насосный модуль
4: бак
5: блок управления
6: датчик температуры
7: датчик NOx

Блок управления SCR рассчитывает количество раствора необходимое для впрыска, учитывая параметры работы двигателя в текущий момент и температуры катализатора. Рассчитываемое количество жидкости впрыскивается через форсунку или дозирующий модуль. С помощью датчика NOx производится контроль качества доочистки выхлопных газов. Для получения информации о работе двигателя блок управления SCR имеет связь с блоком управления двигателем по сети шине CAN.

С помощью шины CAN блоки управления обмениваются информацией между собой и делают запросы на изменение параметров, необходимых для обеспечения работы всей системы.

Рис.2

Для эффективной работы SCR необходимо поддерживать температуру катализатора выше 300 градусов. SCR не имеет возможности самостоятельно увеличить температуру катализатора до нужного значения – поэтому для увеличения значений температуры блок управления (5) по шине CAN делает запрос на обогащение топливной смеси в блок управления двигателем (8). Так достигается необходимое значение температуры.

Режимы системы SCR

⦁ Обогащение топливной смеси
Данный режим необходим для прогрева катализатора и поддержания необходимой температуры катализатора во время работы SCR
⦁ Ограничение крутящего момента
Активируется при возникновении неисправности в SCR. При срабатывании данного режима на панели приборов автомобиля загорается сигнализатор неисправности SCR желтого или красного цвета, мощность автомобиля при этом ограничивается на 40%
⦁ Повышение оборотов холостого хода
Режим необходимый для прогрева катализатора на холостом ходу. Обороты ХХ будут увеличены до достижения необходимой температуры.

Эксплуатация системы нейтрализации (AdBlue)

Для исправной работы необходимо поддерживать в баке раствора SCR определенный уровень жидкости AdBlue, при этом, особое внимание нужно уделить качеству раствора AdBlue.

Также, владельцу транспортного средства или техники необходимо периодически проводить технические обслуживание: замена фильтра жидкости, диагностирование с целью выявления неисправностей.

Причины выхода из строя SCR

⦁ Неисправность электронных датчиков системы: температуры катализатора, NOx, давления жидкости AdBlue
⦁ Неисправности электрических цепей блока управления SCR
⦁ Использование некачественного раствора AdBlue, который не может обеспечивать необходимую доочистку выхлопных газов; наличие в растворе AdBlue сторонних жидкостей (например, дизельного топлива) может привести к выходу из строя насоса, закоксовыванию магистралей, форсунки, дозатора.
Появление любой из перечисленных неисправностей приводит к ограничению крутящего момента двигателя.

Способы отключения SCR (отключение мочевины)

Система Euro 5 досконально изучена и на рынке вам могут предложить несколько вариантов отключения SCR Euro 5. Среди этих вариантов есть качественные, надежные решения, но также присутствуют подделки или откровенно устаревшие, неэффективные решения.

Программное отключение
SCR отключается программно путем внесения изменений в прошивку автомобиля.

«+» довольно надежный метод отключения
«-« не все марки автомобилей поддерживают программное отключение
«-« на некоторых автомобилях, например Scania, при программном отключении SCR на дисплее автомобиля будут гореть ошибки, потушить которые просто невозможно (при этом SCR будет полностью отключена)
«-» на некоторых моделях автомобилей (Scania, Renault, Volvo) после программного отключения может активироваться функция прогрева, увеличивающая обороты холостого хода.
«-» подразумевает сохранение на автомобиле всей периферии SCR.

Отключение с помощью эмулятора
Устройство, которое имитирует рабочие процессы системы дозирования автомобиля. Эмулятор работает по сложным математическим моделям, подключен к линии передачи данных CAN и способен рассчитать необходимые параметры для корректной работы двигателя: температуры выхлопных газов, количество вредных частиц, давление и температуры реагента, давление воздуха и другие параметры, необходимые для предотвращения появления ошибок, приводящих к ограничению крутящего момента.

Иными словами, эмулятор с точностью до 100% повторяет действия и операции, которые выполняет система SCR автомобиля и передает информацию об этих процессах в линию передачи данных CAN автомобиля. Ни один блок управления не в состоянии отличить работу эмулятора от работы исправной системы.

Рис.3

«+» Данный метод покрывает все виды грузовой и другой техники
«+» Эмулятор подразумевает отключение SCR без каких-либо изменений в работе автомобиля (расход топлива, появление кодов неисправностей или иных параметров двигателя)
«+» Возможность демонтировать элементы SCR после отключения.
«-» Высокий риск купить некачественный эмулятор, который может привести к повышенному расходу топлива и/или другим неисправностям.

Эмуляторы Adblue– как выбрать?

В настоящее время на нашем рынке полно контрафактных копий и эмуляторов китайского производства, устанавливать их на автомобиль крайне не рекомендуется.

В чем отличие качественного эмулятора от копии или аналогов китайского производства?
Качественный эмулятор не вносит никаких изменений в работу автомобиля, точно рассчитывает все температурные режимы. Таких результатов достигают за счет постоянной работы специалистов-инженеров, своевременно вносящих обновление в программное обеспечение эмулятора, для того чтобы эмулятор идеально подходил к модели двигателя.

Копии эмуляторов – это, как правило, копии качественных, но устаревших моделей эмуляторов. Например, нам удавалось найти на рынке эмуляторы с прошивкой 2009года! В то время этот эмулятор отвечал всем требованиям, но в настоящее время он безнадежно устарел, такой эмулятор может неправильно рассчитывать температурные режимы, влекущие за собой повышенный расход топлива и ошибки.

Для того, чтобы избежать сбоев в системе, снизить затраты на топливо и ремонт, сэкономить ваше время и нервы, рекомендуем установить эмуляторы компании ProUnit. Все наши эмуляторы, включая эмуляторы первого поколения, разработаны и изготовлены в России из европейских и американских комплектующих.

Мы дорожим своей репутацией и даём 3 года гарантии на все устройства .

Возникли технические вопросы? Звоните +7-961-180-92-01, наш специалист поможет решить вашу проблему.

Хотите купить эмулятор отключения мочевины AdBlue?

Оставляйте заявку на сайте или звоните +7 900 948-47-10

О системе SCR — Prounit

Система SCR – система нейтрализации выхлопных газов с использованием раствора мочевины.

В европейских странах с 2004 г. действует экологический стандарт ЕВРО 4, а с сентября 2009 г. ЕВРО 5, призванный сократить количество выбросов вредных веществ в атмосферу до уровня: СН до 0,05 г/км, CO до 0,8 г/км, NOx до 0,06 г/км. Для обеспечения этих показателей производители грузовой техники используют две системы EGR и SCR. Давайте разберемся в каждой из них.
EGR– система рециркуляции выхлопных газов. Большинство ведущих производителей не поставляют на российский рынок автомобили, оборудованные системой EGR. Связано это прежде всего с качеством российского топлива. Содержание серы в нем втрое превышает содержание серы в топливе стандарта ЕВРО 4. Повышается нагрузка на поршневую группу и, следовательно, двигатель преждевременно выходит из строя. Это не позволяет производителю выполнять гарантийные обязательства.

Альтернативой системы EGR является Selective Cataltic Reduction (селективная каталитическая система) – сокращенно SCR. Эта система, в отличие от первой, не влияет на работу двигателя. И тем не менее, она тоже вызывает множество затруднений у водителей и владельцев грузового автотранспорта.

SCR – это сложная в ремонте и дорогостоящая в обслуживании система.
В Европе вместе с дизельным топливом на заправочных автостанциях можно купить раствор Adblue(мочевины). Он заливается в специальный бак, объем которого почти всегда пропорционален объему топливного бака. Расход мочевины равен приблизительно 4-8 % от расхода топлива. Из бака раствор через насосный модуль закачивается в устройство дозирования. Оттуда под давлением в 5 бар он впрыскивается в разогретый до 200 градусов Цельсия каталитический нейтрализатор. После этого происходит гидролиз с образованием аммиака. Далее –реакция восстановления, при которой образуются исходные формы: азот и вода.

Количество впрыскиваемой мочевины постоянно меняется и в реальном времени вычисляется блоком дозирования. На это количество влияют несколько факторов: температура нейтрализатора и окружающей среды, нагрузка двигателя, а также частота вращения коленчатого вала.

На холостом режиме работы двигателя впрыска мочевины не происходит, но давление в системе сохраняется.

Нашими инженерами было разработано устройство (Эмулятор), которое полностью эмитирует все рабочие процессы полностью исправной системы дозирования, включая и температурные режимы катализатора, что позволяет сохранять расход топлива на прежнем уровне (как на абсолютно исправной системе дозирования). Эмулятор получает все необходимые данные по шине CAN от блока управления двигателем, производит расчет всех необходимых рабочих параметров (от 10 до 50 параметров) согласно сложным математическим моделям и передает обратно блоку управления двигателем. Это позволяет при необходимости произвести демонтаж всей системы дозирования.

Стоит отметить также, что для работы системы необходима температура раствора «Adblue» от 11 до 40 градусов Цельсия.

В России экологический стандарт ЕВРО 4 не видится в обозримом будущем. И перевозчики все чаще задаются вопросом: «так зачем же тратить деньги на мочевину и осуществлять дорогостоящий ремонт системы?»

Отключение мочевины: что это?

Отключение мочевины или, по-другому, отключение Adblue – это комплекс действий, направленных на отключение системы SCR (Selective Catalytic Reduction). Система SCR отвечает за контроль выхлопной системы на современных грузовиках, автобусах или других транспортных средствах с использованием раствора мочевины.

Рассмотрим систему SCR более подробно:

Селективная каталитическая система (SCR) — это устройство, которое снижает количество выброса монооксидов азота (NOx) выхлопных газов двигателя. Ядро каталитического нейтрализатора SCR обычно изготавливается из керамики (оксид титана) и покрывается оксидами таких металлов, как вольфрам, ванадий, молибден и другие драгоценные или редкие металлы. Во всяком случае, для выполнения необходимой реакции восстановления система SCR нуждается в дополнительном реагенте. Это может быть раствор безводного аммиака, водного аммиака или же раствор мочевины. Дополнительный компонент называется DEF (дизельная выхлопная жидкость). Наиболее популярным решением на рынке является AdBlue. Вот почему эмуляторы SCR-системы часто называют эмуляторы AdBluе.

Принцип работы системы SCR (дизельных двигателей):

раствор Adblue вводится в камеру каталитического нейтрализатора, где его пар смешивается с выхлопными газами, за счет чего уменьшается выброс вредного вещества (NOx). Следует уточнить, что работа системы SCR будет эффективна в том случае, если двигатель достигнет необходимой температуры (360-450 °С) прежде чем начать процесс снижения выбросов NOx. Система SCR имеет датчик температуры выхлопных газов, который отправляет данные о температуре в электронный блок управления (ЭБУ).

Сажевый фильтр (DPF)

DPF (Diesel Particulate Filter) – это устройство, которое предназначено для снижения выброса в атмосферу твердых частиц или сажи, которые образуются при сгорании дизельного топлива.

Возможные причины образования сажи и твердых частиц:

• Неполное сгорание топлива
• Неправильная установка форсунки
• Протечка форсунки
• Низкое цетановое число топлива
• Обильное попадание охлаждающей жидкости в камеру сгорания
• Отсутствие давления или расхода всасываемого воздуха из-за повреждения турбонаддува или забитых впускных каналов
• Плохое качество топлива, моторного масла и другие факторы.

Твердые частицы дизельного топлива считаются одними из самых вредных загрязнителей. Все выхлопные системы типа EURO 6 должны иметь системы DPF. Некоторые фильтры DPF одноразовые, а некоторые из них способны регенерировать при определенных условиях. Восстановление возможно за счет сжигания большего количества топлива и повышения температуры выхлопной системы, что позволяет сжечь загрязнение от фильтра. Регенерация DPF контролируется блоком управления двигателя автомобиля (ЭБУ) и выполняется при достижении необходимых условий (температура выхлопа, количество топлива в баке, скорость автомобиля и частота вращения двигателя).

Ошибки SCR и DPF

Самые распространённые проблемы, во время эксплуатации современного автомобиля, возникают из-за сбоев в системе SCR или DPF (сажевый фильтр). В случае подобной неисправности управление автомобилем будет существенно затруднено из-за режима Limp, активированного блоком управления двигателя. Limp это аварийный режим работы двигателя, с уменьшением мощности (крутящего момента) на 40%. Такой режим активируется при наличии в системе SCR активных кодов неисправностей, свидетельствующих о неисправности системы доочистки выхлопных газов. С помощью этого режима блок управления двигателем снижает количество топлива, впрыскиваемый в цилиндры, снижает объём выхлопных газов тем самым защищая окружающую среду от загрязнения.

Поскольку эксплуатация грузового автомобиля с неисправной системой SCR или DPF практически невозможна, это может вызвать значительные проблемы для компании грузоперевозчика. Могут быть нарушены сроки доставки груза, повышенный расход топлива (обусловленный снижением мощности) увеличит стоимость каждого пройденного километра, а стоимость ремонта любой системы доочистки выхлопных газов имеет высокую цену.

Причины выхода из строя системы доочистки могут быть различными. Но самая распространенная в регионах России — это некачественная жидкость AdBlue. Такая жидкость может содержать в себе различные нефтепродукты (дизельное топливо, масла), наличие таких примесей практически мгновенно приводят к выходу из строя таких элементов системы SCR как насос, дозирующий клапан, элементы каталитической системы.

Стоит отметить, что существует много стран за пределами России и ЕС, которые не требуют соблюдения стандартов EURO 6, EURO 5 или даже стандарта EURO 4 для систем SCR или DPF. Это делает эксплуатацию и обслуживание системы в таких странах невыгодной и, вдобавок, необоснованной.

Что делать в случае если вы хотите отремонтировать систему SCR или вовсе отключить ее (сэкономив кучу денег)?

Мы выделим 3 способа:

• Можно обратиться к профессионалам для ремонта (рекомендуем этот способ, если ваш автомобиль часто используется в ЕС). Цена услуги высока, но ваш транспорт будет гарантировано соответствовать стандарту EURO.
• Можно отключить систему SCR перепрограммировав ЭБУ двигателя. Этот способ достаточно прост для специалиста, но если вы передумаете и захотите вернуть систему SCR обратно, это вам «влетит в копеечку». Если вы обновите программное обеспечение вашего автомобиля, то перепрограммирование будет аннулировано после каждого обновления прошивки (иными словами автомобиль вновь будет использовать систему SCR). Кроме того, это может вызвать проблемы, если вы решите продать грузовик с измененным ПО.
• И, наконец, вы можете выбрать самый быстрый, легкий и дешевый способ – установить эмулятор Adblue. Он безопасен в использовании, прост в установке (даже если вы не обладаете подходящими знаниями в автомобильной электронике), и вы можете отключить эмулятор, либо удалить его в любое время за несколько минут. Также эмулятор Adblue можно будет перепродать, если он вам больше не требуется.

Adblue эмуляторы: как они работают

AdBlue Emulator – это устройство которое способно имитировать полностью исправную систему SCR автомобиля. Эмулятор собирает данные о режимах работы двигателя, температурах и крутящем моменте – рассчитывает эти параметры и имитирует сигналы которые полностью соответствуют рабочей системе SCR, тем самым предотвращая появление ошибок в системе. Блок управления двигателем получает всю необходимую ему информацию о исправной, работающей системе доочистки выхлопных газов, в то время как сама система SCR может вовсе отсутствовать на автомобиле. Существуют различные типы эмуляторов Adblue, которые адаптированы к конкретным моделям грузовиков или двигателей.

Эмулятор AdBlue может помочь эксплуатировать ваш автомобиль в режиме нормальной работы двигателя, даже если система SCR неисправна. Но главная причина, почему так много грузовиков оснащены эмуляторами AdBlue, — это экономия денег на жидкости AdBlue, и обслуживании этой системы.

Типы эмуляторов Adblue

Эмуляторы Adblue были разработаны сразу же после введения стандарта для грузовиков типа EURO 4. За годы работы конструкция и программное обеспечение эмуляторов было полностью переработано и в настоящее время их можно приобрести для автомобилей типа EURO 4, EURO 5 и EURO 6.

Какие эмуляторы Adblue мы можем предложить

В настоящее время компания ProUnit производит эмуляторы Adblue практически для любых моделей коммерческого транспорта. Все наши эмуляторы, включая эмуляторы первого поколения, разработаны и изготовлены в России из европейских и американских комплектующих, таким образом, мы обеспечиваем и гарантируем высокое качество нашей продукции. Наши эмуляторы Adblue подходят для грузовых автомобилей и двигателей производства DAF, MAN, Iveco, Scania, Volvo, Mercedes-Benz, FORD, Renault и других. Наша компания первая на рынке разработала и ввела в эксплуатацию приборы взаимодействующие с системами экологического класса EURO 6 для автомобилей Volvo, Renault и MAN. Наша команда поддерживает тесную связь со многими официальными дилерами грузовиков, что позволяет нам получать самую точную информацию о работе эмуляторов из первых уст.

Мы поможем подобрать эмулятор для вашего автомобиля здесь

Системы SCR

для дизельных двигателей Системы SCR

для дизельных двигателей

В. Адди Маевски

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите под номером , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

• Системы дозирования и введения мочевины
• Регулятор дозирования мочевины
• Хранение твердого восстановителя для систем SCR

Abstract : Технология SCR на основе мочевины была принята в качестве стратегии сокращения выбросов NOx в большинстве типов мобильных дизельных двигателей. Системы SCR мочевины обычно включают катализатор SCR, вспомогательный катализатор окисления и систему впрыска мочевины, которая подает водный раствор мочевины перед катализатором SCR. Высокие показатели сокращения выбросов NOx зависят от температурного диапазона катализатора и сложной стратегии управления впрыском мочевины с электронным управлением.

• Введение
• Конфигурация системы
• Потребление и пополнение запасов мочевины
• Характеристики выбросов
• Интеграция DPF
• Работа при низких температурах
• Коммерческие системы SCR

Системы снижения NOx, основанные на технологии селективного каталитического восстановления (SCR), были разработаны и коммерциализированы для ряда мобильных дизельных двигателей в юрисдикциях со строгими стандартами выбросов дизельных двигателей, начиная с ЕС (Euro IV/V, 2005/2008), Японии. (JP 2005) и США (US EPA 2010). Использование аммиака было практически исключено из соображений безопасности, а мочевина (в водном растворе) обычно использовалась в качестве предпочтительного восстановителя.

Контроль NOx только для системы SCR. В приложениях с умеренно жесткими ограничениями выбросов наиболее привлекательная стратегия выбросов SCR включает калибровку двигателя для низкого содержания твердых частиц (момент впрыска, высокое давление впрыска) и использование катализатора SCR для снижения повышенного содержания NOx, рис. 1. Этот подход также могут соответствовать некоторым применимым предельным значениям выбросов ТЧ, как это было в случае многих применений SCR на двигателях Euro IV/V или на внедорожных двигателях Stage IV ЕС и США Tier 4. Из-за опережающего момента впрыска может быть достигнуто улучшение экономии топлива, что делает систему SCR на основе мочевины более привлекательной, чем конкурирующая технология EGR, которая приводит к снижению экономии топлива. Мочевина-SCR также может иметь преимущество в экономии топлива по сравнению с катализаторами адсорбера NOx — еще одной конкурирующей технологией снижения NOx — из-за штрафа за экономию топлива в результате регенерации адсорбера. Однако любая экономия топлива в двигателях SCR в некоторой степени компенсируется стоимостью мочевины.

Рисунок 1 . Стратегия ограничения выбросов NOx только с помощью SCR

Система доочистки SCR без EGR и DPF

Стратегия только SCR широко использовалась в Европе для одновременного соблюдения ограничений Euro IV/V как для NOx (3,5/2 г/кВтч соответственно), так и для PM (0,02 г/кВтч) [623] . Двигатели были откалиброваны для низких уровней выбросов ТЧ, ниже 0,02 г/кВтч, в то время как выбросы NOx на выходе двигателя были повышены примерно до 9-11 г/кВтч. Затем использовалась доочистка SCR для снижения выбросов NOx до уровня ниже 2 г/кВтч. Требуемая эффективность преобразования NOx системы SCR составляла около 80-85% для Евро-5 и только около 65% для Евро-4. Необходимость в дизельном сажевом фильтре была устранена, что привело к уменьшению размера, сложности и стоимости системы дополнительной обработки выхлопных газов. Калибровка Euro V может обеспечить экономию топлива примерно на 3-5%.

Системы SCR также рассматривались как потенциальное решение для соответствия средним стандартам США по выбросам NOx в 2007-2010 гг., составляющим около 1,1 г/л.с.-ч, без использования EGR [980] . В этом случае система контроля выбросов объединила катализатор SCR и сажевый фильтр (DPF), чтобы соответствовать установленному в США в 2007 году пределу содержания твердых частиц в 0,01 г/л.с.-ч. Согласно анализу затрат, доочистка SCR представляет собой наиболее экономически эффективную технологию для соответствия стандартам выбросов США 2007 года. Это показано на Рисунке 2, где представлены результаты анализа, проведенного DaimlerChrysler 9.0048 [977] . С точки зрения экономии топлива пакет SCR + DPF, соответствующий требованиям 2007 года, может обеспечить преимущество на 6% по сравнению с базовым уровнем 2004 модельного года, что очень выгодно по сравнению с альтернативой EGR + DPF. Кроме того, общее изменение стоимости жизненного цикла для SCR выгодно отличается от конкурирующих вариантов адсорбции EGR и NOx во всем проанализированном диапазоне стоимости растворов мочевины. Несмотря на очевидную экономическую выгоду, технология EGR использовалась для контроля NOx в двигателях США 2007-2009 гг., а SCR была принята тремя годами позже, в 2010 г.

Рисунок 2 . Расход топлива (слева) и относительное увеличение затрат (справа) для стратегий выбросов США в 2007 г.

DPF = сажевый фильтр с катализатором; NAC = каталитический нейтрализатор NOx
Только прямые затраты, без накладных расходов или прибыли

В легковых автомобилях сравнение путей адсорбента мочевины и NOx в соответствии со стандартами США на выбросы Tier 2 Bin 2, проведенное Ford, показало, что SCR мочевины может обеспечить экономическое преимущество как с точки зрения стоимости системы, так и с точки зрения эксплуатационных расходов. [1067] .

Контроль NOx SCR+EGR. Приложения с более строгими стандартами выбросов требуют одновременного использования SCR и EGR для контроля NOx. Конфигурация SCR + EGR использовалась в двигателях США 2010 года для соответствия стандарту NOx 0,2 г / л. с.-ч. По сравнению со стандартом 2004 г. ограничение 2010 г. требовало сокращения NOx более чем на 90% в течение переходного цикла FTP. В приложениях с такими высокими требованиями к сокращению NOx технология SCR не имеет дополнительных возможностей для обработки любых повышенных уровней NOx на выходе из двигателя в результате калибровки двигателя с экономичным расходом топлива [622] , и необходимо комбинировать SCR с EGR, чтобы соответствовать этим более строгим ограничениям NOx.

Дополнительные преимущества использования системы рециркуляции отработавших газов в двигателях SCR включают улучшенный контроль над выбросами NOx при низких температурах, например, в приложениях, испытанных в ходе циклов низкотемпературных испытаний [1160] , и более надежную конфигурацию для соответствия требованиям бортовой системы диагностики.

Проблемы с SCR. Применение технологии SCR к мобильным двигателям требует решения ряда технических и нормативных проблем, а также проблем с инфраструктурой распределения мочевины. Ниже приведены наиболее важные вопросы:

• Эффективность при низких температурах : Катализаторы SCR в мобильных устройствах работают в гораздо более широком диапазоне температур, чем в стационарных двигателях. Активность катализатора при низких температурах продолжает оставаться проблемой как с точки зрения эффективности преобразования NOx, так и с точки зрения долговечности катализатора (дезактивация нитратом и/или сульфатом аммония). Кроме того, выбор рецептуры катализатора ограничен, поскольку в США и Японии высказывались опасения по поводу возможного воздействия на здоровье выбросов ванадия из систем на основе ванадия.
• Стратегия контроля : Работа в переходном режиме в мобильных дизельных двигателях создает проблемы при разработке стратегий впрыска мочевины и затрудняет контроль проскальзывания аммиака и других вторичных выбросов (таких как N ₂ O или NH ₄ NO ₃ ). Высокоэффективные системы SCR с низким уровнем выбросов NOx требуют передовых стратегий управления SCR с обратной связью и усовершенствованной технологии датчиков NOx.
• Инфраструктура распределения мочевины : Для технологии SCR требуется инфраструктура распределения мочевины, которая позволяет пополнять бортовой резервуар мочевины через разумные промежутки времени.
• Соответствие нормативам : Дизельный двигатель может работать без восстановителя SCR [1068] . Чтобы обеспечить соблюдение требований по выбросам, системы SCR должны быть спроектированы таким образом, чтобы было очень трудно работать без мочевины. Поскольку пополнение раствора мочевины является расходом для оператора транспортного средства, системы SCR являются очевидной мишенью для несанкционированного доступа.

###

3 Различия между фильтрами DOC, DPF и SCR

Говорят, что необходимость — мать изобретения, и современные двигатели с воспламенением от сжатия являются примером замечательной инженерной мысли. Для достижения необходимой мощности и производительности каждая грань каждого компонента находится в точном балансе. Дальнейшее развитие возникло благодаря необходимости соблюдать стандарты выбросов, и появилось несколько методов для удовлетворения этого требования. Но почему у нас более одного фильтра в выхлопной системе и в чем их отличия?

Различия между фильтрами DOC, DPF и SCR

Система доочистки выхлопных газов дизельных двигателей возникла для решения одной проблемы; сложная задача по удалению вредных твердых частиц из выбросов дизельных двигателей.

Необработанные выбросы дизельного двигателя содержат коктейль из вредных химических веществ и твердых частиц, однако современная система может сократить его до безвредных веществ, кислорода и воды.

Устройства доочистки отработавших газов, применяемые в транспортных средствах, представляют собой катализаторы окисления дизельных двигателей (DOC), сажевые фильтры (DPF) и катализаторы селективного каталитического восстановления (SCR).

Используя комбинацию физических механизмов и химических реакций, эти системы могут при определенных условиях обеспечить почти полное удаление твердых частиц и вредных газов.

Существует много различий между этими системами, но самая большая разница между фильтрами DOC, DPF и SCR заключается в их индивидуальном назначении.

Регенерация

DOC является первым устройством в системе доочистки. Это проточный фильтр, который содержит драгоценные металлы для начала окисления углеводородов, угарного газа и несгоревшего топлива и масла. И DOC, и DPF представляют собой керамические сотовые фильтры.

Однако, в отличие от DOC, DPF представляет собой фильтр с пристенным потоком, который улавливает любую оставшуюся сажу, которую DOC не может окислить. Сажа остается в сажевом фильтре до тех пор, пока он не будет пассивно или активно регенерирован. Пассивная регенерация происходит, когда нормальная рабочая температура автомобиля и сажевый фильтр окисляют твердые частицы в диапазоне от 275 до 360⁰ по Цельсию.

Активная регенерация запускается, когда датчики обнаруживают чрезмерное скопление твердых частиц в сажевом фильтре. Сырое топливо впрыскивается в поток выхлопных газов, чтобы вызвать температуру выше 600⁰ по Цельсию, что необходимо для окисления накопления сажи.

Противодавление обычно приходит в норму после того, как сойдет сажа, однако не забывайте про пепел! Зола накапливается внутри сажевого фильтра и не горит и не окисляется, как сажа, и остается до тех пор, пока не будет удалена.

Зола состоит из минералов, металлов и других микроэлементов, образовавшихся в результате распада смазочных материалов, присадок и износа двигателя.

Пепел накапливается гораздо медленнее, чем сажа, но если его игнорировать, это в конечном итоге приведет к увеличению противодавления, расходу топлива и иногда к выходу из строя DPF. По мере того, как зола накапливается внутри DPF, количество активных регенераций увеличивается, что приводит к снижению расхода топлива, экстремально высоким температурам и более постоянному противодавлению, что может нанести ущерб турбонагнетателю.

Чем дольше зола остается внутри сажевого фильтра, тем выше вероятность того, что она затвердеет и превратится в пробку, закрывающую часть фильтра.

Водитель транспортного средства первым заметит сокращение интервалов между регенерациями, что является первым признаком накопления золы и необходимости снятия сажевого фильтра для очистки. Это также можно наблюдать путем регистрации данных циклов регенерации в мастерской с помощью диагностического оборудования. Когда DPF снимается для очистки, рекомендуется также снять DOC и очистить его, если это необходимо.

Последним компонентом системы доочистки выхлопных газов является проточный катализатор SCR, который вводит в процесс дизельную выхлопную жидкость (DEF). Эта жидкость способствует дальнейшему расщеплению оксидов азота, которые проходят через фильтр SCR. Обычно фильтр SCR не требует обслуживания, за исключением редких случаев, когда выходит из строя компонент, связанный с жидкостью DEF.

Содержимое сердечника

В основе этих компонентов лежит сверхтонкий фильтр, улавливающий микроскопические частицы. DOC может содержать больше драгоценных металлов, чем DPF, и такие металлы, как платина, связаны с молекулами кислорода в углеводородах.

Сердцевина DPF может быть изготовлена ​​из нескольких различных материалов, но наиболее распространенными являются кордиеритовые композиты. Катализатор SCR содержит ценные фильтрующие элементы в виде керамических материалов и драгоценных металлов.

Все эти фильтры содержат определенный состав металлов, отобранных с учетом их роли в химических реакциях, необходимых для эффективной очистки выбросов. Кроме того, они изготовлены из материалов, устойчивых к более высоким температурам активного цикла регенерации.

К сожалению, основные материалы этих фильтров сделали их целью краж, особенно на транспортных средствах с высоким дорожным просветом, таких как пассажирские перевозки, фургоны и грузовики.

Техническое обслуживание

Хотя эти фильтры различаются по расположению на автомобиле, все они нуждаются в техническом обслуживании и уходе, поскольку фильтры могут по-своему забиваться.

Если засорение накапливается, это может привести к непоправимому повреждению выхлопной системы, что приведет к огромным затратам на ремонт, незапланированному простою автомобиля и попаданию твердых частиц в окружающую среду.

Фильтры DPF и DOC подходят для пневматической и термической очистки; и наоборот, поскольку SCR является закрытым устройством, он не подходит для пневматической очистки. Он по-прежнему может быть заблокирован усиленным DEF, и если это произойдет, он обычно не подлежит обслуживанию, хотя специалисты FSX Equipment, Inc добились успехов в разработке специальной программы для своего оборудования, которое добилось первых успехов в термической обработке SCR.

Уравновешивание

Эти фильтры и катализаторы так же чувствительны, как и остальная часть двигателя, и находятся в столь же тонком балансе друг с другом. Они гармонируют с работой двигателя, но также реагируют на манеру вождения автомобиля. Если транспортное средство когда-либо совершает неподходящие поездки для создания высоких температур, необходимых для различных типов регенерации, то более вероятно необратимое повреждение сажевого фильтра.

Аналогичным образом транспортное средство, такое как грузовик или автобус, которое находится на дороге большую часть времени, будет иметь лучшую пассивную регенерацию и более длительный срок службы до тех пор, пока не потребуется техническое обслуживание.