ᐉ Очистка выхлопных газов

СОДЕРЖАНИЕ:

• Отделение частиц
• Фильтр дожигания сажи
• Электрический сепаратор
• Каталитический преобразователь (катализатор)

Отделение частиц

Доля выбросов от автомобилей в общей доле загрязнения воздуха составляет примерно 10%. Черный, белый и голубой дым от дизельного двигателя являются непосредственно заметными выбросами и, подобно запаху от выхлопных газов, видны как результат работы двигателя.

Очистка выхлопных газов в дизельных двигателях призвана решить эти проблемы, посредством чего выброс частиц может быть уменьшен примерно на 75%.

В общем, размер частиц, которые должны быть удалены, имеет решающее значение для практического применения возможных систем отделения. Частицы сажи, выбрасываемые дизельным двигателем, имеют размеры (судя по диаметру) от 0,01 до 10 мкм. Размер зерна в среднем лежит около 1 мкм (микрона). Для частиц такого размера могут быть использованы только фильтрация и электрические сепараторы.

Фильтр дожигания сажи

Рис. Фильтр дожигания сажи

Дизельный двигатель постоянно работает с избытком воздуха. Это значит, что выхлопные газы содержат так много кислорода, что при температуре выше примерно 550°С, собирающаяся сажа сгорает самостоятельно в фильтре (а) для дожигания сажи с эффектом самоочищения фильтра. Однако, локальные пиковые температуры, достигающие 1200°С при дожигании сажи требуют использования материалов с особыми свойствами. По этой причине для этой цели были специально разработаны керамические материалы фильтров различной конструкции.

Штампованный керамический сотовый элемент (2) подобен по конструкции и материалам каталитическому преобразователю (катализатору), используемому на бензиновых двигателях (Ь). Однако концы сотовых ячеек попеременно уплотнены керамическими заглушками (3).

Следовательно, выхлопные газы, проходящие в открытый канал, могут протекать через пористые керамические стенки в расположенные рядом каналы, ведущие к выхлопной трубе. Керамические стенки имеют толщину менее 0,5 мм. Так называемые фильтры с «глубокой основой» разработаны в качестве альтернативы керамическим сотовым фильтрам. У них заметно больше размер пор и разделение происходит только на существенной глубине в фильтре (толщина стенки). Здесь используются «свечи», состоящие из перевитых керамических фиберов. Чтобы исключить избыточные противодавления и, таким образом, риск забивания, необходимо предусмотреть вспомогательную регенерацию. Температуры сгорания могут быть уменьшены до 200 — 250°С путем добавления металлоорганических соединений. Дожигание в этом случае сможет остаться эффективным даже при расположении фильтрующей системы под дном кузова автомобиля. Подача внешней энергии через дожигатель топлива станет причиной усиленной регенерации фильтра.

Электрический сепаратор

Напряженность электрического поля так высока, что на концах или остриях одного из электродов (3) электричеокого сепаратора начинается эмиссия электронов. В результате этого образуются свободные носители заряда, которые сами осаждаются на частицы, находящиеся в выхлопных газах (1). В электростатическом поле электрически заряженные частицы движутся к электроду с противоположной полярностью, где они и отделяются. (2 — электростатический накопитель). Хотя электрический сепаратор в обычной форме неприменим для работы в автомобиле (размеры, трудность очистки), принцип его работы с помощью накопления приведет к существенному росту отделяемых частиц. Затем частицы могут быть отделены от потока выхлопных газов в обычном центробежном сепараторе.

Рис. Электрический сепаратор

Циклон (устройство отделения частиц от газа) (5) расположен внизу накопителя. Благодаря центробежной силе частицы двигаются, вращаясь, к наружной стенке и оттуда к отстойнику. Отделенная сажа подается к системе удаления (4) вместе с потоком выхлопных газов. Возможности удаления предусматривают дожигание сажи внутри или снаружи двигателя или непосредственное хранение сажи. (6 — очищенные выхлопные газы).

В отличие от фильтра дожигания сажи, утечки давления выхлопных газов в электрическом сепараторе не зависят от количества сажи и постоянны для соответствующего режима работы (отсутствует риск забивания).

Каталитический преобразователь (катализатор)

Катализатор обеспечивает существенное уменьшение окиси углерода и углеводородов, выбрасываемых дизельным двигателем. Так как выбросы углеводородов вносят вклад в выброс частиц, то их можно также уменьшить с помощью катализатора.

Очистка вентиляционных выбросов из гаражей, паркингов, стоянок.

Работа двигателей внутреннего сгорания (ДВС) сопряжена с образованием выхлопов, которые содержат опасные для человека вещества и газы. При работе ДВС и выбросе выхлопных газов в замкнутом помещение происходит их накопление до опасных уровней и необходимо предусмотреть их удаление из помещения и очистку до безопасного уровня.

Проблема с повышенной концентрацией автомобильных выхлопов существует во многих местах большого скопления людей: гаражи, подземные парковки, испытательные стенды ДВС. Существующая система вентиляции не справляется с выделяющимися автомобильными выхлопными газами, что приводит к серьезной загазованности воздуха в рабочей зоне.

Основную опасность представляет угарный газ, который не имеет запаха и цвета, но является ядовитым.

Характерные загрязнения воздуха от выхлопных газов

• Оксид углерода;
• Сажа;
• Продукты неполного сгорания топлива;
• Альдегиды;
• Полициклические ароматические углеводороды;
• Продукты окисления азота;
• Бензапирен;
• Акролеин, и т.д.

Особенности обработки

Основной задачей воздухообработки является устранение выхлопных газов внутри помещения и очистка вентиляционных выбросов.

Стандартное решение задачи и этапы очистки

1. Предварительный защитный фильтр – обработка воздуха от пыли;
2. Электростатический блок – очистка воздушного потока от аэрозолей и дымов;
3. Плазменный модуль – основная очистка воздуха от газов;
4. Каталитический фильтр – финальная доочистка воздуха и удаление избыточного озона.

1. Предварительный защитный фильтр

Предварительная ступень очистки газовоздушной смеси необходима для защиты основного оборудования от засорения пылью и мелкодисперсных частиц. Подробнее…

2. Электростатический блок

Данное устройство задерживает твердые частицы дыма путем ионизации. По центру осадительной трубы проходит наэлектризованная нить. Под воздействием ионизации, загрязненные частицы примагничиваются ко внутренней стенке трубы, а очищенный воздух устремляется дальше по системе. Позволяет очистить от остатков пыли и аэрозолей. Подробнее…

3. Плазменный модуль

Под действием газоразрядных ячеек (ГРЯ) сложные соединения вредных органических веществ распадаются на обычный углекислый газ и воду. Подробнее…

4. Каталитический фильтр

Окончательная обработка воздуха представлена в виде системы кассет, наполненных активированным углем. Уголь абсорбирует остаточные загрязнители, пропуская через себя только полностью очищенный воздух. Подробнее…

Эффективность очистки

• Очистка от дымов и аэрозолей — 100%
• Очистка от паров и газов  — 95%

Технические характеристики

• Расходные материалы для очистки 1000 м. куб/час
• Электроэнергия — 1,0 кВт/час

Модельный ряд

от 1 000 до 1000 000 м.куб/час

Преимущества оборудования компании «Ятаган»

• Отсутствие шума при работе устройства;
• Низкие эксплуатационные расходы;
• Высокая эффективность обработки воздуха;
• Простота обслуживания оборудования;

Почему стоит доверять «Ятаган»

Наши клиенты в данной отрасли

• С подробным отчетом реализованного объекта Вы можете ознакомиться здесь: Конструкторское бюро химического машиностроения им. А.И. Исаева «КБ химмаш им. М.В. Хруничева»
• С подробным отчетом реализованного объекта Вы можете ознакомиться здесь: «ФГУП Пилюгина»
• С подробным отчетом реализованного объекта Вы можете ознакомиться здесь: ОАО «КАМАЗ»
• С подробным отчетом реализованного объекта Вы можете ознакомиться здесь: «Госкорпорация РОСТЕХ» 2019 БИЗНЕС ПАРК «РОСТЕХ-СИТИ»
• С подробным отчетом реализованного объекта Вы можете ознакомиться здесь: ОНПП Технология г. Обнинск «РОСТЕХ»
  
   

С благодарственным отзывом компании вы можете ознакомиться ниже:

Пресса о нас

«Ятаган» очищает воздух в цехе комплектации и сдачи автомобилей завода «КАМАЗ»:

Оборудование «Ятаган» на производстве

Получить консультацию по оборудованию «Ятаган», по особенностям технологии, условиям тестирования и подобрать нужное Вам оборудование Вы можете позвонив по телефону +7 (499) 110-42-46, по электронной почте  или заполнив анкету на сайте

Диагностика конструкции системы нейтрализации отработавших газов

Здесь вы найдете ценные и полезные советы по проектированию&запятая; Функции и диагностика системы нейтрализации отработавших газов.

Основы

Конструкция и принцип работы системы нейтрализации отработавших газов

Поиск и устранение неисправностей

Диагностика выхлопной системы

Конструкция и принцип действия системы нейтрализации отработавших газов: Основы

Система нейтрализации отработавших газов относится к процессам механической очистки отработавших газов&запятая; каталитически или химически после того, как они покинули камеру сгорания.

Доочистка осуществляется для преобразования загрязняющих веществ, образующихся при сгорании, в безвредные выхлопные газы. Компоненты системы доочистки отработавших газов включают каталитические нейтрализаторы и сажевые фильтры. В настоящее время & запятая; оба компонента могут быть установлены как на бензиновый двигатель с непосредственным впрыском, так и на дизельный двигатель.

Следующие системы&запятая; например&запятая; может быть установлен в выхлопной системе для уменьшения количества загрязняющих веществ:

Бензиновый двигатель

• Трехкомпонентный каталитический нейтрализатор
• Абсорбер NOx (двигатели, работающие на обедненной смеси)
• Сажевый фильтр Otto (двигатели с непосредственным впрыском)

Дизельные двигатели

• Каталитический нейтрализатор окисления
• Сажевый фильтр
• Поглотитель NOx
• Каталитический нейтрализатор SCR

Каталитический нейтрализатор

Каталитический нейтрализатор, обычно используемый в обычные бензиновые двигатели сегодня — это управляемый трехкомпонентный каталитический нейтрализатор. Задача каталитического нейтрализатора заключается в преобразовании загрязняющих веществ, образующихся в процессе сгорания топлива, в нетоксичные выхлопные газы посредством химической реакции. В сочетании с блоком управления двигателем и лямбда-зондом&запятая; топливно-воздушная смесь точно регулируется, так что каталитический нейтрализатор может уменьшить выбросы загрязняющих веществ. Оптимальный диапазон рабочих температур каталитических нейтрализаторов составляет от 400 до 800°C.

Каталитический нейтрализатор

В нашем ускоренном видеокурсе мы подробно рассмотрим тему каталитических нейтрализаторов. выбросы сажи. Дизельный сажевый фильтр (DPF) Хранит твердые частицы, которые не могут быть полностью сожжены в двигателе. Эти наночастицы&запятая; уменьшен в размере&запятая; очень вредны для человека и окружающей среды. Внутренняя часть сажевого фильтра состоит из керамического фильтра с множеством небольших каналов. Каналы с пористыми стенками попеременно закрыты и разделены на входные и выходные каналы. Выхлопные газы проходят через стенки фильтра, в результате чего частицы сажи оседают на стенках фильтра. Пористые стенки обеспечивают хороший эффект фильтрации и высокую степень разделения. Увеличение количества скопившихся частиц сажи увеличивает противодавление в выхлопной системе. Степень нагрузки или сопротивление потоку сажевого фильтра контролируется блоком управления двигателем. Датчик перепада давления записывает данные до и после сажевого фильтра и передает эту информацию в блок управления двигателем. Если разница давлений превышает определенное значение&запятая; Блок управления инициирует регенерацию для сжигания частиц.

Для сжигания частиц сажи&запятая; Температура выхлопных газов в сажевом фильтре должна быть повышена до 600–650°C. Для этого & запятая; система управления двигателем осуществляет дополнительный впрыск топлива или подвпрыск при активной регенерации, что увеличивает температуру выхлопных газов.

В зависимости от автомобиля и системы&запятая; регенерацию можно проводить каждые 400-700 км.

Во избежание диапазонов температур выше 700°C&запятая; температура контролируется датчиком температуры выхлопных газов непосредственно перед сажевым фильтром.

Зола, образующаяся при регенерации, не полностью удаляется потоком выхлопных газов&запятая; поэтому он накапливается в фильтре. Это может привести к засорению фильтра и необходимости его очистки или замены. Это приводит к тому, что фильтр имеет интервалы замены&запятая; например, г. каждые 120 000 км.

Сажевые фильтры

Керамический фильтр с впускным и выпускным каналами

Для расчета содержания сажи в сажевом фильтре&запятая; блок управления двигателем использует сигналы от датчика перепада давления&запятая; Датчики температуры до и после фильтра частиц сажи и датчик массового расхода воздуха. Поэтому&запятая; сигналы рассматриваются как один блок.

Сажевый фильтр

В видеоролике представлено небольшое освежение знаний: вы ознакомитесь с фактами о конструкции и функциях, а также с соответствующими процедурами испытаний. Наша общая цель: сокращение выбросов!

Регенерация

В зависимости от производителя автомобиля и системы&запятая; Можно выполнять различные процедуры регенерации сажевого фильтра.

Пассивная регенерация
Пассивная регенерация происходит, как только температура выхлопных газов в сажевом фильтре достигает значения 350–500°C при движении по автомагистралям с повышенной скоростью.

Активная регенерация
Активная регенерация осуществляется системой управления двигателем. При достижении предела нагрузки сажевого фильтра&запятая; Температура выхлопных газов специально повышается до 600-650°C с помощью блока управления двигателем, чтобы сжечь частицы сажи.

Принудительная регенерация
Этот тип регенерации может быть выполнен мастерской с использованием диагностического прибора в соответствии с указанными инструкциями.

Комбинированный сажевый фильтр

Сажевый сажевый фильтр и каталитический нейтрализатор окисления могут быть установлены в одном корпусе в качестве дизельного сажевого фильтра с каталитическим покрытием. В этой комбинации&запятая; Каталитический нейтрализатор устанавливается перед сажевым фильтром. Он сочетает в себе функции дизельного каталитического нейтрализатора окисления и дизельного сажевого фильтра в одном компоненте. В результате&запятая; углеводороды (HC) и окись углерода (CO) может быть преобразован в воду (h3O) и двуокись углерода (CO2) и частицы сажи могут быть отфильтрованы из выхлопных газов. Другая задача каталитического нейтрализатора окисления состоит в том, чтобы изменить соотношение азота (NO). к двуокиси азота (NO2) для включения пассивной регенерации фильтра DPF и повышения производительности каталитического нейтрализатора SCR. Поскольку выхлопные газы проходят через каталитический нейтрализатор&запятая; химические процессы повышают их температуру. Тепло передается на сажевый фильтр вместе с потоком отработавших газов. Это означает, что каталитический нейтрализатор способствует нагреву сажевого фильтра.

(1) Каталитический нейтрализатор и (2) сажевый фильтр установлен в одном корпусе

Комбинированный сажевый фильтр: (1) Лямбда-зонд перед каталитическим нейтрализатором (2) Датчик температуры отработавших газов перед каталитическим нейтрализатором (3) Каталитический нейтрализатор окисления (4) Лямбда-зонд после каталитического нейтрализатора (5) Датчик перепада давления (6) Датчик температуры отработавших газов после каталитического нейтрализатора (7) Сажевый фильтр

Абсорбер NOx

Абсорбер NOx используется в дизельных двигателях и бензиновых двигателях с прямым впрыском. Каталитический нейтрализатор имеет каталитический слой таких веществ, как оксид калия или оксид бария, которые связывают молекулы оксида азота. Как только абсорбер достигнет определенной абсорбционной способности&запятая; система управления двигателем смазывает воздушно-топливную смесь&запятая; Увеличение температуры выхлопных газов. Измененный состав выхлопных газов приводит к регенерации, который видит оксиды азота (NOx) восстанавливается до азота (N2) и вода (h3O).

Каталитический нейтрализатор SCR

Селективное каталитическое восстановление (SCR) является одним из последних и наиболее передовых разработок в области сокращения выхлопных газов для автомобилей. Эта технология используется с 2014 года и соответствует нормам выбросов EURO 6. Добавляя карбамид (AdBlue) к потоку выхлопных газов&запятая; оксиды азота (NOx) преобразуются в азот (N2)&запятая; водяной пар (h3O) и небольшое количество CO2 в абсорбере NOx за счет селективной каталитической реакции. Абсорбер NOx разработан как каталитический нейтрализатор окисления.

(1) Датчик NOx перед каталитическим нейтрализатором (2) Клапан впрыска карбамида (3) Блок управления (3) Каталитический нейтрализатор NOx (5) Бак карбамида (6) Датчик NOx после каталитического нейтрализатора

Датчики нейтрализации отработавших газов

Современные системы нейтрализации отработавших газов состоят не только из компонентов выхлопной системы&запятая; но также требуются различные датчики для контроля состава выхлопных газов и передачи их информации в блок управления двигателем.

Диагностика выхлопной системы: Поиск и устранение неисправностей

Перед запуском диагностики блока управления на автомобиле&запятая; В первую очередь следует провести визуальный осмотр всей выхлопной системы. Внешние повреждения обычно обнаруживаются при изменении шумового поведения и могут быть вызваны трещинами или сквозной ржавчиной на трубах&запятая; соединения или глушители. Шумы, исходящие изнутри компонентов системы, можно локализовать, встряхивая или постукивая по соответствующему компоненту. Конечно&запятая; плотные резьбовые соединения&запятая; Пластины радиатора и резиновые опоры также должны быть проверены. Не следует забывать и о датчиках выхлопных газов. Они могут быть установлены по всей системе. Проводка или электрические штекерные соединения могли быть повреждены из-за воздействия окружающей среды, например грязи&запятая; вода или дорожная соль.

Диагностика блока управления

Функциональная проверка может выполняться только в системе впрыска или в системе нейтрализации отработавших газов с помощью подходящего диагностического устройства.

Работа отдельных компонентов системы нейтрализации отработавших газов контролируется с помощью датчиков и передается на соответствующий блок управления системой более высокого уровня. Любые возникающие ошибки сохраняются в памяти ошибок блока управления двигателем и могут быть прочитаны с помощью соответствующего диагностического блока. В зависимости от автомобиля и системы, дополнительные функции&запятая; такие как параметры или тесты привода&запятая; можно выбрать и отобразить или выполнить на диагностическом устройстве. Данные, поступающие от блока управления, служат основой для фактического поиска и устранения неисправностей и успешного ремонта. Кроме того&запятая; Значения выхлопных газов можно проверить и оценить с помощью измерения выхлопной трубы.

Следующая диагностическая информация использует Mercedes-Benz E350 24V CDI (212) и Volkswagen Golf 5 Plus в качестве примера.

Чтение памяти ошибок системы управления двигателем

Чтение памяти ошибок системы управления двигателем

В этой функции&запятая; коды ошибок, хранящиеся в памяти ошибок, могут быть прочитаны и удалены. Кроме того&запятая; Информация о коде ошибки может быть вызвана.

В нашем примере&запятая; обнаружен неисправный датчик NOx и&запятая; в результате&запятая; код ошибки P220317 был сохранен в памяти ошибок.

• P220317 / Датчик NOx 1 Ряд 1
• Короткое замыкание на плюс / предел напряжения превышен

Считывание параметров

Пример напряжений сигналов верхнего и нижнего датчиков на Audi TT

В этой функции&запятая; текущие измеренные значения, такие как частота вращения двигателя&запятая; можно выбрать и отобразить температуру или состояние отдельных компонентов выхлопных газов.

• Каталитический нейтрализатор SCR / Датчики NOx
• Сравнение функциональных испытаний каталитического нейтрализатора / лямбда-зонды
• Состояние зарядки сажевого фильтра / датчик дифференциального давления

Информация о системе

Информация о системе

Информация о системе может быть получена из информации о транспортном средстве и использована для устранения неполадок. Здесь&запятая; например&запятая; Обзор системы доочистки отработавших газов можно использовать для дальнейшего устранения неполадок.

измерение выхлопной трубы

с измерением выхлопной трубы&запятая; Выходящие выхлопные газы могут быть зарегистрированы и оценены непосредственно в выхлопной системе (наконечник продукта&colon); испытания выхлопных газов). Дефекты в системе выпуска отработавших газов или в системе нейтрализации отработавших газов обнаруживаются и могут быть учтены при дальнейшем устранении неполадок.

Представление результатов измерений бензинового двигателя

Представление результатов измерений дизельного двигателя

Насколько полезна для вас эта статья?

Совершенно бесполезно

Очень полезно

Расскажите, пожалуйста, что вам не понравилось.

Для получения бесплатного информационного бюллетеня HELLA TECH WORLD.

Ваш отзыв**

Капча*

Большое спасибо. Но прежде чем ты уйдешь.

Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку новостей HELLA TECH WORLD, чтобы получать последние технические видеоролики, советы по ремонту автомобилей, информацию о курсах обучения, сведения о маркетинговых кампаниях и советы по диагностике.

Благодарим вас за интерес к новостному бюллетеню HELLA TECH WORLD — для автомастерских!

На указанный вами адрес электронной почты будет отправлено уведомление.

Обратите внимание: Ваша подписка будет завершена только после того, как вы подтвердите получение этого электронного письма.

Это делается для того, чтобы никто не мог подписаться на вас по ошибке.

Ваша личная информация хранится и обрабатывается исключительно с целью отправки информационного бюллетеня. Ни при каких обстоятельствах ваши данные не будут переданы третьим лицам.

Дополнительная информация о конфиденциальности.

Благодарим вас за интерес к новостному бюллетеню HELLA TECH WORLD — для автомастерских!

На указанный вами адрес электронной почты будет отправлено уведомление.

Обратите внимание: Ваша подписка будет завершена только после того, как вы подтвердите получение этого электронного письма.

Это делается для того, чтобы никто не мог подписаться на вас по ошибке.

Ваша личная информация хранится и обрабатывается исключительно с целью отправки информационного бюллетеня. Ни при каких обстоятельствах ваши данные не будут переданы третьим лицам.

Дополнительная информация о конфиденциальности.

Вы уже подписаны

Ваш адрес электронной почты ожидает подтверждения

Неверный новый адрес электронной почты. Новый адрес электронной почты недействителен. Подписчик не обновлен

Неверный адрес электронной почты. Адрес электронной почты отсутствует или имеет неправильный формат.

Проблема со статусом электронной почты

Процесс регистрации не запущен.

Ошибка:

Для получения бесплатного информационного бюллетеня HELLA TECH WORLD.

Благодарим вас за интерес к новостному бюллетеню HELLA TECH WORLD — для автомастерских!

На указанный вами адрес электронной почты будет отправлено уведомление.

Обратите внимание: Ваша подписка будет завершена только после того, как вы подтвердите получение этого электронного письма.

Это делается для того, чтобы никто не мог подписаться на вас по ошибке.

Ваша личная информация хранится и обрабатывается исключительно с целью отправки информационного бюллетеня. Ни при каких обстоятельствах ваши данные не будут переданы третьим лицам.

Дополнительная информация о конфиденциальности.

Благодарим вас за интерес к новостному бюллетеню HELLA TECH WORLD — для автомастерских!

На указанный вами адрес электронной почты будет отправлено уведомление.

Обратите внимание: Ваша подписка будет завершена только после того, как вы подтвердите получение этого электронного письма.

Это делается для того, чтобы никто не мог подписаться на вас по ошибке.

Ваша личная информация хранится и обрабатывается исключительно с целью отправки информационного бюллетеня. Ни при каких обстоятельствах ваши данные не будут переданы третьим лицам.

Дополнительная информация о конфиденциальности.

Вы уже подписаны

Ваш адрес электронной почты ожидает подтверждения

Неверный новый адрес электронной почты. Новый адрес электронной почты недействителен. Подписчик не обновлен

Неверный адрес электронной почты. Адрес электронной почты отсутствует или имеет неправильный формат.

Проблема со статусом электронной почты

Процесс регистрации не запущен.

Ошибка:

Введение в систему нейтрализации выхлопных газов дизельных двигателей

Что вы узнаете:

• Почему существуют системы доочистки

• Как работают системы доочистки

• Как развивались системы доочистки 903 49

Знаете ли вы, как работает система нейтрализации отработавших газов в появился дизельный двигатель внутреннего сгорания? Прежде чем мы сможем раскрыть ответ, мы сначала должны понять, что происходит внутри камеры сгорания: Заряд воздуха входит в цилиндр во время такта впуска. Воздух обычно нагнетается в цилиндр (во время такта впуска) под действием принудительной индукции, называемой турбонаддувом. Нагнетание воздушного заряда (под давлением) в цилиндр позволяет увеличить давление в цилиндре. Топливо впрыскивается в определенное время прямо в цилиндры, как правило, с помощью топливной форсунки Common Rail. Во многих случаях и система впрыска топлива, и система турбокомпрессора управляются ЭБУ.

Наддувочный воздух в цилиндре состоит из примерно 21% кислорода и примерно 78% азота (а также некоторых газовых примесей, не влияющих на процесс сгорания). Именно эта комбинация топлива и тепла, создаваемого зарядом сжатого воздуха в цилиндре, инициирует процесс сгорания. Поскольку воздушный заряд содержит кислород, во время этого процесса горения в камере сгорания происходит химическая реакция. Другими словами, кислород, тепло и топливо начинают химическую реакцию — в результате возникает пожар (Рисунок 1) .

Поскольку в процессе горения (химическая реакция) не происходит химического преобразования всех компонентов этого воздушно-топливного заряда, всегда будут «остатки». Остаточный компонент воздушного заряда в основном состоит из азота. Азот является рабочей жидкостью. Жидкость совершает работу, заставляя поршень опускаться. Обычно он не реагирует на горение. Ниже определенных температур газообразный азот остается неизменным. Однако в любое время, когда температура заряда воздуха/топлива превышает 2500 градусов по Фаренгейту, этот азот способен окисляться (химически преобразовываться). При окислении азота образуются оксиды азота (NOx), очень вредные и ядовитые газы. Компоненты системы доочистки выхлопных газов предназначены для снижения содержания NOx и твердых частиц (которые мы называем «сажей»).

Система нейтрализации выхлопных газов раннего поколения 

Итак, теперь мы можем узнать об истории системы нейтрализации выхлопных газов. Поскольку NOx много при температурах выше 2500 градусов по Фаренгейту, логично, что управление им означает снижение температуры внутри камеры сгорания. Это достигается за счет рециркуляции выхлопных газов (EGR) для повторного введения отработанных/инертных выхлопных газов в камеру сгорания. Внутренний объем баллонов занимает этот инертный газ. По сути, это уменьшает эффективный размер камеры сгорания. В этой меньшей камере сгорания температура меньшего события сгорания будет менее интенсивной.

В ранних конструкциях систем нейтрализации отработавших газов (около 2007–2009 гг.) существовал единственный компонент, известный как дизельный сажевый фильтр (рис. 2) . Управление NOx означает снижение температуры цилиндров. Это очень эффективно; однако эта более низкая температура в цилиндрах имела некоторые негативные последствия. Здесь аналогия с костром может помочь проиллюстрировать эту мысль.

Каждый раз, когда костер недостаточно горит, подумайте о кольце костра на следующее утро. Есть куча несгоревших дров (углей и золы) (Рисунок 3) . Каждый раз, когда огонь горит недостаточно жарко, в результате образуются твердые частицы. Таким образом, эффективно обрабатывая NOx, мы непреднамеренно создали еще одну проблему, которую необходимо решать, и это сажа (твердые частицы). Таким образом, системы доочистки должны были развиваться, чтобы управлять как NOx, так и твердыми частицами. NOx нейтрализуется в цилиндре, а твердые частицы удаляются в узлах дополнительной обработки выхлопной системы. Это достигается с помощью так называемого дизельного катализатора окисления (DOC) 9.0031 (рис. 4) и сажевый фильтр (DPF).

Эволюция нейтрализации отработавших газов 

Задача DOC заключается в окислении выхлопных газов, выходящих из цилиндров (богатых углеводородами и монооксидом углерода, из-за более низких температур в цилиндрах), а работа DPF заключается в для сжигания твердых частиц, образующихся в результате процесса восстановления NOx перед сжиганием. Для этого необходимо управлять температурой внутри этих компонентов системы нейтрализации отработавших газов — как мы сделали это для цилиндров, — но вместо этого нам нужно больше тепла, а не меньше. Поддержание этих высоких температур позволяет системе регенерировать.

Мы можем описать конструкцию DPF как конструкцию с использованием компонента стенового потока (рис. 5) . Это позволяет выхлопным газам и твердым частицам попадать в него, но газы должны проходить через стену. Таким образом, стенка DOC отфильтровывает и удерживает твердые частицы. Именно это улавливание твердых частиц позволяет автомобилю соответствовать стандартам выбросов выхлопных газов. Напомним, EGR используется для снижения выбросов NOx. В результате образуются твердые частицы. Улавливание твердых частиц осуществляется в DPF системы доочистки.