У нас системите за последваща обработка на дизел все още създават затруднения на майстора и една от тези системи е SCR, която използва така коментираното „ARLA“. В тази първа част от поредицата ще научим какво представлява тази система и как работи.
От появата на електронното впръскване на гориво, законите, които регулират емисиите на замърсители, стават все по-строги. През 2012 г. превозните средства в Бразилия трябваше да се адаптират към набора от правила за намаляване на емисиите на замърсители, известни като „Евро 5“, национално представени от PROCONVE P7, което означава програма за контрол на замърсяването на въздуха от моторни превозни средства. В превозни средства с тежък дизелов цикъл, като камиони и автобуси, внедрената система, за да отговаря на изискванията на стандарта, е SCR (селективна каталитична редукция), т.е. селективна каталитична редукция.
Тази система има за цел да намали емисиите на прахови частици и един от най-големите врагове на околната среда – NOx (Азотен оксид), в допълнение към другите замърсители. Работата на системата SCR се оказа до 80% по-ефективна от предишната система, „Евро 3“, по отношение на намаляване на замърсителите, особено прахови частици (PM) и Nox.
Еволюцията на системата за последваща обработка доведе със себе си увеличаване на компонентите, което винаги води до повече поддръжка и подмяна на части. В допълнение, голямата разлика на SCR е използването на химичен реагент, известен като ARLA 32, който се инжектира по контролиран начин в отработените газове и трябва да се презарежда с определена честота. Освен това, ако електронните модули уловят сигнали, които показват, че изгарянето на гориво не се управлява правилно, превозното средство влиза в авариен фактор и губи мощност. Тези фактори накараха много собственици на камиони да предприемат стъпки за деактивиране на системата.
Въпреки това дезактивирането на SCR системата характеризира екологично престъпление, а постоянните проверки и много високите глоби карат много шофьори да напуснат нередността и да възстановят системата за перфектна работа. Ето защо е необходимо да знаете как работи SCR и да знаете основните тестове, които могат да се направят, за да се гарантира безопасността на вашия клиент и околната среда!
Какво е ARLA 32?
ARLA 32 е химичен реагент, инжектиран по контролиран начин в потока отработени газове, вътре в каталитичния конвертор на автомобила. Акронимът „ARLA“означава Automotive Liquid Reducing Agent. Съставът на реагента е 32,5% урея в разтвор на деминерализирана вода, което дава основание за наименованието „ARLA 32“, поради процентното съдържание на урея. Реагентът е нетоксичен, без мирис и незапалим.
Малкото количество разтвор на урея, инжектирано в потока отработени газове, комбинирано с високата температура на катализатора, поради горенето, се превръща в амоняк (NH3). Вътре в SCR катализатора амонякът (NH3) на свой ред реагира с азотни оксиди (NOx), освобождавайки азот (N2) и водни пари (H2O). Това прави изгорелите газове по-малко замърсяващи за атмосферата, тъй като до голяма степен се трансформират във вода. Той значително намалява емисиите на прахови частици, което води до това, че вече не виждате известния „черен дим“в големите камиони.
Този реагент трябва да се напълни отново и се съхранява в специален резервоар и не се смесва директно с дизелово гориво. Очакваната средна консумация на ARLA 32 е 5% по отношение на консумацията на дизел, така че, грубо казано, приблизително 5 литра ARLA 32 ще се използват за всеки 100 литра дизел.
Операция на системата SCR
Както споменахме, системата за селективна каталитична редукция (SCR) е основно Nox катализатор за двигатели с дизелов цикъл, но работният процес зависи от инжектиране на химически реагент (ARLA 32), комбиниран с по-висока температура при горене камера в сравнение с предишни системи. Цялата тази система се наблюдава и управлява електронно. Нека разгледаме системата стъпка по стъпка, която може да бъде разделена на 4 стъпки.
Първото е да направи SCR работните условия по-благоприятни. Това е възможно чрез повишаване на температурата в горивната камера. Тази висока температура в камерата се достига чрез "предварително впръскване" на дизел в камерата, докато цилиндърът все още не е достигнал идеалната механична точка за изгаряне. Чрез увеличаване на температурата на камерата вече имаме като резултат намаляване на производството на CO (въглероден оксид) и HC (въглеводороди). В допълнение, след изгаряне имаме „пост-инжектиране“, което се състои от малко количество чисто гориво, впръскано заедно с газовете, които ще напуснат камерата. Целта на „пост-инжекциите“е да загреят SCR катализатора. Най-важният фактор за правилното функциониране на системата и за контролиране на времето и количеството на впръскване на ARLA 32 е температурата на катализатора.
Вторият етап е преминаването на отработените газове през окислителен катализатор, дори преди впръскването на ARLA 32. Оксидиращият катализатор има функцията да третира частично емисиите на CO, HC и прахови частици. Действието на окислителния катализатор, комбинирано с последващото впръскване на дизел, довежда газовете до подходяща температура за общата реакция със следващия реагент. Струва си да се помни, че впръскването на дизел в отработените газове с цел отопление може да се извърши директно в камерата с изстрели във времето на отработените газове, а в някои системи може да се извърши чрез дизелов инжектор директно в каталитичния конвертор.
В третия етап газовете, които вече са нагрети и частично обработени от окислителния катализатор, получават директно впръскване на реагента ARLA 32 и чрез химическа реакция, комбинирана с висока температура, в резултат достигаме до амоняк. Количеството ARLA, което трябва да се инжектира и кога това трябва да се случи, се контролира от електронен блок, специфичен за системата SCR. В този трети етап най-важният фактор, който трябва да се вземе предвид, е температурата на отработените газове, която, за да реагира добре с ARLA 32, трябва да бъде около 200 °C.
Накрая, в четвъртата стъпка стигаме до SCR катализатора. Катализаторите като цяло могат да се определят като вещества, които влияят на скоростта на химическа реакция, но не са един от реагентите или продуктите на основната реакция, която ще се проведе. По този начин можем да определим тази част от системата като истински катализатор, чрез благородни метали в своите „пчелни пити“и керамични стени ще повлияе и направи възможна химическата реакция на изгорелите газове с реагента ARLA 32, трансформирайки газовете в пара от вода и азот.
В края на стъпките, след SCR катализатора, се извършва окончателен мониторинг след обработката чрез втори температурен сензор, който сега се намира на изхода на SCR, и от един от най-важните компоненти на системата – сензор Nox. Този сензор, както подсказва името, информира блока за управление на системата за количеството Nox, което все още присъства на SCR изхода, така че електронният блок да може да изпрати тези данни към модула на двигателя чрез CAN мрежата, за да започне аварийна стратегия, контролират преди и след инжектиране и дори намаляват мощността на двигателя в случаи на липса на адекватно третиране на замърсители.
Можете да обобщите присъстващите компоненти в SCR системата като:
1. Два температурни сензора, разположени преди и след SCR системата;
2. Сензор за NOx след SCR;
3. Специфичен ECU за системата за последваща обработка, отговорен за анализирането на данните от сензорите и управлението на изпълнителните механизми;
4. Помпено устройство ARLA 32 (с електрическа помпа);
5. Дозиращ модул за ARLA 32 (който може да използва например сгъстен въздух за задвижването);
6. Резервоар за ARLA 32.
Не пропускайте следващия брой на този вестник, в който ще публикуваме част 2 от тази статия
След този проблем ще разгледаме SCR системата, като се фокусираме върху анализа и диагностиката. Как можем да тестваме химията на ARLA 32? Как да изключим възможността за повреда на системата чрез анализ на външни елементи като сонда, температурни сензори и каталитична ефективност на SCR? В следващата статия научете за инструмент, който може значително да помогне на сервизите, които виждат необходимостта да се специализират в системи за последваща обработка, за да поддържат работата им добре!
