ЗАХИСНИКИ ДОВКІЛЛЯ: ДАТЧИКИ NOх ВІД febi

Дізнайтеся, як працюють датчики оксидів азоту (NOx), від фахівців компанії febi – провідного виробника автозапчастин у світі.

Щоб задовольнити високі вимоги чинних стандартів щодо викидів, частка шкідливих оксидів азоту у вихлопних газах має бути зменшена. Це досягається за допомогою хімічного процесу, який використовує відновлювальний агент для вибіркового зменшення оксидів азоту NOx у відпрацьованих газах шляхом видалення кисню. NOx є збірним терміном для монооксиду азоту (NO), діоксиду азоту (NO₂) та інших азотистих газів.

Хімічний процес відновлення оксидів азоту називається селективним каталітичним відновленням (SCR). Аміак NH₃ виявився найкращим відновлювальним агентом, оскільки він досягає найвищого рівня селективності.

Рис. 1. Селективне каталітичне відновлення.

Аміак застосовується у вигляді водного розчину карбаміду, також відомого як AdBlue®, і міститься в окремому резервуарі. Водний розчин сечовини впорскується у вихлопну систему, де під дією високої температури відпрацьованих газів перетворюється на аміак та каталітичний нейтралізатор гідролізу.

Таким чином, шкідливі оксиди азоту в каталітичному нейтралізаторі SCR перетворюються на нешкідливі азот та воду.

Рис. 2. Глушник вантажівки стандарту Euro 6 (Джерело: MAN Grundlagen der Nutzfahrzeugtechnik).

Умовні позначення

1. Потік вихлопних газів
2. Датчик NOx
3. Дизельний каталітичний нейтралізатор (DOC)
4. Дизельний фільтр сажових часток (DPF)
5. Датчик температури
6. Впорскування AdBlue
7. Секція змішування та гідролізу для отримання аміаку із сечовини
8. Каталітичний модуль SCR (каталітичний нейтралізатор)
9. Бар‘єрний каталітичний нейтралізатор для запобігання просочування аміаку

Для контролю за процесом відновлення, сучасні транспортні засоби обладнано одним датчиком NOx, який встановлено після каталітичного конвертера SCR, або двома датчиками NOx, один перед каталітичним конвертером SCR, другий – після конвертера SCR. Датчики контролюють роботу та ефективність системи SCR, вимірюючи концентрацію азоту та кисню у відпрацьованих газах. Дані з датчиків NOx також використовуються для розрахунку кількості розчину AdBlue®, необхідної для оптимального процесу відновлення.

Датчик NOx складається із зонда (1), з‘єднувального кабелю (2), модуля керування (3) і з‘єднувального штекера (4).

Рис. 3. Будова датчика NOx.

Принцип вимірювання

Сучасна технологія вимірювання кількості NOx базується на роботі електрохімічних датчиків із діоксидом цирконію, стабілізованого ітрієм ZrO₂, конструкція та режим роботи яких подібні до широкосмугових кисневих датчиків (лямбда-зондів). Датчик зазвичай складається з двох суміжних вимірювальних камер з двома електрохімічними елементами, які також називаються насосними камерами.

Рис. 4. Вимірювальна камера всередині зонда.

Відпрацьовані гази надходять до першої камери, де кисень O₂ видаляється електрохімічним способом. Це необхідний процес, інакше вимірювання оксиду азоту в другій камері може бути спотворене. Під дією електричного струму, спрямованого на насосний елемент, молекули O₂ розщеплюються на іони.

Вони проникають у твердий електроліт, який складається з діоксиду цирконію, і таким чином видаляються з вимірювальної камери. Електричний струм, який необхідно для цього застосувати, обернено пропорційний співвідношенню повітря-паливо. Це значення також надається блоку управління двигуном, який потім додатково виконує функцію лямбда-зонда для вимірювання вмісту кисню у відпрацьованих газах.

Рис. 5. Принцип роботи першої вимірювальної камери.

У другій камері визначається вміст оксидів азоту у відпрацьованих газах. Для цього із залишкового NOx відокремлюється азот, вивільняючи водночас кисень. Процес відбувається з викоистанням каталітичного матеріалу платино-родієвого електрода. Кисень, який утворився, надалі відкачується з вимірювальної камери через цей електрод. Для цього через електрод проходить струм, прямо пропорційний концентрації NOx у відпрацьованих газах. Саме цей необхідний струм накачування є вимірюваною величиною вмісту оксидів азоту у відпрацьованих газах.

Рис. 6. Принцип роботи другої вимірювальної камери

Ці дані використовуються для розрахунку процесу регенерації каталітичного конвертера NOx, для регулювання кількості впорскування AdBlue® та для визначення коректної роботи системи SCR у цілому.

Рис. 7. Попереджувальний індикатор на панелі приладів в разі появи несправностей в роботі системи SCR (Джерело: MAN Grundlagen der Nutzfahrzeugtechnik).

У сучасних автомобілях, які відповідають високим стандартам викидів, управління відпрацьованими газами здійснюється в режимі реального часу.

Відбувається постійний контроль якості розчину AdBlue®, рівня та споживання, роботи системи впорскування та значень NOx. У разі появи несправностей у роботі системи SCR або відхилень від цільових значень водій отримує попередження від системи. Якщо водій не реагує, потужність двигуна зменшується відповідно до специфікацій виробника автомобіля. В найгіршому випадку поїздка до найближчого автосервісу буде відбуватися із швидкістю пішохода.

Датчики NOx мають обмежений термін служби. Внаслідок старіння матеріалів у датчику надійність вимірювань через певний час знижується, і водій починає отримувати повідомлення про помилку.

Довіряйте датчикам NOx від febi, рівня якості оригінальних деталей. Окрім датчиків NOx, febi також пропонує багато інших запасних компонентів систем SCR, таких як розчин AdBlue®, відповідні фільтри та кришки баків, дозувальні модулі та датчики температури відпрацьованих газів.

Ознайомитися з повним асортиментом компонентів систем SCR ви можете тут: partsfinder.bilsteingroup.com

Замовити датчики NOx бренду febi ви можете в E-Catalog Inter Cars Ukraine.