Delphi wprowadza na rynek czujnik amoniaku

, 28 lutego 2007, 0:00

Pierwszy czujnik amoniaku przeznaczony do zastosowania w pojazdach został opracowany przez Delphi. Nowa technologia pozwala na bezpośrednią kontrolę, w cyklu zamkniętym, systemów SCR (Selective Catalytic Reduction) stosowanych w coraz większej liczbie pojazdów wyposażonych w silniki Diesla i pomaga zredukować tlenki azotu – NOx. Mierząc poziom amoniaku bezpośrednio w rurze wydechowej pojazdu, czujnik umożliwia optymalizację wtrysku mocznika (bogatego w amoniak związku wymaganego przez system SCR), a tym samym na redukcję emisji amoniaku. Producent spodziewa się, że sterowanie wtryskiem mocznika stanie się szybko jednym z głównych priorytetów, ponieważ poziom zaawansowania systemów SCR wzrośnie, tak by spełnić nowe przepisy dotyczące emisji zarówno dla pojazdów lekkich, jak i dla pojazdów używanych w przemyśle i w transporcie.

„Spaliny samochodowe są obecnie wielokrotnie czystsze niż były nawet kilka lat temu, ale to nie powód, żeby zaniechać starań o osiągnięcie jeszcze lepszej jakości” – powiedział Guy Hachey, prezes Delphi Powertrain i vice-prezes Delphi Corporation. „Wraz ze wzrostem liczby pojazdów napędzanych silnikiem Diesla, w których stosowany jest system SCR, emisja amoniaku staje się potencjalnym problemem, w którego rozwiązaniu chcemy pomóc naszym klientom zanim stanie się problemem dla środowiska naturalnego”.

Amoniak znajdujący się w powietrzu atmosferycznym reaguje z unoszącymi się w powietrzu cząsteczkami takimi jak kwas azotowy, tworząc unoszące się w powietrzu cząsteczki wielkości drobin kurzu. Cząsteczki te mogą zaostrzać stany chorobowe przy chorobach płuc i serca, a ponieważ są one higroskopijne, mogą również tworzyć podobną do smogu mgłę. Emisja amoniaku przez pojazdy, to obecnie jedynie niewielki procent całej emisji amoniaku, której większość pochodzi z fabryk oraz jest wydzielana przez zwierzęta hodowlane.
System SCR zainstalowany w pojazdach wtryskuje amoniak w postaci płynnego mocznika do systemu wydechowego przed katalizatorem redukującym ilość NOx. Amoniak reaguje z gazem, w wyniku czego powstaje azot i woda. Amoniak, który nie przereagował z mocznikiem jest wydalany wraz z gazami wydechowymi.

Spodziewany jest znaczący wzrost zastosowania systemów SCR zarówno w lekkich pojazdach napędzanych silnikiem Diesla, jak i w pojazdach używanych do celów przemysłowych.
Technologia ta jest dobrze znana na europejskim rynku pojazdów ciężarowych i będzie stawać się coraz bardziej popularna na rynku amerykańskim – tak by osiągnąć zgodność z przepisami dotyczącymi pojazdów ciężarowych, które będą obowiązywać od 2010 roku.
System SCR będzie również stosowany w USA w samochodach osobowych, tak by zapewnić zgodność z przepisami Tier II Bin 5 dla pojazdów lekkich i użytkowych a także spodziewany jest wzrost jego popularności w Europie, gdzie będzie on wykorzystywany do osiągnięcia poziomu emisji określonego w przepisach Euro VI, które zaczną obowiązywać od 2014 roku.

Dzisiejsze systemy SCR to systemy działające w cyklu otwartym, w których dawka mocznika jest określana przez zespół sterujący silnikiem przy wykorzystaniu algorytmów ekstrapolacji. Aby dokładnie sterować tymi systemami konieczne jest stworzenie zamkniętej pętli, która wymaga zainstalowania czujnika poza katalizatorem. „To może być albo czujnik badający poziom NOx lub czujnik amoniaku” wyjaśnił Ivan Samalot, główny inżynier d/s czujników Delphi pracujący w Centrum Technologicznym Delphi w Brighton w stanie Michigan (USA). „Kilku producentów pojazdów zdecydowało się na stosowanie czujników NOx, ale ta technologia jest wrażliwa zarówno na NOx jak i na amoniak, tak więc może „pomylić” ze sobą te związki. W efekcie może zostać podjęta niewłaściwa decyzja dotycząca dozowania, chociaż trzeba powiedzieć, że jest to kolosalna poprawa wobec działania systemów otwartej pętli. System ten nie zapewnia jednak korzyści, jakie można osiągnąć mierząc bezpośrednio poziom amoniaku w spalinach”.

Rozwiązanie zaproponowane przez Delphi – nowy czujnik amoniaku jest bardzo dobry do zastosowania w przemyśle motoryzacyjnym. Nowy, wrażliwy na obecność amoniaku materiał opracowany w laboratoriach badawczych Delphi w Michigan jest nakładany na grubą błonę z substratu ceramicznego. Czujnik jest następnie montowany w zgrabnym, odpornym na zniszczenie opakowaniu ze stali nierdzewnej – również opartym na sprawdzonej technologii czujników tlenu Delphi.
Nowy czujnik wykrywa amoniak w spalinach w zakresie od zera do 100ppm, pozwalając na stałą optymalizację dozowania mocznika. Równocześnie ze znaczną redukcją emisji amoniaku, efektem stosowania nowego czujnika mogą być również znaczne oszczędności dla tych operatorów, którzy pokonują znaczne odległości – zużycie mocznika jest znacząco zredukowane. Czujniki pozwalają również producentom pojazdów na wyeliminowanie kosztownych katalizatorów oksydacyjnych, których stosowanie byłoby w innym wypadku konieczne w celu usunięcia nadmiaru amoniaku ze spalin i umożliwiają optymalizację rozmiarów systemu konwertera SCR w stosunku do postawionych przed nim zadań. Równocześnie ze zredukowaniem kosztów systemów obróbki spalin, pozwala to na znaczącą poprawę samego wyglądu i wymiarów systemu. Ten czynnik stanie się istotny wraz ze wzrostem zastosowania tych systemów w pojazdach lekkich oraz zapobiegnie wzrostowi ciśnienia wstecznego w układzie wydechowym, które powodowałoby dalszy wzrost zużycia paliwa, a które wystąpiłoby, jeśli w pojeździe instalowane byłyby dalsze systemy obróbki spalin.

 

Komentarze

Komentarz musi być dłuższy niż 5 znaków!

Proszę zaakceptuj regulamin!

Brak komentarzy!