CÁC QUY ĐỊNH VỀ TIÊU CHUẨN KHÍ THẢI VÀ CÔNG NGHỆ ĐỘNG CƠ TRÊN XE LU HAMM

- Tại châu Âu, các yêu cầu phát thải trên máy móc di động phải thuân theo chỉ thị của EU và được áp dụng tại 28 quốc gia thuộc EU cùng các nước thuộc hiệp hội mậu dịch tự do châu Âu - EFTA (Iceland, Na Uy, Liechtenstein, Thụy Sĩ).

- Các quy định này cũng được các nước khác như Thổ Nhĩ Kỳ, Israel và Croatia công nhận và áp dụng. Luật khí thải ở Châu Âu, Hoa Kỳ và Nhật Bản gần như tương đương nhau. Tuy nhiên đó không phải là yêu cầu bắt buộc để xác định động cơ đốt trong.

- Tại nhiều quốc gia, đặc biệt là ở Châu Á và Châu Phi áp dụng quy định dựa theo các tiêu chuẩn trước đây của Châu Âu và Hoa kỳ, và được gọi là LRC (Các quốc gia ít được quản lý hơn). Tuy nhiên, một số nước chỉ công nhận tiêu chuẩn khí thải của riêng họ hoặc chứng chỉ UN ECE R24 hay UN ECE R96.

- Các quốc gia có tiêu chuẩn khí thải EU Stage IV / EPA Tier 4 được gọi là HRC (các quốc gia được quản lý chặt chẽ).

- Ấn Độ và Trung Quốc sẽ áp dụng luật phát thải của riêng dựa trên tiêu chuẩn EU Stage IV / EPA Tier 4 và có hiệu lực từ năm 2020.

- Một số quốc gia có các quy định khác, chẳng hạn như tiêu chuẩn về bụi mịn và không khí sạch, được áp dụng bổ sung cho luật phát thải của họ.

Các từ viết tắt

- EPA - Cơ quan Bảo vệ Môi trường

- Tier - kèm theo sau là 1 số (Tier-1, Tier-2 hoặc là Tier I, Tier II,..) để mô tả mức độ ưu tiên cao hơn và thấp hơn, trong đó Tier 1 mô tả mức độ ưu tiên cao nhất.

Ghi chú

- 1: Công suất động cơ từ 19 - 56 kW / 130 - 560 kW từ năm 2019

- 2: Công suất động cơ từ 56 - 130 kW từ năm 2020

Các chỉ định khác nhau

- Trung Quốc - CN (ví dụ: CN Stage III)

- Ấn Độ - Bharat (ví dụ: Bharat Stage III)

- Brazil - MAR-1 (ví dụ: MAR-1 Stage III)

Các giá trị ngưỡng phát thải khí thải trong Stages I đến IIIA/Tiers 1 - 3  chủ yếu đạt được bằng cách sử dụng các giải pháp cho động cơ bên trong:

- Phát triển phun nhiên liệu áp suất cao (ví dụ: common rail)

- Hệ thống điều khiển động cơ điện tử

- Sạc hệ thống làm mát

- Tuần hoàn khí thải không được làm mát

- Dạng piston

Để tuân thủ các quy định về khí thải EU Stage IV / EPA Tier 4, ngoài các giải pháp đối với động cơ bên trong, cần phải giải quyết khí thải sau xử lý. Các giải pháp đối với động cơ bên trong (tuần hoàn khí thải làm mát) + Các biện pháp Non-engine, xử lý khí thải sau xử lý, tức là bộ chuyển đổi xúc tác và bộ lọc

DOC - Bộ chuyển đổi xúc tác oxy hóa diesel

DOC có bề mặt xúc tác oxy hóa cacbon monoxit (CO) và hydrocacbon không kết hợp (HC) trong khí thải động cơ diesel. Ở một số trạng thái hoạt động, nó cũng oxy hóa các oxit nitơ (NO) để tạo ra nitơ dioxit (NO2).

- Chất nền tổ ong với lớp phủ xúc tác

- Làm giảm các chất ô nhiễm dạng khí CO và HC trong một phản ứng hóa học

- Ôxy hóa NO (oxit nitơ) thành NO2 (nitơ đioxit)

DPF - Bộ lọc hạt diesel

Một bộ lọc hạt động cơ diesel (DPF) được lắp đặt trong dòng khí thải và lấp đầy các hạt (PM) theo thời gian. Vì bộ lọc chỉ có công suất hạn chế, quá trình tái tạo nhiệt (thụ động / chủ động) xảy ra trong bộ lọc tại một thời điểm xác định, trong đó các phần tử chủ yếu được chuyển đổi thành carbon dioxide (CO2).

- Cấu trúc tổ ong với nhiều rãnh, luân phiên đóng ở hai đầu. Các hạt được giữ lại trên bề mặt của các rãnh đầu vào.

- DPF loại bỏ các hạt muội than khỏi ống xả

- Hiệu quả cao nhất trong việc giảm PM (> 90%)

Ưu điểm:

- Hiệu quả giảm PM cao nhất (> 90%)

- Thích hợp cho các ứng dụng tuân thủ các tiêu chuẩn khí thải như TRGS 554, động cơ sử dụng nội bộ hoặc VERT Thụy Sĩ

- Tái tạo liên tục trong khi máy đang chạy

Nhược điểm:

- Yêu cầu bảo trì, tuổi thọ > 3000 giờ

- Yêu cầu nhiên liệu diesel có hàm lượng lưu huỳnh < 15 pm

- "Tái tạo tại chỗ" hiếm khi được yêu cầu

SCR - Giảm xúc tác có chọn lọc

Trong quá trình khử xúc tác chọn lọc (SCR), các oxit nitơ (NOX) trong khí thải bị khử về mặt hóa học. Để đạt được điều này, dung dịch nước urê, ví dụ: Dung dịch AdBlue®, được thêm vào khí thải thông qua một kim phun. Urê chuyển hóa thụ động amoniac (NH3) và carbon dioxide (CO2) trong bộ chuyển đổi xúc tác thủy phân. Cuối cùng, lớp phủ trong bộ chuyển đổi xúc tác SCR tạo điều kiện thuận lợi cho phản ứng của amoniac và oxit nitơ thành nitơ không độc hại (N2) và nước (H2O).

- Chất nền tổ ong với lớp phủ xúc tác

- Hiệu quả cao nhất trong việc giảm NOX (lên đến 90%)

- Dung dịch nước urê 32,5% (Urea / DEF / Adblue®) được sử dụng

Ưu điểm:

- Giảm NOX với hiệu suất cao nhất (> 90%)

- Hệ thống dòng chảy "mở" - không chặn, không làm sạch tro

- Hệ thống quản lý nhiệt (HMS) để vận hành trơn tru trong mọi điều kiện

Nhược điểm:

- Không thích hợp cho các ứng dụng tuân thủ quy định khí thải như TRGS 554, động cơ sử dụng nội bộ hoặc VERT Thụy Sĩ

- Yêu cầu tái tạo bảo trì (1050 giờ sau khi tái tạo thành công lần cuối)

- Cần bổ sung urê làm nguồn dự trữ vận hành

- Quá trình xử lý khí thải này chỉ được sử dụng cùng với H 11i - 12i.

Ưu điểm:

- Giảm PM với hiệu quả cao nhất (> 90%)

- Giảm NOX với hiệu suất cao nhất (> 90%)

- Thích hợp cho các ứng dụng tuân thủ các tiêu chuẩn khí thải

- HMS hoạt động trơn tru trong mọi điều kiện

Nhược điểm:

- Điều kiện hoạt động bất thường có thể yêu cầu tái tạo tại chỗ

- Yêu cầu tái tạo bảo dưỡng (550 giờ sau lần tái tạo thành công cuối cùng)

- Cần bổ sung urê làm nguồn nhiên liệu vận hành

Dầu diesel, các loại dầu và dung dịch urê

Dựa trên luật phát thải khí thải và các công nghệ động cơ liên quan, chúng ta sẽ nghiên cứu chất lỏng vận hành cho động cơ có xử lý khí thải sau xử lý.

- Dầu diesel có lưu huỳnh cực thấp.

- Dầu động cơ ít tro.

- Dung dịch urê (DEF - Dầu xả diesel)

- Việc sử dụng dầu diesel có hàm lượng lưu huỳnh cực thấp là hoàn toàn cần thiết. Hàm lượng lưu huỳnh của nhiên liệu này là tối đa là 15 mg / kg hoặc 15 ppm.

- Sử dụng nhiên liệu diesel không theo tiêu chuẩn sẽ dẫn đến hư hỏng hệ thống xử lý khí thải và động cơ diesel.

- Ở Đức luôn có sẵn dầu diesel có hàm lượng lưu huỳnh cực thấp, nhưng nó vẫn chưa được cung cấp đầy đủ ở tất cả các nước EU.

- Ở Đức không có loại diesel cho nhà máy xây dựng đặc biệt mà chỉ có một loại diesel cho tất cả các loại xe. Điều này khác so với một số nước EU.

- Yêu cầu về thông số kỹ thuật của dầu động cơ cũng ngày càng cao. Dầu động cơ có hàm lượng tro thấp được chỉ định. Các hợp chất sulfat và oxit, phosphor, lưu huỳnh và lưu huỳnh có tác động tiêu cực đến hoạt động của bộ chuyển đổi xúc tác trong các hệ thống xử lý sau (ví dụ: SCR) và rút ngắn đáng kể tuổi thọ của bộ lọc hạt diesel.

- Do đó, ngành công nghiệp dầu mỏ đã phát triển các loại dầu có hàm lượng SAPS thấp (tro sunfat thấp, phốt pho và lưu huỳnh).

- Ưu điểm: bảo vệ hệ thống xử lý khí thải sau xử lý, bảo vệ chống lại cặn động cơ và giảm mài mòn khi khởi động lạnh

Cần có giải pháp urê để sử dụng công nghệ SCR. Dung dịch urê này đã được sử dụng trong nhiều loại xe. Chúng được sử dụng phổ biến ở EU và đang có những bước tiến xa hơn ở Hoa Kỳ. Ví dụ, tên thương mại của nó bao gồm AdBlue®, Blue Sky, Greenox, Air1, DEF.

Dung dịch urê không độc, không nguy hại và không màu. Tuy nhiên, dung dịch urê có những đặc tính đặc biệt cần phải quan sát:

- Nhiệt đóng băng của nó là -11 °C, vì vậy nó cần được làm nóng.

- Hạn sử dụng là 6 tháng và chỉ có thể được bảo quản dưới 35 °C; sự phân hủy bắt đầu ở 50 °C.

- Ăn mòn; giá trị pH là 9 - 10 (kiềm).

DEF là gì?

AdBlue® là tên thương hiệu của DEF, một dung dịch lỏng, được sản xuất tổng hợp, 32,5% urê có độ tinh khiết cao trong nước khử khoáng. Nó không độc, không mùi và có sẵn ở Châu Âu, Bắc Mỹ (dưới tên gọi DEF = dầu xả diesel) và nhiều nước khác. AdBlue® không bắt lửa và không yêu cầu bất kỳ biện pháp phòng ngừa an toàn đặc biệt nào. Tùy thuộc vào kiểu lái xe, mức tiêu thụ AdBlue® nói chung là 3 - 4% mức tiêu thụ nhiên liệu của động cơ Euro IV.

Điều kiện bảo quản

AdBlue® đóng băng ở nhiệt độ dưới -11 °C. Tuy nhiên, nó có thể được hóa lỏng trở lại bằng cách hâm nóng và được sử dụng mà không bị giảm chất lượng. Ở nhiệt độ cao hơn 25 °C, AdBlue® phân hủy nhanh chông, nó bị phân hủy hoàn toàn ở nhiệt độ trên 60 °C. Thời hạn sử dụng ít nhất là 12 tháng ở nhiệt độ bảo quản không lớn hơn 25 °C.

Lợi ích của AdBlue®:

- Không ảnh hưởng đến khoảng thời gian bảo dưỡng và thay dầu

- Giảm phát thải oxit nitơ lên đến 90%

- Giảm lượng khí thải carbon dioxide lên đến 7%

Nhược điểm của AdBlue®:

- Cần thêm không gian cho bể DEF

- Khả năng sử dụng và thời gian bảo quản phụ thuộc vào nhiệt độ

- Làm nóng thùng chứa và đường ống DEF.

- Nỗ lực bổ sung do AdBlue® đổ đầy và lưu trữ

- Khoảng thời gian bảo dưỡng 550 giờ (tái tạo tại chỗ).