So sánh hai công nghệ xử lý khí thải trên động cơ Diesel

Như chúng ta đã biết, từ ngày 1/1/2018 tiêu chuẩn khí thải Euro 4 sẽ bắt buộc áp dụng cho xe lắp ráp trong nước và nhập khẩu tiêu thụ ở thị trường Việt Nam. Riêng với động cơ Diesel để đáp ưng tiêu chuẩn khí thải Euro 4 có hai công nghệ xử lý được sử dụng là tuần hoàn khí thải EGR (Exhaust Gas Recirculation) và sử dụng bộ xúc tác suy giảm chọn lọc SCR (Selective Catalytic Reduction). Vậy sự khác nhau giữa hai công nghệ EGR và SCR hoặt động như thế nào chúng ta cùng tìm hiểu nhé.

Sự khác biệt giữa động cơ diesel sử dụng tuần hoàn khí thải (EGR) và xúc tác suy giảm chọn lọc (SCR) là gì?

Số lượng xe tải sử dụng công nghệ xử lý khí thải nào nhiều hơn?

EGR bắt đầu được chú ý từ sau ngày 1 tháng 1 năm 2007 và SCR là ngày 1 tháng 1 năm 2010. Ở Mỹ, EGR có thể đáp ứng các tiêu chuẩn Liên bang năm 2007, nhưng không thể đáp ứng được các tiêu chuẩn khí thải mới vào năm 2010.

công nghệ xử lý khí thải trên động cơ Diesel

Năm 2007, với  tiêu chuẩn khí thải là 1.2 NOx (g/hp.pr) thì công nghệ EGR đáp ứng được. Tuy nhiên từ ngày 1 tháng 1 năm 2010 tiêu chuẩn  khí thải liên bang đã giảm xuống .02g/HP-hr Nox và 0,01g/HP-hr hạt bụi. Công nghệ EGR không thể đạt được tiêu chuẩn này đối với động cơ diesel lớn. Một số hãng đã cố gắng để nâng cao khả năng khí thải của EGR, nhưng đã không đạt được tiêu chuẩn mới. SCR đã trở thành công nghệ xử lý khí thải cho tất cả các xe sản xuất mới.

EGR: hoặt động như thế nào?

EGR (Exhaust Gas Recirculation): tuần hoànkhí thải trở lại xi lanh và đốt cháy lần nữa.

Một phần của khí thải đầu tiên được làm mát thông qua một bộ trao đổi nhiệt và sau đó pha trộn với không khí sạch trước khi trở lại xi lanh. Trong khí thải có ít oxy và nhiều carbon dioxide hơn không khí sạch được nạp vào. Điều này làm giảm nhiệt độ đốt, làm giảm oxit nitơ (NOx). Thách thức ở đây là giảm nhiệt độ nhưng không ảnh hưởng quá nhiều đến hiệu suất đốt của động cơ.

Để giải quyết vấn đề này người ta thiết kế hệ thống EGR  bao gồm: bộ làm mát khí thải , van tuần hoàn, và một bộ lọc hạt PDF, bộ lọc hạt PDF này cần phải được vệ sinh chủ động để tránh tắc nghẽn dẫn đến tiêu thụ nhiên liệu cao hơn. Ngoài ra EGR cũng làm tăng tro và bồ hóng trong dầu động cơ.

Và SCR: Hoặt động ra sao?

Với SCR (Selective Catalytic Reduction),  thực hiện quá trình giảm ôxit nitơ (NOx) diễn ra sau khi động cơ hoàn thành chu kỳ đốt- do đó nó không làm giảm hiệu suất của động cơ.

Quá trình này rất đơn giản: dung dịch ure (DEF) được phun vào khí thải nóng. Hỗn hợp này đi qua một buồng xúc tác.

Khi khí thải nóng kết hợp với dung dịch DEF bên trong buồng xúc tác, sau quá trình phản ứng hóa học Oxit Nitơ trong khí thải được phân ra thành nitơ và hơi nước là hai chất vô hại – hai thành phần tự nhiên của không khí chúng ta hít thở.

Điểm yếu của công nghệ  EGR là do cấu tạo phức tạp nên làm tăng chi phí sản xuất động cơ, hoạt động nóng hơn và tiếng ồn động cơ lớn.

Động cơ EGR giúp giảm tiêu hao nhiên liệu nhưng chi phí bảo dưỡng lại cao, ngược lai động cơ trang bị SCR lại tốn chi phía cho dung dịch DEF để vận hành.

Tại Mỹ đến năm 2013, 100% xe tải nặng chạy trên đường đều sử dụng đông cơ có trang bị SCR.