Sensor de urea para sistemas SCR

Sensor de urea para sistemas SCR

El postratamiento de los gases de escape es fundamental para reducir aún más las emisiones de los vehículos de motor. Además de reducir el CO2reducir al mínimo el nivel de emisiones nocivas de óxido de nitrógeno es uno de los mayores desafíos para la industria automotriz. Por eso, la empresa de tecnología Continental ha estado impulsando el desarrollo de la tecnología de reducción catalítica selectiva (SCR) desde 2011. Muchos pasajeros automóviles y vehículos comerciales con motores diesel ya están equipados con un sistema SCR.

Sensor de urea de continentalAl hacer un acuoso La solución de urea ('AdBlue' o solución de urea) reacciona con los óxidos de nitrógeno en el escape del motor, convierte químicamente ('reduce') el óxido de nitrógeno en nitrógeno (N2) y agua . La eficiencia de este proceso depende de una medición precisa de la cantidad de urea que se inyecta, lo que a su vez requiere una medición de la concentración de urea. Para respaldar esta nueva función de control, ahora se lanza por primera vez la producción de un sensor de urea Continental. Este sensor ayudará a optimizar aún más el SCR y documentar su eficacia. El innovador sensor de urea puede medir la calidad, el nivel y la temperatura de la solución de urea en el tanque. Varios fabricantes de vehículos tienen la intención de utilizar el sensor.

“Nuestra tecnología de sensor de urea es compatible con los sistemas SCR. En primer lugar, el sensor proporciona la base de datos para adaptar la cantidad de urea inyectada a la carga instantánea del motor. En segundo lugar, estos datos son necesarios para el diagnóstico a bordo de la función de postratamiento de gases de escape. Además, el sensor monitorea el nivel de llenado de urea en el tanque para ayudar al conductor a recargar AdBlue a tiempo”, explica Klaus Hau, Jefe de la Unidad de Negocios de Sensores y Actuadores en la División Powertrain de Continental. Desde una efectiva SCR es un requisito básico para la inminente legislación de emisiones Euro 6c , la integración de un sensor de urea en el sistema también aumentará la confianza de los conductores en la función de postratamiento de gases de escape del vehículo.

El sensor de urea contiene elementos piezoeléctricos, un termómetro de resistencia de coeficiente de temperatura negativo (NTC) y un circuito integrado específico de la aplicación (ASIC) , todos los cuales Continental ya está utilizando para medir los niveles de aceite. Las señales ultrasónicas miden tanto la concentración de urea en el agua como el nivel de llenado del tanque. Para ello, el sensor de urea se puede soldar en el tanque o en la unidad de bomba.



El diseño inteligente del sensor supera los desafíos de las aplicaciones

“Siempre que la precisión es imprescindible en el vehículo, los sensores tienen una gran demanda”, añade Hau. “SCR proporciona un excelente ejemplo. Para que un sistema SCR alcance su máxima eficiencia, la cantidad inyectada de AdBlue deberá dosificarse exactamente de acuerdo con el flujo y la composición de los gases de escape”. Aquí intervienen varios factores. La cantidad inyectada de solución de urea debe calcularse para la carga instantánea del motor. Para calcular la cantidad adecuada a inyectar, es necesario conocer el contenido real de urea en la solución de AdBlue (su calidad). Además, la solución de urea no debe enfriarse demasiado. Por lo tanto, la temperatura dentro del tanque de urea debe monitorearse para garantizar la disponibilidad constante del sistema activando un sistema de calefacción cuando sea necesario. Por último, pero no menos importante, por supuesto debe haber suficiente urea en el tanque. El principio del sensor ultrasónico ofrece la posibilidad de medir el líquido desde el exterior del tanque . Este no es solo un elemento clave para la resistencia a la congelación; también evita que se produzca corrosión en el elemento sensor o en la electrónica.

El sensor de urea puede proporcionar todos estos datos como valor de entrada para la medición de urea. “Una mayor calidad de control de SCR ayuda a evitar el exceso o el defecto durante el proceso de dosificación de urea”, explica el Dr. Wighard Jäger, director de I+D de sensores de fluidos, unidad de negocio de sensores y actuadores. “Una vez que controle dinámicamente la cantidad de urea inyectada procesando la señal del sensor, es mucho menos probable que el NOx o el amoníaco se deslicen a través del catalizador SCR”.

Para aplicaciones que requieren que se registren todas las mediciones, la celda de medición del sensor de urea contiene dos cerámicas piezoeléctricas, que emiten y detectan señales de ondas ultrasónicas. Al medir tanto el tiempo de viaje vertical de la onda ultrasónica hasta que alcanza la superficie del líquido como su velocidad de propagación horizontal en la solución, se puede calcular el nivel y la calidad de la solución. . El sensor utiliza el efecto de que las ondas ultrasónicas se mueven más rápido en una solución con mayor contenido de urea. Para garantizar una medición de nivel precisa incluso cuando el vehículo está en una posición inclinada, hay disponible una segunda medición de nivel para proporcionar una señal confiable en inclinaciones altas.

Fuente: Continental