Optimizing the On Board Diagnostic System (OBD) to Monitor for Reduction of the SCR Catalyst Conversion Efficiency using the NOx Sensor
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This work consists in the development of a software algorithm to be integrated to the OBD system that allows diagnosing, through a dynamic functional test, a NOx conversion efficiency reduction in the SCR catalyst as an isolated component of the complete system. With this diagnostic, applied within the strategies for catalyst aging detection, the dosing controller can correct the reagent liquid injection, preventing ammonia emissions in the ambient, and getting a faster and easier fault resolution.
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- 1. OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE DIAGNÓSTICO EMBARCADO PARA MONITORAMENTO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DO CATALISADOR SCR UTILIZANDO O SENSOR DE NOx IAV do Brasil Automotive Engineering Leonardo Costa Engenheiro de Calibração de Motores São Paulo, 05 de Outubro de 2010
- 2. OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE DIAGNÓSTICO EMBARCADO PARA MONITORAMENTO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DO SCR UTILIZANDO O SENSOR DE NOX 2010-36-0198I – LEONARDO COSTA – IAV DO BRASIL AUTOMOTIVE ENGINEERING PARCERIA PARCERIA
- 3. OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE DIAGNÓSTICO EMBARCADO PARA MONITORAMENTO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DO SCR UTILIZANDO O SENSOR DE NOX 2010-36-0198I – LEONARDO COSTA – IAV DO BRASIL AUTOMOTIVE ENGINEERING AGENDA AGENDA INTRODUÇÃO AO CONTROLE E MONITORAMENTO DE EMISSÕES • Leis de Emissões para Motores Diesel Pesados • SCR – Sistema de Controle de Emissões de NOx • OBD – Sistema de Monitoramento de Emissões MONITORAMENTO DE EFICIÊNCIA DO SISTEMA SCR • Cálculo de Eficiência de Conversão • Diagnóstico de Redução de Eficiência do Sistema • Fator de Correção do Envelhecimento do Catalisador DETECÇÃO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DO CATALISADOR SCR • Comportamento Dinâmico do Catalisador SCR • Analogia ao Sistema de Controle de Primeira Ordem • Metodologia de Testes e Resultados CONCLUSÕES
- 4. OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE DIAGNÓSTICO EMBARCADO PARA MONITORAMENTO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DO SCR UTILIZANDO O SENSOR DE NOX 2010-36-0198I – LEONARDO COSTA – IAV DO BRASIL AUTOMOTIVE ENGINEERING AGENDA AGENDA INTRODUÇÃO AO CONTROLE E MONITORAMENTO DE EMISSÕES • Leis de Emissões para Motores Diesel Pesados • SCR – Sistema de Controle de Emissões de NOx • OBD – Sistema de Monitoramento de Emissões MONITORAMENTO DE EFICIÊNCIA DO SISTEMA SCR • Cálculo de Eficiência de Conversão • Diagnóstico de Redução de Eficiência do Sistema • Fator de Correção do Envelhecimento do Catalisador DETECÇÃO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DO CATALISADOR SCR • Comportamento Dinâmico do Catalisador SCR • Analogia ao Sistema de Controle de Primeira Ordem • Metodologia de Testes e Resultados CONCLUSÕES
- 5. OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE DIAGNÓSTICO EMBARCADO PARA MONITORAMENTO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DO SCR UTILIZANDO O SENSOR DE NOX 2010-36-0198I – LEONARDO COSTA – IAV DO BRASIL AUTOMOTIVE ENGINEERING LEIS DE EMISSÕES PARA MOTORES DIESEL PESADOS LEIS DE EMISSÕES PARA MOTORES DIESEL PESADOS NOx (Óxidos de Nitrogênio) • Resultado da combustão • Gases Poluentes • Responsável por formar o SMOG • Prejudicial ao sistema imunológico Novas Leis de Emissões • No Brasil em 2012 => PROCONVE P7 • 60% de redução dos níveis de NOx: 5g/kWh => 2g/kWh • Necessidade de pós-tratamento • Alternativa: Sistema SCR
- 6. OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE DIAGNÓSTICO EMBARCADO PARA MONITORAMENTO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DO SCR UTILIZANDO O SENSOR DE NOX 2010-36-0198I – LEONARDO COSTA – IAV DO BRASIL AUTOMOTIVE ENGINEERING SCR – SISTEMA DE CONTROLE DE EMISSÕES DE NOx SCR – SISTEMA DE CONTROLE DE EMISSÕES DE NOx SCR – Redução Catalítica Seletiva NH3 NOx N2 + H2O
- 7. OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE DIAGNÓSTICO EMBARCADO PARA MONITORAMENTO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DO SCR UTILIZANDO O SENSOR DE NOX 2010-36-0198I – LEONARDO COSTA – IAV DO BRASIL AUTOMOTIVE ENGINEERING SCR – SISTEMA DE CONTROLE DE EMISSÕES DE NOx SCR – SISTEMA DE CONTROLE DE EMISSÕES DE NOx SCR – Redução Catalítica Seletiva • VANTAGENS: • Alta taxa de conversão de NOx => até 90% • Otimização de performance do motor • DESVANTAGENS: • Montado de forma independente • Custos com líquido reagente • Sistema susceptível à fraudes • SISTEMA OBD • Evitar fraudes e monitorar emissões • OBRIGATÓRIO para P7
- 8. OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE DIAGNÓSTICO EMBARCADO PARA MONITORAMENTO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DO SCR UTILIZANDO O SENSOR DE NOX 2010-36-0198I – LEONARDO COSTA – IAV DO BRASIL AUTOMOTIVE ENGINEERING OBD – SISTEMA DE MONITORAMENTO DE EMISSÕES OBD – SISTEMA DE MONITORAMENTO DE EMISSÕES OBD – Diagnóstico Embarcado • Objetivo: GARANTIR QUE OS NÍVEIS DE EMISSÕES NO QUAL O VEÍCULO FOI HOMOLOGADO SEJAM MANTIDOS DURANTE TODA SUA VIDA ÚTIL! • Como: MONITORAMENTO DOS SISTEMAS QUE AFETAM EMISSÕES DE NOx • Atuar em Caso de Aumento de Emissões: • Lâmpada de Aviso • Armazenamento da • Limitador de torque em no painel (MIL) falha por 400 dias caso de negligência para futura inspeção
- 9. OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE DIAGNÓSTICO EMBARCADO PARA MONITORAMENTO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DO SCR UTILIZANDO O SENSOR DE NOX 2010-36-0198I – LEONARDO COSTA – IAV DO BRASIL AUTOMOTIVE ENGINEERING AGENDA AGENDA INTRODUÇÃO AO CONTROLE E MONITORAMENTO DE EMISSÕES • Leis de Emissões para Motores Diesel Pesados • SCR – Sistema de Controle de Emissões de NOx • OBD – Sistema de Monitoramento de Emissões MONITORAMENTO DE EFICIÊNCIA DO SISTEMA SCR • Cálculo de Eficiência de Conversão • Diagnóstico de Redução de Eficiência do Sistema • Fator de Correção do Envelhecimento do Catalisador DETECÇÃO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DO CATALISADOR SCR • Comportamento Dinâmico do Catalisador SCR • Analogia ao Sistema de Controle de Primeira Ordem • Metodologia de Testes e Resultados CONCLUSÕES
- 10. OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE DIAGNÓSTICO EMBARCADO PARA MONITORAMENTO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DO SCR UTILIZANDO O SENSOR DE NOX 2010-36-0198I – LEONARDO COSTA – IAV DO BRASIL AUTOMOTIVE ENGINEERING CÁLCULO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO CÁLCULO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO • Complexidade dos softwares de controle automotivos Utilização de Modelos Matemáticos => Alternativa confiável Diversos métodos. Para monitoramento do sistema SCR com sensor de NOx: • Estimação de Parâmetros: Fluxo de NOx • Equações de Paridade: Comparação de eficiência de conversão
- 11. OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE DIAGNÓSTICO EMBARCADO PARA MONITORAMENTO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DO SCR UTILIZANDO O SENSOR DE NOX 2010-36-0198I – LEONARDO COSTA – IAV DO BRASIL AUTOMOTIVE ENGINEERING CÁLCULO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO CÁLCULO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO Eficiência de Conversão Fluxo de NOx Depois do Catalisador Eficiência de Conversão de NOx = Fluxo de NOx Antes do Catalisador
- 12. OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE DIAGNÓSTICO EMBARCADO PARA MONITORAMENTO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DO SCR UTILIZANDO O SENSOR DE NOX 2010-36-0198I – LEONARDO COSTA – IAV DO BRASIL AUTOMOTIVE ENGINEERING CÁLCULO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO CÁLCULO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO Eficiência de Conversão MEDIDA PPM => g/h Sinal Fluxo de NOx Medido Depois do Catalisador Eficiência Medida = Fluxo de NOx Estimado Antes do Catalisador
- 13. OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE DIAGNÓSTICO EMBARCADO PARA MONITORAMENTO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DO SCR UTILIZANDO O SENSOR DE NOX 2010-36-0198I – LEONARDO COSTA – IAV DO BRASIL AUTOMOTIVE ENGINEERING CÁLCULO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO CÁLCULO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO Eficiência de Conversão ESTIMADA Fluxo de NOx Estimado Fator de Conversão X Antes do Catalisador do Catalisador Eficiência Estimada = Fluxo de NOx Estimado Antes do Catalisador
- 14. OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE DIAGNÓSTICO EMBARCADO PARA MONITORAMENTO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DO SCR UTILIZANDO O SENSOR DE NOX 2010-36-0198I – LEONARDO COSTA – IAV DO BRASIL AUTOMOTIVE ENGINEERING DIAGNÓSTICO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DO SISTEMA DIAGNÓSTICO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DO SISTEMA • Cálculos executados e acumulados • ESC – Ciclo Estacionário Europeu • Utilizado para homologação do sistema OBD • Balanceamento de valores nos 13 pontos
- 15. OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE DIAGNÓSTICO EMBARCADO PARA MONITORAMENTO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DO SCR UTILIZANDO O SENSOR DE NOX 2010-36-0198I – LEONARDO COSTA – IAV DO BRASIL AUTOMOTIVE ENGINEERING DIAGNÓSTICO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DO SISTEMA DIAGNÓSTICO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DO SISTEMA Valores acumulados => Aplicação da Integral Eficiência Medida = Valor Atual Emissões acima do limite Eficiência Estimada = Valor Limite
- 16. OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE DIAGNÓSTICO EMBARCADO PARA MONITORAMENTO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DO SCR UTILIZANDO O SENSOR DE NOX 2010-36-0198I – LEONARDO COSTA – IAV DO BRASIL AUTOMOTIVE ENGINEERING DIAGNÓSTICO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DO SISTEMA DIAGNÓSTICO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DO SISTEMA Eficiência Medida = Valor Atual Emissões acima do limite Qualquer falha de conversão de NOx será detectada. Porém com diagnóstico genérico, em caso de envelhecimento do catalisador! Eficiência Estimada = Valor Limite
- 17. OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE DIAGNÓSTICO EMBARCADO PARA MONITORAMENTO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DO SCR UTILIZANDO O SENSOR DE NOX 2010-36-0198I – LEONARDO COSTA – IAV DO BRASIL AUTOMOTIVE ENGINEERING FATOR DE CORREÇÃO DO ENVELHECIMENTO DO CATALISADOR FATOR DE CORREÇÃO DO ENVELHECIMENTO DO CATALISADOR REAÇÕES QUÍMICAS: • 4NH3 + 4NO + O2 → 4N2 + 6H2O • 2NH3 + NO + NO2 → 2N2 + 3H2O • 8NH3 + 6NO2 → 7N2 + 12H2O CAPACIDADE DE ARMAZENAMENTO DE AMÔNIA
- 18. OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE DIAGNÓSTICO EMBARCADO PARA MONITORAMENTO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DO SCR UTILIZANDO O SENSOR DE NOX 2010-36-0198I – LEONARDO COSTA – IAV DO BRASIL AUTOMOTIVE ENGINEERING FATOR DE CORREÇÃO DO ENVELHECIMENTO DO CATALISADOR FATOR DE CORREÇÃO DO ENVELHECIMENTO DO CATALISADOR • Exposto à condições SEVERAS de utilização • Continuamente em processo de ENVELHECIMENTO • Capacidade de Armazenamento de • Emissões de Amônia Amônia • Eficiência de Conversão • Emissões de NOx de NOx • Amônia é biodegradável, porém ÁCIDA Necessidade de correções de dosagem de amônia em função do envelhecimento
- 19. OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE DIAGNÓSTICO EMBARCADO PARA MONITORAMENTO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DO SCR UTILIZANDO O SENSOR DE NOX 2010-36-0198I – LEONARDO COSTA – IAV DO BRASIL AUTOMOTIVE ENGINEERING FATOR DE CORREÇÃO DO ENVELHECIMENTO DO CATALISADOR FATOR DE CORREÇÃO DO ENVELHECIMENTO DO CATALISADOR Cálculo Teórico do Fator de Envelhecimento Softwares Sofisticados • Cálculo em função da temperatura e tempo de exposição • Aplicação de mapas para modelamento do fator => EEPROM • Fator utilizado em loop fechado na estratégia de dosagem do SCR • FATOR TEÓRICO => Não pode ser utilizado pelo sistema de Diagnóstico
- 20. OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE DIAGNÓSTICO EMBARCADO PARA MONITORAMENTO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DO SCR UTILIZANDO O SENSOR DE NOX 2010-36-0198I – LEONARDO COSTA – IAV DO BRASIL AUTOMOTIVE ENGINEERING FATOR DE CORREÇÃO DO ENVELHECIMENTO DO CATALISADOR FATOR DE CORREÇÃO DO ENVELHECIMENTO DO CATALISADOR Cálculo Teórico do Fator de Envelhecimento Softwares Sofisticados PROPOSTA DESTE PAPER: ALGORITMO DE TESTE FUNCIONAL PARA DETECÇÃO DO FATOR DE ENVELHECIMENTO DO CATALISADOR DE SCR • Cálculo em função da temperatura e tempo de exposição • Aplicação de mapas para modelamento do fator => EEPROM • Fator utilizado em loop fechado na estratégia de dosagem do SCR • FATOR TEÓRICO => Não pode ser utilizado pelo sistema de Diagnóstico
- 21. OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE DIAGNÓSTICO EMBARCADO PARA MONITORAMENTO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DO SCR UTILIZANDO O SENSOR DE NOX 2010-36-0198I – LEONARDO COSTA – IAV DO BRASIL AUTOMOTIVE ENGINEERING AGENDA AGENDA INTRODUÇÃO AO CONTROLE E MONITORAMENTO DE EMISSÕES • Leis de Emissões para Motores Diesel Pesados • SCR – Sistema de Controle de Emissões de NOx • OBD – Sistema de Monitoramento de Emissões MONITORAMENTO DE EFICIÊNCIA DO SISTEMA SCR • Cálculo de Eficiência de Conversão • Diagnóstico de Redução de Eficiência do Sistema • Fator de Correção do Envelhecimento do Catalisador DETECÇÃO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DO CATALISADOR SCR • Comportamento Dinâmico do Catalisador SCR • Analogia ao Sistema de Controle de Primeira Ordem • Metodologia de Testes e Resultados CONCLUSÕES
- 22. OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE DIAGNÓSTICO EMBARCADO PARA MONITORAMENTO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DO SCR UTILIZANDO O SENSOR DE NOX 2010-36-0198I – LEONARDO COSTA – IAV DO BRASIL AUTOMOTIVE ENGINEERING COMPORTAMENTO DINÂMICO DO CATALISADOR COMPORTAMENTO DINÂMICO DO CATALISADOR Sistema SCR => Sistema de Controle • Variável de Controle: Dosagem de Amônia • Variável Controlada: Eficiência de Conversão de NOx • Para analisar Sistemas de Controle: Teoria da Resposta ao Degrau • Comportamento Dinâmico da Eficiência de Conversão • Necessidade de estabelecer procedimentos de análise • Comportamento não linear análogo ao sistema de Primeira Ordem
- 23. OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE DIAGNÓSTICO EMBARCADO PARA MONITORAMENTO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DO SCR UTILIZANDO O SENSOR DE NOX 2010-36-0198I – LEONARDO COSTA – IAV DO BRASIL AUTOMOTIVE ENGINEERING ANALOGIA AO SISTEMA DE CONTROLE DE PRIMEIRA ORDEM ANALOGIA AO SISTEMA DE CONTROLE DE PRIMEIRA ORDEM Análise da Resposta ao degrau => CONSTANTE DE TEMPO Transferindo a teoria para o Sistema SCR: • Tempo para eficiência de conversão atingir 63,2% da máxima eficiência estabilizada, após início de dosagem de amônia; • Tempo para eficiência de conversão atingir 36,8% da máxima eficiência anterior, após fim de dosagem de amônia.
- 24. OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE DIAGNÓSTICO EMBARCADO PARA MONITORAMENTO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DO SCR UTILIZANDO O SENSOR DE NOX 2010-36-0198I – LEONARDO COSTA – IAV DO BRASIL AUTOMOTIVE ENGINEERING METODOLOGIA DE TESTES E RESULTADOS METODOLOGIA DE TESTES E RESULTADOS Procedimento para adequação aos requisitos OBD Desenvolvimento de 3 Catalisadores: 1. CATALISADOR NOVO Emissões de NOx: abaixo de 3,5g/kWh Requisito EURO 4 2. CATALISADOR ENVELHECIDO Emissões de NOx: aprox. 5,0g/kWh Primeiro limite de detecção OBD 3. CATALISADOR DANIFICADO Emissões de NOx: acima de 7,0g/kWh Segundo limite de detecção OBD
- 25. OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE DIAGNÓSTICO EMBARCADO PARA MONITORAMENTO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DO SCR UTILIZANDO O SENSOR DE NOX 2010-36-0198I – LEONARDO COSTA – IAV DO BRASIL AUTOMOTIVE ENGINEERING METODOLOGIA DE TESTES E RESULTADOS METODOLOGIA DE TESTES E RESULTADOS Procedimento para adequação aos requisitos OBD Procedimento de Testes: 1. MELHOR PONTO DO ESC Nível de emissões representativo Exigência moderada do SCR 2. PRÉ-CONDICIONAMENTO Período sem dosagem => 150s Catalisador à 200ºC 3. PERÍODOS DE EXECUÇÃO Dosagem => 100s Reação => 160s 4. TAXA DE AQUISIÇÃO DE DADOS Emissões de NOx antes e depois do catalisador Taxa => 1s
- 26. OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE DIAGNÓSTICO EMBARCADO PARA MONITORAMENTO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DO SCR UTILIZANDO O SENSOR DE NOX 2010-36-0198I – LEONARDO COSTA – IAV DO BRASIL AUTOMOTIVE ENGINEERING METODOLOGIA DE TESTES E RESULTADOS METODOLOGIA DE TESTES E RESULTADOS Eficiência de Conversão Real • Resultado do Comportamento dinâmico dos catalisadores • Quanto mais danificado o catalisador, menor o máximo de eficiência • Novo: 72% • Envelhecido: 55% • Danificado: 9%
- 27. OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE DIAGNÓSTICO EMBARCADO PARA MONITORAMENTO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DO SCR UTILIZANDO O SENSOR DE NOX 2010-36-0198I – LEONARDO COSTA – IAV DO BRASIL AUTOMOTIVE ENGINEERING METODOLOGIA DE TESTES E RESULTADOS METODOLOGIA DE TESTES E RESULTADOS Eficiência de Conversão Real NESTE CASO SERIA IMPOSSÍVEL ESTABELECER A ANÁLISE DA CONSTANTE DE TEMPO COMO PARÂMETRO DE COMPARAÇÃO! • Resultado do Comportamento dinâmico dos catalisadores • Quanto mais danificado o catalisador, menor o máximo de eficiência • Novo: 72% • Envelhecido: 55% • Danificado: 9%
- 28. OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE DIAGNÓSTICO EMBARCADO PARA MONITORAMENTO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DO SCR UTILIZANDO O SENSOR DE NOX 2010-36-0198I – LEONARDO COSTA – IAV DO BRASIL AUTOMOTIVE ENGINEERING METODOLOGIA DE TESTES E RESULTADOS METODOLOGIA DE TESTES E RESULTADOS Eficiência de Conversão Normalizada COMO SOLUÇÃO • Necessário resultados na mesma ordem de grandeza => Normalização • Valor Normalizado = Valor Medido / MáximoValor Atingido x 100 • Equiparar as referências de comparação
- 29. OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE DIAGNÓSTICO EMBARCADO PARA MONITORAMENTO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DO SCR UTILIZANDO O SENSOR DE NOX 2010-36-0198I – LEONARDO COSTA – IAV DO BRASIL AUTOMOTIVE ENGINEERING METODOLOGIA DE TESTES E RESULTADOS METODOLOGIA DE TESTES E RESULTADOS Eficiência de Conversão Normalizada • Necessário resultados na mesma ordem de grandeza => Normalização • Valor Normalizado = Valor Medido / MáximoValor Atingido x 100 • Equiparar as referências de comparação
- 30. OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE DIAGNÓSTICO EMBARCADO PARA MONITORAMENTO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DO SCR UTILIZANDO O SENSOR DE NOX 2010-36-0198I – LEONARDO COSTA – IAV DO BRASIL AUTOMOTIVE ENGINEERING METODOLOGIA DE TESTES E RESULTADOS METODOLOGIA DE TESTES E RESULTADOS Eficiência de Conversão Normalizada T=56s T=32s 63,2% T=21s T=55s 36,8% T=47s T=41s
- 31. OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE DIAGNÓSTICO EMBARCADO PARA MONITORAMENTO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DO SCR UTILIZANDO O SENSOR DE NOX 2010-36-0198I – LEONARDO COSTA – IAV DO BRASIL AUTOMOTIVE ENGINEERING METODOLOGIA DE TESTES E RESULTADOS METODOLOGIA DE TESTES E RESULTADOS Taxa de Variação da Eficiência de Conversão Normalizada -3,0%/s -3,5%/s -5,0%/s • Taxa de variação em função do tempo => Derivada • Análise do valor mínimo da derivada após degrau negativo • Quanto mais danificado, menor o valor da derivada
- 32. OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE DIAGNÓSTICO EMBARCADO PARA MONITORAMENTO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DO SCR UTILIZANDO O SENSOR DE NOX 2010-36-0198I – LEONARDO COSTA – IAV DO BRASIL AUTOMOTIVE ENGINEERING AGENDA AGENDA INTRODUÇÃO AO CONTROLE E MONITORAMENTO DE EMISSÕES • Leis de Emissões para Motores Diesel Pesados • SCR – Sistema de Controle de Emissões de NOx • OBD – Sistema de Monitoramento de Emissões MONITORAMENTO DE EFICIÊNCIA DO SISTEMA SCR • Cálculo de Eficiência de Conversão • Diagnóstico de Redução de Eficiência do Sistema • Fator de Correção do Envelhecimento do Catalisador DETECÇÃO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DO CATALISADOR SCR • Comportamento Dinâmico do Catalisador SCR • Analogia ao Sistema de Controle de Primeira Ordem • Metodologia de Testes e Resultados CONCLUSÕES
- 33. OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE DIAGNÓSTICO EMBARCADO PARA MONITORAMENTO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DO SCR UTILIZANDO O SENSOR DE NOX 2010-36-0198I – LEONARDO COSTA – IAV DO BRASIL AUTOMOTIVE ENGINEERING CONCLUSÕES CONCLUSÕES • Cálculo do Fator Teórico de Envelhecimento do Catalisador é preciso, porém não pode ser utlizado como diagnóstico; • Possibilidade de tal diagnóstico analisando o comportamento dinâmico da eficiência de conversão do catalisador => Sistema de 1ª Ordem; • Resultados da análise ao degrau de dosagem de amônia: • Aplicação embarcada => Grande Potencial como service-pack para concessionárias. • Esta função agrega valor ao produto: não necessita hardwares, oferece maior confiabilidade e redução da emissões de NOx e amônia.
- 34. OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE DIAGNÓSTICO EMBARCADO PARA MONITORAMENTO DE REDUÇÃO DE EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DO SCR UTILIZANDO O SENSOR DE NOX 2010-36-0198I – LEONARDO COSTA – IAV DO BRASIL AUTOMOTIVE ENGINEERING MUITO OBRIGADO!!! LEONARDO COSTA Engenheiro de Calibração de Motores IAV do Brasil Automotive Engineering Av. das Nações Unidas, 22351, 7º Andar CEP: 04795-904 Santo Amaro São Paulo - SP - Brasil www.iav-brasil.com leonardo.costa@iav.de