Προϋποθέσεις λειτουργίας Καθαρισμός καυσαερίων Γενικά
Ακροδέκτης 87M (Σύστημα διαχείρισης κινητήρα ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΜΕΝΟ)
Κινητήρας σε λειτουργία
Καθαρισμός καυσαερίων Γενικά
Ο ρόλος του καθαρισμού καυσαερίων είναι η μείωση των εκπομπών καυσαερίων:
Οξείδια αζώτου (NOx)
Υδρογονάνθρακες (HC)
Μονοξείδιο του άνθρακα (CO)
Σωματίδια αιθάλης
Τη μείωση των ρύπων υποστηρίζουν οι ακόλουθες επιμέρους λειτουργίες:
Διακοπή αγωγού εισαγωγής (EKAS)
Προθέρμανση φίλτρου σωματιδίων Diesel (DPF) (με κωδικό 474 (Φίλτρο σωματιδίων))
Επανακυκλοφορία καυσαερίων (AGR)
Ψεκασμός του αναγωγικού μέσου AdBlue® (με κωδικό U77 (Καθαρισμός καυσαερίων Diesel BLUETEC (SCR)))
Ο εγκέφαλος CDI (N3/9) διαβάζει τα ακόλουθα σήματα:
Αισθητήρας θερμοκρασίας πριν τον καταλύτη SCR (B16/15) (με κωδικό U77 (Καθαρισμός καυσαερίων Diesel BLUETEC (SCR)))
Αισθητήρας θερμοκρασίας πριν τον καταλύτη (B19/7) (με κωδικό U77 (Καθαρισμός καυσαερίων Diesel BLUETEC (SCR)))
Αισθητήρας θερμοκρασίας πριν το φίλτρο σωματιδίων Diesel (B19/9) (με κωδικό 474 (Φίλτρο σωματιδίων))
Αισθητήρας θερμοκρασίας πριν το στροβιλοσυμπιεστή καυσαερίων (B19/11)
Αισθητήρας διαφορικής πίεσης DPF (B28/8) (με κωδικό 474 (Φίλτρο σωματιδίων)
Αισθητήρας λάμδα πριν τον καταλύτη (G3/2)
Εγκέφαλος SAM (N10), εξωτερική θερμοκρασία μέσω CAN εσωτερικού χώρου (CAN B), εγκεφάλου ηλεκτρονικού διακόπτη μίζας (N73) και CAN ανάρτησης 1 (CAN E1)
Εγκέφαλος αισθητήρα NOx μετά το φίλτρο σωματιδίων Diesel (N37/7), σήμα αισθητήρα ΝΟΧ μετά το φίλτρο σωματιδίων Diesel (N37/7b1) μέσω του CAN αισθητήρα μετάδοσης κίνησης (CAN I) (με κωδικό U77 (Καθαρισμός καυσαερίων Diesel BLUETEC (SCR))
Εγκέφαλος αισθητήρα NOx μετά τον καταλύτη SCR (N37/8), σήμα αισθητήρα ΝΟx μετά τον καταλύτη SCR (N37/8b1) μέσω του CAN αισθητήρα μετάδοσης κίνησης (με κωδικό U77 (Καθαρισμός καυσαερίων Diesel BLUETEC (SCR)))
Καθαρισμός καυσαερίων Αλληλουχία λειτουργίας
Στον καθαρισμό καυσαερίων συμμετέχουν τα ακόλουθα επιμέρους συστήματα:
Αλληλουχία λειτουργίας Καταλύτης οξείδωσης
Αλληλουχία λειτουργίας Φίλτρο σωματιδίων Diesel (DPF)
Αλληλουχία λειτουργίας Καταλύτης SCR (με κωδικό U77 (Καθαρισμός καυσαερίων Diesel BLUETEC (SCR)))
Αλληλουχία λειτουργίας Διακοπή αγωγού εισαγωγής
Αλληλουχία λειτουργίας Καταλύτης οξείδωσης
Ο καταλύτης οξείδωσης φροντίζει για τη μείωση του υδρογονάνθρακα (HC), του μονοξειδίου του άνθρακα (CO) και των οξειδίων του αζώτου (NOX) και, σε οχήματα με κωδικό 474 (Φίλτρο σωματιδίων), παράγει την απαραίτητη θερμική ενέργεια για τη φάση αναζωογόνησης DPF μέσω μετάκαυσης.
Αλληλουχία λειτουργίας Φίλτρο σωματιδίων Diesel (DPF)
Το DPF αποτελείται από ένα κεραμικό κυψελοειδές σώμα φίλτρου από ανθρακοπυρίτιο, το οποίο είναι καλυμμένο με επίστρωση πολύτιμου μετάλλου πλατίνας.
Οι αγωγοί του DPF ανοίγουν εναλλάξ μπροστά και πίσω και διαχωρίζονται μεταξύ τους από τα πορώδη τοιχώματα φίλτρου του κυψελοειδούς σώματος φίλτρου.
Το καυσαέριο, το οποίο έχει προκαθαριστεί μέσω του καταλύτη οξείδωσης, ρέει στους αγωγούς του DPF που είναι ανοικτοί προς τα μπροστά και καταλήγει μέσα από τα πορώδη τοιχώματα φίλτρου του κυψελοειδούς σώματος φίλτρου στους αγωγούς, που είναι ανοικτοί προς τα πίσω. Στη συνέχεια, το καθαρό και φιλτραρισμένο καυσαέριο αποβάλλεται μέσω του συστήματος εξάτμισης. Τα σωματίδια αιθάλης κατακρατούνται στο κυψελοειδές σώμα φίλτρου του DPF.
Εάν η περιεκτικότητα σε σωματίδια αιθάλης υπερβαίνει την τιμή που εξαρτάται από το πεδίο αναγνώρισης, ο εγκέφαλος CDI εισάγει τη φάση αναζωογόνησης υπό καθορισμένες προϋποθέσεις αναζωογόνησης. Ο εγκέφαλος CDI ενημερώνεται για την περιεκτικότητα σωματιδίων αιθάλης του DPF μέσω του αισθητήρα διαφορικής πίεσης DPF.
Η αναζωογόνηση πραγματοποιείται με περιοδική αύξηση της θερμοκρασίας καυσαερίων. Για το σκοπό αυτό, ο εγκέφαλος CDI εισάγει τις ακόλουθες λειτουργίες:
Πρόσθετος εκ των υστέρων ψεκασμός μέσω των μπεκ καυσίμου (Y76)
Προθέρμανση DPF μέσω του LIN μετάδοσης κίνησης (LIN C1) μέσω του εξαρτήματος τελικού σταδίου προθέρμανσης (N14/3) προς τους προθερμαντήρες (R9)
Μετατόπιση γραμμών ενεργοποίησης μέσω του CAN μετάδοσης κίνησης (CAN C) από τον εγκέφαλο πλήρως ενσωματωμένου ηλεκτρονικού συστήματος ελέγχου κιβωτίου ταχυτήτων (Y3/8n4)
Με την αύξηση της θερμοκρασίας καυσαερίων, τα σωματίδια αιθάλης που έχουν συσσωρευθεί στο DPF, μετατρέπονται μέσω καύσης κυρίως σε διοξείδιο του άνθρακα (CO2). Η τέφρα που προκύπτει παραμένει στο DPF. Η θερμοκρασία καυσαερίων στη διάρκεια της αναζωογόνησης επιτηρείται από τον αισθητήρα θερμοκρασίας πριν το στροβιλοσυμπιεστή καυσαερίων και από τον αισθητήρα θερμοκρασίας πριν το φίλτρο σωματιδίων Diesel (σε οχήματα με κωδικό 474 (Φίλτρο σωματιδίων)).
Ο αισθητήρας διαφορικής πίεσης DPF εντοπίζει μέσω των σωλήνων πίεσης καυσαερίων πριν το DPF και μετά το DPF τη διαφορά πίεσης ανάμεσα στην πίεση καυσαερίων πριν και μετά το DPF. Βάσει της διαφοράς πίεσης και της μάζας καυσαερίων που υπολογίζεται από τον εγκέφαλο CDI, εξακριβώνεται μέσω ενός πεδίου αναγνώρισης η περιεκτικότητα αιθάλης στο DPF. Η απαραίτητη συντήρηση του DPF σηματοδοτείται από το CAN ανάρτησης 1, τον εγκέφαλο ηλεκτρονικού διακόπτη μίζας, το CAN ανάρτησης 2 (CAN E2) μέσω της ενδεικτικής λυχνίας διάγνωσης κινητήρα (A1e58) στο όργανο πολλαπλών ενδείξεων (A1).
Σε περίπτωση σύντομων διαδρομών, η αναζωογόνηση που έχει διακοπεί χωρίζεται σε περισσότερους κύκλους οδήγησης. Για το λόγο αυτό, είναι συχνότερες οι φάσεις θέρμανσης έως την επίτευξη της απαραίτητης θερμοκρασίας αναζωογόνησης. Η διαδικασία αναζωογόνησης ολοκληρώνεται χωρίς να το συνειδητοποιεί ο πελάτης.
Αλληλουχία λειτουργίας Καταλύτης SCR (με κωδικό U77 (Καθαρισμός καυσαερίων Diesel BLUETEC (SCR)))
Τα καυσαέρια που εκπέμπονται από τον κινητήρα καθαρίζονται από ένα καταλύτη οξείδωσης, ένα φίλτρο σωματιδίων Diesel (DPF) και ένα αναγωγικό καταλύτη (καταλύτης επιλεκτικής καταλυτικής αναγωγής (SCR)).
Μέσω της οξείδωσης στον καταλύτη οξείδωσης το CO και το HC μετατρέπονται σε CO2 και νερό (H2O). Το DPF αποτελείται από ένα κεραμικό κυψελοειδές σώμα φίλτρου από ανθρακοπυρίτιο, το οποίο είναι καλυμμένο με επίστρωση πολύτιμου μετάλλου πλατίνας.
Οι αγωγοί του DPF ανοίγουν εναλλάξ μπροστά και πίσω και διαχωρίζονται μεταξύ τους από τα πορώδη τοιχώματα φίλτρου του κυψελοειδούς σώματος φίλτρου.
Το καυσαέριο, το οποίο έχει προκαθαριστεί μέσω του καταλύτη οξείδωσης, ρέει στους αγωγούς του DPF που είναι ανοικτοί προς τα μπροστά και καταλήγει μέσα από τα πορώδη τοιχώματα φίλτρου του κυψελοειδούς σώματος φίλτρου στους αγωγούς, που είναι ανοικτοί προς τα πίσω. Τα σωματίδια αιθάλης κατακρατούνται στο κυψελοειδές σώμα φίλτρου του DPF. Στη διάρκεια της φάσης αναζωογόνησης DPF καίγονται τα κατακρατημένα σωματίδια αιθάλης λόγω της υψηλής θερμοκρασίας καυσαερίων.
Πριν τον καταλύτη SCR ψεκάζεται το αναγωγικό μέσο AdBlue®, το οποίο μέσω της θερμόλυσης (χημική αντίδραση μέσω θερμότητας) και της υδρόλυσης (χημική αντίδραση μέσω νερού) μετατρέπεται σε αμμωνία (NH3).
Ανάμεσα στη βαλβίδα αναζωογόνησης AdBlue® (Y129) και τον καταλύτη SCR υπάρχει ένα στοιχείο μείξης. Φροντίζει για την καλύτερη υδρόλυση του αναγωγικού μέσου AdBlue® και για ομοιόμορφη κατανομή του AdBlue® πριν τον καταλύτη SCR.
Το NOx που περιέχεται στα καυσαέρια μετατρέπεται στον καταλύτη SCR μαζί με το NH3 σε μόρια αζώτου (N2) και H2O.
Η απαιτούμενη ποσότητα αναγωγικού μέσου υπολογίζεται από τον εγκέφαλο CDI ανάλογα με το πεδίο αναγνώρισης και μεταδίδεται μέσω του CAN αισθητήρα μετάδοσης κίνησης στον εγκέφαλο AdBlue® (N118/5). Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τον ψεκασμό της υπολογισμένης ποσότητας αναγωγικού μέσου AdBlue® ανάλογα με το πεδίο αναγνώρισης μέσω της βαλβίδας δοσομέτρησης AdBlue®.
Ο ρυθμός μεταβολής του ποσοστού οξειδίων αζώτου στα καυσαέρια εξαρτάται από τη θερμοκρασία και φτάνει έως και 80 %. Η μείωση της περιεκτικότητας σωματιδίων αιθάλης ανέρχεται σε περ. 99 %.
Ο εγκέφαλος CDI εντοπίζει την κατάσταση φθοράς του DPF μέσω του αισθητήρα διαφοροποίησης πίεσης DPF. Εάν η περιεκτικότητα σε σωματίδια αιθάλης υπερβαίνει την τιμή που εξαρτάται από το πεδίο αναγνώρισης, ο εγκέφαλος CDI εισάγει τη φάση αναζωογόνησης υπό καθορισμένες προϋποθέσεις αναζωογόνησης. Η αναζωογόνηση πραγματοποιείται μέσω της περιοδικής αύξησης της θερμοκρασίας καυσαερίων με πρόσθετο εκ των υστέρων ψεκασμό.
Λόγω της αύξησης θερμοκρασίας καυσαερίων, τα σωματίδια αιθάλης που έχουν κατακρατηθεί στο DPF, μετατρέπονται μέσω καύσης κυρίως σε CO2.
Το ποσοστό της μη καύσιμης τέφρας παραμένει στο DPF. Ο αισθητήρας θερμοκρασίας πριν το στροβιλοσυμπιεστή καυσαερίων και ο αισθητήρας θερμοκρασίας πριν το φίλτρο σωματιδίων Diesel επιτηρούν τη θερμοκρασία καυσαερίων στη διάρκεια της αναζωογόνησης. Η ενδεικτική λυχνία διάγνωσης κινητήρα στον όργανο πολλαπλών ενδείξεων σηματοδοτεί την απαραίτητη συντήρηση του DPF.
Εάν επιτευχθεί η στάθμη πλήρωσης "εφεδρικό" στο δοχείο AdBlue®, ο οδηγός ενημερώνεται παράλληλα με ένα ηχητικό σήμα μέσω της οθόνης πολυλειτουργικών ενδείξεων (A1p13), ότι πρέπει να επισκεφτεί το συνεργείο και να πραγματοποιήσει την αντίστοιχη συντήρηση.
Εάν επιτευχθεί η στάθμη πλήρωσης "κενό" στο δοχείο AdBlue®, μέσω ενός μοντέλου υπολογισμού πραγματοποιείται έλεγχος εγκυρότητας της στάθμης πλήρωσης "κενό". Εάν από τον έλεγχο εγκυρότητας προκύψει επίσης η στάθμη πλήρωσης "κενό", παράλληλα με ένα ηχητικό σήμα πραγματοποιείται μια καταχώρηση στη μνήμη βλαβών του εγκεφάλου CDI και ενεργοποιείται η ενδεικτική λυχνία διάγνωσης κινητήρα στο όργανο πολλαπλών ενδείξεων. Από αυτή τη στιγμή, μπορούν να γίνουν έως 20 εκκινήσεις με υποθετική διαδρομή 32 χιλιομέτρων κάθε μία. Ο αριθμός των διαθέσιμων εκκινήσεων εμφανίζεται στο όργανο πολλαπλών ενδείξεων. Μετά την τελευταία "εκκίνηση" δεν είναι πλέον εφικτό να ξεκινήσει το όχημα.
Αλληλουχία λειτουργίας Διακοπή αγωγού εισαγωγής
Μέσω της λειτουργίας διακοπής αγωγού εισαγωγής (EKAS), επιτυγχάνεται η βέλτιστη δυνατή σχέση ανάμεσα στο στροβιλισμό αέρα και τη μάζα αέρα σε όλες τις καταστάσεις φορτίου του κινητήρα.
Ο εγκέφαλος CDI διαβάζει για το EKAS επιπλέον τα ακόλουθα σήματα:
Αισθητήρας θερμοκρασίας λαδιού κινητήρα (B1)
Αισθητήρας ατμοσφαιρικής πίεσης, για την ατμοσφαιρική πίεση
Αισθητήρας πεντάλ γκαζιού (B37) για την αναγνώριση φορτίου
Αισθητήρας Hall στροφαλοφόρου άξονα (B70), για τον αριθμό στροφών κινητήρα
Μετά την αξιολόγηση των σημάτων εισόδου, ο εγκέφαλος CDI ενεργοποιεί το ρυθμιστικό μοτέρ διακοπής αγωγού εισαγωγής (M55) με ένα σήμα με διαμορφωμένο εύρος παλμών (σήμα PWM). Στην κάτω περιοχή αριθμού στροφών κινητήρα και φορτίου κινητήρα σφραγίζει το μισό των αγωγών εισαγωγής (υπάρχουν 2 αγωγοί εισαγωγής ανά κύλινδρο) μέσω κλαπέτων του EKAS.
Συνεπώς στους ανοιχτούς αγωγούς εισαγωγής αυξάνεται η ταχύτητα ροής. Αυτό οδηγεί σε μεγαλύτερη περιστροφή, η οποία έχει ως αποτέλεσμα τον καλύτερο στροβιλισμό. Αυτό βελτιώνει την καύση και εκτός των άλλων έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση των σωματιδίων αιθάλης στα καυσαέρια.
Σε υψηλό αριθμό στροφών και φορτίο κινητήρα, οι σφραγισμένοι αγωγοί εισαγωγής ανοίγουν συνεχώς, έτσι ώστε να υπάρχει η καλύτερη δυνατή συμπεριφορά ανάμεσα στο στροβιλισμό αέρα και τη μάζα αέρα για κάθε φάση λειτουργίας του κινητήρα. Η συμπεριφορά εκπομπής καυσαερίων και η απόδοση του κινητήρα βελτιστοποιούνται με αυτόν τον τρόπο.
Σε περίπτωση βλάβης ή διακοπής της τάσης τροφοδοσίας, τα κλαπέτα ανοίγουν λόγω της δύναμης ελατηρίου.
Έγγραφα που αναφέρονται
- gf0716p9997olf Επισκόπηση εξαρτημάτων συστήματος Common-Rail Diesel Injection (CDI)