Λειτουργία καθαρισμού καυσαερίων

Προϋποθέσεις λειτουργίας Καθαρισμός καυσαερίων Γενικά

 Ακροδέκτης 87M (Σύστημα διαχείρισης κινητήρα ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΜΕΝΟ)

 Κινητήρας λειτουργεί.

Καθαρισμός καυσαερίων Γενικά

Ο ρόλος του καθαρισμού καυσαερίων είναι η μείωση των εκπομπών καυσαερίων:

 Οξείδια αζώτου (NOx)

 Υδρογονάνθρακες (CH)

 Μονοξείδιο του άνθρακα (CO)

 Σωματίδια αιθάλης

Τη μείωση των ρύπων υποστηρίζουν οι ακόλουθες επιμέρους λειτουργίες:

 Διακοπή αγωγού εισαγωγής (EKAS)

 Φίλτρο σωματιδίων Diesel (DPF)

 Σύστημα επανακυκλοφορίας καυσαερίων (AGR)

 Ψεκασμός του αναγωγικού μέσου AdBlue®

Ο εγκέφαλος CDI (N3/40) διαβάζει τα ακόλουθα σήματα:

 Αισθητήρας θερμοκρασίας πριν το υποδάπεδο καταλύτη SCR (B16/28)

 Μονάδα αισθητήρων θερμοκρασίας (B157/5)

 Αισθητήρας διαφορικής πίεσης φίλτρου σωματιδίων Diesel (B28/26)

 Εγκέφαλος SAM (N10), εξωτερική θερμοκρασία

 Εγκέφαλος αισθητήρα NOx πριν τον καταλύτη SCR (N37/7)

 Εγκέφαλος αισθητήρα NOx μετά τον καταλύτη SCR (N37/8)

 Εγκέφαλος αισθητήρα NOx μετά το υποδάπεδο καταλύτη SCR (N37/13)

Καθαρισμός καυσαερίων Αλληλουχία λειτουργίας

Στον καθαρισμό καυσαερίων συμμετέχουν τα ακόλουθα επιμέρους συστήματα:

 Αλληλουχία λειτουργίας Καταλύτης οξείδωσης

 Αλληλουχία λειτουργίας Φίλτρο σωματιδίων Diesel

 Αλληλουχία λειτουργίας Καταλύτης 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 αζώτου (NOx) και παράγει μέσω μετάκαυσης στα οχήματα με φίλτρο σωματιδίων Diesel την απαραίτητη θερμική ενέργεια για τη φάση αναζωογόνησης DPF.

Αλληλουχία λειτουργίας Φίλτρο σωματιδίων Diesel

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 φίλτρου σωματιδίων Diesel.

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 εξαρτήματος τελικού σταδίου προθέρμανσης (N14/8) προς τον προθερμαντήρα (R9)

 Μετατόπιση γραμμών αλλαγής μέσω της ηλεκτρικής μονάδα ελέγχου πλήρως ενσωματωμένου ηλεκτρονικού συστήματος ελέγχου κιβωτίου ταχυτήτων (VGS) (N15/15) (με κωδικό G43 (9G­TRONIC))

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 μονάδα αισθητήρων θερμοκρασίας (B157/5) επιτηρεί τη θερμοκρασία καυσαερίων κατά την ανανέωση.

Ο αισθητήρας διαφορικής πίεσης φίλτρου σωματιδίων Diesel (B28/26) υπολογίζει 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 των καυσαερίων που υπολογίζεται από τον εγκέφαλο CDI, εξακριβώνεται μέσω ενός πεδίου αναγνώρισης η περιεκτικότητα σωματιδίων αιθάλης στο DPF. Η απαραίτητη συντήρηση του DPF σηματοδοτείται μέσω της ενδεικτικής λυχνίας διάγνωσης κινητήρα 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 προθέρμανσης έως την επίτευξη της απαραίτητης θερμοκρασίας αναζωογόνησης. Η διαδικασία αναζωογόνησης ολοκληρώνεται χωρίς να το συνειδητοποιεί ο πελάτης.

Αλληλουχία λειτουργίας Καταλύτης 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 CH μετατρέπονται σε CO2 και νερό (H2O).

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 2 AdBlue® (Y129/5) 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 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 2 AdBlue®.

 Ο ρυθμός μεταβολής του ποσοστού NOx στα καυσαέρια εξαρτάται από τη θερμοκρασία και ανέρχεται σε έως και 80 %. Η μείωση του ποσοστού αιθάλης ανέρχεται σε περ. 99 %.

 Εάν επιτευχθεί η στάθμη πλήρωσης "εφεδρικό" στο δοχείο AdBlue®, ο οδηγός ενημερώνεται παράλληλα με ένα ηχητικό σήμα μέσω του οργάνου πολλαπλών ενδείξεων ότι πρέπει να επισκεφτεί το συνεργείο και να διεξάγει 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 μέγ. 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 (B94/18)

 Αισθητήρας ατμοσφαιρικής πίεσης (ενσωματωμένος στον εγκέφαλο CDI), για την ατμοσφαιρική πίεση

 Μονάδα πεντάλ γκαζιού (A68), 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.