Depuración de los gases de escape - Funcionamiento

Condiciones previas para el funcionamiento de la depuración de los gases de escape - Generalidades

 Borne 87M (gestión del motor CON.)

 Motor en marcha.

Depuración de los gases de escape - Generalidades

La tarea de la depuración de los gases de escape es reducir las emisiones de los gases de escape:

 Óxidos de nitrógeno (NOx)

 Hidrocarburos (CH)

 Monóxido de carbono (CO)

 Partículas de hollín

Mediante las siguientes funciones parciales se apoya la reducción de contaminantes:

 Desacoplamiento del canal de admisión (EKAS)

 Filtro de partículas diésel (DPF)

 Recirculación de gases de escape (AGR)

 Inyección del agente reductor AdBlue®

La unidad de control CDI (N3/40) lee las siguientes señales:

 Sensor de temperatura delante del catalizador SCR en los bajos del vehículo (B16/28)

 Unidad de sensores de temperatura (B157/5)

 Sensor de presión diferencial del filtro de partículas diésel (B28/26)

 Unidad de control SAM (N10), temperatura exterior

 Unidad de control sensor de NOx delante del catalizador SCR (N37/7)

 Unidad de control sensor de NOx detrás del catalizador SCR (N37/8)

 Unidad de control sensor de NOx detrás del catalizador SCR en los bajos del vehículo (N37/13)

Depuración de los gases de escape - Desarrollo de funcionamiento

En la depuración de los gases de escape participan los siguientes sistemas parciales:

 Catalizador de oxidación - Desarrollo de funcionamiento

 Desarrollo de funcionamiento del filtro de partículas diésel

 Catalizador SCR - Desarrollo de funcionamiento

 Desacoplamiento del canal de admisión - Desarrollo de funcionamiento

Catalizador de oxidación - Desarrollo de funcionamiento

El catalizador por oxidación se encarga de reducir el hidrocarburo (HC), el monóxido de carbono (CO) y los óxidos de nitrógeno (NO x) y, en vehículos con filtro de partículas diésel, genera la energía térmica necesaria para la fase de regeneración del DPF mediante una postcombustión.

Desarrollo de funcionamiento del filtro de partículas diésel

El DPF se compone de un cuerpo filtrante alveolar de cerámica, de carburo de silicio, provisto de una capa del metal noble platino.

Los canales del filtro de partículas diésel (DPF) están abiertos alternadamente por delante y atrás y separados entre sí por las paredes porosas del cuerpo de filtro alveolar.

Los gases de escape previamente depurados mediante el catalizador por oxidación fluyen a los canales abiertos hacia delante del filtro de partículas diésel y llegan, a través de las paredes porosas del cuerpo filtrante alveolar, a los canales abiertos hacia atrás. A continuación, los gases de escape limpiados y filtrados se expulsan por medio del sistema de escape. Las partículas de hollín son retenidas en el cuerpo filtrante alveolar del DPF.

Si el contenido de hollín sobrepasa un valor dependiente de un diagrama característico, la unidad de control CDI inicia la fase de regeneración al darse las condiciones previas para la regeneración. El contenido de hollín en el DPF lo recibe la unidad de control CDI por medio del sensor de presión diferencial filtro de partículas diésel.

La regeneración se efectúa mediante un aumento periódico de la temperatura de los gases de escape. Para ello se inician las siguientes funciones de la unidad de control CDI:

 Una inyección posterior adicional por medio los inyectores de combustible (Y76)

 Incandescencia DPF a través del circuito de control de precalentamiento (N14/8) hasta las bujías de precalentamiento (R9)

 Desplazamiento de la curva de acoplamiento por parte de la unidad de regulación eléctrica de la gestión del cambio totalmente integrada (VGS) (N15/15) (con código G43 (9G­TRONIC))

Al aumentar la temperatura de los gases de escape, las partículas de hollín depositadas en el DPF se queman en gran parte transformándose en dióxido de carbono (CO2). La ceniza generada se queda en el DPF.

La unidad de sensores de temperatura (B157/5) controla la temperatura de los gases de escape durante la regeneración.

El sensor de presión diferencial del filtro de partículas diésel (B28/26) determina la diferencia de presión entre la presión de los gases de escape delante y detrás del DPF por medio de las tuberías de presión de gases de escape delante y detrás del DPF. En base a la diferencia de presión y al caudal de gases de escape calculado por la unidad de control CDI, se determina el contenido de partículas de hollín existente en el DPF por medio de un diagrama característico. Con el testigo de control del diagnóstico del motor en el cuadro de instrumentos (A1) se indica que el DPF necesita mantenimiento.

 En caso de recorridos cortos, la regeneración interrumpida se distribuye en varios ciclos de marcha. Por ello son más frecuentes las fases de calentamiento hasta alcanzar la temperatura de regeneración necesaria. El proceso de regeneración se lleva a cabo sin percibirlo el usuario.

Catalizador SCR - Desarrollo de funcionamiento

Los gases de escape expulsados por el motor son depurados por el catalizador de oxidación, por un filtro de partículas diésel (DPF) y un catalizador SCR (reducción catalítica selectiva).

A causa de la oxidación en el catalizador de oxidación, el CO y CH se transforman en CO2 y agua (H2O).

El agente reductor AdBlue® se inyecta antes del catalizador SCR, convirtiéndose mediante termólisis (reacción química a causa de calor) e hidrólisis (reacción química a causa de agua) en amoniaco (NH3).

Entre la válvula dosificadora 2 de AdBlue® (Y129/5) y el catalizador SCR se encuentra un elemento mezclador. Es responsable de una mejor hidrólisis del agente reductor AdBlue® y de una distribución uniforme del AdBlue® delante del catalizador SCR.

El NOX contenido en el gas de escape se transforma en el catalizador SCR junto con el NH3 en nitrógeno molecular (N2) y H2O.

La cantidad de agente reductor necesaria es calculada por la unidad de control CDI en función del diagrama característico y transmitida a la unidad de control AdBlue® (N118/5). Esta gestiona entonces la inyección, en función del diagrama característico, de la cantidad de agente reductor AdBlue® calculada mediante la válvula dosificadora 2 de AdBlue®.

 La cuota de transformación de la proporción de NOx en los gases de escape está en función de la temperatura y es de hasta un 80 %. La reducción de la proporción de hollín es de aprox. el 99 %.

 Si se ha alcanzado el nivel de llenado "Reserva" en el depósito de AdBlue®, ello se le comunica al conductor, paralelamente a una señal acústica por medio del display en el cuadro de instrumentos, indicándole que debe acudir al taller para realizar el correspondiente mantenimiento.

 Si se ha alcanzado el nivel de llenado "vacío" en el depósito de AdBlue®, tiene lugar una comprobación de plausibilidad del nivel de llenado "vacío" mediante un modelo de cálculo. Si la comprobación de plausibilidad llega también al resultado de "vacío" para el nivel de llenado, entonces se realiza, en paralelo a una señal acústica, un registro en la memoria de averías de la unidad de control CDI y se activa el testigo de control del diagnóstico del motor en el cuadro de instrumentos. A partir de este momento, se dispone de un máximo de 20 arranques con un recorrido teórico de 32 km cada uno. El número de los arranques disponibles se indica en el cuadro de instrumentos. Tras el último «Arranque» ya no se podrá poner el vehículo en servicio.

Desacoplamiento del canal de admisión - Desarrollo de funcionamiento

El desacoplamiento del canal de admisión (EKAS) consigue la mejor relación entre arremolinamiento de aire y la masa de aire en todos los estados de carga del motor.

Para el desacoplamiento del canal de admisión, la unidad de control CDI lee adicionalmente las siguientes señales:

 Sensor de temperatura del aceite del motor (B94/18)

 Sensor de la presión atmosférica (integrado en la unidad de control CDI), para la presión atmosférica.

 Módulo del pedal acelerador (A68), para la identificación de carga

 Sensor Hall del cigüeñal (B70), para el número de revoluciones del motor

Tras la evaluación de las señales de entrada, la unidad de control CDI activa el servomotor desacoplamiento del canal de admisión (M55) con una señal modulada por anchura de impulsos. En los márgenes inferiores del número de revoluciones del motor y de la carga del motor, se cierra la mitad de los canales de admisión (existen 2 canales de admisión por cilindro) por medio de las compuertas del EKAS.

Así se aumenta la velocidad de circulación de los gases de escape en los canales de admisión abiertos. A consecuencia se obtiene un paso espiral mayor, lo que causa un mejor remolino. Esto mejora la combustión y reduce, entre otras, las partículas de hollín en el gas de escape.

A medida que aumentan el número de revoluciones y la carga del motor se van abriendo continuamente los canales de admisión cerrados, de modo que para cada fase de funcionamiento del motor se dispone de la mejor relación posible entre turbulencia y masa de aire. Así se optimiza el comportamiento de los gases de escape y la potencia de motor.

 En caso de avería o interrupción de la tensión de alimentación se abren las compuertas por la fuerza elástica.