Conditions de fonctionnement - Dépollution des gaz d'échappement - Généralités
Borne 87M (Gestion moteur ENCLENCHÉE)
Le moteur tourne
Dépollution des gaz d'échappement - Généralités
Le rôle de la dépollution des gaz d'échappement est la réduction des émissions de gaz d'échappement :
Oxydes nitriques (NOx)
Hydrocarbures (HC)
Monoxyde de carbone (CO)
Particules de suie
Les fonctions partielles suivantes participent à la réduction des substances nocives :
Coupure du canal d'admission (EKAS)
Filtre à particules diesel (DPF)
Recyclage des gaz d'échappement (AGR)
Injection de l'agent de réduction AdBlue®
Le calculateur CDI (N3/9) enregistre les données des capteurs suivants :
Capteur de température avant catalyseur SCR (B16/15)
Capteur de température avant catalyseur (B19/7)
Capteur de température avant filtre à particules diesel (B19/9)
Capteur de température avant turbocompresseur (B19/11)
Capteur de pression différentielle DPF (B28/8)
Sonde lambda avant catalyseur (G3/2)
Calculateur SAM avant (N10/6), température extérieure via le CAN habitacle (CAN B), le calculateur contacteur antivol électronique (N73), le FlexRay train de roulement (Flex E), le calculateur chaîne cinématique (N127) et le CAN transmission (CAN C1)
Calculateur capteur NOx après filtre à particules diesel (N37/7), signal du capteur NOx après filtre à particules diesel (N37/7b1) via le CAN capteurs d'entraînement (CAN I)
Calculateur capteur NOx après catalyseur SCR (N37/8), signal du capteur NOx après catalyseur SCR (N37/8b1) via le CAN capteurs d'entraînement
Dépollution des gaz d'échappement - Déroulement fonctionnel
Les sous-systèmes suivants participent à la dépollution des gaz d'échappement :
Catalyseur à oxydation - Déroulement fonctionnel
Filtre à particules diesel (DPF) - Déroulement fonctionnel
Catalyseur SCR - Déroulement fonctionnel
Coupure du canal d'admission - Déroulement fonctionnel
Catalyseur à oxydation - Déroulement fonctionnel
Le catalyseur à oxydation permet la diminution des hydrocarbures (HC), de l’oxyde de carbone (CO) et de l’oxyde nitrique (NOx) et produit pour les véhicules avec filtre à particules Diesel par une post-combustion l’énergie thermique nécessaire pour la phase de régénération FPD.
Filtre à particules diesel (DPF) - Déroulement fonctionnel
Le filtre DPF comporte un corps de filtration céramique alvéolé en carbure de silicium, lequel est recouvert d'une couche de métal précieux (platine).
Les canaux du filtre DPF sont alternativement ouverts à l'avant et à l'arrière et sont séparés par les parois poreuses du corps de filtration.
Les gaz d'échappement, pré-nettoyés dans le catalyseur à oxydation, s'engouffrent dans les canaux ouverts vers l'avant du filtre DPF, traversent les parois de filtration poreuses du corps à nids d'abeilles et sortent par les canaux ouverts vers l'arrière. Ensuite, les gaz d'échappement nettoyés et filtrés passent dans le système d'échappement. Les particules de suie sont retenues dans le corps de filtre à nids d'abeilles du DPF.
Lorsque la teneur en particules de suie dépasse une valeur fonction de la courbe caractéristique et que les conditions d'une régénération sont réunies, le calculateur CDI lance la phase de régénération. Le calculateur CDI connaît la teneur en suie du DPF par le capteur de pression différentielle DPF.
La régénération se fait par augmentation périodique de la température des gaz d'échappement. A cet effet, le calculateur CDI initie les fonctions suivantes :
Une post-injection supplémentaire par les injecteurs de carburant (Y76)
Un préchauffage du DPF via LIN transmission (LIN C1), via l'étage final de préchauffage (N14/3) pour les bougies de préchauffage (R9)
Décalage des programmes de passage des rapports par le calculateur commande de boîte de vitesses entièrement intégrée (Y3/8n4) via le CAN transmission
Grâce à l'élévation de la température des gaz d'échappement, les particules de suie stockées dans le DPF sont essentiellement brûlées et transformées en dioxyde de carbone (CO2). Les cendres restent dans le filtre DPF.
Pendant la régénération, la température des gaz d'échappement est surveillée par le capteur de température avant turbocompresseur et par le capteur de température avant filtre à particules diesel.
Par les conduites de pression des gaz d'échappement avant le filtre DPF et après le filtre DPF, le capteur de pression différentielle DPF détermine la différence de pression des gaz d'échappement avant et après le filtre DPF. La différence de pression et la masse des gaz d'échappement calculée par le calculateur CDI permettent de déterminer, à l'aide d'une courbe caractéristique, la teneur en particules de suie dans le filtre à particules diesel. Une maintenance nécessaire du DPF est signalée par le témoin de contrôle diagnostic moteur (A1e58) dans le combiné d'instruments (A1) via le CAN transmission, le calculateur chaîne cinématique, le FlexRay train de roulement, le calculateur contacteur antivol électronique et le CAN interface utilisateur (CAN IHM).
Une régénération interrompue par des parcours sur courtes distances est répartie sur plusieurs cycles de conduite. Les phases de montée en température visant à atteindre la température nécessaire pour la régénération sont alors plus fréquentes. Le processus de régénération se déroule à l'insu du client.
Catalyseur SCR - Déroulement fonctionnel
Les gaz d'échappement expulsés par le moteur sont dépollués dans un catalyseur à oxydation, un filtre à particules diesel (DPF) et un catalyseur SCR.
Grâce à l'oxydation, le CO et les HC sont transformés en CO2 et en eau (H2O) dans le catalyseur à oxydation. Le filtre DPF comporte un corps de filtration céramique alvéolé en carbure de silicium, lequel est recouvert d'une couche de métal précieux (platine).
Les canaux du filtre DPF sont alternativement ouverts à l'avant et à l'arrière et sont séparés par les parois poreuses du corps de filtration.
Les gaz d'échappement, pré-nettoyés dans le catalyseur à oxydation, s'engouffrent dans les canaux ouverts vers l'avant du filtre DPF, traversent les parois de filtration poreuses du corps à nids d'abeilles et sortent par les canaux ouverts vers l'arrière. Les particules de suie sont retenues dans le corps de filtre à nids d'abeilles du DPF. Pendant la phase de régénération du filtre DPF, les particules de suie ainsi retenues sont brûlées par les gaz d'échappement à température plus élevée.
L'agent de réduction AdBlue®, qui se transforme en ammoniac (NH3) par thermolyse (réaction chimique déclenchée par la chaleur) et par hydrolyse (réaction chimique déclenchée par l'eau), est injecté avant le catalyseur SCR.
Entre la valve de dosage AdBlue® (Y129) et le catalyseur SCR se trouve un élément de mélange. Il assure une meilleure hydrolyse de l'agent de réduction AdBlue® et une répartition plus régulière de l'AdBlue® avant le catalyseur SCR.
Les NOx contenus dans les gaz d'échappement sont convertis dans le catalyseur SCR conjointement au NH3 en azote moléculaire (N2) et en H2O.
La quantité nécessaire d'agent de réduction est calculée par le calculateur CDI en fonction d'une courbe caractéristique et transmise via bus CAN capteur d'entraînement au calculateur AdBlue® (N118/5). Celui-ci lance alors l'injection de la quantité de produit de réduction AdBlue® calculée via la vanne de dosage AdBlue® en fonction de la courbe caractéristique.
Le taux de conversion de la proportion de NOx dans les gaz d'échappement dépend de la température et peut aller jusqu'à 80 %. La réduction de la part de calamine est d'env. 99 %.
Le calculateur DPF détermine l'état de remplissage du filtre DPF par le capteur de pression différentielle DPF . Si, en fonction de la courbe caractéristique, la teneur en suie dépasse une certaine valeur, le calculateur CDI lance la phase de régénération dans les conditions de régénération données. La régénération se fait par une élévation périodique de la température des gaz d'échappement, provoquée par une post-injection supplémentaire.
Grâce à cette élévation de la température des gaz d'échappement, les particules de suie stockées dans le DPF sont brûlées et deviennent du CO2.
Les cendres non combustibles restent dans le filtre DPF. Pendant la régénération, la température des gaz d'échappement est surveillée par le capteur de température avant turbocompresseur et par le capteur de température avant filtre à particules diesel. La nécessité d'une maintenance du filtre DPF est signalée par le témoin de contrôle diagnostic moteur dans le combiné d'instruments.
Lorsque le niveau dans le réservoir d'AdBlue® est sur "Réserve", ceci est signalé au conducteur par un signal acoustique doublé d'un message à l'écran, lui enjoignant de se rendre à l'atelier, où la maintenance devra être effectuée.
Lorsque le niveau de remplissage "Vide" est atteint dans le réservoir d'AdBlue®, une vérification de plausibilité du niveau de remplissage "vide" s'effectue à l'aide d'un modèle informatique. Si le contrôle de plausibilité confirme le niveau "Vide", il y a, en plus du signal acoustique, une inscription dans la mémoire des défauts du calculateur CDI et activation du témoin de contrôle diagnostic moteur sur le combiné d'instruments. À partir de ce moment, il reste au maximum 20 démarrages avec des parcours supposés de 32 km. Le nombre de démarrages encore disponibles s'inscrit au combiné d'instruments. Après le dernier démarrage, le véhicule ne peut plus être utilisé.
Représentation schématique - Coupure du canal d'admission |
1 | Conduit d'admission de remplissage |
2 | Canal d'admission |
3 | Canaux d'admission |
4 | Conduits d'échappement |
M16/6 | Actuateur du papillon des gaz |
M55 | Servomoteur coupure du canal d'admission |
A | Air d'admission - Canal d'admission de remplissage |
B | Air d'admission - Canal d'admission |
P09.20-2327-76
Coupure du canal d'admission - Déroulement fonctionnel
La coupure du canal d'admission (EKAS) apporte, dans tous les états de charge du moteur, le meilleur rapport possible entre tourbillonnement d'air et masse d'air.
Pour la coupure EKAS, le calculateur CDI enregistre les données des capteurs suivants :
Capteur de pression atmosphérique (intégré au calculateur CDI), pour la pression de l'air environnant
Capteur de pédale d'accélérateur (B37), pour la détection de la charge moteur
Capteur Hall de vilebrequin (B70), pour le régime moteur
Deux canaux d'admission séparés sont prévus pour chaque cylindre, le canal d'admission de remplissage et le canal d'admission, dans le collecteur d'admission. Le canal d'admission de remplissage peut être fermé par un volet dans le servomoteur de coupure du canal d'admission. De ce fait, des canaux d'admission restent encore disponibles pour le remplissage des cylindres, ce qui provoque une augmentation de la vitesse d'écoulement et une turbulence de l'air plus importante.
Au fur et à mesure que le régime moteur et la charge du moteur augmentent, les canaux d'admission de remplissage fermés s'ouvrent en continu de sorte que, pour chaque phase de fonctionnement du moteur, le rapport le meilleur possible entre la turbulence de l'air et la masse d'air soit disponible. Les caractéristiques d'émission des gaz d'échappement et la puissance du moteur sont ainsi optimisées.
En cas de défaut ou en cas de coupure de la tension d'alimentation, le volet s'ouvre grâce à la force du ressort.
Documents référencés
- gf0716p9997orb Vue d'ensemble des composants système d'injection diesel common rail (CDI)