Retraitement des gaz d'échappement - Fonctionnement

Représentation sur le véhicule 382.177

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Généralités
Le post-traitement des gaz d'échappement avec la technologie diesel Blue-Tec permet la réduction des gaz d'échappement nocifs des moteurs diesel. La technologie est basée sur le procédé connu sous le nom de « réduction catalytique sélective » (SCR), par lequel, dans un post-traitement des gaz d'échappement, les oxydes d'azote nocifs (NOx) dans les gaz d'échappement sont réduits en azote (N2) et en vapeur d'eau (H2O).
Les véhicules, qui sont équipés de la technologie diesel Blue-Tec, disposent de composants spéciaux et d'un moteur spécialement développé pour cet usage, et dont la combustion est très efficace et présente une faible émissions de particules.

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Fondement: Si le rendement du moteur est optimisé pour obtenir le meilleur comportement possible avec une faible consommation de carburant (C), le résultat produit également des oxydes d'azote (NOx). Si la combustion était ajustée à de faibles émissions d'oxydes d'azote (NOx), la consommation de carburant serait augmentée (C) ainsi que le taux de particules fines (PM), qui ne sont plus rien que du carburant non brûlé.
Ainsi, la mise en œuvre d'une optimisation du moteur interne pour réduire les NOx et les particules, qui réponde au respect de la future législation, n'est pas possible du fait de cette corrélation négative. Cela signifie que les gaz d'échappement doivent être soumis à un post-traitement.
Les véhicules équipés de la technologie diesel disposent également d'un moteur qui est composé de composants qui conduit à la réduction d'oxydes d'azote (NOx), formés après la combustion. Ces composants sont conçus avec des pièces séparées.
En outre, les véhicules ont besoin d'un liquide supplémentaire: le NOx AdBlue, constitué d'une solution d'urée et qui est stocké dans un réservoir.
Pour permettre un fonctionnement correct, en dehors des éléments du système, les sous-systèmes suivants sont intégrés également dans le système global:

 Chauffage AdBlue

 Alimentation en air comprimé

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Séquence du système globale

Au démarrage du moteur, l'unité de commande du moteur (10A01) alimente en données le système d'exploitation BlueTec par une routine de test automatique.

Après l'autorisation du côté système, l'électrovanne (17Y04) actionne l'unité pneumatique (5) et l'air comprimé passe à travers la soupape de décharge de pression, le dispositif de dosage et est conduit vers l'injecteur (7) à travers la conduite d'injection. L'air comprimé est également fourni à l'entrée du module de pompe (2). Alors, l'air peut fermer la soupape de ventilation pneumatique de la conduite de retour d'AdBlue à partir du module pompes (2) jusqu'au réservoir de AdBlue (3) pour permettre la formation de la pression AdBlue dans le dispositif de dosage (8). Ceci a lieu indépendamment du fait qu'AdBlue soit injecté ou non. Grâce à un débit constant dans le dispositif de dosage (8) et dans le tuyau d'injection, il est assuré que l'injecteur (7), qui est situé sur le côté extérieur de la conduite du volet de frein moteur, est toujours alimenté en AdBlue.

Cela garantit aussi qu'aucun résidu d'AdBlue ne se dépose dans le dispositif de dosage (8), dans la buse d'injection, ni dans la conduite d'injection.

Lorsque l'unité de commande de moteur (MR) fait fonctionner la pompe du fait des valeurs du capteur,l'AdBlue, qui est aspiré à partir du module de pompe (2) dans le réservoir (3), est filtré et dirigé jusqu'au dispositif de dosage (8).

Ainsi, l'AdBlue arrive dans le dispositif de dosage (8) à la pression de travail, à la soupape de dosage AdBlue SCR fermée (17Y03). Lorsque la soupape de l'unité de commande de moteur (MR) d'après la fréquence calculée s'ouvre, le AdBlue est dirigé à travers la soupape et il circule à travers le courant d'air comprimé, le long de la conduite d'injection jusqu'à la buse d'injection (7) du fait de l'interaction de la pression et du débit des gaz d'échappement.

Ainsi, l'AdBlue est injecté directement dans le flux d'échappement chaud.

Le mélange AdBlue / air se décompose en ammoniac (NH3) dans le flux de chaleur de gaz d'échappement. L'ammoniac généré circule en direction du silencieux avec catalyseur de réduction (6), conjointement avec les molécules d'azote produites lors de la combustion. La face interne du catalyseur de réduction (6) présente une structure en nid d'abeilles avec un revêtement céramique. La deuxième étape de réduction a alors lieu.

Les molécules d'oxyde d'azote se rencontrent avec les molécules d'ammoniac. La réaction chimique libère de l'énergie sous forme de chaleur, il ne demeure alors en tant que produit que de l'azote (N2) et de la vapeur d'eau écologiquement sans danger (H2O). Afin que la quantité correcte de AdBlue soit injectée en temps voulu lors de chaque cycle de travail, un échange continu d'informations entre les capteurs Blue-Tec et l'unité de commande de moteur (MR) est nécessaire.

À cet effet, les capteurs du dispositif de dosage (8) délivrent, par exemple des données continues de la pression AdBlue et de température ainsi que la pression d'air comprimé. Des capteurs supplémentaires fournissent des informations sur la température des gaz d'échappement à l'entrée et à la sortie du catalyseur de réduction.

Le capteur combiné pour la température et l'humidité de l'air (17B01) tient compte de l'influence de l'humidité et de la température relevées sur les émissions d'oxydes d'azote.

Les données analogiques des capteurs de châssis sont envoyées à l'unité de commande du châssis (17A01), où ils sont numérisés et transmis via CAN à l'unité de commande de moteur (MR).

L'unité de commande de moteur (MR) reçoit également des informations sur la concentration en NOx dans les gaz d'échappement par le capteur Ox avec l'unité de commande (17B08).

L'unité de commande de moteur (MR) calcule, les temps d'ouverture de la soupape de dosage d'AdBlue (17Y03) et la soupape de chauffage réservoir (4), en tenant compte des caractéristiques réelles du moteur et dont les données sont stockées dans le caractéristique. Les calculs sont effectués également dans l'unité de commande du châssis (17A01) qui doit faire fonctionner le module de pompe (17M01) et l'électrovanne de contrôle de pression 33.01 (17Y04). Après la déconnection de l'allumage, le dispositif de dosage (8) est ventilé pour éviter d'être endommagé par le gel.

Ceci a lieu pendant la marche du contrôleur (max. 300s) par l'ouverture et la fermeture de l'électrovanne de contrôle de pression 33,01 (17Y04) et la soupape de dosage d'AdBlue (17Y03) à intervalles déterminés. Les variables fondamentales influant sur la durée de la ventilation dans le capteur de pression d'AdBlue (17B05) et le capteur de pression d'air comprimé (17B06) sont les pressions existantes. Grâce aux signaux du capteur, l'unité de commande (MR) détecte que le dispositif de dosage a été correctement rempli d'air, et donc le dégazage est terminé.

Le chauffage de AdBlue est constitué d'une soupape de chauffage du réservoir (17Y02), qui est située sur le côté droit du moteur, et d'un système de conduite de refroidissement du moteur vers le réservoir AdBlue

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Les composants BlueTec individuels tels que le module de pompe (4), passent directement à travers les canaux ou les conduites avec du liquide de refroidissement.
La fourniture de chaleur aux conduites AdBlue est réalisée à travers un ensemble de câbles et de flexibles isolants

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Fonction - AdBlue chauffage

Le chauffage AdBlue permet de re-liquéfier l'AdBlue qui a gelé pendant l'arrêt du véhicule et empêche également que l'AdBlue ne gèle en cours de route, dans des environnements de basse température.

La soupape de l'élément chauffant (17Y02) est actionnée par l'unité de commande de moteur (MR). La température AdBlue est détectée par le capteur combiné du niveau d'AdBlue et du capteur de température (17B02) qui est intégré au réservoir d'AdBlue (3) lorsque la température se rapproche de la valeur limite établie de l'ordre de  8 ° C. Une fois que le liquide atteint une température  65 ° C, l'électrovanne de chauffage du réservoir (17Y02) reçoit le signal « ouvert » de l'unité de commande de moteur (MR), de sorte que le fluide de refroidissement est envoyé dans le dit-circuit.

Dès que le liquide atteint une température de 65 ° C, l'électrovanne du dispositif de chauffage du réservoir SCR solénoïde reçoit (17Y02) le signal « ouvert » de l'unité de commande de moteur (unité de commande MR) (10A01), de sorte que le réfrigérant soit dérivé à partir du réfrigérant du circuit moteur.

Après l'ouverture, le réfrigérant passe par les conduites en direction du module de pompe (2). Dans le module de pompe (2) et dans le réservoir d'AdBlue (3) se trouve un tube, dans lequel circule le liquide de refroidissement directement sur ces composants. Ensuite, le réfrigérant retourne vers le moteur.

Alimentation en air comprimé

L'air comprimé est fourni à partir de l'air comprimé de l'unité d'actionnement (5) (sur la partie intérieure du châssis de véhicule vers le silencieux) par des conduites à partir du module de pompe (2) jusqu'au dispositif de dosage (8)

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Fonctionnement de l'alimentation en air comprimé
L'air comprimé fournit AdBlue à partir de l'unité de dosage (8) vers la buse d'injection (7) et dirige en retour AdBlue à partir du module de pompe (2) vers le réservoir de AdBlue (3).
Après le démarrage du moteur, l'unité de commande de moteur (MR) par le module de châssis (17A01), actionne l'électrovanne de contrôle de pression (17Y04).
À l'ouverture, l'air comprimé est détourné du circuit des auxiliaires. L'air comprimé circule à travers l'électrovanne de contrôle de pression 33,01 (17Y04) et remplit le réservoir (5.01) à 8,5 bar. Lors d'une décharge rapide (30,03), la pression est limitée à 5,5 bar à la soupape de limitation de pression. Le flux d'air comprimé circule à travers la valve relais d'air comprimé (33,08), qui ne reçoit aucun signal et permet ainsi à l'air comprimé de circuler à travers tous les dispositifs connectés.
Lorsque le moteur est en marche, l'air comprimé circule constamment. La fonction de la soupape anti-retour (8.01) est de protéger le circuit pneumatique sous pression, des gaz échappement du moteur.
L'air comprimé provenant du flux de circuit consommateur auxiliaire circule à partir du dispositif de dosage (8) jusqu'à la buse d'injection (7) à travers une conduite d'air comprimé. L'air comprimé est également dirigé jusqu'à la prise de raccordement du module de pompes (4). Ici, l'air comprimé fait ouvrir une soupape de commutation pneumatique de la diminution de AdBlue depuis le module de pompes (2) jusqu'au réservoir de AdBlue (3). Cette soupape, lorsqu'elle est soumise à l'air comprimé, est fermée.

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Composants BlueTec individuels débit d'air et réduction de la pression

Après la déconnection de l'allumage, le dispositif de dosage (8) est ventilé pour éviter d'être endommagé par le gel. Ceci se produit pendant l'opération du contrôleur (max . 30 s) (lors de l'actionnement du valve relais air comprimé (33,08). Pendant cette période, l'électrovanne de contrôle de pression 33,01 (17Y04) n'est pas actionnée, puisque l'alimentation en air comprimé dans le circuit n'est pas inutilement purgé. Après cinq opérations à partir de l'air comprimé de la valve relais (33,08), le réservoir sous pression est complètement vidé. Cela garantit que le circuit soit effectivement ventilé.

Si l'électrovanne de contrôle de pression se ferme 33,01, la soupape d'échappement de pression pneumatique s'ouvre au niveau du module de pompe (2), puisqu'il n'y a pas d'air comprimé. Le résultat est que le canal de retour au réservoir d'AdBlue (3) jusqu'au module de pompe (2) est libéré.

Les facteurs de base influant sur la période de purge d'air du dispositif de dosage (8) sont les pressions existantes dans le capteur de pression d'AdBlue (17B05), et le capteur de pression d'air comprimé (17B06).

Tout d'abord, la pression au niveau du capteur de pression d'AdBlue (17B05) et la pression exercée sur le capteur de pression d'air comprimé (17B06) sont calculés

Lorsque la différence de pression dépasse une certaine limite en particulier quand la pression mesurée d'AdBlue est supérieure à la pression d'air comprimé, l'électrovanne de contrôle de pression (33,01) est immédiatement fermée et le réservoir sous pression est vidé depuis la valve relais de l'air comprimé (33,08) à travers la ligne d'alimentation.

L'air comprimé du circuit consommateur auxiliaire 4 circule dans le dispositif de dosage (8) et ensuite, contre le sens d'écoulement de la soupape de dosage d'AdBlue (17Y03), à travers le dispositif de dosage (8) et ramène l'AdBlue restant à travers le conduit entre le dispositif de dosage (8) et le module de pompe (2).

La soupape de dosage d'AdBlue (17Y03) est fermée, et donc il n'y a pas de débit d'AdBlue. La pression formée dans la ligne d'AdBlue est réduite à travers le conduit de réduction ouvert jusqu'au réservoir AdBlue (3), étant donné que la soupape de contrôle pneumatique dans le module de pompe (2) n'est plus sous pression d'air comprimé.

Le AdBlue peut ainsi retourner au réservoir d'AdBlue (3) et la pression du système de la ligne de AdBlue est réduite à environ la pression atmosphérique.

La ligne AdBlue entre le module de pompes (2) et le dispositif de dosage (8) est un tuyau élastique. Il peut acheminer des quantités plus importantes qui peuvent survenir suite au gel du reste d'AdBlue dans la ligne.

L'ouverture et la fermeture alternées des vannes en question sont effectuées jusqu'à ce que la pression au niveau du capteur de pression d'AdBlue (17B05) soit inférieure à la pression au capteur de pression d'air comprimé (17B06)

La ligne AdBlue entre le module de pompes (2) et le dispositif de mesure (8) est un tuyau élastique. Ce tuyau peut conduire des quantités plus importantes qui peuvent survenir suite au gel du reste d'AdBlue dans la ligne.

Si l'unité de commande de moteur (MR) détecte en fonction des signaux de capteur que le dispositif de dosage (8) est suffisamment rempli d'air et la pression du système de la ligne de AdBlue a été suffisamment réduite, alors l'évent est fermé.

La purge du dispositif de dosage (8) et du module de pompes (2) peut être entendu après l'arrêt du moteur jusqu'à la fin du processus de purge.