Accumulo temporaneo NOX, funzionamento

P07.70-2028-06

21 Farfalla gas di scarico con capsula a depressione

157 Catalizzatore su cruscotto

159 Catalizzatore NOX

B19 Sonda termica KAT

G3/1 Sonda O2 a valle KAT

G3/2 Sonda O2 a monte KAT

N3/10 Centralina di comando ME

N37/4 Centralina di comando NOX (ossidi di azoto)

N37/4b1 Sensore NOX (ossidi di azoto)

Y76 Iniettori carburante

Y93 Valvola di commutazione per farfalla gas di scarico

a Tubazione di scarico per esercizio normale

b Tubazione di bypass

CAN Bus dati
(Controller Area Network)

Una combustione efficiente è il primo passo per ottenere emissioni allo scarico pulite. Il secondo è un'accurata depurazione dei gas di scarico.

A tale scopo il motore 271 CGI possiede, accanto al ricircolo dei gas di scarico e all'insufflazione aria, un elaborato sistema di scarico con precatalizzatore, le sonde O2 a monte e a valle del, una farfalla dei gas di scarico ed un catalizzatore ad accumulo NOX e una centralina NOX con sensore NOX nonché una sonda termica per il catalizzatore.

Per garantire una buona riduzione degli ossidi di azoto (NOX) anche in condizioni di esercizio caratterizzate da un elevato eccesso d'aria, ossia durante il funzionamento a carica stratificata ( 1 λ< 3),, si utilizza un catalizzatore NOX. Durante il funzionamento a carica omogenea (λ = 1) esso lavora come un normale catalizzatore a tre vie.

Durante il funzionamento a carica stratificata, invece, l'ossigeno (O2), a causa dell'eccesso d'aria, non viene ricavato dagli ossidi di azoto (per riduzione), bensì viene prelevato direttamente dai gas di scarico.

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Per tale motivo, durante il funzionamento a carica stratificata la conversione degli ossidi di ossigeno deve avvenire in tre fasi:

1. Accumulo degli NOX

Durante il funzionamento a carica stratificata gli ossidi di azoto vengono temporaneamente immagazzinati (accumulati) nel catalizzatore ad accumulo NOX , nel quale essi si legano chimicamente, mediante la formazione di nitrati, al carbonato di bario (BaCO3) che agisce come componente di accumulo.

Il catalizzatore NOX si riempie in tal modo uniformemente procedendo dal lato anteriore verso quello posteriore. La sua capacità di accumulo è tenuta sotto controllo dal sensore NOX, il quale misura la concentrazione di ossidi di azoto. I segnali del sensore NOX vanno direttamente alla centralina di comando NOX, che li trasforma in un segnale digitale che trasmette poi su un CAN bus separato alla centralina di comando ME .

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2. Rigenerazione (accumulo NOX)

Quando la capacità del catalizzatore NOX si esaurisce, gli ossidi di azoto in esso immagazzinati devono essere rilasciati. A tale scopo la centralina di comando ME fa funzionare il motore con una miscela aria-carburante grassa (λ < 1), facendo così salire la concentrazione di idrocarburi (HC) e di monossido di carbonio (CO) nei gas di scarico. Ciò produce la decomposizione dei nitrati, il componente di accumulo cede monossido di carbonio e ossigeno e riassume il proprio stato originario.

3. Conversione

A causa dell'elevata concentrazione di monossido di carbonio, il quale agisce da riducente, gli ossidi di azoto liberati vengono ridotti in biossido di carbonio (CO2) e in azoto (N2).

Il sensore NOX tiene sotto controllo la conversione misurando la concentrazione di ossigeno nei gas di scarico. In tal modo la centralina di comando ME può riconoscere la fine del processo di conversione sulla base della bassa concentrazione di ossigeno nei gas di scarico e ritornare di nuovo al funzionamento a carica stratificata o a carica omogenea.

Per impedire che lo strato di materiale catalitico venga coperto da composti di zolfo e che quindi la sua efficacia si riduca o venga addirittura annullata, il catalizzatore NOX deve essere ripulito a intervalli regolari. Ciò avviene portando per breve tempo la temperatura di esercizio del catalizzatore NOX oltre i 600 °C.

La temperatura dei gas di scarico o la temperatura d'esercizio del catalizzatore NOXè tenuta sotto controllo dalla sonda termica KAT e trasmessa alla centralina ME.



Per portare rapidamente il catalizzatore NOX alla temperatura di esercizio

(300 - 450 °C) e per mantenerlo a tale temperatura evitando il surriscaldamento (massimo 760 °C), nell'impianto di scarico sono integrate una farfalla dei gas di scarico (760) e una tubazione di bypass.