Depurazione dei gas di scarico, funzionamento

Depurazione dei gas di scarico - Aspetti generali

La funzione del trattamento dei gas di scarico è il rispetto dei limiti sulle sostanze inquinanti fissati dal legislatore grazie alla riduzione di tali sostanze:

- ossidi di azoto (NOX)

- idrocarburi

- monossido di carbonio (CO)

Il trattamento dei gas di scarico comprende le seguenti funzioni parziali:

 Post-trattamento termico

 Trattamento catalitico dei gas di scarico

 Sorveglianza del funzionamento delle sonde lambda e del catalizzatore

-----------------------------------------------------------------------------------------

Post-trattamento termico

Il post-trattamento termico riduce le emissioni di idrocarburi e monossido di carbonio a motore freddo e in fase di riscaldamento. Il post-trattamento termico avviene da un lato mediante l'ottimizzazione del tempo di iniezione e del punto di accensione e dall'altro mediante l'immissione secondaria di aria.

L'immissione secondaria di aria è attiva nelle seguenti condizioni:

- temperatura del liquido di raffreddamento compresa tra 10 °C e 60 °C

- n. di giri motore < 3000 giri/min

- motore al minimo o marcia sotto carico parziale

-----------------------------------------------------------------------------------------

La centralina di comando ME (N3/29) comanda l'immissione secondaria di aria sulla base dei seguenti sensori:

- Misuratore della massa d'aria a film caldo (B2/13), carico del motore

- Sonda termica liquido di raffreddamento (B11/18), temperatura del liquido di raffreddamento

- Sensore albero motore (L5/12), n. di giri motore

- Sonda lambda a monte del KAT (G8/5), rilevazione immissione secondaria di aria attiva

Durante l'immissione secondaria di aria, la centralina di comando ME aziona sulla base di una mappatura per massimo 150 s dall'avviamento motore la valvola iniezione d'aria (Y59/6) tramite cui viene aperta pneumaticamente la valvola disinserimento aria affinché una parte dell'aria di sovralimentazione venga direttamente immessa nei canali di scarico nella testata e venga avviata una postcombustione. In tal modo è possibile raggiungere rapidamente la temperatura di transizione (circa 300 °C) del catalizzatore a tre vie.

Contemporaneamente tramite l'attuatore sportello aria di ricircolo (M16/46) viene chiuso lo sportello aria di ricircolo per creare una pressione di sovralimentazione sufficiente nella tubazione aria di sovralimentazione.

----------------------------------------------------------------------------------------

Trattamento catalitico dei gas di scarico

La temperatura di esercizio del catalizzatore a tre vie è compresa tra 400 °C e 800 °C.

Inoltre, ai fini dell'immissione secondaria di aria, le seguenti misure agevolano un rapido raggiungimento della temperatura di transizione:

- Punto di accensione ritardato e notevole flusso di gas di scarico

- Catalizzatore a tre vie in prossimità del motore

La temperatura di esercizio della sonda lambda a monte del KAT è di circa 600 °C mentre quella della sonda lambda a valle del KAT (G3/19) di circa 300 °C.

Mediante un elemento termico integrato nella rispettiva sonda lambda la temperatura di esercizio viene rapidamente raggiunta e successivamente conservata.

Per eseguire il trattamento catalitico dei gas di scarico è necessaria una composizione omogenea della miscela (lambda (λ) = 1). Tramite la sonda lambda a monte del KAT (sonda di regolazione) viene rilevato il tasso di ossigeno residuo nei gas di scarico.

----------------------------------------------------------------------------------------

Il segnale sonda lambda viene trasmesso alla centralina di comando ME insieme ai segnali dei seguenti sensori:

- Misuratore della massa d'aria a film caldo

- Sonda termica del liquido di raffreddamento

- Sensore della pressione atmosferica (B18/4)

La centralina di comando ME modifica continuativamente la quantità di carburante iniettato sulla base delle informazioni della sonda di regolazione al fine di garantire una composizione uniforme della miscela. La trasformazione chimica delle sostanze nocive si svolge in 2 fasi che vengono supportate dal rivestimento in metallo nobile del catalizzatore a tre vie.

 Utilizzando una sonda lambda a banda larga come sonda di regolazione è possibile ottenere una regolazione veloce della miscela.

 Per evitare strappi, la centralina ME modifica lentamente la composizione della miscela.

----------------------------------------------------------------------------------------

 In caso di guasti rilevanti per il livello di emissioni allo scarico, oltre alla memorizzazione del guasto nella memoria guasti della centralina di comando ME viene inserita la spia di controllo EOBD (A1e17) nello strumento combinato (A1).

Sorveglianza del funzionamento delle sonde lambda e del catalizzatore

La sonda lambda a valle del KAT sorveglia il funzionamento della sonda lambda a monte del KAT e del catalizzatore a tre vie.

Per sorvegliare il funzionamento delle sonde lambda, la centralina di comando ME registra ripetutamente il segnale della sonda lambda a monte del KAT e il segnale della sonda lambda a valle del KAT e rileva un valore medio lambda che viene confrontato a sua volta con i valori memorizzati nel diagramma caratteristico.

Se gli scostamenti rilevati rientrano in un campo di valori prestabilito dal diagramma caratteristico, la centralina di comando ME può compensarli adattando il tempo di iniezione degli iniettori di carburante. Se gli scostamenti superano il campo di valori previsto o il controllo di plausibilità dei segnali delle sonde lambda non ha esito positivo, nella memoria guasti della centralina di comando ME viene memorizzato un codice guasto.

----------------------------------------------------------------------------------------

Per sorvegliare il funzionamento del catalizzatore, la centralina di comando ME registra e valuta ripetutamente nella fascia inferiore di carico parziale i segnali della sonda lambda a monte del KAT e della sonda lambda a valle del KAT. Se ad esempio il tasso di ossigeno residuo rilevato a monte e a valle del catalizzatore a tre vie è uguale, il catalizzatore a tre vie è guasto e nella memoria guasti della centralina di comando ME viene memorizzato un codice guasto.