Post-trattamento dei gas di scarico - funzionamento

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A1 Strumento combinato

A1e26 Spia di controllo CHECK ENGINE

B19/9 Sensore della temperatura dei gas di scarico a monte del filtro per il particolato diesel (DPF)

B19/11 Sensore temperatura gas di scarico a monte del turbocompressore

B28/8 Sensore della differenza di pressione filtro per il particolato diesel

Y100 Attuatore della pressione di sovralimentazione, lato sinistro

CAN Control Area Network (bus dati/bus CAN) (CAN)

LIN A Local Interconnect Network Common-Rail Diesel Injection (CDI)

B60 Sensore contropressione allo scarico

M16/5 Attuatore farfalla

N3/9 Centralina di comando CDI

N14/2 Stadio finale di preriscaldamento

R9 Candele ad incandescenza

Y76/1 Iniettore di carburante cilindro 1

Y76/2 Iniettore di carburante cilindro 2

Y76/3 Iniettore di carburante cilindro 3

Generalità

Mediante l'utilizzo del filtro per il particolato diesel esente da manutenzione (DPF) le emissioni di particolato vengono ridotte di oltre il 90 %.

I consumi di carburante omologati e le emissioni di CO2 nonché gli altri dati relativi alle prestazioni rimangono invariati rispetto a quelli dei veicoli sprovvisti di DPF.

Funzionamento

I gas di scarico contenenti particelle di fuliggine penetrano nel DPF. A causa della chiusura dei canali determinata dalla posizione reciprocamente sfalsata, i gas devono passare attraverso le pareti del filtro. Il passaggio consente di eliminare il particolato dal flusso dei gas di scarico di oltre il 90 %. Le particelle di fuliggine residue si depositano sulle pareti del filtro a nido d'ape del DPF aumentando la resistenza del filtro al flusso dei gas. La resistenza viene ridotta dalla rigenerazione che ha luogo successivamente.

Misurazione della quantità di particolato depositato

Per misurare la quantità di particolato depositato nel DPF la centralina di comando CDI esegue l'analisi dei seguenti valori:

 Pressione differenziale del sensore di pressione differenziale

 Pressione dei gas di scarico a monte del turbocompressore a gas di scarico indicata dal sensore contropressione allo scarico

Sulla base di tali valori e della massa dei gas di scarico rilevata dalla centralina di comando CDI, attraverso un diagramma caratteristico viene rilevata la quantità di particelle di fuliggine e di cenere all'interno del filtro DPF. Quando il contenuto di fuliggine supera un valore predefinito (e se vengono soddisfatti i presupposti per la rigenerazione), la centralina di comando CDI attiva la fase di rigenerazione.

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Quantità di particolato depositato

a Filtro per il particolato difettoso

b Filtro per il particolato rigenerato

c Filtro per il particolato con particolato depositato

d Filtro per il particolato da rigenerare

e Filtro per il particolato con quantità eccessiva di particolato

f Filtro per il particolato ostruito

P Pressione differenziale

p1 900 mbar

V Portata gas di scarico (l/h)

Rigenerazione del filtro per il particolato diesel

Presupposti per il funzionamento:

 Temperatura dei gas di scarico >150 °C

 Livello serbatoio >riserva

 Velocità del veicolo > 10 km/h

 Nessun codice guasto rilevante nella memoria guasti

Funzionamento

Mediante il periodo incremento della temperatura dei gas di scarico a più di 550 °C la centralina di comando CDI attiva la rigenerazione, attraverso la quale le particelle di fuliggine contenute nel DPF vengono combuste e trasformate principalmente in CO2. Le ceneri prodotte rimangono nel filtro DPF.

La rigenerazione avviene senza essere notata dal conducente.

Il processo di rigenerazione dipende da diversi fattori:

 Velocità veicolo

 Temperatura dei gas di scarico

 Regime di rotazione motore

I tempi di rigenerazione, che dipendono dalla temperatura, si riducono con l'aumento della temperatura dei gas di scarico:

 a 575 °C ca. 1000 s

 a 600 °C ca. 600 s

 a 660 °C ca. 400 s

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Rigenerazione

P Pressione differenziale

p2 Filtro per il particolato diesel con depositi di fuliggine

3p Filtro per il particolato diesel vuoto

t Tempo

T Temperatura dei gas di scarico

T 1 Temperatura normale

T 2 Temperatura di rigenerazione

e Postiniezione

e1 Postiniezione off

e2 Postiniezione on

e3 Rilevamento della componente di cenere

e4 Fase di rigenerazione completa

Misure per aumentare la temperatura dei gas di scarico

 Postiniezione:
dalle postcombustioni nella camera di combustione e nel catalizzatore risulta un'energia termica che surriscalda il DPF.
Per evitare danni da surriscaldamento del motore e del turbocompressore a gas di scarico, in caso di un'elevata quantità di fuliggine nel DPF, la temperatura dei gas di scarico e la contropressione allo scarico vengono tenute sotto controllo.
In caso di contropressione allo scarico troppo elevata o di temperatura dei gas di scarico troppo elevata, la centralina di comando CDI riduce la pressione di sovralimentazione e la quantità iniettata per proteggere il turbocompressore a gas di scarico e il motore.

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 Ricircolo gas di scarico con strozzamento della portata del condotto di aspirazione:
La centralina di comando CDI riduce la quantità di aria fresca con l'attuatore della farfalla e miscela i gas di scarico dell'aria di aspirazione.

 Incandescenza della fase di rigenerazione:
le candelette ad incandescenza sono attivate dallo stadio finale di incandescenza nella fase di rigenerazione e raggiungono una temperatura di ca. 850 °C.

 Dopo la rigenerazione la centralina di comando CDI rileva la differenza di pressione dal sensore di pressione differenziale e la confronta con un valore di riferimento. Da questo confronto la centralina di comando CDI è in grado di determinare il grado di intasamento del DPF con ceneri.

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Manutenzione

Il DPF è progettato per mantenere la propria efficienza fino a ca. 100.000 km. Al raggiungimento del valore massimo relativo alla quantità di cenere nel DPF la spia di controllo CHECK ENGINE sullo strumento combinato si accende. In tal caso il DPF deve essere sostituito.

Una rigenerazione del DPF avviene ogni 500 - 1000 km. Se il DPF risulta otturato in quanto la rigenerazione non può essere eseguita, ad es. nel caso in cui il veicolo venga utilizzato su distanze estremamente brevi, occorre effettuare manualmente la rigenerazione mediante STAR DIAGNOSIS.

In questo caso la spia di controllo CHECK-ENGINE disposta nello strumento combinato si accende

Il posttrattamento dei gas di scarico con DPF è un sistema che opera senza utilizzare additivi. Tuttavia è richiesto un olio motore speciale in grado di produrre un'esigua quantità di cenere, il "low SPAsh", il quale garantisce di raggiungere lunghi intervalli di manutenzione.

In caso di impiego di olio motore comune, la durata del DPF si riduce di circa la metà.