Post-trattamento dei gas di scarico - funzionamento

Generalità

Il sistema di post-trattamento dei gas di scarico per il rispetto della norma Euro VI si basa su una nuova tecnologia applicata al motore in combinazione con una serie di misure per la diminuzione delle emissioni di sostanze nocive nei gas di scarico.

Norma Euro VI

Le norme sui gas di scarico sono direttive legislative finalizzate alla suddivisione dei veicoli in determinate classi di emissione di sostanze nocive. A queste classi di emissione di sostanze nocive sono assegnati determinati codici numerici di emissioni che servono tra l'altro a calcolare le tasse automobilistiche e la classificazione nei gruppi di sostanze nocive per le zone ecologiche. La norma Euro VI per i veicoli industriali fissa severi valori limite per l'emissione di monossido di carbonio (CO), ossidi di azoto (NOx), idrocarburi (HC) e particolato (p. m.).

Mercedes-Benz come costruttore di veicoli deve garantire il rispetto di questi valori limite per un determinato periodo di tempo e chilometraggio. Per questa ragione il sistema di post-trattamento dei gas di scarico è un elemento soggetto a certificazione per quel che riguarda l'omologazione del motore e del veicolo.

Informazioni in breve: sistema di post-trattamento dei gas di scarico per la norma Euro VI

Nuova generazione di motori diesel

La nuova generazione di motori è equipaggiata con un sistema di iniezione diesel Common Rail, ricircolo gas di scarico e regolazione della pressione di sovralimentazione. I motori stessi sono regolati per funzionare con la massima efficienza e un'emissione di particolato ridotta.

Post-trattamento dei gas di scarico tramite:

 Riduzione selettiva catalitica (SCR) con catalizzatore di sintesi dell'ammoniaca

 Catalizzatore ossidante diesel (DOC)

 Filtro particolato diesel (DPF)

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Funzionamento del sistema di post-trattamento dei gas di scarico (sistema complessivo)

Le funzionalità base dell'intero sistema di post-trattamento dei gas di scarico vengono sorvegliate e regolate dalla centralina di comando gestione del motore (MCM) (A4) e dalla centralina di comando post-trattamento dei gas di scarico (ACM) (A60). Dopo l'avviamento del motore la centralina di comando gestione del motore (MCM) (A4) avvia automaticamente una routine di controllo, che gira in sottofondo, per controllare se il sistema di post-trattamento dei gas di scarico è pronto per il funzionamento. Dopo che il sistema è stato abilitato viene attivata la centralina di comando SCR (A58) integrata nel modulo della pompa (2). Questa inserisce la pompa di alimentazione SCR (M25) contenuta nel modulo della pompa (2), la quale quindi aspira l'AdBlue® dal serbatoio di AdBlue® (3) e lo convoglia mediante la tubazione di mandata AdBlue® al dosatore di AdBlue® (A67).

Visto che l'iniezione di AdBlue® nel flusso dei gas di scarico non è costante, l'AdBlue® viene riconvogliato mediante la tubazione di ritorno dell'AdBlue® nel serbatoio dell'AdBlue® (3). Questa circolazione avviene costantemente, indipendentemente dall'iniezione dell'AdBlue®. In questo modo si ottiene un raffreddamento di circolazione che evita i danni da surriscaldamento del dosatore AdBlue® (A67) montato direttamente sull'unità di post-trattamento dei gas di scarico (4).

Fase 1: conversione di monossido di carbonio e idrocarburi nel catalizzatore ossidante diesel (7)

I gas di scarico provenienti dal collettore dei gas di scarico fluiscono, all'interno dell'unità di post-trattamento dei gas di scarico (4), prima attraverso il catalizzatore ossidante diesel (7). In esso avviene la trasformazione degli idrocarburi (HC) presenti e del monossido di carbonio (CO) in biossido di carbonio (CO2) e acqua (H2O). Inoltre una parte del monossido di azoto (NO) si ossida diventando diossido di azoto (NO2).

Fase 2: riduzione della massa di particolato nel filtro particolato diesel (8)

Collegato in serie a valle del catalizzatore ossidante diesel (7) è disposto il filtro antiparticolato diesel (8). Nella sua struttura filtrante porosa il particolato viene separato per adesione e raccolto.

Fase 3: riduzione di NOx nel catalizzatore SCR

L'iniezione di AdBlue® nel flusso dei gas di scarico viene calcolata dalla centralina di comando gestione del motore (MCM) (A4). Quando è necessaria un'iniezione di AdBlue®, quest'ultima invia dapprima un segnale alla centralina di comando post-trattamento dei gas di scarico (ACM) (A60), che elabora i dati e successivamente invia un segnale alla centralina di comando SCR (A58) integrata nel modulo della pompa.

Qui vengono ora calcolati il momento dell'iniezione e la quantità di iniezione e viene attivato nel modo corrispondente il dosatore di AdBlue® (A67). Se l'AdBlue® viene iniettato, accade quanto segue: il dosatore di AdBlue® (A67) disposto lungo il percorso dei gas di scarico a valle del catalizzatore ossidante diesel (7) e del filtro antiparticolato diesel (8) inietta l'AdBlue® direttamente nel flusso dei gas di scarico. L'AdBlue® si miscela qui con i gas di scarico già depurati e si trasforma in una prima fase in ammoniaca (NH3). Insieme alle molecole di ossido di azoto (NOx) formatesi in fase di combustione, l'ammoniaca generata (NH3) iviene trasportata nel flusso dei gas di scarico fino al catalizzatore SCR (6). La sua struttura a nido d'ape dispone di uno speciale rivestimento che consente la conversione di NH3 e NOx in azoto (N2) e vapore acqueo (H2O), due sostanze non nocive.

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Sistema tubazioni AdBlue®

Il sistema tubazioni AdBlue® si estende tra il serbatoio di AdBlue® (3), il modulo della pompa (2) e il dosatore di AdBlue® (A67). Dato che il dosatore di AdBlue® (A67) è montato direttamente sull'unità di post-trattamento dei gas di scarico ed è quindi esposto ad alte temperature, a partire dall'avviamento del motore e per un determinato tempo di disinserimento ritardato dopo l'arresto del motore, l'AdBlue® è tenuto costantemente in circolo per consentirne il raffreddamento.

Riscaldamento AdBlue®

AdBlue® congela a partire da una temperatura di ca. -13 °C. Il riscaldamento AdBlue® consente di riportare allo stato liquido l'AdBlue® congelatosi nel periodo di fermo del veicolo impedendo inoltre che esso possa congelarsi durante la marcia a causa delle basse temperature esterne. Le tubazioni di AdBlue® dal serbatoio AdBlue® (3) al modulo pompa (2) sono raggruppate con le tubazioni del liquido di raffreddamento e isolate. Le tubazioni di AdBlue® fra il modulo della pompa (2) e il dosatore di AdBlue® (A67) non vengono riscaldate tramite il liquido di raffreddamento, bensì vengono riscaldate elettricamente tramite gli elementi termici integrati nei tratti di tubazione.

Funzionamento del riscaldamento AdBlue® tramite liquido di raffreddamento

Il riscaldamento AdBlue® è composto dall'elettrovalvola liquido di raffreddamento riscaldamento AdBlue® (Y627), che si trova sul lato destro del motore, e dal sistema del liquido di raffreddamento. L'elettrovalvola liquido di raffreddamento riscaldamento AdBlue® (Y627) viene attivata dalla centralina di comando gestione del motore (MCM) (A4). Tramite il sensore del livello di riempimento/sensore di temperatura AdBlue® (B74) integrato nel serbatoio AdBlue® (3) è possibile riconoscere se la temperatura del liquido contenuto nel serbatoio si avvicina al valore limite definito pari a ca. 8 °C. In questo caso e se la temperatura del liquido di raffreddamento ha già raggiunto i 65 °C, l'elettrovalvola liquido di raffreddamento riscaldamento AdBlue® (Y627) viene attivata e aperta in modo che il liquido di raffreddamento possa attraversare il sistema di tubazioni.

Funzionamento del riscaldamento AdBlue®tramite riscaldamento elettrico

La spirale di riscaldamento negli elementi termici integrati nelle tubazioni AdBlue® viene inserita e disinserita dalla centralina di comando post-trattamento dei gas di scarico (ACM) (A60). Decisivi sono anche in questo caso i valori forniti dal sensore del livello di riempimento/sensore di temperatura AdBlue® (B74).