배기가스 정화 장치, 일반 기능 조건
• 엔진 구동
CDI 컨트롤 유닛(N3/9)은 크랭크 샤프트 홀 센서(B70)의 신호를 판독하여 엔진 회전을 감지합니다. CDI 컨트롤 유닛은 크랭크 샤프트 홀 센서의 신호를 직접 판독합니다.
배기가스 정화 장치, 일반
배기가스 정화 장치는 엔진에서 방출되는 연소 가스 및 연소 잔여물의 유해 성분을 감소시킵니다.
유해 성분은 다음과 같습니다.
• 질소산화물(NOx)
• 탄화수소(HC)
• 일산화탄소(CO)
• 매연 입자
다음과 같은 기능에 의해 유해 물질이 감소합니다.
• 흡기 포트 차단(EKAS)
• 디젤 입자 필터(DPF) 예열
• 배기가스 재순환 장치(EGR)
• AdBlue® 분사(코드 U77(BLUETEC(SCR) 디젤 배기가스 정화 장치) 포함)
이를 위해 CDI 컨트롤 유닛은 다음 센서의 신호를 처리합니다.
• 외부 온도 센서(B14), 전방 SAM 컨트롤 유닛(N10/6)으로부터 내부 CAN(B CAN), 전자식 점화 스위치 컨트롤 유닛(N73), 섀시 FlexRay(Flex E), 구동 장치 컨트롤 유닛(N127), 구동 CAN(C1 CAN)을 통해 전송됨
• 촉매 장치 상류 산소 센서(G3/2)
• 코드 U77(BlueTEC(SCR) 디젤 배기가스 정화 장치) 포함 차량:
• SCR 촉매 장치 상류 온도 센서(B16/15)
• 촉매 장치 상류 온도 센서(B19/7)
• 디젤 입자 필터 하류 NOx 센서(N37/7b1), 디젤 입자 필터 하류 NOx 센서 컨트롤 유닛(N37/7)으로부터 드라이브 트레인 센서 CAN(CAN I)을 통해 전송됨
• SCR 촉매 장치 하류 NOx 센서(N37/8b1), SCR 촉매 장치 하류 NOx 센서 컨트롤 유닛(N37/8)으로부터 드라이브 트레인 센서 CAN을 통해 전송됨
• DPF:
• 디젤 입자 필터 상류 온도 센서(B19/9)
• DPF 차압 센서(B28/8)
• 배기가스 터보차저 상류 온도 센서(B19/11)
• 코드 927(배기가스 기준 EU6) 포함 차량:
• 매연 입자 센서(N74b1), 매연 입자 센서 컨트롤 유닛(N74)으로부터 드라이브 트레인 센서 CAN을 통해 전송됨
디젤 산화 촉매 장치 내 배기가스 정화 장치
디젤 산화 촉매 장치는 환원과 산화를 통해 탄화수소(HC), 일산화탄소(CO), 일산화질소(NOx)를 감소시킵니다. 재연소를 통해 DPF 재생 단계를 위해 필요한 열 에너지가 생성됩니다.
DPF 내 배기가스 정화 장치
DPF는 귀금속인 플라티늄으로 코팅된 규소 카바이드 재질의 세라믹 벌집 필터 바디로 구성되어 있습니다. DPF 채널은 앞쪽과 뒤쪽이 교대로 열리며 벌집 필터 바디의 다공질 필터 벽에 의해 서로 분리되어 있습니다. 배기가스는 앞쪽으로 열린 DPF 채널로 유입됩니다. 그런 다음 벌집 필터 바디의 다공질 필터 벽을 통과하여 뒤쪽으로 열린 채널로 흐릅니다. 이어서 배기가스는 배기 장치를 통해 배출됩니다. 매연 입자는 DPF의 벌집 필터 바디에서 걸러집니다.
매연 함량이 규정값을 초과하면, CDI 컨트롤 유닛이 재생 단계를 진행합니다. DPF 차압 센서가 신호를 평가하면 CDI 컨트롤 유닛이 DPF 내 매연 함량을 산출합니다.
재생 단계를 위해 배기가스 온도가 주기적으로 상승됩니다. 이를 위해 CDI 컨트롤 유닛은 다음의 작업을 시작합니다.
• 다음을 통한 추가 후분사:
• 실린더 1 연료 인젝터(Y76/1)
• 실린더 2 연료 인젝터(Y76/2)
• 실린더 3 연료 인젝터(Y76/3)
• 실린더 4 연료 인젝터(Y76/4)
• 실린더 5 연료 인젝터(Y76/5)
• 실린더 6 연료 인젝터(Y76/6)
CDI 컨트롤 유닛이 연료 인젝터를 직접 작동합니다.
• DPF 예열:
• 실린더 1 예열 플러그(R9/1)
• 실린더 2 예열 플러그(R9/2)
• 실린더 3 예열 플러그(R9/3)
• 실린더 4 예열 플러그(R9/4)
• 실린더 5 예열 플러그(R9/5)
• 실린더 6 예열 플러그(R9/6)
CDI 컨트롤 유닛은 DPF 예열 요청을 구동 LIN(LIN C1)을 통해 글로우 출력단(N14/3)으로 전송합니다. 글로우 출력단은 예열 플러그를 직접 작동합니다.
• 변속곡선 오프셋
CDI 컨트롤 유닛은 변속곡선 오프셋 요청을 구동 CAN을 통해 완전 내장형 변속 제어 장치 컨트롤 유닛(Y3/8n4)으로 전송합니다.
배기가스 온도가 높아지면 DPF에 남은 매연 입자는 대부분 이산화탄소(CO2)로 연소됩니다. 이때 발생하는 재는 DPF에 남습니다. 배기가스 터보차저 상류 온도 센서와 디젤 입자 필터 상류 온도 센서는 재생을 진행하는 동안 배기가스 온도를 감지합니다.
DPF에 정비가 필요한 경우, 계기반(A1)의 엔진 진단 표시등(A1e58)이 점등합니다. CDI 컨트롤 유닛은 엔진 진단 표시등 작동 요청을 구동 CAN, 구동 장치 컨트롤 유닛, 섀시 FlexRay, 전자식 점화 스위치 컨트롤 유닛 및 사용자 인터페이스 CAN(HMI CAN)을 통해 계기반으로 전송합니다.
재생이 중단된 경우에는 짧은 거리를 주행할 때 여러 주행 사이클로 나뉘어 재생이 실행됩니다. 이로 인해 필요한 재생 온도에 도달하기까지 가열 단계를 여러 번 실행합니다. 승객은 재생 절차의 진행을 인지할 수 없습니다.
SCR 촉매 장치 내 배기가스 정화 장치(코드 U77(BLUETEC(SCR) 디젤 배기가스 정화 장치) 포함)
AdBlue® 저감제가 SCR 촉매 장치 상류에서 분사되며, 열분해(열에 의한 화학 반응) 및 가수분해(물에 의한 화학 반응) 작용에 의해 암모니아(NH3)로 변환됩니다.
AdBlue® 정량 밸브(Y129)와 SCR 촉매 장치 사이에 혼합 부품이 있습니다. 혼합 부품은 AdBlue® 저감제의 가수분해를 돕고 AdBlue®를 SCR 촉매 장치 상류에 균일하게 분배합니다. 배기가스에 포함된 NOX는 SCR 촉매 장치에서 NH3와 결합되어 질소(N2)와 H2O로 변환됩니다.
CDI 컨트롤 유닛은 필요한 저감제량을 산출한 후 드라이브 트레인 센서 CAN을 통해 AdBlue® 컨트롤 유닛(N118/5)에 요청합니다. 이에 따라 AdBlue® 컨트롤 유닛이 AdBlue® 정량 밸브를 알맞게 작동합니다.
NOx 센서는 배기가스 내 NOx 농도를 감시합니다. NOx 센서가 빠르게 작동 온도에 도달하도록 센서가 가열됩니다. CDI 컨트롤 유닛은 가열 요청을 드라이브 트레인 센서 CAN을 통해 NOx 센서 컨트롤 유닛으로 전송합니다. 이에 따라 NOx 센서 컨트롤 유닛이 NOx 센서의 가열 소자를 작동합니다.
배기가스 내 NOx 함유량 변환율은 온도에 따라 좌우되며 최대 80 %입니다. 매연 함량 감소율은 약 99 %입니다.
AdBlue® 탱크의 주입 레벨이 "예비"에 도달한 경우 계기반에 메시지가 표시됩니다. 이 메시지에는 서비스 센터를 방문하여 정비를 맡겨야 한다는 내용이 포함되어 있습니다. 추가로 신호음이 울립니다.
AdBlue® 탱크가 비었으면 계기반의 엔진 진단 표시등이 점등됩니다. CDI 컨트롤 유닛은 이러한 상태의 타당성을 검사하고 폴트 메모리에 폴트를 저장합니다.
주행 거리가 각각 32km라고 가정한다면 이 시점부터 최대 20번 시동을 걸 수 있습니다. 시동을 걸 수 있는 남은 횟수가 계기반에 표시됩니다. 마지막 시동 후에는 차량을 더 이상 구동할 수 없습니다.
EKAS
EKAS는 모든 엔진 부하 상태에서 에어 스월과 에어 매스 사이의 비율을 최상으로 유지합니다.
EKAS 실행을 위해 CDI 컨트롤 유닛이 다음 센서의 신호를 추가로 판독합니다.
• 엔진 오일 온도 센서(B1)
• 대기압 센서
• 가속 페달 센서(B37)
• 크랭크 샤프트 홀 센서
CDI 컨트롤 유닛은 수신되는 정보를 평가하고 흡기 포트 차단 액추에이터 모터(M55)를 펄스폭 변조식으로 작동합니다. 낮은 엔진 속도와 낮은 엔진 부하 범위에서는 흡기 포트(실린더당 2개의 유입 채널이 있음)의 절반이 플랩을 통해 닫힙니다. 이에 따라 열려 있는 흡기 포트에서 유량 속도가 빨라집니다. 이를 통해 스월이 증가하여 스월링이 개선됩니다. 이로써 연소가 최적화되고, 무엇보다 배기가스 내 매연 입자가 감소됩니다.
엔진 속도와 엔진 부하가 증가하면 닫힌 흡기 포트가 계속해서 다시 열립니다. 이로써 엔진의 각 작동 단계마다 에어 스월과 에어 매스 사이의 비율이 최상으로 유지됩니다.
오류가 발생하거나 공급 전압이 차단되면 플랩은 스프링 장력에 의해 열리거나 열린 상태로 유지됩니다.
참조 문서
- gf0716p9997ogy Common-Rail Diesel Injection(CDI) 시스템 부품 개요