Purificação dos gases de escape - Função

Interligação, generalidades

Em veículos a partir do ano/modelo 2016 tem duas variantes do CAN da suspensão (CAN E).

Variante 1:

Se o veículo não possuir nenhum código do acabamento citado na variante 2, como sempre somente estará disponível um CAN da suspensão.

Variante 2:

Se o veículo possuir um dos seguintes códigos do acabamento, estarão disponíveis um CAN 1 da suspensão (CAN E1) e um CAN 2 da suspensão (CAN E2):

 Code 218 (Câmera de marcha a ré)

 Code 234 (Assistente de ponto cego)

 Code 459 (Suspensão por molas de aço com regulagem de amortecimento)

 Code 475 (Controle da pressão dos pneus)

 Code 476 (Assistente da manutenção de trajetória)

 Code 513 (Assistente de reconhecimento dos sinais de trânsito)

 CODE 614 (Farol Bi-Xenon)

 CODE 615 (Farol Bi-Xenon com luz ativa para curvas)

 Code 618 (Farol de bixênon)

 Code 621 (Intelligent Light System (trânsito à esquerda))

 Code 622 (trânsito à esquerda)

 Code 631 (Farol de LED estático, trânsito à esquerda)

 Code 632 (Farol de LED estático, trânsito à direita)

No seguinte texto será respectivamente diferenciado entre variante 1 e variante 2. Veículos até o ano/modelo 2016 devem ser atribuídos à variante 1.

Pré-requisito de função depuração dos gases de escape em geral

 Motor funcionando

 O módulo de comando ME (N3/10) reconhece o funcionamento do motor através da análise dos sinais do sensor Hall da árvore de manivelas (B70). O módulo de comando ME lê diretamente os sinais do sensor Hall da árvore de manivelas.

Depuração dos gases de escape em geral

A depuração dos gases de escape reduz os componentes prejudiciais dos gases de combustão e resíduos de combustão expelidos pelo motor.

Nisto trata-se de:

 Óxido de nitrogênio (NOx)

 Hidrocarboneto (HC)

 Monóxido de carbono (CO)

 Partículas de fuligem

A redução dos componentes nocivos é obtida através da redução e oxidação no catalisador de três vias, filtração no filtro de partículas de combustível Otto e uma recirculação controlada dos gases de escape.

O filtro de partículas de combustível Otto está instalado no tipo 117, 156, 246 com Code 598 (filtro de partículas de combustível Otto (OPF) com sistema de sensores).

Depuração dos gases de escape no catalisador de três vias

A temperatura de serviço é de grande importância no catalisador de três vias. Uma conversão de poluentes significativa acontece apenas a partir de uma temperatura de serviço de aprox. 250 °C.

As condições de serviço ideais para uma taxa elevada de conversão e uma longa vida útil predominam na faixa de temperatura de aprox. 400 até 800 °C.

Para que esta temperatura seja alcançada rapidamente, em caso de partida a frio (temperatura do líquido de arrefecimento < 50 °C) de veículos com caixa de mudanças 724, os pontos de acoplamento são aumentados por, no máximo, 160 s. No entanto, a elevação do ponto de acoplamento só estará ativa até uma velocidade de 53 km/h.

Sendo assim, o engate de marchas para cima irá se realizar somente em rotações mais altas.

O módulo de comando ME envia a elevação do ponto de acoplamento em dependência da temperatura do líquido de arrefecimento e da rotação das rodas através da CAN de acionamento (CAN C) para o módulo de comando do comando da transmissão automática totalmente integrada da transmissão com embreagem dupla (Y3/14n4).

O módulo de comando ME executa a leitura direta dos sinais do sensor da temperatura do líquido de arrefecimento (B11/4).

A rotação das rodas é enviada pelo módulo de comando do controle eletrônico de estabilidade (N30/4) para o módulo de comando ME através da CAN 1 da suspensão.

A transformação química (conversão) se realiza no catalisador de três vias a λ = 1.

Através da oxidação, o monóxido de carbono (CO) é convertido em dióxido de carbono (CO2) e o hidrocarboneto (CH) é convertido em água (H2O) e dióxido de carbono (CO2).

Através da redução, os óxidos de nitrogênio são convertidos em nitrogênio (N2) e dióxido de carbono (CO2).

Assim que a temperatura de serviço é alcançada e a regulagem lambda é liberada, a função do catalisador de três vias é monitorada pelo módulo de comando ME.

Para tal, o módulo de comando ME executa a leitura dos sinais dos seguintes componentes:

 Elemento sensor da sonda lambda após o catalisador (G3/1b1) (concentração de óxido de nitrogênio e de oxigênio após o catalisador de três vias)

 Elemento sensor da sonda lambda antes do catalisador (G3/2b1) (concentração de óxido de nitrogênio e de oxigênio antes do catalisador de três vias)

 Sensor Hall da árvore de manivelas (rotação do motor)

O módulo de comando ME avalia a capacidade de armazenamento de oxigênio do catalisador de três vias e, desta forma, o seu envelhecimento.

 Assim que no catalisador de três vias estiver disponível mais oxigênio do que o necessário para a oxidação do monóxido de carbono, este é armazenado.
Quando o oxigênio presente nos gases de escape não for suficiente para a oxidação do monóxido de carbono, o oxigênio armazenado é consumido total ou parcialmente. Em conjunto com a elevada capacidade de armazenamento de oxigênio do catalisador de três vias, este processo realiza uma compensação quase completa das variações na concentração de oxigênio antes do catalisador de três vias. A capacidade de armazenamento de oxigênio e, portanto, a função do catalisador de três vias, podem ser avaliadas com base nos sinais das sondas lambda antes e após o catalisador de três vias. Em um catalisador de três vias totalmente funcional, altos valores e alterações são medidos antes do catalisador de três vias. Por outro lado, os sinais da sonda lamba após o catalisador de três vias são quase que constantes. À medida que o envelhecimento progride, a capacidade de armazenamento de oxigênio do catalisador de três vias diminui e, assim, a sua capacidade de converter monóxido de carbono e hidrocarbonetos. Como resultado, o sinal da sonda lambda após o catalisador de três vias se torna cada vez mais similar ao sinal da sonda lambda antes do catalisador de três vias.

Os sinais das sondas lambda antes e após o catalisador de três vias são comparados. Quando os dois sinais forem aproximadamente iguais, o catalisador de três vias não estará mais funcional. São realizadas várias medições na faixa de carga parcial inferior em rotações predefinidas. Os resultados são comparados com um mapa de desempenho no módulo de comando ME.

No caso de detecção de defeito, uma mensagem de erro é exibida no painel de instrumentos (A1). O módulo de comando ME envia a solicitação para a ativação da luz indicadora do diagnóstico do motor (A1e58) através da CAN da suspensão ou da CAN 1 da suspensão, do módulo de comando do contato de ignição eletrônico (N73) e da CAN 2 da suspensão para o painel de instrumentos. Falhas identificadas são memorizadas na memória de falhas do módulo de comando ME. Estas podem ser lidas e excluídas com o sistema de diagnóstico.

Depuração dos gases de escape no catalisador acumulador de NOx (com Code 920 (injeção direta de gasolina com carga estratificada))

Na operação homogênea com λ = 1, os poluentes hidrocarboneto, monóxido de carbono e óxido de nitrogênio são transformados pelo catalisador de três vias.

Na operação estratificada com λ > 1, a proporção dos óxidos de nitrogênio aumenta. A conversão dos óxidos de nitrogênio é realiza pelo catalisador acumulador de NOx. Ele acumula os óxidos de nitrogênio através de uma ligação química.

A operação estratificada voltada para a economia de combustível somente pode ser liberada quando a maior geração de óxido de nitrogênio puder ser absorvida pelo catalisador acumulador de NOx.

Se a capacidade de armazenamento estiver esgotada, os óxidos de nitrogênio armazenados são convertidos em nitrogênio e dióxido de carbono durante a regeneração.

Regeneração do catalisador acumulador de NOx

O módulo de comando ME executa a leitura dos sinais dos seguintes componentes para a regeneração do catalisador acumulador de NOx:

 Sensor de temperatura antes do catalisador acumulador de NOx (B16)

 Módulo de comando do sensor de NOx (N37/4) (através da CAN do sensor de acionamento (CAN I))

 Sensor de NOx (N37/4b1)

Através de um aumento abrupto dos valores de NOx, o módulo de comando reconhece que o catalisador acumulador de NOx está cheio. A regeneração é iniciada por meio da ativação da operação homogênea.

Após o término da regeneração, a operação estratificada é novamente liberada.

Para a conversão de NOx, é ideal uma faixa de temperatura de 250 até 500 °C no catalisador acumulador de NOx. O catalisador acumulador de NOx não pode se aquecer acima de 850 °C.

A temperatura dos gases de escape é monitorada pelo sensor de temperatura antes do catalisador acumulador de NOx. O sensor de temperatura antes do catalisador acumulador de NOx é lido diretamente pelo módulo de comando ME.

A temperatura do catalisador acumulador de NOx é regulada através da formação da mistura. De modo a proteger o catalisador acumulador de NOx contra temperatura excessivamente elevada, a formação de mistura é ajustada com base em modelos de temperatura memorizados.

 Para a conversão de todos as substâncias tóxicas nos gases de escape é necessário um combustível isento de enxofre. O enxofre bloqueia os locais para o óxido nítrico no catalisador do acumulador de NOx, de forma que pode ser armazenado menos óxido nítrico. A operação estratificada será, com isto, reduzida e deve ser regenerada com maior frequência.

Depuração dos gases de escape no filtro de partículas de combustível Otto (tipo 117, 156, 246 com Code 598 (filtro de partículas de combustível Otto (OPF) com sistema de sensores))

O filtro de partículas de combustível Otto absorve as partículas de fuligem expelidas e se regenera sob certas condições de condução.

A regeneração (a queima da fuligem) do filtro de partículas de combustível Otto se realiza no modo de condução convencional, principalmente em regime de desaceleração. Assim que oxigênio suficiente estiver disponível no filtro de partículas de combustível Otto, realiza-se a queima da fuligem.

A carga térmica do filtro de partículas de combustível Otto em regime de desaceleração é principalmente dependente da quantidade do teor de fuligem e da temperatura dos gases de escape antes do filtro de partículas de combustível Otto. Temperaturas excessivamente elevadas durante a queima da fuligem podem causar um dano ao filtro de partículas de combustível Otto como um todo.

A temperatura dos gases de escape e o teor de fuligem do filtro de partículas de combustível Otto são monitorados de modo permanente.

A temperatura dos gases de escape é registrada pelo sensor de temperatura antes do filtro de partículas de combustível Otto (B163/4). O teor de fuligem é determinado por meio do sensor de pressão diferencial do filtro de partículas de combustível Otto (B163/3). O módulo de comando ME executa a leitura direta e a avaliação dos sinais dos sensores. Quando os valores medidos ultrapassam limites definidos, o módulo de comando ME inicia as intervenções correspondentes no comando do motor e solicita a exibição de uma mensagem de alerta no painel de instrumentos.

Redução dos poluentes através da recirculação dos gases de escape

Através da recirculação dos gases de escape na câmara de combustão, é reduzida a formação de óxidos de nitrogênio.

Isto se realiza por meio da desaceleração da combustão. Deste modo são evitados os picos de temperatura que favorecem a formação de óxidos de nitrogênio.

A recirculação dos gases de escape também contribui para a redução das perdas na alternância de carga e, assim, reduz também o consumo de combustível na faixa de carga parcial.

 O módulo de comando ME define através da ativação das válvulas solenoides da árvore de comando de admissão (Y49/1) e de escape (Y49/2) o cruzamento das válvulas. Desta forma, a recirculação interna dos gases de escape é regulada em limites específicos.