Condições de função da depuração dos gases de escape em geral
Borne 87M (unidade de controle do motor LIGADO)
Motor funcionando
Depuração dos gases de escape em geral
A tarefa de depuração dos gases de escape é a redução das emissões dos gases de escape:
Óxido de nitrogênio (NOx)
Hidrocarboneto (HC)
Monóxido de carbono (CO)
Partículas de fuligem
A redução de substâncias tóxicas é suportada pelas seguintes funções:
Desligamento do canal de aspiração (EKAS)
Filtro de partículas do Diesel (DPF)
Recirculação dos gases de escapamento (AGR)
Injeção do agente redutor AdBlue®
O módulo de comando CDI (N3/9) faz a leitura dos seguintes sensores:
Sensor de temperatura anterior ao catalisador SCR (B16/15)
Sensor de temperatura antes do catalisador (B19/7)
Sensor de temperatura antes do filtro de partículas diesel (B19/9)
Sensor de temperatura antes do turbocompressor (B19/11)
Sensor da diferença de pressão do DPF (B28/8)
Sonda Lambda antes do catalisador (G3/2)
Módulo de comando SAM dianteiro (N10/6), temperatura externa através do CAN do compartimento interno (CAN B), módulo de comando do contato de ignição eletrônico (N73), FlexRay do trem de rodagem (Flex E), módulo de comando do trem de força (N127) e CAN de acionamento (CAN C1)
Módulo de comando do sensor NOx posterior ao filtro de partículas diesel (N37/7), sinal do sensor NOx posterior ao filtro de partículas diesel (N37/7b1) através do CAN do sensor de tração (CAN I)
Módulo de comando do sensor NOx posterior ao catalisador SCR (N37/8), sinal do sensor NOx posterior ao catalisador SCR (N37/8b1) através do CAN do sensor de tração
Sequência de funcionamento da depuração dos gases de escape
Na depuração dos gases de escape, participam os seguintes sistemas parciais:
Sequência de funcionamento do catalisador de oxidação
Sequência de funções do filtro de partículas Diesel (DPF)
Sequência de funcionamento do catalisador SCR
Sequência de funções do desligamento do canal de admissão
Sequência de funcionamento do catalisador de oxidação
O catalisador de oxidação proporciona a diminuição de hidrocarbonetos (HC), monóxido de carbono (CO) e óxidos de nitrogênio (NOx) e gera, nos veículos com filtro de partículas diesel, a energia térmica necessária para a fase de regeneração DPF por meio de uma combustão suplementar.
Sequência de funções do filtro de partículas Diesel (DPF)
O DPF consiste em um corpo de filtro de favos cerâmicos feitos de carbureto de silício, que é revestido com o metal nobre platina.
Os canais do DPF, com aberturas alternadas nas partes dianteira e traseira, estão separados pelas paredes filtrantes porosas do corpo do filtro tipo colmeia.
O gás de escape depurado antes através do catalisador de oxidação flui para os canais abertos na frente do DPF e chega aos canais abertos atrás através das paredes porosas do corpo do filtro de favos. Depois, o gás de escapamento limpo e filtrado é canalizado através do sistema de escapamento. As partículas de fuligem são retidas no corpo de filtro de favos do DPF.
Caso o teor de fuligem ultrapasse um valor dependente de campo referencial, o módulo de comando CDI inicia a fase de regeneração, conforme pré-requisitos de regeneração indicados. O teor de partículas de fuligem no DPF é recebido pelo módulo de comando CDI por meio do sensor de pressão diferencial DPF.
A regeneração ocorre através de um aumento periódico da temperatura do gás de escape. Assim as seguintes funções do módulo de comando CDI são iniciadas:
Uma pós-injeção adicional pelos injetores de combustível (Y76)
Incandescência DPF através do LIN de acionamento (LIN C1) via estágio final de incandescência (N14/3) para as velas incandescentes (R9)
Deslocamento da linha de comutação através do CAN de acionamento pelo módulo de comando do comando da caixa de mudanças totalmente integrado (Y3/8n4)
Pelo aumento da temperatura do gás de escape, as partículas de fuligem armazenadas no DPF são queimadas principalmente para dióxido de carbono (CO2). A cinza formada permanece atrás no DPF.
A temperatura dos gases de escape é monitorada durante a regeneração pelo sensor da temperatura antes do turbocompressor e pelo sensor de temperatura antes do filtro de partículas diesel.
O sensor de pressão diferencial DPF determina a diferença de pressão entre a pressão do gás de escape antes e após o DPF por meio dos tubos de pressão do gás de escape antes e após o DPF. Baseado na diferença de pressão e na massa de gás de escapamento apurada pelo módulo de comando CDI, e utilizando codificação de reconhecimento, é realizado o cálculo do teor de partículas de fuligem no DPF. Uma manutenção necessária do DPF é sinalizada através do CAN de acionamento, do módulo de comando do trem de força, do FlexRay do trem de rodagem, do módulo de comando do contato de ignição eletrônico e do CAN da interface de usuário (CAN HMI) pela luz de aviso do diagnóstico do motor (A1e58) no instrumento combinado (A1).
Uma regeneração interrompida é distribuída em deslocamentos de pequenos percursos em vários ciclos de direção. As fases de aquecimento até alcançar a temperatura necessária são mais frequentes devido a este fato. O processo de regeneração passa despercebido pelo cliente.
Sequência de funcionamento do catalisador SCR
Os gases de escape expelidos pelo motor são depurados em um catalisador de oxidação, um filtro de partículas diesel (DPF) e um catalisador SCR.
Através de oxidação, CO e HC são transformados no catalisador de oxidação em CO2 e água (H2O). O DPF consiste em um corpo de filtro de favos cerâmicos feitos de carbureto de silício, que é revestido com o metal nobre platina.
Os canais do DPF, com aberturas alternadas nas partes dianteira e traseira, estão separados pelas paredes filtrantes porosas do corpo do filtro tipo colmeia.
O gás de escape depurado antes através do catalisador de oxidação flui para os canais abertos na frente do DPF e chega aos canais abertos atrás através das paredes porosas do corpo do filtro de favos. As partículas de fuligem são retidas no corpo de filtro de favos do DPF. Durante a fase de regeneração DPF, as partículas de fuligem retidas são queimadas através de uma temperatura mais elevada dos gases de escape.
Antes do catalisador SCR é injetado o agente redutor AdBlue(R) que se transforma, através de termólise (reação química condicionada ao calor) e hidrólise (reação química condicionada à água), em amoníaco (NH3).
Entre a válvula dosadora AdBlue(R) Y129e o catalisador SCR se encontra um elemento misturador. Este elemento proporciona uma hidrólise melhor do agente redutor AdBlue(R) e uma distribuição mais uniforme do AdBlue(R) antes do catalisador SCR.
O NOx contido no gases de escape é convertido no catalisador SCR, junto com o NH3, em nitrogênio molecular (N2) e H2O.
A quantidade necessária de agente redutor é calculada pelo módulo de comando CDI dependendo do campo característico e transmitido ao módulo de comando AdBlue(R) (N118/5) através do CAN do sensor de acionamento. Este providencia então a injeção em função do campo característico do volume calculado do agente redutor AdBlue® pela válvula dosadora de AdBlue®.
A taxa de conversão da parcela de NOx nos gases de escape depende da temperatura e é de aprox. 80 %. A redução do percentual de fuligem é de aprox. 99 %.
O estado de carregamento do DPF é apurado pelo módulo de comando CDI através do sensor de pressão diferencial DPF. Se o teor de fuligem ultrapassar um valor em função do campo característico, o módulo de comando CDI inicia a fase de regeneração, conforme pré-requisitos de regeneração existentes. A regeneração ocorre através de uma elevação periódica da temperatura dos gases de escape através de outra injeção posterior.
Através do aumento da temperatura dos gases de escape, as partículas de fuligem armazenadas no DPF são queimadas em grande parte para CO2.
As frações de cinza incombustíveis permanecem no DPF. A temperatura dos gases de escape é monitorada durante a regeneração pelo sensor da temperatura antes do turbocompressor e pelo sensor de temperatura antes do filtro de partículas diesel. Uma manutenção necessária do DPF é sinalizada através da lâmpada piloto do diagnóstico do motor no instrumento combinado.
Se o nível de abastecimento no reservatório de AdBlue® atingir a "reserva" será informado ao motorista, em paralelo a um sinal acústico, através do instrumento combinado, que este deverá procurar uma oficina e que a respectiva manutenção deverá ser realizada.
Quando for atingido o nível de abastecimento "vazio" no reservatório de AdBlue®, é realizada através de um modelo de cálculo uma verificação de plausibilidade do nível de abastecimento "vazio". Se a verificação de plausibilidade também resultar em nível de abastecimento "vazio", ocorre, em paralelo ao sinal acústico, um registro na memória de falhas do módulo de comando CDI e a ativação da luz de aviso do diagnóstico do motor no instrumento combinado. A partir desse momento estão disponíveis, no máximo 20 partidas com um percurso presumido de 32 quilômetros respectivamente. A quantidade de partidas ainda disponíveis é indicada no instrumento combinado. Após a última "partida" restante o veículo não pode mais ser colocado em funcionamento.
Desligamento do canal de admissão representado esquematicamente |
1 | Canal de admissão de abastecimento |
2 | Canal de admissão |
3 | Canais de entrada |
4 | Canais de saída |
M16/6 | Posicionador da válvula borboleta |
M55 | Servomotor de desligamento do canal de admissão |
A | Ar de admissão no canal de admissão de abastecimento |
B | Ar de admissão no canal de admissão |
P09.20-2327-76
Sequência de funções do desligamento do canal de admissão
O desligamento do canal de admissão (EKAS) proporciona, em todos os estados de carga do motor, a melhor relação entre torvelinho do ar e massa do ar.
O módulo de comando CDI lê os seguintes sensores adicionalmente para a EKAS:
Sensor da pressão atmosférica (integrado no módulo de comando CDI), para a pressão do ar ambiente
Sensor do pedal do acelerador (B37) para a identificação da carga
Sensor Hall da árvore de manivelas (B70) para a rotação do motor
Para cada cilindro são projetados dois canais de admissão separados, o canal de admissão de abastecimento e o canal de admissão, no coletor de admissão. Através de uma tampa no servomotor do desligamento do canal de admissão, o canal de admissão de abastecimento pode ser fechado. Deste modo, para o enchimento do cilindro estão disponíveis apenas os canais de admissão, o que provoca um aumento da velocidade do fluxo e uma turbulência maior do ar.
Com aumento de rotação e da carga do motor, os canais de admissão de enchimento fechados serão gradativamente abertos, de modo que a melhor relação possível entre massa de ar e turbulência esteja disponível para cada fase de funcionamento do motor. Com isto, ficam otimizados o comportamento das emissões e o desempenho do motor.
No caso de um erro ou interrupção na tensão de alimentação, a tampa é aberta por força elástica.
Documentos referenciados
- gf0716p9997orb Visualização geral dos componentes do sistema injeção diesel por galeria comum (CDI)