Depuração dos gases de escape, funcionamento

Condições de função da depuração dos gases de escape em geral

 Borne 87M (unidade de gerenciamento do motor LIGADO)

 Motor em movimento.

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)

 Hidrocarbonetos (CH)

 Monóxido de carbono (CO)

 Partícula de fuligem

A redução de substâncias tóxicas é suportada pelas seguintes funções:

 Desligamento do canal de admissão (EKAS)

 Filtro de partículas de diesel (DPF)

 Recirculação dos gases de escape (AGR)

 Injeção do agente redutor ARLA 32

O módulo de comando CDI (N3/40) efetua a leitura dos seguintes sinais:

 Sensor de temperatura antes do catalisador SCR do lado inferior do assoalho (B16/28)

 Unidade dos sensores de temperatura (B157/5)

 Sensor de pressão diferencial do filtro de partículas de diesel (B28/26)

 Módulo de comando SAM (N10), temperatura externa

 Módulo de comando do sensor de NOx antes do catalisador SCR (N37/7)

 Módulo de comando do sensor de NOx após o catalisador SCR (N37/8)

 Módulo de comando do sensor de NOx após o catalisador SCR do lado inferior do assoalho (N37/13)

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 funcionamento do filtro de partículas de diesel

 Sequência de funcionamento do catalisador SCR

 Sequência de funcionamento do desligamento do canal de admissão

Sequência de funcionamento do catalisador de oxidação

O catalisador de oxidação proporciona a diminuição de hidrocarbonetos (CH), monóxido de carbono (CO) e óxido de nitrogênio (NOx e gera, nos veículos com filtro de partículas de diesel, a energia térmica necessária para a fase de regeneração DPF por meio de uma combustão de regeneração.

Sequência de funcionamento do filtro de partículas de diesel

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.

Os gases de escape depurados antes, através do catalisador de oxidação, fluem para os canais abertos na frente do DPF e chegam aos canais abertos atrás, por meio das paredes porosas do filtro tipo colmeia. Depois, os gases de escape limpos e filtrados são canalizados através do sistema de escape. As partículas de fuligem são retidas no corpo de filtro de favos do DPF.

Quando o teor de fuligem ultrapassa um valor dependente do campo característico, o módulo de comando CDI inicia a fase de regeneração, se os pré-requisitos para a regeneração estão cumpridos. O teor de fuligem no DPF é recebido pelo módulo de comando CDI por meio do sensor de pressão diferencial do filtro de partículas de diesel.

A regeneração ocorre através de um aumento periódico da temperatura dos gases de escape. Assim as seguintes funções do módulo de comando CDI são iniciadas:

 Uma injeção posterior adicional pelos injetores de combustível (Y76)

 Incandescência do DPF através do estágio final de incandescência (N14/8) para as velas incandescentes (R9)

 Deslocamento das linhas de troca de marcha pela unidade de comando elétrica do comando da transmissão automática totalmente integrada (VGS) (N15/15) (com Code G43 (9G­TRONIC))

Pelo aumento da temperatura dos gases 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 unidade dos sensores de temperatura (B157/5) monitora a temperatura dos gases de escape durante a regeneração.

O sensor de pressão diferencial do filtro de partículas de diesel (B28/26) apura através das tubulações de pressão dos gases de escape antes do DPF e após o DPF a diferença de pressão entre a pressão dos gases 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 mapa de desempenho, é realizado o cálculo do teor de partículas de fuligem no DPF. Uma manutenção necessária do DPF é sinalizada através da luz-piloto do diagnóstico do motor no painel de instrumentos (A1).

 Uma regeneração interrompida é distribuída em viagens de curta distância em vários ciclos de condução. A fase de aquecimento até alcançar a temperatura necessária é mais frequente devido a este fato. O processo de regeneração passa despercebido pelo cliente.

Sequência de funcionamento do catalisador SCR

Os gases de escape liberados pelo motor são depurados em um catalisador de oxidação, um filtro de partículas de diesel (DPF) e um catalisador SCR (redução seletiva catalítica).

Através de oxidação, CO e CH são transformados no catalisador de oxidação em CO2 e água (H2O).

Antes do catalisador SCR é injetado o agente redutor ARLA 32que se transforma, através de termólise (reação química condicionada ao calor) e hidrólise (reação química condicionada à água), em amoníaco (NH3).

Entre a válvula dosadora 2 do ARLA 32 (Y129/5) e o catalisador SCR se encontra um elemento misturador. Este elemento proporciona uma hidrólise melhor do agente redutor ARLA 32 e uma distribuição mais uniforme do ARLA 32 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 mapa de desempenho e é transmitida ao módulo de comando do ARLA 32 (N118/5). Este providencia então a injeção dependente do mapa de desempenho da quantidade calculada de agente redutor ARLA 32 por meio da válvula dosadora 2 do ARLA 32.

 A taxa de conversão da parcela NOx nos gases de escape depende da temperatura e corresponde até aprox. 80 %. A redução do percentual de fuligem é de aprox. 99 %.

 Se o nível de abastecimento no reservatório de ARLA 32 atingir a "reserva" será informado ao motorista, em paralelo a um sinal acústico, através do painel de instrumentos, 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 ARLA 32, é realizado, através de um modelo de cálculo, um teste de plausibilidade do nível de abastecimento "vazio". Se o teste 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-piloto do diagnóstico do motor no painel de instrumentos. 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 painel de instrumentos. Após a última "partida" restante o veículo não pode mais ser colocado em funcionamento.

Sequência de funcionamento 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 turbilhonamento do ar e massa do ar.

O módulo de comando CDI lê adicionalmente para EKAS os seguintes sinais:

 Sensor de temperatura do óleo do motor (B94/18)

 Sensor da pressão atmosférica (integrado no módulo de comando CDI), para a pressão atmosférica.

 Módulo do pedal do acelerador (A68), para reconhecimento da carga

 Sensor Hall da árvore de manivelas (B70) para a rotação do motor

Após a avaliação dos sinais de entrada, o módulo de comando CDI ativa o servomotor do desligamento do canal de admissão (M55) com um sinal modulado por largura de pulso. Na faixa inferior de rotações do motor e de carga do motor, a metade dos canais de admissão (2 canais de admissão por cilindro) é fechada por meio de borboletas da EKAS.

Nos canais de admissão abertos aumenta assim a velocidade do fluxo. Isto gera um movimento espiral maior o que resulta num turbilhonamento melhor. Isso melhor a combustão e resulta, entre outros, na redução de partículas de fuligem nos gases de escape.

Com aumento da rotação e da carga do motor, os canais de admissão serão gradativamente abertos, para que a melhor relação possível entre massa e turbilhonamento do ar esteja disponível para cada fase de funcionamento do motor. Com isto, ficam otimizados o comportamento das emissões e a potência do motor.

 Em caso de uma falha ou de uma interrupção da tensão de alimentação, as portinholas são abertas por mola.