Функциональные предпосылки системы нейтрализации ОГ: общая информация
Клемма 87M (управление двигателем ВКЛ.)
Двигатель работает
Система нейтрализации ОГ, общая информация
Назначением системы нейтрализации ОГ является снижение выбросов вредных веществ:
оксидов азота (NOx)
углеводородов (HC)
окиси углерода (CO)
- частички сажи
С помощью следующих подфункций снижается содержание вредных веществ в ОГ:
Переключение впускного канала (EKAS)
Сажевый фильтр дизельного двигателя (DPF)
Рециркуляция отработанных газов (AGR)
Впрыск восстановителя AdBlue® (а/м с КОДОМ U77 (Система нейтрализации ОГ дизельного двигателя BLUETEC (SCR)
Блок управления CDI (N3/9) считывает сигналы следующих датчиков:
Датчик температуры перед каталитическим нейтрализатором SCR (B16/15) (а/м с КОДОМ U77 (Система нейтрализации ОГ дизельного двигателя BLUETEC (SCR)
Датчик температуры перед катализатором (B19/7)
Датчик температуры перед сажевым фильтром (B19/9)
Датчик температуры перед турбокомпрессором (B19/11)
Датчик дифференциального давления DPF (B28/8)
Лямбда-зонд перед катализатором (G3/2)
Блок управления SAM спереди (N10/6), температура наружного воздуха через шину данных CAN салона (CAN B), блок управления электронным замком зажигания (N73), шина FlexRay ходовой части (Flex E), блок управления трансмиссией (N127) и шина данных CAN трансмиссии (CAN C1)
Блок управления датчиком NOx после сажевого фильтра (N37/7), сигнал датчика NOx после сажевого фильтра (N37/7b1) по шине данных CAN датчиков трансмиссии (CAN I) (а/м с КОДОМ U77 (Система нейтрализации ОГ дизельного двигателя BLUETEC (SCR)
Блок управления датчиком NOx после каталитического нейтрализатора SCR (N37/8), сигнал датчика NOx после каталитического нейтрализатора SCR (N37/8b1) по шине данных CAN датчиков трансмиссии (а/м с КОДОМ U77 (Система нейтрализации ОГ дизельного двигателя BLUETEC (SCR)
Процесс функционирования очистки ОГ
Следующие подсистемы участвуют в очистке ОГ:
Функциональный процесс окислительного катализатора
функциональный процесс сажевого фильтра (DPF)
Функциональное описание каталитического нейтрализатора SCR (а/м с КОДОМ U77 (Система нейтрализации ОГ дизельного двигателя BLUETEC (SCR)
Функциональный процесс отключения впускного канала
Функциональный процесс окислительного катализатора
Окислительный катализатор обеспечивает снижение содержания углеводорода (HC), монооксида углерода (CO) и оксидов азота (NOx) и в автомобилях с сажевым фильтром благодаря дожиганию создает требуемую термическую энергию для фазы регенерации сажевого фильтра (DPF).
функциональный процесс сажевого фильтра (DPF)
Сажевый фильтр состоит из керамического каркаса сотовой конструкции, выполненного из карбида кремния, поверхность каркаса покрыта платиной.
Каналы сажевого фильтра попеременно открыты спереди и сзади и отделены друг от друга пористыми стенками каркаса сотовой конструкции.
Предварительно очищенные в окислительном фильтре отработавшие газы попадают в открытые спереди каналы сажевого фильтра, и через пористые стенки каркаса сотовой конструкции попадают в открытые сзади каналы. После этого очищенные и отфильтрованные отработавшие газы выводятся через систему выпуска ОГ. Частички сажи задерживаются в каркасе сотовой конструкции сажевого фильтра.
Если содержание сажи превышает зависимое от параметрической матрицы значение, то блок управления CDI, при имеющихся условиях регенерации, запускает фазу регенерации. Информация о содержании сажи в сажевом фильтре в блок управления CDI поступает от дифференциального датчика давления сажевого фильтра.
Регенерация выполняется за счет периодического повышения температуры ОГ. Для этого блок управления CDI активирует следующие функции:
Дополнительный впрыск через топливные форсунки (Y76)
Свечи накаливания сажевого фильтра через шину LIN трансмиссии (LIN C1) и выходной каскад свечей накаливания (N14/3) к свечам накаливания (R9)
Смещение линий переключения по шине данных CAN трансмиссии (CAN C1) через блок управления полностью интегрированной системой управления АКП (Y3/8n4) (а/м с КОДОМ 427 (7G-TRONIC) или (а/м с КОДОМ 421 (9G-TRONIC)
Благодаря повышению температуры ОГ отложившиеся в сажевом фильтре частички сажи в подавляющем большинстве сгорают с образованием диоксида углерода (CO2). Образующаяся зола остается в сажевом фильтре.
Датчиком температуры перед турбокомпрессором и датчиком температуры перед сажевым фильтром контролируется температура ОГ во время регенерации.
Дифференциальный датчик давления по трубкам ОГ перед и после сажевого фильтра определяет разницу между давлениями ОГ перед и после сажевого фильтра. На основе разницы давлений и рассчитанной по параметрической матрице блоком управления CDI массы ОГ определяется содержание частичек сажи в сажевом фильтре. Сигнал о необходимости техобслуживания сажевого фильтра поступает на комбинацию приборов (A1) в виде символа контрольной лампы диагностики двигателя через шину данных CAN трансмиссии, блок управления трансмиссией, шину FlexRay ходовой части, блок управления электронным замком зажигания и шину данных CAN пользовательского интерфейса (CAN HMI).
Прерванная регенерация при движениях на короткие расстояния распределяется на несколько ездовых циклов. Из-за этого чаще выполняются фазы нагрева до достижения необходимой температуры регенерации. Процесс регенерации происходит незаметно для клиента.
Функциональное описание каталитического нейтрализатора SCR (а/м с КОДОМ U77 (Система нейтрализации ОГ дизельного двигателя BLUETEC (SCR)
Выброшенные двигателем отработавшие газы очищаются в каталитическом нейтрализаторе окисления, сажевом фильтре (DPF) и катализаторе SCR (селективное каталитическое восстановление).
В процессе окисления в каталитическом нейтрализаторе окисления CO и HC преобразовываются в CO2 и воду (H2O). Сажевый фильтр состоит из керамического каркаса сотовой конструкции, выполненного из карбида кремния, поверхность каркаса покрыта платиной.
Перед катализатором SCR впрыскивается восстанавливающее средство AdBlue®, преобразуемое путем термолиза (тепловая химическая реакция) и гидролиза (водная химическая реакция) в аммиак (NH3).
Между дозирующим клапаном AdBlue® (Y129) и катализатором SCR находится смесительный элемент. Он обеспечивает улучшенный гидролиз восстанавливающего средства AdBlue® и равномерное распределение AdBlue® перед катализатором SCR.
Содержащийся в отработавших газах NOx в каталитическом нейтрализаторе SCR вместе с NH3 преобразовывается в молекулярный азот (N2) и H2O.
Необходимое количество восстанавливающего вещества рассчитывается блоком управления CDI в зависимости от характеристик и передается через шину данных CAN датчиков трансмиссии в блок управления AdBlue® (N118/5). Это обеспечивает согласованный с характеристиками впрыск рассчитанного восстанавливающего вещества AdBlue® через дозирующий клапан AdBlue®.
Степень преобразования доли NOx в отработавших газах зависит от температуры и доходит до 80 %. Снижение доли сажи составляет ок. 99 %.
При достижении уровня "Резерв" в баке для AdBlue® водитель помимо звукового сигнала получает информацию на комбинации приборов о необходимости обращения в мастерскую и проведения соответствующего технического обслуживания.
При достижении уровня "Пусто" в баке для AdBlue® компьютерный модуль проводит проверку достоверности уровня "Пусто". Если проверка достоверности также показывает состояние "Пусто", параллельно с акустическим сигналом в памяти ошибок блока управления CDI делается запись и в комбинации инструментов появляется символ контрольной лампы диагностики двигателя. С этого момента доступно макс. 20 запусков двигателя с расчетной длиной пути в 32 км. Число доступных запусков отображается на комбинации приборов. После последнего разрешенного запуска транспортное средство не может далее эксплуатироваться.
Функциональный процесс отключения впускного канала
Переключение впускного канала (EKAS) во всех режимах нагрузки на двигатель создает самое оптимальное соотношение между турбулентностью воздушного потока и массой воздуха.
Блок управления CDI для отключения впускного канала (EKAS) считывает сигналы следующих датчиков:
Датчик температуры моторного масла (B1)
Датчик атмосферного давления (встроенный в блок управления CDI), для атмосферного давления
Датчик положения педали газа (B37), для определения нагрузки
Датчик Холла коленчатого вала (B70) - частота вращения двигателя
После обработки входных сигналов блок управления CDI с помощью сигнала широтно-импульсной модуляции (ШИМ) включает исполнительный электродвигатель переключения впускного канала (M55). В нижнем диапазоне частоты вращения коленвала и нагрузки на двигатель половина впускных каналов (в системе по 2 впускных канала на цилиндр) закрывается заслонками EKAS.
Таким образом в открытых впускных каналах увеличивается скорость потока воздуха. Это ведет к увеличению завихрений, что способствует улучшению турбулентности. Это улучшает сгорание смеси, и, в частности, способствует снижению содержания частичек сажи в отработавших газах.
При увеличении частоты вращения двигателя и нагрузки на двигатель впускные каналы последовательно непрерывно открываются, в результате чего для каждого режима нагрузки на двигатель создается самое оптимальное соотношение между турбулентностью воздушного потока и массой воздуха. Токсичность ОГ и мощность двигателя таким образом оптимизируются.
При возникновении неисправности или при разрыве электропитания заслонки открываются под действием пружины.
Связанные документы
- gf0716p9997ogs Конструктивные узлы системы впрыска дизельного топлива с общей топливной рампой (CDI)