Функциональные предпосылки системы очистки ОГ: общая информация
Клемма 87M (система управления двигателем ВКЛ.)
Двигатель работает
Система очистки ОГ, общая информация
Назначением системы очистки ОГ является снижение выбросов вредных веществ:
оксидов азота (NOx)
углеводородов (HC)
окиси углерода (CO)
- частички сажи
Для снижения содержания вредных веществ в ОГ используются следующие подфункции:
Переключение впускного канала (EKAS)
Накаливание сажевого фильтра (DPF) (а/м с кодом 474 (Сажевый фильтр))
Система рециркуляции ОГ (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) (а/м с КОДОМ U77 (Дизельный двигатель, очистка ОГ BLUETEC (SCR)))
Датчик температуры перед сажевым фильтром (B19/9) (а/м с КОДОМ 474 (Сажевый фильтр))
Датчик температуры перед турбокомпрессором (B19/11)
Дифференциальный датчик давления DPF (B28/8) (а/м с КОДОМ 474 (Сажевый фильтр))
Лямбда-зонд перед катализатором (G3/2)
Блок управления SAM (N10), температура наружного воздуха по шине данных CAN салона (CAN B) через блок управления электронным замком зажигания (N73) и по шине данных CAN 1 ходовой части (CAN E1)
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 SCR-катализатора (N37/8), сигнал датчика NOx после каталитического нейтрализатора SCR (N37/8b1) по шине данных CAN датчиков трансмиссии (а/м с КОДОМ U77 Дизельный двигатель с системой очистки ОГ BLUETEC (SCR))
Функциональное описание очистки ОГ
В очистке ОГ участвуют следующие подсистемы:
Процесс функционирования каталитического нейтрализатора окисления
Процесс функционирования сажевого фильтра (DPF)
Функциональное описание каталитического нейтрализатора SCR (а/м с КОДОМ U77 (Система нейтрализации ОГ дизельного двигателя BLUETEC (SCR)
Процесс функционирования отключения впускного канала
Процесс функционирования каталитического нейтрализатора окисления
Каталитический нейтрализатор окисления обеспечивает снижение углеводорода (HC), монооксида углерода (CO) и оксидов азота (NOx) и генерирует на автомобилях с кодом 474 (Сажевый фильтр) за счет дожигания необходимую термическую энергию для фазы регенерации сажевого фильтра.
Процесс функционирования 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 структуры.
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), через выходной каскад свечей накаливания (N14/3) к свечам накаливания (R9)
Смещение линий переключения по шине данных CAN трансмиссии (CAN C) через блок управления полностью интегрированной системой управления АКП (Y3/8n4)
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. Температура ОГ во время регенерации контролируется датчиком температуры перед турбокомпрессором и датчиком температуры перед сажевым фильтром (а/м с кодом 474 (Сажевый фильтр).
Дифференциальный датчик давления по напорным трубопроводам ОГ перед и за сажевым фильтром определяет разность между давлениями ОГ перед и за сажевым фильтром. На основе разницы давлений и рассчитанной по параметрической матрице блоком управления CDI массы ОГ определяется содержание частичек сажи в сажевом фильтре. Сигнал о необходимости проведения обслуживания сажевого фильтра передается по шине данных CAN 1 ходовой части через блок управления электронным замком зажигания и по шине данных CAN 2 ходовой части (CAN E2) контрольной лампой диагностики двигателя (A1e58) в комбинации приборов (A1).
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.
Каналы сажевого фильтра попеременно открыты спереди и сзади и отделены друг от друга пористыми стенками каркаса сотовой структуры.
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. Частички сажи задерживаются в каркасе сотовой конструкции сажевого фильтра. В фазе регенерации в сажевом фильтре остаточные частицы сажи сгорают под воздействием высокой температуры ОГ.
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 содержания оксидов азота в отработавших газах зависит от температуры и доходит до 80 %. Снижение содержания сажи составляет ок. 99 %.
Степень загрузки сажевого фильтра передается блоком управления CDI через дифференциальный датчик давления сажевого фильтра. Если содержание сажи превышает зависимое от параметрической матрицы значение, то блок управления CDI, при имеющихся условиях регенерации, запускает фазу регенерации. Регенерация выполняется за счет периодического повышения температуры ОГ путем дополнительного впрыска.
Благодаря повышению температуры ОГ отложившиеся в сажевом фильтре частички сажи в подавляющем большинстве сгорают с образованием диоксида углерода CO2.
Не сгораемое содержание зольных частиц остается в сажевом фильтре. Датчиком температуры перед турбокомпрессором и датчиком температуры перед сажевым фильтром контролируется температура ОГ во время регенерации. О необходимости проведения обслуживания сажевого фильтра сообщается с помощью контрольной лампы диагностики двигателя в комбинации приборов.
При достижении уровня "Резерв" в баке для AdBlue® водитель помимо звукового сигнала получает информацию на мультифункциональном дисплее (A1p13) о необходимости обращения в мастерскую и проведения соответствующего технического обслуживания.
При достижении уровня заполнения "Пусто" в баке для AdBlue® с помощью модели расчета проверки достоверности уровня заполнения "Пусто". Если проверка достоверности также показала уровень "Пусто", помимо возникновения звукового сигнала в память неисправностей блока управления CDI заносится запись, и активируется контрольная лампа диагностики двигателя на комбинации приборов. С этого момента допускается 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.
Процесс функционирования 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, для измерения атмосферного давления
Датчик положения педали газа (B37) для определения нагрузки
Датчик Холла коленчатого вала (B70) для определения частоты вращения коленчатого вала 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
- gf0716p9997olf Конструктивные узлы системы впрыска дизельного топлива с общей топливной рампой (CDI)