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:
оксида азота (NOx)
углеводородов (HC)
окись 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 восстанавливающего реагента AdBlue®
Блок управления CDI (N3/9) считывает следующие датчики:
Датчик температуры перед катализатором SCR (B16/15)
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) через шину данных CAN датчиков трансмиссии (CAN I)
Блок управления датчиком NOx после катализатора SCR (N37/8), сигнал датчика NOx после катализатора SCR (N37/8b1) через шину данных CAN датчиков трансмиссии
Система нейтрализации ОГ: функциональный процесс
Следующие подсистемы участвуют в очистке ОГ:
функциональный процесс окислительного катализатора
функциональный процесс сажевого фильтра (DPF)
функциональный процесс катализатора 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.
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 частиц 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 линии переключения через шину данных CAN трансмиссии, 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.
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 контрольной лампы диагностики двигателя (A1e58) о необходимости технического обслуживания сажевого фильтра поступает в комбинацию приборов (A1) 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.
Функциональный процесс катализатора SCR
Отходящие из мотора отработавшие газы очищаются в каталитическом нейтрализаторе окисления, сажевом фильтре (DPF) и катализаторе SCR.
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 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. 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 восстанавливающий реагент AdBlue®, преобразовывающийся в результате термолиза (термически обусловленной химической реакции) и гидролиза (обусловленной водой химической реакции) в аммиак (NH3).
Между дозирующим клапаном AdBlue® (Y129) и каталитическим нейтрализатором SCR находится смесительный элемент. Он обеспечивает улучшенный гидролиз восстанавливающего реагента AdBlue® и равномерное распределение AdBlue® перед каталитическим нейтрализатором SCR.
Содержащийся в отработавших газах NOx в каталитическом нейтрализаторе SCR вместе с NH3 преобразовывается в молекулярный азот (N2) и H2O.
Требуемое количество восстанавливающего реагента рассчитывается по параметрической матрице блоком управления CDI и передается через шину данных CAN датчиков трансмиссии к блоку управления AdBlue® (N118/5). Это ведет к рассчитанному по параметрической матрице впрыску восстанавливающего реагента 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 %.
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.
Несгоревшие частицы сажи остаются 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 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 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.
Схематическое изображение отключения впускного канала |
1 | Дополнительный впускной канал |
2 | Впускной канал |
3 | Впускные каналы |
4 | Выпускные каналы |
M16/6 | Сервомотор дроссельной заслонки |
M55 | Исполнительный электродвигатель отключения впускного канала |
A | Впускной воздух дополнительного впускного канала |
B | Впускной воздух впускного канала |
P09.20-2327-76
Функциональный процесс отключения впускного канала
Функция отключения 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 считывает следующие датчики:
Датчик атмосферного давления (встроенный в блок управления CDI), для давления окружающего воздуха
Датчик положения педали газа (B37), для определения нагрузки
Датчик Холла коленчатого вала (B70) - частота вращения двигателя
Для каждого цилиндра предусмотрены два отдельных впускных канала, дополнительный впускной канал и впускной канал во впускном коллекторе. С помощью заслонки в исполнительном электродвигателе отключения впускного канала может закрываться дополнительный впускной канал. Таким образом, для заполнения цилиндра доступны только два впускных канала, что ведет к увеличению скорости и завихрения воздушного потока.
При увеличении частоты вращения двигателя и нагрузки на двигатель дополнительные 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 заслонка открывается под действием пружины.
Связанные документы
- gf0716p9997orb Конструктивные узлы системы впрыска дизельного топлива с общей топливной рампой (CDI)