Система нейтрализации ОГ: функциональное описание

Необходимые функциональные условия работы системы очистки ОГ: общая информация

 Клемма 87M (система управления двигателя включена)

 Двигатель работает.

Система очистки ОГ: общие сведения

Назначением системы очистки ОГ является снижение выбросов вредных веществ:

 Оксиды азота (NOx)

 Углеводороды (CH)

 окись углерода (CO)

 Частицы сажи

Для снижения содержания вредных веществ в ОГ используются следующие подфункции:

 Отключение впускного канала (EKAS)

 Сажевый фильтр (DPF)

 Система рециркуляции ОГ (AGR)

 Впрыск восстанавливающего средства AdBlue®

Блок управления CDI (N3/40) считывает следующие сигналы:

 Датчик температуры перед каталитическим нейтрализатором SCR на днище (B16/28)

 Блок датчиков температуры (B157/5)

 Дифференциальный датчик давления сажевого фильтра (B28/26)

 Блок управления SAM (N10), температура наружного воздуха

 Блок управления датчиком NOx перед каталитическим нейтрализатором SCR (N37/7)

 Блок управления датчиком NOx после каталитического нейтрализатора SCR (N37/8)

 Блок управления датчиком NOx после каталитического нейтрализатора SCR на днище (N37/13)

Функциональный процесс очистки ОГ

В очистке ОГ участвуют следующие подсистемы:

 Функциональный процесс каталитического нейтрализатора окисления

 Принцип действия сажевого фильтра

 Процесс функционирования катализатора SCR

 Процесс функционирования отключения впускного канала

Функциональный процесс каталитического нейтрализатора окисления

Окислительный катализатор обеспечивает снижение содержания углеводорода (CH), 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).

Принцип действия сажевого фильтра

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 фильтрующими перегородками каркаса сотовой структуры.

Предварительно очищенные в окислительном фильтре отработавшие газы попадают в открытые спереди каналы сажевого фильтра, и через пористые фильтрующие перегородки 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. Информацию о содержании сажи в сажевом фильтре блок управления CDI получает 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)

 Накал сажевого фильтра через выходной каскад свечей накаливания (N14/8) к свечам накаливания (R9)

 Смещение линий переключения электрическим модулем управления полностью интегрированной системой управления АКП (VGS) (N15/15) (с кодом G43 (9G­TRONIC))

Благодаря повышению температуры ОГ отложившиеся в сажевом фильтре частицы сажи в подавляющем большинстве сгорают с образованием диоксида углерода (CO2). Образующаяся зола остается в сажевом фильтре.

Блок датчиков температуры (B157/5) контролирует температуру ОГ во время регенерации.

Дифференциальный датчик давления сажевого фильтра (B28/26) по напорным трубопроводам ОГ перед и за сажевым фильтром определяет разность между давлениями ОГ перед и за сажевым фильтром. На основе разности давлений и рассчитанной по параметрической матрице блоком управления CDI массы ОГ определяется содержание частичек сажи в сажевом фильтре. О необходимости проведения технического обслуживания сажевого фильтра сообщается на комбинации приборов с помощью контрольной лампы системы диагностики двигателя (A1).

 Прерванная регенерация при движениях на короткие расстояния распределяется на несколько ездовых циклов. Из-за этого чаще выполняются фазы подогрева до достижения необходимой температуры регенерации. Процесс регенерации происходит незаметно для клиента.

Процесс функционирования катализатора SCR

Выброшенные двигателем отработавшие газы очищаются в каталитическом нейтрализаторе окисления, сажевом фильтре (DPF) и каталитическом нейтрализаторе SCR (селективное каталитическое восстановление).

В процессе окисления в каталитическом нейтрализаторе окисления CO и CH преобразовываются в CO2 и воду (H2O).

Перед каталитическим нейтрализатором SCR впрыскивается восстанавливающее средство AdBlue®, преобразуемое путем термолиза (тепловая химическая реакция) и гидролиза (водная химическая реакция) в аммиак (NH3).

Между дозирующим клапаном 2 AdBlue® (Y129/5) и каталитическим нейтрализатором 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 восстановителя рассчитывается блоком управления CDI в зависимости от параметрической матрицы и передается на блок управления AdBlue® (N118/5). Это обеспечивает согласованный с характеристиками впрыск рассчитанного восстанавливающего вещества AdBlue® через дозирующий клапан 2 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 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 максимум 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 масла в двигателе (B94/18)

 Датчик атмосферного давления (встроенный в блок управления CDI), для атмосферного давления.

 Модуль педали газа (A68), для определения нагрузки

 Датчик Холла коленчатого вала двигателя (B70) - частота 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 коленчатого вала двигателя и нагрузки на двигатель впускные каналы последовательно непрерывно открываются, в результате чего для каждого режима нагрузки на двигатель создается самое оптимальное соотношение между завихрением воздушного потока и массой воздуха. Токсичность ОГ и мощность двигателя таким образом оптимизируются.

 При возникновении неисправности или при разрыве напряжения питания заслонки открываются под действием пружины.