Съдържание: Елементи на DPF системата ⇩ Филтър за твърди частици ⇩ Пасивна регенерация ⇩ Активна регенерация ⇩ Система за управление на филтъра за…⇩ DPF модул за контрол на разхода на…⇩ DPF модул за контрол на въздушния…⇩ Модул за съвпадение на DPF ⇩ Сензор за диференциално налягане ⇩ ДПФ сензори за температура ⇩ Индикация на арматурното табло ⇩ Странични ефекти от филтъра за…⇩ Разход на гориво ⇩
При превозни средства, започващи от моделна година 2008, дизеловият филтър за твърди частици (DPF) се предлага като опция.
ЗАБЕЛЕЖКА: Изпускателна система без DPF също се предлага за превозни средства от моделната година 2008.
Система DPF намалява емисиите на твърди продукти за изгаряне на дизелово гориво до незначителен малки нива.
Елементи на DPF системата
| Име на артикул | Каталожен номер на резервната част | Описание |
| 1 | Сензор за температура на отработените газове (преди катализатор) | |
| 2 | Сензор за температура на отработените газове (след катализатор) | |
| 3 | Сензорна тръба за високо налягане | |
| 4 | Сензор за диференциално налягане | |
| 5 | Сензорна тръба за ниско налягане | |
| 6 | Датчик за температура на изгорелите газове (след DPF) | |
| 7 | Филтър за твърди частици | |
| 8 | Каталитичен конвертор |
Емисиите на прахови частици се появяват под формата на черен дим, изпускан от дизелов двигател при определени условия на натоварване. Изгорелите газове са сложна смес от твърди и течни елементи, като твърдите частици са предимно микросфери от въглерод, върху които се кондензират въглеводородите, отделени от горивото и смазочните материали на двигателя.
DPF системата се състои от следните елементи:
- Филтър за твърди частици
- Софтуер за управление на DPF, вграден в контролния модул на двигателя (ECM)
- Сензор за диференциално налягане
Филтър за твърди частици
DPF се намира в изпускателната система, зад катализатора. Основната характеристика на DPF е способността му да се регенерира. Регенерацията е изгаряне на твърди частици, уловени във филтъра, което предотвратява запушването на филтъра и позволява на отработените газове да преминават свободно. Процесът на регенерация протича на изчислени интервали и не се забелязва от водача на автомобила.
Регенерирането е много важно, тъй като препълването на филтъра може да причини повреда на двигателя поради прекалено високото обратно налягане на отработените газове, а самият филтър също може да се счупи или да бъде унищожен. Продуктите, уловени от филтъра, са предимно въглеродни частици с абсорбирани въглеводороди.
| Име на артикул | Каталожен номер на резервната част | Описание |
| A | Предна страна с редуващи се затворени клетки | |
| B | Страничен изглед, показващ потока отработени газове, преминаващи през филтъра и частиците, събиращи се във филтъра | |
| C | Задна страна с редуващи се затворени клетки |
DPF използва технология за филтриране, базирана на филтър с каталитично покритие. DPF е изработен от силициев карбид, обвит в стоманен контейнер, който има отлична устойчивост на термичен удар и характеристики на топлопроводимост. DPF филтърът е проектиран да отговаря на оперативните нужди за поддържане на оптимално обратно налягане.
Порестата повърхност на филтъра се състои от множество малки успоредни канали, разположени надлъжно по отношение на изпускателната система. Съседните канали във филтъра се затварят последователно в края. Този дизайн принуждава отработените газове да преминават през порестите стени на филтъра, които действат като филтърна среда. Твърдите вещества, твърде големи, за да преминат през порестата повърхност, се събират и съхраняват в каналите.
Ако твърдите частици, които се събират върху филтъра, не бъдат отстранени, преминаването на отработените газове може да бъде възпрепятствано. За отстраняване на твърдите частици се използва процес на регенерация, при който твърдите частици се окисляват.
Регенерирането на DPF се контролира от температурата на отработените газове и DPF. DPF има филтърна повърхност с обработка "wash coat", която включва платина и други активни компоненти и е подобна на обработката на каталитичен конвертор. При определена температура отработените газове и DPF "миещото покритие" активират изгарянето на прахови частици в допълнение към окисляването на въглероден оксид и въглеводороди.
Температурите на отработените газове и DPF се контролират от DPF софтуера в ECM. DPF софтуерът следи натоварването на DPF въз основа на стила на шофиране, изминатото разстояние и сигналите от сензорите за диференциално налягане и температурните сензори. Когато се достигне предварително определено ниво на обем на твърди частици, DPF се регенерира активно. Извършва се в сътрудничество с ECM чрез регулиране на различни функции за управление на двигателя, като например:
- впръскване на гориво
- регулиране на входящия въздушен поток с помощта на дросел
- система за рециркулация на отработените газове
- контрол на налягането при усилване
За регенериране на DPF се използват два филтъра - активен и пасивен.
Пасивна регенерация
Пасивната регенерация не изисква специална намеса от системата за управление на двигателя и се извършва при нормална работа на двигателя. Благодарение на пасивната регенерация твърдите частици, отложени в DPF, бавно се превръщат във въглероден диоксид. Този процес е активен, когато температурата на DPF достигне 250°C (482°F). При високи скорости и голямо натоварване на двигателя този процес става непрекъснат.
По време на пасивната регенерация само част от твърдите вещества се превръща във въглероден диоксид. Това е така, защото процесът на химическа реакция е ефективен само в рамките на нормалния работен температурен диапазон от 250°C до 500°C (482°F до 932°F).
Над този температурен диапазон ефективността на превръщането на праховите частици във въглероден диоксид се увеличава с повишаване на температурата на DPF филтъра. Такива температури могат да бъдат постигнати само чрез активен процес на регенерация.
Активна регенерация
Активната регенерация започва, когато обемът на частиците в DPF достигне прагово ниво, което се наблюдава или определя от софтуера за управление на DPF. Изчисленията на прага отчитат стила на шофиране, изминатото разстояние и сигналите за обратно налягане от сензора за диференциално налягане.
По правило активната регенерация се извършва на всеки 725 км, но честотата на регенерацията зависи силно от условията на шофиране на автомобила. Например, когато колата се движи с лек товар в градския трафик, активната регенерация ще се случва по-често. Това се дължи на по-бързото натрупване на частици в DPF в сравнение с режимите, когато автомобилът се движи с висока скорост и се извършва пасивна регенерация.
DPF софтуерът съдържа одометър, който инициира регенерация и служи за архивиране на активна регенерация. Регенерирането се иска въз основа на изминатото разстояние, освен ако не е инициирано от сигнал за обратно налягане от сензора за диференциално налягане.
Активната регенерация на DPF започва, когато температурата на DPF се повиши до температурата на горене на твърдите частици. Температурата на DPF се повишава поради повишаването на температурата на отработените газове. Това се постига чрез въвеждане на допълнителна инжекция след предварителната и основната инжекция.
DPF софтуерът следи сигнали от два DPF температурни сензора, за да определи температурата на DPF. В зависимост от температурата на DPF филтъра, DPF софтуерът изисква ECM да извърши един или два допълнителни цикъла на впръскване на гориво:
- Първото допълнително впръскване на гориво забавя горенето в цилиндъра, което повишава температурата на отработените газове.
- Второ допълнително впръскване на гориво се случва по-късно в цикъла на силовия ход. Горивото се изгаря частично в цилиндъра; част от неизгорялото гориво навлиза в изпускателната система, където инициира екзотермична реакция в каталитичния конвертор, като допълнително повишава температурата на DPF.
Активната температура на DPF регенерация се контролира внимателно от DPF софтуера, за да се поддържа необходимата температура от 600°C (1112°F) на входа на DPF. Системата за управление на температурата гарантира, че границите на работната температура на турбокомпресора и каталитичния конвертор не се превишават. Температурата на входа на турбокомпресора не трябва да надвишава 830°C (1526TF), температурата на катализатора не трябва да надвишава 800°C (1472TF), а температурата на отработените газове трябва да остане под 750°C (1382°F).
По време на активна регенерация протичат следните процеси, контролирани от ECM:
- Турбокомпресорът се поддържа в напълно отворено положение. Това минимизира преноса на топлина от отработените газове към турбокомпресора и намалява дебита на отработените газове, което позволява оптимално нагряване на DPF. Ако водачът желае да увеличи въртящия момент, лопатките на турбокомпресора могат да бъдат затворени, ако е необходимо.
- Дроселната клапа се затваря, тъй като това помага за повишаване на температурата на отработените газове и намалява скоростта на потока на отработените газове, което намалява времето, необходимо на DPF за загряване до оптималната температура.
- Клапанът за рециркулация на отработените газове (EGR) се затваря. Използването на EGR намалява температурата на отработените газове и следователно не позволява постигането на оптимална температура на DPF.
Система за управление на филтъра за твърди частици
За да се постигне оптимална производителност на DPF филтъра и да се предотврати запушване, състоянието на DPF филтъра трябва постоянно да се следи. ECM съдържа DPF софтуер, който контролира наблюдението и работата на DPF системата и също така следи други данни за превозното средство, за да определи периодите на регенериране и интервалите на поддръжка.
DPF софтуерът може да бъде разделен на три отделни софтуерни контролни модула: DPF контролен модул, DPF модул за управление на горивото и DPF модул за управление на въздушния поток.
Тези три модула се управляват от четвърти софтуерен модул, наречен DPF съвпадащ модул. Съвпадащият модул контролира работата на други модули, когато се получи заявка за активна регенерация. Модулът за управление на DPF е подсистема на модула за съвпадение на DPF.
DPF модул за контрол на разхода на гориво
Модулът за управление на горивото на DPF управлява следните функции:
- Синхронизиране на четири отделни впръсквания на работен такт и количеството впръскано гориво (предварително, основно и две допълнителни впръсквания).
- Налягане на впръскване и превключване между три различни нива на калибриране на впръскването.
В допълнение към измерването на активността на катализатора и DPF, контролираното впръскване определя необходимото ниво на впръскване. Системата за управление на горивото изчислява количеството гориво и времето на четирите отделни впръсквания за всяко от трите нива на калибриране на налягането на впръскване и също така контролира превключването между нивата.
Необходими са две допълнителни инжекции, за да се разделят функциите за повишаване на температурата на газовете в цилиндъра и производството на въглеводороди. Първото усилващо впръскване се използва за генериране на по-високи температури на газа в цилиндъра, като същевременно се поддържа същият въртящ момент на двигателя, както при нормална (без регенерация) работа на двигателя. Второто усилващо впръскване се използва за производство на въглеводороди чрез насочване на неизгорялото гориво към каталитичния конвертор без увеличаване на въртящия момент на двигателя.
DPF модул за контрол на въздушния поток
Модулът за управление на въздушния поток DPF управлява следните функции:
- EGR система за управление
- Система за контрол на налягането при форсиране
- Система за контрол на температурата и налягането на входящия въздух
(Подробности можете да намерите на уебсайта: «LRMAN.RU») По време на активното регенериране EGR се изключва и се изчислява активирането на затворения контур на регулатора на налягането на зареждане. Модулът за контрол на въздушния поток следи нивата на налягане и температура на въздуха във всмукателния колектор. Този контрол е необходим за постигане на правилните условия вътре в цилиндъра за стабилно и надеждно изгаряне на допълнително впръсканото гориво.
Модулът контролира температурата на входящия въздух чрез активиране на EGR дроселовата клапа и регулиране на налягането при пълнене.
Модул за съвпадение на DPF
Модулът за съвпадение на DPF, при получаване на заявка за регенериране от контролния модул, инициира и договаря следните заявки за регенериране на DPF:
- Деактивиране на EGR
- Контрол на налягането при форсиране
- Повишено натоварване на двигателя
- Контролиране на налягането и температурата на въздуха във всмукателния колектор
- Контрол на впръскване на гориво
Когато EGR клапанът се затвори, контролният модул инициира заявка за увеличаване на натоварването на двигателя чрез контролиране на температурата и налягането на входящия въздух.
След получаване на потвърждение, че условията на всмукване са под контрол или че времето за калибриране е изтекло, съвпадащият модул влиза в състояние на изчакване, когато водачът освободи педала на газта. Ако това се случи или времето за калибриране изтече, съвпадащият модул генерира заявка за управление на впръскването на гориво за повишаване на температурата на отработените газове.
Сензор за диференциално налягане
| Име на артикул | Каталожен номер на резервната част | Описание |
| 1 | Връзка за ниско налягане | |
| 2 | Тръба за високо налягане | |
| 3 | Електрически конектор |
Сензорът за диференциално налягане е монтиран на скоба, прикрепена към трансферната кутия.
Сензорът за диференциално налягане се използва от софтуера за наблюдение на състоянието на DPF. Двете тръби на сензора са свързани с тръби към входната и изходната страна на DPF. Тръбите позволяват на сензора да измерва DPF налягането на входа и изхода.
С увеличаването на количеството частици, уловени в DPF, налягането от страната на входа на DPF се увеличава спрямо изходната страна. Софтуерът DPF използва това сравнение в комбинация с други данни, за да изчисли натрупания брой уловени частици.
Чрез измерване на разликата в налягането между DPF входа и изхода и DPF температурата, DPF софтуерът може да определи дали DPF филтърът е запушен и изисква регенерация.
ДПФ сензори за температура
DPF системата използва три температурни сензора. Първият сензор е монтиран непосредствено след турбокомпресора във входящата тръба на катализатора, вторият е монтиран в изходната тръба на катализатора, а третият сензор е монтиран в изпускателната конусна тръба на DPF.
Сензорите измерват температурата на отработените газове на изхода на турбокомпресора, след каталитичния конвертор и след преминаване през DPF и предоставят информацията, необходима за изчисляване на температурата на DPF.
Тази информация се използва в комбинация с други данни за изчисляване на количеството натрупани прахови частици и за контролиране на температурата на DPF филтъра.
Индикация на арматурното табло
Ако превозното средство редовно прави кратки пътувания с ниска скорост, ефективното регенериране на DPF може да не е възможно.
В този случай DPF софтуерът определя, че DPF е запушен въз основа на сигнали от сензора за диференциално налягане и издава следните предупреждения на водача:
| Име на артикул | Каталожен номер на резервната част | Описание |
| 1 | 'DPF FULL VISIT DEALER' (DPF Е ПЪЛЕН, ПОСЕТЕТЕ ТЪРГОВЕЦА) | |
| 2 | 'DPF FULL' (DPF Е ПЪЛНА) |
Превозните средства, оборудвани с DPF и арматурно табло от високо ниво, използват съобщения в дисплея на центъра за съобщения, за да предупредят водача за състоянието на DPF.
Когато DPF филтърът е пълен, водачът се информира от съобщението "DPF FULL", придружено от референтен символ. Както е описано в Ръководството на собственика, водачът трябва да управлява превозното средство, докато двигателят достигне нормална работна температура и след това да кара със скорост най-малко 30 mph (48 km/h) в продължение на 20 минути. След като регенерирането на DPF приключи успешно, съобщението "DPF ПЪЛЕН" повече няма да се показва.
Ако DPF софтуерът определи, че DPF все още е запушен, ще се покаже съобщението "DPF FULL VISIT DEALER". Шофьорът трябва да посети оторизиран дилър, за да извърши принудителна регенерация на DPF.
Странични ефекти от филтъра за твърди частици (DPF)
Следващият раздел описва някои от страничните ефекти, причинени от процеса на активна регенерация.
Разреждане на двигателното масло
Разреждането на двигателното масло може да възникне поради малки количества гориво, навлизащи в картера по време на фазата след впръскване. Поради тази причина са въведени изчисления, базирани на стила на шофиране, за да се намалят сервизните интервали за смяна на маслото, когато е необходимо. Водачът се уведомява за необходимостта от смяна на маслото чрез съобщение на арматурното табло.
DPF софтуерът следи стила на шофиране на автомобила и честотата и продължителността на активната регенерация. Използвайки тази информация, могат да се направят изчисления за разреждането на двигателното масло. Когато DPF софтуерът изчисли, че разреждането на двигателното масло е достигнало предварително зададен праг (горивото е 7% от обема на маслото), на арматурното табло се показва сервизно съобщение.
В зависимост от вашия стил на шофиране, някои превозни средства може да изискват смяна на маслото по-рано от планирания интервал. Ако се покаже сервизно съобщение, автомобилът трябва да бъде напълно обслужен и броячът на сервизните интервали ще бъде нулиран.
Разход на гориво
По време на активния процес на регенерация на DPF разхода на гориво се увеличава. Въпреки това, тъй като активното регенериране се случва рядко и за ограничен период от време, общият разход на гориво се увеличава с приблизително 2%. Допълнителното гориво, използвано по време на процеса на активна регенерация, се добавя към моментния разход на гориво и средният разход на гориво се показва на арматурното табло.
Коментари към тази статия