НАПОМЕНА: Издувни систем без ДПФ-а је такође доступан на возилима од 2008. године.
ДПФ систем смањује емисије дизел честица на занемарљив ниво.
Елементи ДПФ система
Назив производа | Број резервног дела | Опис |
1 | Сензор температуре издувних гасова (пре катализатора) | |
2 | Сензор температуре издувних гасова (после катализатора) | |
3 | цев сензора високог притиска | |
4 | Сензор диференцијалног притиска | |
5 | Сензорска цев ниског притиска | |
6 | Сензор температуре издувних гасова (после ДПФ-а) | |
7 | филтер за честице | |
8 | катализатор |
Честице се емитују као црни дим из дизел мотора под одређеним условима оптерећења. Издувни гасови су сложена мешавина чврстих и течних елемената, при чему су честице углавном микросфере угљеника на којима се кондензују угљоводоници ослобођени из горива и мазива мотора.
ДПФ систем се састоји од следећих елемената:
- филтер за честице
- Софтвер за контролу ДПФ-а уграђен у управљачки модул мотора (ЕЦМ)
- Сензор диференцијалног притиска
Филтер за честице
ДПФ се налази у издувном систему, иза катализатора. Главна карактеристика ДПФ-а је његова способност регенерације. Регенерација је сагоревање чврстих честица заробљених у филтеру, што спречава зачепљење филтера и омогућава слободан пролаз издувних гасова. Процес регенерације се дешава у израчунатим интервалима и није приметан за возача аутомобила.
Регенерација игра веома важну улогу, пошто препун филтер може проузроковати оштећење мотора услед превисоког повратног притиска издувних гасова, а сам филтер може да се поквари или уништи. Производи заробљени филтером су углавном честице угљеника са адсорбованим угљоводоницима.
Назив производа | Број резервног дела | Опис |
A | Предња страна са наизменичним затвореним ћелијама | |
B | Поглед са стране који показује проток издувних гасова кроз филтер и честице сакупљене у филтеру | |
C | Задња страна са наизменичним затвореним ћелијама |
ДПФ користи технологију филтрације засновану на филтеру са каталитичким премазом. ДПФ је направљен од силицијум карбида затвореног у челични контејнер, који има одличну отпорност на термички удар и карактеристике топлотне проводљивости. ДПФ је дизајниран имајући на уму оперативне потребе за одржавање оптималног повратног притиска.
Порозна површина филтера се састоји од много малих паралелних канала који се налазе уздужно у односу на издувни систем. Суседни канали у филтеру се наизменично затварају на крају. Овај дизајн присиљава издувни гас да пролази кроз порозне зидове филтера, који делују као филтер медијум. Чврсте материје које су превелике да прођу кроз порозну површину се сакупљају и складиште у каналима.
Ако се чврсте материје које се скупљају на филтеру не уклоне, пролаз издувних гасова може бити ометан. За уклањање чврстих честица користи се процес регенерације, у којем се чврсте честице оксидују.
Регенерација ДПФ-а се контролише температуром издувних гасова и ДПФ-ом. ДПФ има површину филтера са "васх цоат" третманом који укључује платину и друге активне састојке и сличан је оној у каталитичком претварачу. На одређеној температури издувних гасова и ДПФ "прању капут" активира сагоревање честица поред оксидације угљен моноксида и угљоводоника.
Температура издувних гасова и ДПФ се контролише помоћу ДПФ софтвера у ЕЦМ-у. ДПФ софтвер прати оптерећење ДПФ-а на основу стила вожње, пређене удаљености и сигнала са сензора диференцијалног притиска и сензора температуре. Када се достигне унапред одређени ниво запремине чврсте материје, ДПФ се активно регенерише. Спроводи се у сарадњи са ЕЦМ кроз регулацију различитих функција управљања мотором, као што су:
- убризгавање горива
- контрола протока усисног ваздуха са гасом
- систем рециркулације издувних гасова
- контрола притиска појачања
За регенерацију ДПФ-а користе се два филтера - активни и пасивни.
Пасивна регенерација
Пасивна регенерација не захтева посебну интервенцију система управљања мотором и дешава се током нормалног рада мотора. Због пасивне регенерације, чврсте честице депоноване у ДПФ-у полако се претварају у угљен-диоксид. Овај процес је активан када температура ДПФ-а достигне 250°Ц (482°F). При великим брзинама и великом оптерећењу мотора, овај процес постаје континуиран.
Током пасивне регенерације, само део честица се претвара у угљен-диоксид. То је зато што је процес хемијске реакције ефикасан само унутар нормалног опсега радне температуре од 250°Ц до 500°Ц (482°Ф до 932°Ф).
Изнад овог температурног опсега, ефикасност претварања честица у угљен-диоксид расте са повећањем температуре ДПФ-а. Ове температуре се могу постићи само активним процесом регенерације.
Активна регенерација
Активна регенерација почиње када количина честица у ДПФ-у достигне гранични ниво који се прати или одређује софтвером за контролу ДПФ-а. Прорачун прага узима у обзир стил вожње, пређену удаљеност и сигнале повратног притиска са сензора диференцијалног притиска.
По правилу, активна регенерација се дешава на сваких 725 км, али учесталост регенерације у великој мери зависи од услова вожње аутомобила. На пример, када возите аутомобил са малим оптерећењем у градском саобраћају, активна регенерација ће се дешавати чешће. Ово је узроковано бржим акумулацијом честица у ДПФ-у у поређењу са режимима у којима се возило вози великом брзином и долази до пасивне регенерације.
ДПФ софтвер садржи одометар који покреће регенерацију и служи за резервну копију активне регенерације. Регенерација се захтева на основу пређене удаљености, осим ако се не покрене сигналом против притиска са трансмитера диференцијалног притиска.
Активна регенерација ДПФ-а почиње када температура ДПФ-а порасте на температуру сагоревања честица. ДПФ температура се повећава повећањем температуре издувних гасова. Ово се постиже увођењем додатног убризгавања након пилот и главног убризгавања.
ДПФ софтвер прати сигнале са два ДПФ температурна сензора да би одредио температуру ДПФ-а. У зависности од температуре ДПФ-а, ДПФ софтвер ће захтевати од ЕЦМ-а да изврши један или два циклуса након убризгавања горива:
- Прво накнадно убризгавање горива успорава сагоревање унутар цилиндра, што повећава температуру издувних гасова.
- Друго убризгавање горива након убризгавања се дешава касније у циклусу снаге. Гориво делимично сагорева у цилиндру; део неизгорелог горива улази у издувни систем, где иницира егзотермну реакцију у каталитичком претварачу, додатно повећавајући температуру ДПФ-а.
Активна температура регенерације ДПФ-а се пажљиво контролише од стране ДПФ софтвера како би се одржала потребна температура од 600°Ц (1112°F) на улазу за ДПФ. Систем контроле температуре спречава турбопуњач и катализатор да прекораче границе радне температуре. Улазна температура турбопуњача не сме бити већа од 830°Ц (1526TF), температура катализатора не сме да пређе 800°Ц (1472TF), а излазна температура мора остати испод 750°Ц (1382°F).
Током активне регенерације, одвијају се следећи процеси које контролише ЕЦМ:
- Турбопуњач се одржава у потпуно отвореном положају. Ово минимизира пренос топлоте са издувних гасова на турбопуњач и смањује брзину протока издувних гасова како би се постигло оптимално загревање ДПФ-а. Ако возач жели да повећа обртни момент, ако је потребно, лопатице турбопуњача се могу затворити.
- Вентил за гас се затвара јер то помаже у повећању температуре издувних гасова и смањењу протока издувних гасова, што скраћује време да се ДПФ загреје до оптималне температуре.
- Вентил за рециркулацију издувних гасова се затвара (EGR). Употреба ЕГР-а смањује температуру издувних гасова и стога не постиже оптималну температуру ДПФ-а.
Контролни систем филтера за дизел честице
Да би се постигле оптималне перформансе ДПФ-а и спречило зачепљење, стање ДПФ-а мора се стално пратити. ЕЦМ садржи ДПФ софтвер који управља праћењем и радом ДПФ система и такође прати друге податке о возилу како би одредио периоде регенерације и сервисне интервале.
ДПФ софтвер се може поделити на три одвојена управљачка софтверска модула: ДПФ контролни модул, ДПФ модул за контролу протока горива и ДПФ модул за контролу протока ваздуха.
Ова три модула контролише четврти софтверски модул, који се зове ДПФ модул за усклађивање. Одговарајући модул контролише рад других модула када се захтева активна регенерација. ДПФ контролни модул је подсистем ДПФ модула за усклађивање.
ДПФ модул за контролу горива
ДПФ модул за управљање горивом контролише следеће функције:
- Синхронизација четири одвојена убризгавања по радном такту и количине убризганог горива (прелиминарне, главне и две додатне ињекције).
- Притисак убризгавања и пребацивање између три различита нивоа калибрације убризгавања.
Поред мерења активности катализатора и ДПФ-а, контролисано убризгавање одређује потребан ниво убризгавања. Систем управљања горивом израчунава количину горива и време за четири одвојена убризгавања за сваки од три нивоа калибрације притиска убризгавања и контролише пребацивање између нивоа.
Потребне су две додатне ињекције да би се одвојиле функције повећања температуре гасова у цилиндру и производње угљоводоника. Прво накнадно убризгавање се користи за стварање веће температуре гасова у цилиндрима у исто време као и за одржавање истог обртног момента мотора као код нормалног (не током регенерације) рад мотора. Друго накнадно убризгавање се користи за стварање угљоводоника усмеравањем неизгорелог горива у катализатор без повећања обртног момента мотора.
ДПФ модул за контролу протока ваздуха
ДПФ модул за контролу протока ваздуха контролише следеће функције:
- ЕГР контролни систем
- систем контроле притиска појачања
- Систем контроле температуре усисног ваздуха и притиска
Модул контролише температуру усисног ваздуха активирањем ЕГР гаса и подешавањем притиска појачања.
ДПФ одговарајући модул
Координациони модул ДПФ-а, након што прими захтев за регенерацију од контролног модула, покреће и координира следеће захтеве за регенерацију ДПФ-а:
- Онемогућите ЕГР
- Контрола притиска појачања
- Повећано оптерећење мотора
- Контрола притиска ваздуха и температуре у колектору
- Контрола убризгавања горива
Када се ЕГР вентил затвори, координациони модул покреће захтев за повећањем оптерећења мотора контролишући температуру и притисак усисног ваздуха.
Након што добије потврду да су услови усисавања под контролом или да је време калибрације истекло, модул за усклађивање прелази у стање чекања да возач отпусти педалу гаса. Ако се то догоди или време калибрације истекне, модул за усклађивање генерише захтев за контролу убризгавања горива да би се повећала температура издувних гасова.
Сензор диференцијалног притиска
Назив производа | Број резервног дела | Опис |
1 | Прикључак ниског притиска | |
2 | Прикључак високог притиска | |
3 | електрични конектор |
Сензор диференцијалног притиска је монтиран на носач причвршћен за преносно кућиште.
Софтвер користи сензор диференцијалног притиска за праћење статуса ДПФ-а. Две цеви на сензору су повезане цевима на улазну и излазну страну ДПФ-а. Цеви омогућавају сензору да мери усисни и издувни ДПФ притисак.
Како се количина честица заробљених ДПФ-ом повећава, притисак на усисној страни ДПФ-а расте у поређењу са издувном страном. ДПФ софтвер користи ово поређење у комбинацији са другим подацима за израчунавање акумулираног броја заробљених честица.
Мерењем разлике притиска између улаза и излаза ДПФ-а и температуре ДПФ-а, софтвер ДПФ-а може да утврди да ли је ДПФ зачепљен и да ли треба да се регенерише.
ДПФ температурни сензори
ДПФ систем користи три температурна сензора. Први сензор се налази одмах иза турбопуњача у улазној цеви каталитичког претварача, други се налази у излазној цеви катализатора, а трећи сензор је у излазној цеви ДПФ-а.
Сензори мере температуру издувних гасова на излазу из турбопуњача, после катализатора и након проласка кроз ДПФ и пружају информације потребне за израчунавање температуре ДПФ-а.
Ове информације се користе заједно са другим подацима за израчунавање акумулираних честица и за контролу температуре ДПФ-а.
Индикација на инструмент табли
Ако возило редовно прави кратка путовања при малој брзини, ефективна регенерација ДПФ-а можда неће бити могућа.
У овом случају, ДПФ софтвер утврђује да је ДПФ зачепљен на основу сигнала са сензора диференцијалног притиска и издаје следећа упозорења возачу:
Назив производа | Број резервног дела | Опис |
1 | 'DPF FULL VISIT DEALER' (ДПФ ФУЛЛ, ПОСЕТИТЕ ПРОДАВЦА) | |
2 | 'DPF FULL' (ДПФ ФУЛЛ) |
Возила опремљена ДПФ-ом и инструмент таблом високог нивоа користе поруке на дисплеју центра за поруке да обавесте возача о статусу ДПФ-а.
Када је ДПФ пун, возач је обавештен поруком "ДПФ ФУЛЛ" праћен референтним симболом. Као што је описано у Упутству за употребу, возач мора возити возило док се мотор не загреје до нормалне радне температуре, а затим наставити вожњу брзином од најмање 30 мпх (48 км/х) за 20 минута. Када се регенерација ДПФ-а успешно заврши, порука "ДПФ ФУЛЛ" више неће бити приказана.
Ако софтвер ДПФ утврди да је ДПФ и даље зачепљен, приказаће се порука "ДПФ ФУЛЛ ВИСИТ ДЕАЛЕР". Возач треба да посети овлашћеног дилера за принудну регенерацију ДПФ-а.
Нежељени ефекти филтера за честице (DPF)
Следећи одељак описује неке од нежељених ефеката изазваних активним процесом регенерације.
Разблаживање моторног уља
До разблаживања моторног уља може доћи због мале количине горива која улази у кућиште радилице током фазе након убризгавања. Из тог разлога су уведени прорачуни засновани на стилу вожње како би се смањили сервисни интервали замене уља ако је потребно. Возач се обавештава о потреби замене уља поруком на инструмент табли.
ДПФ софтвер прати стил вожње, учесталост и трајање активне регенерације. Са овим информацијама могу се направити прорачуни о разблажењу моторног уља. Када ДПФ софтвер израчуна да је разблаживање моторног уља достигло унапред одређени праг (гориво је 7% запремине уља), сервисна порука се приказује на инструмент табли.
У зависности од вашег стила вожње, неким возилима може бити потребна замена уља пре предвиђеног интервала. Ако се прикаже сервисна порука, возилу је потребан комплетан сервис, након чега ће бројач сервисних интервала бити ресетован.
Потрошња горива
Током процеса активне регенерације ДПФ-а, потрошња горива се повећава. Међутим, пошто се активна регенерација дешава ретко и током ограниченог временског периода, укупна потрошња горива расте за приближно 2%. Додатно гориво које се користи током активног процеса регенерације додаје се тренутној потрошњи горива и просечна потрошња горива се приказује на инструмент табли.
Коментари на овај чланак