Катализаторный фильтр частиц сDPF
Двигатели снабжены так называемой системой cDPF (catalyst Diesel Particulate Filter)- катализаторный DPF. Окислительный катализатор располагается отдельно перед сажевым фильтром. Сажевый фильтр сDPF работает как фильтр частиц и дополнительно как каталитический нейтрализатор. Это позволяет снижать выбросы частиц, HC и CO.
Фильтр частиц представляет собой пористый карбид кремния, покрытый слоем washcoat (вещества, увеличивающие поверхность), который в свою очередь покрыт слоем каталитического металла. Каталитический металл выполняет роль катализатора и окисляет СО и НС до образования CO2 и воды.
В фильтре частиц отработавшие газы пропускаются через пористые стенки фильтра, в которых частицы задерживаются. В режиме регенерации ЕСМ регулирует поток воздуха и впрыск топлива таким образом, чтобы поддерживать температуру 600С, необходимую для регенерации сDPF. В нормальном режиме эксплуатации, выхлопные газы дизельного ДВС имеют температуру от 100С небольшая нагрузка до 650С полная нагрузка.
Новый фильтр задерживает прим. 70 % частиц, а "немного" использованный - более 95 % частиц.
Очистка фильтра сгоранием происходит без дополнительных добавок.
Фильтр cDPF не имеет определенных интервалов замены.
1 Датчик падения давления
2 Лямбда-зонд
3 Датчик температуры, катализатор
4 Катализатор
5 Фильтр частиц сDPF
6 Трубка датчика падения давления
7 Трубка датчика падения давления
8 Датчик температуры, фильтр частиц
Регенерация
Частицы, осевшие в фильтре, следует регулярно сжигать. Пробег до следующей регенерации составляет прим. от 500 до 1000 км.
Температура
Температура отработавших газов в фильтре в процессе регенерации должна составлять прим. +600С.
Так как отработавшие газы, поступающие в фильтр при нормальных условиях эксплуатации, имеют температуру от +100(небольшая нагрузка) до +650С (полная нагрузка), ЕСМ регулирует поток воздуха и впрыск топлива таким образом, чтобы поддерживать температуру прим. 600С.
Когда необходимо проведение регенерации
ЕСМ рассчитывает время проведения регенерации.
В общем случае регенерация инициируется, когда определенная масса частиц задерживается в фильтре. Ориентировочная величина прим. 30 г. В зависимости от обстоятельств (манеры вождения, температуры и пр.) регенерация может происходить и при других значениях.
Основными факторами, регулирующими регенерацию, являются:
• Пробег/расход топлива с момента последней регенерации. "Нормальный" пробег составляет прим. 800 км или прим. 80 литров израсходованного топлива. Все зависит от условий эксплуатации.
• Расчетное количество частиц в фильтре. Зависит, в первую очередь, от условий эксплуатации (температура, нагрузка, расход топлива и пр.) с момента последней регенерации.
• Расчетное количество шлака в фильтре. Зависит, в первую очередь, от пробега.
• Падение давления в фильтре. Падение давления измеряется датчиком падения давления, который измеряет и сравнивает давление перед и после фильтра. Для "очищенного" фильтра падение давления составляет прим. 5гПа - 20 гПа. Регенерация проводится, когда падение давления составляет прим. 100 гПа.
Падение давления используется также для диагностики, например, течи (низкое падение давления) или засорения фильтра (высокое падение давления).
"Нормальная" регенерация
По температуре охлаждающей жидкости и отработавших газов перед впуском катализатора и фильтра частиц ЕСМ определяет время начала регенерации.
Если эти условия выполняются, ЕСМ предпринимает определенные меры. Например:
• Закрывается клапан EGR.
• Снижается давление топлива.
• Снижается давление наддува.
• ЕСМ управляет заслонкой ЕТА для корректировки поступающей воздушной массы (в первую очередь снижения).
Топливные форсунки активируются еще два раза после основного впрыска.
− Первый дополнительный впрыск используется для повышения температуры перед катализатором (с прим. 150 до 300С).
− Второй дополнительный впрыск используется для повышения температуры отработавших газов при прохождении катализатора. Когда разогретые отработавшие газы (прим. 600С) достигают фильтра частиц, запускается регенерация.
Во время этого впрыска топливо впрыскивается в цилиндр и испаряется. Через открытые в это время выпускные клапана пары топлива захватываются отработавшими газами и направляются вперед в катализатор, где они и сгорают. Разогретые газы продолжают движение вперед к фильтру частиц, и разогревают его для запуска процесса регенерации.
• В связи с тем, что ЕСМ в течение всего процесса регенерации регистрирует температуру отработавших газов, массу входящего воздуха (количество кислорода) и впрыскиваемое топливо, он может оценивать, успешно ли прошла регенерация, и соответственно обнулять "счетчик". Обычно это занимает около 10 - 30 минут.
Если, например, процесс, прерывается раньше в связи с прерыванием цикла движения (водитель выключает двигатель), процесс регенерации проводиться вновь, сразу же, как только выполняются условия для его инициирования. Внутренний счетчик суммирует количество частиц, поступивших в процессе прерванной регенерации, к частицам вновь начатой регенерации.
• В тех случаях, когда требуется регенерация, но не выполняются условия для ее проведения, водителю предлагается с помощью текстового сообщения в DIM, управлять автомобилем таким образом, чтобы выполнить условия начала регенерации.
"Благоприятная" регенерация
В определенных условиях регенерация инициируется при массе частиц прим. 15 грамм по сравнению с "нормальной", которой соответствуют прим. 30 грамм.
Это происходит при постоянной скорости выше 85 км/ч. ЕСМ управляет процессом, как и при "нормальной" регенерации.
"Спонтанная" регенерация
При большой нагрузке и высоких оборотах двигателя температура в фильтре частиц может повыситься, что вызывает спонтанную регенерацию.
В этом случае ЕСМ в том числе и от датчика температуры перед фильтром частиц получает информацию о процессе спонтанной регенерации и времени ее прохождения. Эта информация используется ЕСМ для расчета времени запуска следующей регенерации.
