pobierz

Doładowanie, działanie
1
Moduł ssący
107
Kolektor wydechowy
110
Turbosprężarka
110/2
Chłodnica powietrza doładowania
110/6
Przewód sztywny powietrza doładowywanego
A - Wlot do sprężarki (świeże powietrze)
B - Wylot ze sprężarki (wstępnie sprężone powietrze)
C - Przepływ spalin na koło turbiny
D - Wylot spalin
Działanie
W układzie turbodoładowania energia przepływu spalin (C) jest wykorzystywana do napędzania turbosprężarki (110).
Turbosprężarka (110) zasysa świeże powietrze na wejściu sprężarki (A) i rozprowadza je wstępnie zagęszczone przez
wyjście sprężarki (B),przewód powietrza doładowywanego (110/6), chłodnicę powietrza doładowywanego (110/2) i
przewód rozdzielający powietrze doładowywane (110/1, silnik 611) lub przewód rozdzielający powietrza
doładowywanego zamontowanym w module ssącym (1, silnik 668) do poszczególnych cylindrów silnika. Powoduje to
zwiększenie momentu obrotowego i mocy silnika.
Układ oczyszczania spalin, działanie
63
Zawór przeciwzwrotny
101
Zawór recyrkulacji spalin
104
Pompa podciśnienia
110
Turbosprężarka
110/2
chłodnica powietrza doładowywanego
110/10 Dozownik podciśnienia zaworu regulacji ciśnienia doładowania
112/1 Filtr wentylacyjny
120/1 Katalizator utleniający (przy silniku)
120/2
Katalizator utleniający (podwozie)
B2/5
Miernik masy powietrza (HFM)
B11/4 Czujnik temperatury płynu chłodzącego
B17
Czujnik temperatury powietrza zasysanego
B28
Czujnik ciśnienia
B37
Czujnik położenia pedału,
L5
Czujnik położenia wału korbowego
N3/9
Moduł sterujący CDI
Y31/1
Przetwornik ciśnienia ARF
Y31/5
Przetwornik ciśnienia układu regulacji ciśnienia doładowania
Y76y1 Wtryskiwacz 1. cylindra
Y76y2 Wtryskiwacz cylindra 2
Y76y3 Wtryskiwacz cylindra 3
Y76y4 Wtryskiwacz cylindra 4
VAC
Podciśnienie z pompy podciśnienia
Kozak_K
OUT
ATM
Wyjście przetwornika ciśnienia
Otwory wentylacyjne do komory podzespołów
Układ oczyszczania spalin jest podzielony na następujące układy: Układ recyrkulacji spalin Regulacja ciśnienia
doładowania Układ zamykania kanałów ssących Katalizator oksydacyjny Zadaniem układu oczyszczania spalin jest
redukcja szkodliwych związków w spalinach:
Tlenków azotu (NOx)
Węglowodorów (HC)
Tlenku węgla (CO)
Cząstek stałych (PM)
Turbosprężarka
110/10
Dozownik podciśnienia zaworu
regulacji ciśnienia doładowania
a
Klapa obejścia
c
Obudowa sprężarki
d
Koło łopatkowe turbosprężarki
f
Obudowa turbiny
g
Koło turbiny
h
Obudowa pośrednia
n
Oś turbiny
A
Wlot do sprężarki (świeże powietrze)
B
Wylot ze sprężarki (wstępnie
sprężone powietrze)
C
Przepływ spalin na koło turbiny
D
Wylot spalin
E
Kanał obejściowy
H
Wejście oleju
J
Wyjście oleju
Kozak_K
Działanie
Spaliny silnika są prowadzone przez kolektor wydechowy do obudowy turbiny (f) na koło turbiny (g). Energia
strumienia spalin (C) wprawia koło turbiny w ruch. Dzięki temu koło sprężarki (d), które jest połączone z kołem
turbiny osią turbiny (n), obraca się z taką samą prędkością. Maksymalna prędkość obrotowa może wynosić nawet 180
000/min.
Świeże powietrze (A) zasysane przez koło sprężarki jest wstępnie sprężane (B) i doprowadzane do silnika. Ciśnienie
doładowania jest regulowane poprzez otwieranie i zamykanie zaworu obejściowego (E). Gdy zawór jest otwarty,
powietrze nie jest wstępnie sprężane, silnik pracuje jako silnik wolnossący. Jeśli zawór jest zamknięty, spaliny są
doprowadzane na koło turbiny (g). Klapa obejścia (a) jest zasterowywana przez dozownik podciśnienia zaworu
regulacji ciśnienia doładowania (110/10).
Układ recyrkulacji spalin, działanie
1
Moduł ssący
101
Zawór recyrkulacji spalin
107
Kolektor wydechowy
110/6
Przewód sztywny powietrza doładowywanego
B2/5
Miernik masy powietrza (HFM)
Kozak_K
B28
Y31/1
VAC
OUT
ATM
Czujnik ciśnienia
Przetwornik ciśnienia ARF
Podciśnienie z pompy podciśnienia
Wyjście przetwornika ciśnienia
Otwory wentylacyjne do komory podzespołów
System recyrkulacji spalin (EGR – od ang. Exhaust Gas Recirculation) – jeden z kilku stosowanych systemów
zmniejszenia zanieczyszczeń w spalinach stosowany w nowoczesnych pojazdach z silnikami spalinowymi tłokowymi.
Zasada działania układu polega na wprowadzaniu do układu zasilania silnika pewnej ilości spalin. Zastosowanie
takiego rozwiązania powoduje:
·
przyspieszenie odparowania paliwa (poprzez jego podgrzanie)
·
obniżenie temperatury spalania ubogiej w tlen mieszanki paliwowo-powietrznej
·
utlenienie pozostałych w spalinach niespalonych węglowodorów (HC)
Skutkiem działania układu jest obniżenie emisji tlenków azotu (NOx) – spowodowane obniżeniem temperatury
spalania ubogiej w tlen mieszanki oraz obniżenie emisji HC poprzez ich utlenienie.
Do optymalnej pracy systemu niezbędne jest odpowiednie dawkowanie ilości spalin dostarczanych do komory
spalania, które jest zależne od aktualnego obciążenia silnika (możliwości zubożenia mieszanki). W silnikach o zapłonie
samoczynnym dostarcza się do 50%, spalin w wyniku czego temperatura jest ograniczana do 400–450 °C. W celu
osiągnięcia zadanych parametrów system współpracuje z układem wtryskowym oraz zapłonowym, a także
wykorzystuje odczyty z sond tlenu oraz czujników temperatury.
Awarie układów recyrkulacji spalin
Do najczęstszych awarii układu należy zablokowanie zaworu, co może być spowodowane nagromadzeniem się
nagarów lub nieszczelnością przewodów doprowadzających podciśnienie lub spaliny. Awarie te mogą skutkować
uszkodzeniem sondy lambda, zakłóceniami w pracy jednostki napędowej lub dymieniem z układu wydechowego. W
systemach OBD układ recyrkulacji spalin należy do klasy B zagrożeń emisyjnych (średnie ryzyko emisyjne). Mogą
wystąpić usterki, np. większe obroty na sprzęgle lub tzw. szarpanie podczas jazdy.
Działanie
Recyrkulacja spalin następuje w zależności od wprowadzonych do pamięci modułu sterującego CDI (N3/9) wartości
charakterystycznych, gdy spełnione są następujące warunki:
napięcie akumulatora 11-14 V
temperatura płynu chłodzącego >60 °C
prędkość obrotowa > 1000 obr/min
bieg jałowy: ok. 40 s w zależności od temperatury
częściowe obciążenie silnika
Kozak_K
Moduł sterujący CDI (N3/9) na podstawie masy powietrza, określanej na podstawie sygnału z miernika masy
powietrza (B2/5) reguluje wielkość recyrkulacji spalin odpowiednią dla danego stanu roboczego silnika.
Recyrkulowanie spalin powoduje obniżenie temperatury spalania i redukcję emisji tlenków azotu.
Przetwornik ciśnienia
a
Sprężyna
b
Zawór
c
Obudowa
d
Membrana
e
Cewka elektromagnetyczna
f
Filtr
g
Płytka perforowana
h
Tuleja mosiężna
k
Sprężyna
l
Zwora
m
Komora dolna
n
Dławik
o
Sprężyna
s
Szczelina
ATM Ciśnienie atmosferyczne
OUT Podciśnienie sterujące do membran
VAC Podciśnienie z pompy podciśnienia
Przetwornik ciśnienia służy do sterowania działaniem dozowników podciśnienia. Ciśnienie sterujące jest wytwarzane
zgodnie z elektrycznym sygnałem wejściowym z modułu sterującego pracą silnika i przekazywane dalej na siłownik.
Cewka (e) wytwarza pole elektromagnetyczne, które zmienia wielkość szczeliny (s) proporcjonalnie do prądu
sterującego przekazywanego z modułu sterującego pracą silnika. Miarą wielkości sygnału wyjściowego jest wartość
podciśnienia sterującego.
Brak sygnału z modułu sterującego
Przy braku zasilania szczelina (s) jest największa. Następuje wyrównanie ciśnienia pomiędzy ATM a OUT, poprzez
płytkę perforowaną (g) i otwory w obudowie (c) oraz dalej przez dławik (n) i filtr (f). Ponieważ ciśnienie
atmosferyczne poprzez centralnie umieszczony otwór w obudowie (c) oddziałuje od dołu również na zawór (b) siła
sprężyny (o) i podciśnienie z VAC powoduje jego zamknięcie. Dozownik podciśnienia jest wentylowany.
Kozak_K
Sygnał z modułu sterującego
Jeżeli cewka (e) zostanie zasilona prądem sterującym, zwora (1) wytwarza pole elektromagnetyczne, przyciągające
płytkę perforowaną (g) do gniazda tulei mosiężnej (h). Otwór do ATM zostaje zamknięty. Ponieważ na komorę dolną
(m) membrany (d) nie oddziałuje już ciśnienie atmosferyczne, sprężyna (a) może pchnąć membranę oraz zawór (b)
do dołu i otworzyć kanał do VAC. Wtedy podciśnienie z VAC poprzez dławik (n) i filtr (f) przedostaje się do
odpowiedniego dozownika podciśnienia.
Nieustanne zmiany prądu sterującego, oddziałującego na cewkę zapewniają stałe zasilanie podciśnieniem.
Na rysunku
1
Wentylacja (ATM)
2
Zasilanie z pompy podciśnienia (VAC)
3
Złącze do zaworu układu recyrkulacji spalin (OUT)
Y31/1
Przetwornik ciśnienia ARF
Kozak_K
Położenie zaworu regulacji ciśnienia
Silnik 668
Z prawej strony zgodnie z kierunkiem jazdy Y74 Zawór regulacji ciśnienia
Katalizator
120/1 Katalizator utleniający (przy silniku)
120/2
Katalizator utleniający (podwozie)
Katalizator oksydacyjny, budowa
111/1 Obudowa ze stali nierdzewnej
111/3 Blok monolitowy
111/4 Powłoka platynowa
120/1 Katalizator utleniający (przy silniku)
120/3 Mata spęczniona
120/4 Kanał obejściowy
Kozak_K
Budowa
Katalizator składa się z obudowy ze stali nierdzewnej, maty spęcznionej i nośnika (ceramicznego bloku monolitowego)
zawierającego powłokę katalitycznie czynną. Ceramiczne bloki monolitowe są elementami ceramicznymi, w których
występuje wiele tysięcy kanalików. Element ceramiczny jest wykonany z odpornego na wysokie temperatury
glinokrzemianu magnezu. Bardzo wrażliwy na drgania blok monolitowy jest umieszczony w obudowie z tworzywa
sztucznego, w elastycznej macie spęcznionej. Umieszczona na warstwie nośnej katalitycznie czynna powłoka jest
wykonana z platyny. Platyna przyspiesza oksydację węglowodoru (HC) i tlenku węgla (CO). Dodatkowo jest
redukowana część tlenków azotu (NO X ). Zawartość platyny w katalizatorze wynosi, w zależności od wielkości i
konstrukcji ok. 4,5-5,0 gramów.
Przy katalizatorze oksydacyjnym w pobliżu silnika (120/1) w zewnętrznym (do 09/98) wzgl. wewnętrznym (od 10/98)
obszarze ceramicznego bloku monolitowego brak jest warstwy katalitycznej. Środek redukcyjny ważny do konwersji
NO X (HC w procesie spalania) może przez ten kanał obejściowy (120/4) przedostać się bez oczyszczania spalin do
katalizatora oksydacyjnego w pobliżu silnika i jest przetwarzany w katalizatorze w podwoziu. W ten sposób
zabezpieczony jest większy zakres temperatur do oczyszczania spalin.
Przedostające się przez katalizator spaliny stykają się z powłoką platynową. W efekcie oksydacji następuje
przekształcenie tlenku węgla (CO) na dwutlenek węgla (CO2 ) i węglowodoru (HC) w dwutlenek węgla (CO 2) i wodę
(H2O).Dzięki tym reakcjom następuje również zmniejszenie masy emitowanych cząstek stałych (PM), ponieważ w
końcowym etapie oksydacji redukowana jest ilość związanych z węglem (w sadzy) węglowodorów (HC). Dodatkowo
część tlenków azotu (NO) jest przekształcana w skutek redukcji w azot (N 2)
Kozak_K