Фазы работы: фильтрация несгоревших частиц топлива (DW10ATED4 FAP 1997 4 цил. диз. турбо интеркул. DR, DW12TED4 2178 4 цил. диз. турбо DR) Citroen C8 I

Общие принципы

Целью фильтрации является уничтожение частиц, удерживающихся на стенках фильтра

Регенерация заключается в периодическом сжигании аккумулированых в фильтре частиц

Регенерация может происходить естественным путем, если температура отработавших газов достаточна для этого

Регенерация может выполняться по команде компьютера системы впрыска топлива, если температура отработавших газов недостаточна, а сажевый фильтр загрязнен

Для этого компьютер системы впрыска топлива искусственно повышает температуру отработавших газов посредством дополнительного впрыска: этот процесс называется «принудительная регенерация»

Компьютер системы впрыска топлива осуществляет непрерывное управление следующими элементами

• Состояние фильтра: наблюдение за уровнем загрязненности сажевого фильтра
• Принудительная регенерация: выполнение принудительной регенерации

Структурная схема

Обозначения

• A - сеть VAN
• B - сеть CAN
• C - классическая проводная связь

Функция: наблюдение за уровнем загрязненности сажевого фильтра

Назначение

• Определение состояния сажевого фильтра (уровень загрязненности)
• При необходимости – подача команды на включение функции принудительной регенерации
• Обеспечение эффективного выполнения принудительной регенерации

Основные данные, используемые для контроля за состоянием сажевого фильтра

• Дифференциальное давление
• Температура отработавших газов (на выходе из каталитического нейтрализатора)
• Температура отработавших газов команда подогрева кислородного датчика
• Число пройденных километров
• Объем нагнетаемого воздуха

Определение уровня загрузки сажевого фильтра

Наличие частиц сажи в фильтре приводит к возникновению перепада давления (дифференциального давления между входом и выходом)

Это значение непрерывно измеряется и показывает уровень загрязненности сажевого фильтра

В компьютер системы впрыска топлива записаны кривые, определяющие 6 уровня работы, на основе которых вычисляется пропускная способность фильтра по объему отработавших газов

Пропускная способность фильтра по объему отработавших газов вычисляется в основном на основании следующих параметров

• Дифференциальное давление
• Объем нагнетаемого воздуха
• Атмосферное давление
• Температура отработавших газов (на выходе из каталитического нейтрализатора)

Уровень загрязненности сажевого фильтра

D - пропускная способность фильтра по объему отработавших газов (л/ч)

E - дифференциальное давление давление воздуха во впускном трубопроводе

" a ": утечка из фильтра

" b ": фильтр регенерирован

" c ": промежуточная зона

" d ": фильтр засорен

" e ": фильтр чрезмерно забит

" f ": засорен фильтр

Зоны " a " - " f " характеризуют уровень засоренности сажевого фильтра. целью компьютера системы впрыска является постоянно находиться в положении "b" или "c" (независимо от пробега автомобиля)

Когда система выходит из зоны "c" и движется к зоне "d" (быстрее или медленнее в зависимости от условий эксплуатации). компьютер впрыска издает требование помощи при регенерации для возвращения в зону "b" или "c" (в зависимости от дорожных условий)

Компьютер системы впрыска требует активации функции помощи при регенерации в следующих случаях

• Уровень засоренности фильтра переходит из зоны "c" в зону "d"
• Уровень засоренности фильтра находится в зоне " e " или " f "
• Уровень засоренности фильтра находится в зоне "c" и условия движения благоприятны для регенерации (средняя скорость выше 70 км/ч) (**)

(**) в данных условиях регенерация будет более быстрой (стратегия регенерации в условиях экономии топлива)

Фильтр чрезмерно забит зона "e"

Компьютер системы впрыска переходит в состояние перегруженного фильтра в определенных условиях неудачного выполнения регенерации

Так называемое состояние предупреждения

Засорен фильтр зона "f"

Дифференциальное давление постоянно превышает 900 мбар (максимально допустимое противодавление двигателя) или другое пороговое значение, определяемое пропускной способностью фильтра

Возможные причины неисправности

• Принудительная регенерация неэффективна
• Фильтр закупорен церином
• Ошибка в показаниях датчика дифференциального давления

Компьютер системы впрыска топлива отменяет текущие команды на проведение принудительной регенерации и подает сигнал о неисправности

Утечка из фильтра зона "a"

Дифференциальное давление меньше порогового значения, определяемого пропускной способностью фильтра

Возможные причины неисправности

• Ошибка в показаниях датчика дифференциального давления
• Нарушение герметичности выпускного канала, см. информацию о трубах выше/ниже
• Действительно имеют место утечки из фильтра

Компьютер системы впрыска топлива отменяет текущие команды на проведение принудительной регенерации и подает сигнал о неисправности

Коррекция уровня засоренности, в случаеналичия церина

Церин входит в состав топлива

• Не сгорает вместе с сажей
• Накапливается в стенках сажевого фильтра

Компьютер системы впрыска топлива постоянно адаптирует значения базовой матрицы в зависимости от количества накопленного в сажевом фильтре церина

Влияние дорожных условий на дифференциальное давление

Изменение дифференциального давления одинаково зависит от следующих параметров

• Расход топлива (присадки к топливу)
• Условия эксплуатации автомобиля (начало послевпрыскивания)
• Температура отработавших газов
• Скорость прохождения отработавших газов через сажевый фильтр

D - пропускная способность фильтра по объему отработавших газов (л/ч)

E - дифференциальное давление давление воздуха во впускном трубопроводе

F - езда по дорогам и автомагистралям (перед регенерацией)

G - езда по городу (перед регенерацией)

" h ": фильтры отработавших газов

" g ": отходы (церин, сажа, несгоревшие углеводороды, отходы масла…)

Пример F

• Отходы накапливаются в глубине сажевого фильтра
• Газ проходит через каналы, дифференциальное давление в норме

Пример G

• Отходы накапливаются в виде слоев пленки на каналах
• Проход газа через каналы затруднен, дифференциальное давление повышается

Функция: выполнение принудительной регенерации

Назначение

• Управление функциями контроля состояния фильтра
• При необходимости, запуск регенерации фильтра в зависимости от его состояния по результатам контроля
• Определение необходимого уровня интенсивности регенерации
• Контроль влияния послевпрыскивания на работу двигателя

Регенерация заключается в периодическом сжигании частиц, скопившихся в фильтре, что позволяет сохранять фильтр в зоне "b" или "c"

Регенерация фильтра зависит от температуры отработавших газов, которая может быть ниже температуры горения сажи

Существует 2 способа регенерации

• Естественная регенерация
• Искусственная регенерация (принудительная регенерация)

Естественная регенерация

Когда температура отработавших газов достигает порогового значения регенерации (увеличение нагрузки на двигатель) частицы в сажевом фильтре сгорают естественным путем. никаких внешних действий для осуществления регенерации не требуется

Искусственная регенерация (принудительная регенерация)

Принудительная регенерация — это ряд действий, предпринимаемых компьютером системы впрыска топлива для увеличения температуры отработавших газов до порогового значения регенерации

Необходимо определить уровень принудительной регенерации

Предусмотрены 2 типа помощи при регенерации в зависимости от температуры выпускной системы

• Принудительная регенерация уровня 1 значения базовой матрицы, соответствующие невысокой температуре отработавших газов (на непрогретом двигателе (предварительный нагрев каталитического нейтрализатора)
• Принудительная регенерация уровня 2 значения базовой матрицы, соответствующие высокой температуре отработавших газов (на прогретом двигателе)

Принудительная регенерация уровня 1

Когда в результате контроля обнаруживается изменение рабочей зоны, подается команда на запуск принудительной регенерации уровня 1 (пример: переход из зоны " c " в зону " d ")

В ответ на команду на запуск принудительной регенерации компьютер системы впрыска топлива выполняет следующие действия

• Запрещает регулировку системы рециркуляции отработавших газов (EGR)
• Запрос на активацию электрических устройств потребления (обогреватель заднего стекла, электровентилятор, свечи предварительного нагрева) (*)
• Командует открытием и закрытием заслонки подогревателя впускаемого воздуха (при необходимости)
• Активизирует послевпрыскивание (подогрев отработавших газов)

(*) этот запрос обрабатывается в соответствии со стратегией аварийного отключения электропитания BSI (в зависимости от уровня комплектации)

Принудительная регенерация уровня 2

Выполняется по тому же принципу, что и принудительная регенерация уровня 1, однако используются более строгие значения базовой матрицы, позволяющие повысить температуру до большего уровня

Переход от принудительной регенерации уровня 1 к принудительной регенерации 2 происходит при следующих условиях

• Температура отработавших газов поднимается и опускается
• Таким образом, что не переходит пороговое значение

Переход в процессе регенерации с уровня 1 на уровень 2 невозможен, поскольку помощь уровня 1 не была эффективной в течение данного времени

Условие требования помощи в регенерации в условиях экономии топлива (по результатам контроля)

Данное требование предназначено для активации помощи при регенерации в оптимальных условиях движения для снижения расхода топлива

Принцип идентичен помощи при регенерации уровня 1 и 2, но при более коротком времени последующего впрыска

Необходимые параметры

• Сажевый фильтр в зоне "c", "e" или "f"
• Режим и нагрузка двигателя достаточны в течение данного времени

Условия включения принудительной регенерации (по результатам контроля)

Параметры, в результате оценки которых может быть включена принудительная регенерация

• Дифференциальное давление
• Пробег до каждой регенерации

Дифференциальное давление

Параметр разницы давлений позволяет активировать помощь при регенерации, независимо от пробега

Если включение принудительной регенерации обусловлено именно этим условием, для ее выключения необходимо, чтобы истекло время, отведенное на дополнительный впрыск (это позволяет полностью сжечь сажу, в ходе нормальной работы)

Установление временных рамок для послевпрыскивания позволяет

• Избежать слишком продолжительного послевпрыскивания (износ, ухудшение смазки двигателя)
• Ограничить расход топлива

Километраж

Параметр километража позволяет

• Активировать помощь при регенерации, независимо от информации о разности давлений
• Ограничить массу сжигаемой в фильтре сажи в случае ошибки в информации о разнице давления

Если средний пробег между 5 последними регенерациями менее порога в 240 км (150 миль), компьютер впрыска переходит на стратегию "пробег"

Пробег после последней регенерации учитывается компьютером системы впрыска, который активирует помощь при регенерации, когда счетчик достигнет порогового значения "J"

Даное пороговое значение или периодичность регенерации зависит от общего пробега сажевого фильтра

Частота регенераций должна быть увеличена, чтобы учесть снижение емкости сажевого фильтра (расход топлива/количество собираемого церина)

H - пробек в километрах фильтра твердых частиц (км)

J - частота регенерации (км)

Другие условия

Другие условия, обусловливающие включение принудительной регенерации

• Температура двигателя не должна быть ниже 60 °C
• Режим/нагрузка двигателя достаточны

Последствия включения принудительной регенерации

Запрещение работы системы рециркуляции отработавших газов (EGR)

При каждом включении принудительной регенерации компьютер системы впрыска топлива запрещает работу системы рециркуляции отработавших газов (EGR)

• Клапан системы рециркуляции отработавших газов закрывается (нагнетание прекращается)
• Блок заслонки открыт (кроме случая, когда требуется его закрытие для направление воздуха в подогреватель)

Включение устройств-потребителей энергии: Назначение

Включение устройств-потребителей энергии

• Позволяет увеличить момента сопротивления генератора, что приводит к повышению нагрузки на двигатель
• Способствует повышению температуры отработавших газов
• Позволяет быстро переместить рабочую точку двигателя в положение, в котором включается послевпрыскивание

Включение устройств-потребителей энергии: работа

Компьютер системы впрыска топлива подает на BSI команду на включение устройств, потребляющих значительное количество энергии (команда насыщения генератора) (*)

(*) в зависимости от комплектации автомобиля

Порядок подключения потребителей электроэнергии встроенным системным интерфейсом (BSI) (**)

• Включение функции обогрева заднего стекла
• Запуск электровентилятора с малой частотой вращения
• Управление работой вентилятора на средней скорости
• Запрос на принудительное включение свечей предпускового и последующего обогрева

(**) определяется уровнем загруженности автомобиля (так что напряжение аккумуляторной батареи превышает 12,8 В)

Подогрев подаваемого воздуха

Подогрев воздушного заряда позволяет выполнить следующее

• Способствует повышению температуры отработавших газов
• Позволяет быстро переместить рабочую точку двигателя в положение, в котором включается послевпрыскивание

Последующий впрыск

Катализатор, установленный в верхней части сажевого фильтра, является катализатором окисления

В присутствие несгоревших углеводородов (HC) тепловой кпд катализатора повышается

Температура отработавших газов растет

При послевпрыскивании

• Топливо впрыскивается после прохождения верхней мертвой точки (положение коленчатого вала 20 - 120 °)
• Температура канала выпуска отработавших газов постепенно повышается до порогового значения регенерации

После достижении этой температуры послевпрыскивание продолжается до полного уничтожения несгоревших частиц топлива

Объем подачи топлива и продолжительность послевпрыскивания определяются по базовой матрице, по которой определяются условия работы двигателя

График работы

E - дифференциальное давление давление воздуха во впускном трубопроводе

E1 - график разности давления давление воздуха во впускном трубопроводе

K - время (с)

L - температура (°C)

L1 - температура отработавших газов (на выходе из каталитического нейтрализатора) (°C)

L2 - температура отработавших газов команда подогрева кислородного датчика (°C)

M - команда последующего впрыска

Функционированием с последующим впрыском топлива: температура на входе в каталитический нейтрализатор ниже температуры на его выходе

Работа без последующего впрыска: температура на входе в каталитический нейтрализатор выше температуры на его выходе (при установившейся скорости)

Влияние на работу двигателя

При постоянных частоте вращения и нагрузке послевпрыскивание приводит к увеличению крутящего момента двигателя

Чтобы сохранить плавность хода и избежать толчков двигателя при дополнительном впрыске, ПО компьютера системы впрыска топлива использует следующие стратегии

• Снижение объема топлива при основном впрыскивании
• Регулировка давления наддува

Снижение объема топлива при основном впрыскивании

K = время (с)

N = давление в цилиндре (бар)

" l ": последующий впрыск

" j ": предварительное впрыскивание

" k ": основной впрыск

" m ": сокращение времени основного впрыскивания

" n ": снижение давления в цилиндре

Снижение объема топлива основного впрыскивания позволяет компенсировать прирост крутящего момента, возникающий из-за послевпрыскивания

Регулировка давления наддува

Для поддержания постоянного крутящего момента во время принудительной регенерации соответствующим образом регулируется давление наддува

Функционирование дезактиватора 3-го поршня топливного насоса высокого давления

Топливный насос высокого давления работает в режиме 3 поршней при помощи в регенерации

Цель системы: обеспечить расход, требуемый для последующего впрыска

Добавление присадки к топливу

Работа

Для понижения порога регенерации используется присадка к топливу Eolys, представляющая собой смесь на основе церина, которая понижает температуру сгорания частиц с 550°C до 450°C

Церин применяется в виде органического раствора и хранится в дополнительном баке, расположенном неподалеку от топливного

Для впрыскивания присадки в количестве, пропорциональном имеющемуся топливу, была разработана система добавления присадок

Эта система состоит из следующих элементов

• Устройства забора с определителем минимального уровня в баке с присадкой
• Системы впрыскивания присадки в бак с топливом
• Отдельный блок управления функции введения присадки

Фильтр датчика уровня определяет нижний порог уровня топлива. равный 7 литрам топлива

(*) цикл управления крышкой топливного бака

• Открытие крышки топливного бака
• Закрытие крышки топливного бака

Контроль уровня присадки к топливу

• Исключение датчика минимального уровня присадки
• Компьютер системы впрыска присадки постоянно рассчитывает теоретический уровень присадки в бачке (подсчет количества присадки эффективен в диапазоне от 0 до 100,8 г)

Компьютер добавления присадки включает аварийный режим, когда расчетом определен минимальный уровень (100,8 г или 0,5 литра) в бачке присадки

Компьютер разрешает впрыск присадки, соответствующий 5 полным заправкам по 80 л топлива, затем запрещает дальнейший впрыск присадки

Полное количество впрыснутой присадки

При каждом впрыске присадки компьютер системы впрыска присадки запоминает количество впрыснутой присадки

Это значение складывается с количеством присадки впрыснутой ранее, в результате чего получается общее количество присадки, впрыснутой с момента начала использования сажевого фильтра

Это значение передается на компьютер системы впрыска топлива, который использует его как основу для определения уровня засорения сажевого фильтра церином

Вывод на дисплей ошибок - режимы аварийной работы

Вывод на дисплей ошибок

Появление в системе фильтрации несгоревших частиц топлива определенных неисправностей отображается диагностическим индикатором двигателя

Сигнализатор диагностики двигателя загорается в случае присутствия следующих ошибок или видов информации

• Датчик дифференциального давления
• Датчики температуры отработавших газов (на входе и выходе каталитического нейтрализатора)
• Сажевый фильтр засорен
• Противопылевой фильтр пробит

Режимы аварийной работы

Система впрыскивания может работать в следующих аварийных режимах: режим работы с ограниченным объемом подачи топлива

Объем подачи топлива ограничен

В этом аварийном режиме работы ограничен объем подачи топлива и частота вращения двигателя не может быть выше 2200 об/мин (объем впрыскиваемого топлива ниже 30 мм³)

Система впрыскивания переходит в режим ограничения подачи топлива при неисправности одного из следующих элементов

• Сажевый фильтр засорен
• Противопылевой фильтр пробит
• Датчики температуры отработавших газов (на входе и выходе каталитического нейтрализатора) (*)
• Датчик дифференциального давления (*)

(*) 200 км после появления неисправности

Добавление присадки к топливу - работа в аварийных режимах

При наличии неисправностей в системе добавления присадки к топливу используется 3 основных стратегии

Крышка топливного бака неисправна

Компьютер системы впрыска присадки использует информацию о скорости автомобиля в совокупности с информацией, полученной от датчика уровня топлива, для впрыскивания присадки

Неисправность датчика уровня топлива

Компьютер системы впрыска присадки производит добавление присадки, соответствующее полному топливному баку во время открытия/закрытия крышки топливного бака

Ненормальность коммуникации в сети VAN

Компьютер системы впрыска присадки производит добавление присадки, соответствующее полному топливному баку в случае потери связи более чем на 10 секунд

Функция информирования водителя

Диагностический индикатор (V1300)

Нормальная работа индикатора

• Индикатор загорается при включении зажигания
• После включения зажигания индикатор горит в течение 4 секунд, после чего гаснет

Работа индикатора при наличии неисправностей

• Индикатор загорается при включении зажигания
• Индикатор остается гореть

Риск забивания фильтра твердых частиц

В случае длительной работы при малой частоте вращения принудительная регенерация может оказаться неэффективной (недостаточная температура отработавших газов)

Фильтр закупоривается сажей

Компьютер системы впрыска топлива отправляет сигнал на BSI

BSI подает команду на вывод предупреждающего сообщения на многофункциональный дисплей (риск закупоривания сажевого фильтра) в следующих случаях: неисправность противосажевого фильтра (фильтр перегружен)

Сообщение имеет целью оповестить водителя о необходимости выбрать стиль вождения, который позволил бы произвести регенерацию сажевого фильтра

В течение 100 километров после появления сообщения водителю следует не менее 3 минут подряд ехать со скоростью, превышающей 50 км/ч. После этого сообщение погаснет

В случае если эта рекомендация не будет выполнена, сажевый фильтр закупорится: сажевый фильтр засорен

BSI получает сигнал от компьютера системы впрыска топлива и отправляет запрос на включение следующих элементов

• Подать команду на включение диагностического индикатора
• Подать команду на вывод предупреждающего сообщения на многофункциональный дисплей (отклонение системы защиты от загрязнения окружающей среды)

Достигнут максимальный уровень присадки

BSI получает сигнал от компьютера системы впрыска топлива и отправляет запрос на включение следующих элементов

• Команда на включение индикатора технического обслуживания на панели приборов в режиме мигания (в течение 20 секунд после включения зажигания) (*)
• Подать команду на вывод предупреждающего сообщения на многофункциональный дисплей (минимальный уровень присадки к топливу) (после включения зажигания) (*)

(*) в зависимости от комплектации автомобиля

Индикатор технического обслуживания гаснет, если

После заполнения бачка присадки сигнализатор обслуживания остается гореть до следующего добавления присадки в топливо

Индикатор технического обслуживания гаснет, если

• Открытие крышки топливного бака
• Закрытие крышки топливного бака
• Запуск двигателя
• Остановка двигателя

Если сигнализатор продолжает гореть: выполните следующие операции

• Выключить зажигание
• Открытие крышки топливного бака
• Залить 10 литров топлива (минимум)
• Подождите 30 секунд
• Закрытие крышки топливного бака
• Запуск двигателя
• Подождите 30 секунд
• Остановка двигателя
• Подождите 4 минуты
• Запуск двигателя
• Проверить выключение сигнализатора
• Остановка двигателя