Выхлопная система: Прочее Jaguar X-type I рестайлинг

Трехходовые каталитические преобразователи

Каждый из каталитических конвертеров содержит два кирпича, покрытых палладием / родием. Эти элементы используются для контроля выбросов углеводородов (HC), монооксида углерода (CO) и оксидов азота (NO x) из двигателя.

Окислительный каталитический нейтрализатор

Каталитический конвертер содержит кирпич, покрытый платиной. Этот элемент используется для контроля выбросов углеводородов (HC), окиси углерода (CO) и частиц вещества из двигателя.

Фильтр твердых частиц дизельного топлива

Система дизельного сажевого фильтра (Dpf) снижает выбросы дизельного топлива до незначительных уровней (0 005 г / км), чтобы удовлетворить текущие местные требования к чистому воздуху в европейском городе.

Выбросы твердых частиц - это черные пары, выбрасываемые дизельным двигателем при определенных условиях нагрузки. Выбросы представляют собой сложную смесь твердых и жидких компонентов, причем большинство частиц представляют собой углеродные микросферы, на которых конденсируются углеводороды из топлива и смазки двигателя.

Система фильтров Дпф состоит из следующих компонентов:

1. DPF
2. Программное обеспечение управления Dpf, встроенное в модуль управления двигателем (блок управления двигателем)
3. Датчик перепада давления

Dpf уменьшает загрязнение, создаваемое дизельными транспортными средствами, путем фильтрации частиц сажи из выхлопных газов.

Dpf расположен в выхлопной системе, ниже по потоку от каталитического нейтрализатора. Основной особенностью Dpf является его способность к регенерации. Регенерация - это сжигание твердых частиц, захваченных фильтром, чтобы предотвратить препятствие для свободного потока выхлопных газов. Процесс регенерации происходит через расчетные интервалы и не заметен водителю транспортного средства.

Регенерация наиболее важна, поскольку переполненный фильтр может повредить двигатель из-за чрезмерного противодавления выхлопных газов и может быть сам поврежден или разрушен. Материал, захваченный в фильтре, в большинстве своем представляет собой углеродные частицы с некоторыми поглощенными углеводородами.

Схема №71

Войти

Dpf использует фильтрующую технологию, основанную на фильтре с каталитическим покрытием. Dpf изготовлен из карбида кремния, помещенного в стальной контейнер, и имеет отличную термостойкость и теплопроводность. Dpf разработан для рабочих требований двигателя, чтобы поддерживать оптимальные требования к противодавлению.

Пористая поверхность фильтра состоит из сотен маленьких параллельных каналов, расположенных в продольном направлении выхлопной системы. Соседние каналы в фильтре поочередно заглушены в конце. Эта конструкция заставляет выхлопные газы течь через пористые стенки фильтра, которые действуют как фильтрующая среда. Твердые частицы, которые слишком велики для прохождения через пористую поверхность, собираются и хранятся в каналах.

Собранные твердые частицы, если они не удалены, могут создать препятствие для потока выхлопных газов. Частицы удаляются с помощью процесса регенерации, который сжигает частицы.

Для регенерации Dpf используются два процесса - пассивный и активный.

Пассивная регенерация

Пассивная регенерация не требует специального вмешательства в управление двигателем и происходит во время нормальной работы двигателя. Пассивная регенерация включает в себя медленное преобразование твердых частиц, осажденных в Dpf, в углекислый газ. Этот процесс активен, когда температура Dpf достигает 250°C, и является непрерывным процессом, когда транспортное средство движется на более высоких нагрузках и скоростях двигателя.

Во время пассивной регенерации только часть твердых частиц превращается в углекислый газ. Это связано с процессом химической реакции, которая эффективна только в пределах нормального диапазона рабочих температур от 250 ° C до 500 ° C (от 250°C до 500°C).

Выше этого температурного диапазона эффективность преобразования частиц в диоксид углерода увеличивается с повышением температуры Dpf. Эти температуры могут быть достигнуты только с использованием активного процесса регенерации.

Активная регенерация

Активная регенерация начинается, когда загрузка твердых частиц Dpf достигает порогового значения, контролируемого или определяемого программным обеспечением управления Dpf. Расчет порогового значения основан на стиле вождения, пройденном расстоянии и сигналах обратного давления от датчика дифференциального давления.

Активная регенерация обычно происходит каждые 370-1250 миль (600-2000 км), хотя это зависит от того, как движется транспортное средство. Например, если транспортное средство регулярно движется с низкой нагрузкой в городском движении, активная регенерация будет происходить чаще. Это связано с быстрым накоплением твердых частиц в Dpf, чем если транспортное средство движется с высокой скоростью, когда пассивная регенерация произойдет.

Программное обеспечение Dpf включает в себя дополнительный триггер, который используется в качестве резервного для активной регенерации. Если активная регенерация не была инициирована сигналом противодавления от датчика дифференциального давления, регенерация запрашивается на основе оцененных совокупных выбросов твердых частиц с момента последнего активного события регенерации.

Активная регенерация Dpf начинается, когда температура Dpf увеличивается до температуры горения частиц. Температура Dpf повышается за счет увеличения температуры выхлопных газов. Это достигается

1. Замедление основного времени впрыска
2. Снижение уровней давления наддува на впуске
3. Включение входного дросселя
4. Введение пост-впрыска топлива после того, как произошли пилотный и основной впрыски топлива.

Управление после впрыска определяется программным обеспечением Dpf, контролирующим сигналы от двух датчиков температуры Dpf для установления температуры Dpf. В зависимости от температуры Dpf программное обеспечение Dpf запрашивает блок управления двигателем выполнить 1 или 2 после впрыска топлива.

1. Первый пост-впрыск топлива сгорает внутри цилиндра, что повышает температуру отработавших газов
2. Второй последующий впрыск топлива впрыскивается в конце цикла рабочего такта. Топливо частично сгорает в цилиндре, но некоторое количество несгоревшего топлива также проходит в выхлопные газы, где оно создает экзотермическое явление в каталитическом преобразователе, дополнительно повышая температуру Dpf.

Процесс активной регенерации занимает приблизительно 20 минут. Первая фаза повышает температуру Dpf до 200°C. Вторая фаза дополнительно повышает температуру Dpf до 600°C, что является оптимальной температурой для сжигания частиц. Эта температура затем поддерживается в течение 15-20 минут, чтобы обеспечить полное сжигание частиц в Dpf. Процесс сжигания преобразует частицы углерода в углекислый газ и воду.

Активная температура регенерации Dpf тщательно контролируется программным обеспечением Dpf для поддержания целевой температуры 600°C на входе Dpf. Контроль температуры гарантирует, что температуры не превышают эксплуатационные пределы турбонагнетателя и каталитического нейтрализатора. Температура на входе турбонагнетателя не должна превышать 760°C, а температура кирпича каталитического нейтрализатора не должна превышать 800°C и выходить за пределы температуры 13f.

В процессе активной регенерации происходят следующие управляемые блок управления двигателем события

1. Турбонагнетатель поддерживается в полностью открытом положении. Это сводит к минимуму передачу тепла от выхлопных газов к турбонагнетателю и снижает скорость потока выхлопных газов, обеспечивая оптимальный нагрев Dpf. Если водитель требует увеличения крутящего момента двигателя, турбонагнетатель будет реагировать, закрывая лопатки по мере необходимости
2. Дроссель закрыт, так как это способствует увеличению температуры выхлопных газов и уменьшает скорость потока выхлопных газов, что приводит к уменьшению времени достижения оптимальной температуры Dpf.
3. Клапан рециркуляции отработавших газов (рециркуляция отработавших газов) закрыт. Использование рециркуляция отработавших газов снижает температуру отработавших газов и, следовательно, предотвращает достижение оптимальной температуры Dpf.
4. Свечи накаливания иногда активируются для обеспечения дополнительного тепла, чтобы помочь в повышении температуры Dpf

Если из-за использования транспортного средства и / или стиля вождения процесс активной регенерации не может происходить или не может регенерировать Dpf, дилер может принудительно регенерировать Dpf. Это достигается либо путем управления транспортным средством до тех пор, пока двигатель не достигнет нормальной рабочей температуры, а затем езды в течение следующих 20 минут на скорости не менее 30 миль в час (48 км / ч), либо путем подключения одобренной Jaguar диагностической системы к транспортному средству, которая будет выполнять автоматическую процедуру статической регенерации для очистки Dpf.

Управление сажевым фильтром дизельного топлива

Dpf требует постоянного мониторинга, чтобы убедиться, что он работает с оптимальной эффективностью и не блокируется. блок управления двигателем содержит программное обеспечение Dpf, которое контролирует мониторинг и работу системы Dpf, а также контролирует другие данные о транспортном средстве для определения периодов регенерации и интервалов обслуживания.

Программное обеспечение Dpf может быть разделено на 3 отдельных управляющих программных модуля; модуль супервайзера Dpf, модуль управления топливом Dpf и модуль управления воздухом Dpf.

Эти 3 модуля управляются четвертым программным модулем, известным как модуль координатора Dpf. Модуль координатора управляет работой других модулей при запросе активной регенерации. Модуль супервизора Dpf является подсистемой модуля координатора Dpf.

Dpf Модуль управления топливом

Модуль управления топливом Дпф осуществляет управление следующими функциями:

1. Время и количество 4 раздельных инъекций за такт (пилотная, основная и 2 инъекции после)
2. Давление впрыска и переход между 3 различными калибровочными уровнями впрыска

Вышеуказанные функции зависят от состояния каталитического нейтрализатора и Dpf.

Контролируемый впрыск определяет необходимый уровень впрыска в дополнение к измерению активности каталитического нейтрализатора и Dpf. Управление топливом рассчитывает количество и время для 4-кратных впрысков для каждого из 3 уровней калибровки давления впрыска, а также управляет переходом между уровнями.

Два последующих впрыска необходимы для разделения функций повышения температуры газа в цилиндре и производства углеводородов. Первый последующий впрыск используется для создания более высокой температуры газа в цилиндре при одновременном сохранении того же выходного крутящего момента двигателя, создаваемого во время нормальной работы двигателя (без регенерации). Второй последующий впрыск используется для получения углеводородов путем подачи несгоревшего топлива в каталитический нейтрализатор без увеличения крутящего момента двигателя.

Модуль управления воздухообменом Dpf

Модуль управления воздухообменом Dpf управляет следующими функциями:

1. Управление рециркуляция отработавших газов
2. Регулирование давления наддува турбокомпрессора
3. Управление топливным коэффициентом отработанного воздуха (AFR)

Во время активной регенерации работа рециркуляция отработавших газов отключается, и рассчитывается замкнутый контур активации контроллера наддува турбонагнетателя. Модуль управления воздухом регулирует воздух во впускном коллекторе до заданного уровня давления. Этот контроль необходим для достижения правильных условий в цилиндре для стабильного и надежного сгорания топлива после впрыска.

Модуль управляет AFR выхлопа, приводя в действие дроссель рециркуляция отработавших газов.

Модуль координатора Dpf

Модуль координации Dpf реагирует на запрос на регенерацию от модуля супервизора путем инициирования и координации следующих запросов на регенерацию Dpf

1. Отключение рециркуляция отработавших газов
2. Регулирование давления наддува турбокомпрессора
3. Увеличение нагрузки на двигатель
4. Регулирование давления воздуха во впускном коллекторе
5. Управление впрыском топлива

Когда модуль супервизора выдает запрос на регенерацию, модуль координатора управляет переключением на определенные настройки регенерации. Переключение происходит во время маневра отпускания педали акселератора от водителя или по истечении калиброванного времени ожидания.

Схема №72

Войти

Датчик перепада давления расположен в моторном отсеке, на нижнем правом борту переборки, расположен на 2-х шпильках и закреплен гайками.

Датчик перепада давления используется программным обеспечением Dpf для контроля состояния Dpf. Два трубных соединения на датчике соединены трубами с входным и выходным концами Dpf. Трубы позволяют датчику измерять входное и выходное давления Dpf.

С увеличением количества твердых частиц, улавливаемых Dpf, давление на входной стороне Dpf увеличивается по сравнению с выходом Dpf. Программное обеспечение Dpf использует это сравнение в сочетании с другими данными для расчета накопленного количества улавливаемых твердых частиц.

Измеряя разность давлений между входом и выходом Dpf и температуру Dpf, программное обеспечение Dpf может определить, становится ли Dpf заблокированным и требует ли он регенерации.

Датчики температуры дифференциального сажевого фильтра

В системе Dpf используются два температурных датчика, один из которых расположен на входе катализатора, а второй - на входе Dpf.

Датчики измеряют температуру выхлопных газов, выходящих из турбонагнетателя, и перед тем, как они проходят через Dpf, и предоставляют информацию, необходимую для расчета температуры Dpf.

Эта информация используется в сочетании с другими данными для оценки количества накопленных твердых частиц и для регулирования температуры Dpf.

Индикация комбинации приборов

Когда двигатель находится при нормальной рабочей температуре, а транспортное средство движется на умеренных скоростях, 30 миль в час (48 км / ч) или более, регенерация Dpf происходит автоматически. Это означает, что частицы выхлопных газов, собранные в фильтре, сгорают, и фильтр опорожняется.

Для водителей, которые совершают регулярные короткие поездки на низких скоростях, может быть невозможно эффективно регенерировать Dpf. В этом случае программное обеспечение Dpf обнаружит блокировку Dpf от сигналов от датчика дифференциального давления и предупредит водителя, отображая предупреждающее сообщение " Dpf FULL " в центре сообщений, а также предупредительную лампу RED или жёлтый.

Когда сообщение отображается с предупредительной лампой приоритета жёлтый, требуется регенерация.

Для получения дополнительной информации см. Руководство владельца.

Дизельный сажевый фильтр Побочные эффекты

Ниже подробно описаны некоторые побочные эффекты, вызванные активным процессом регенерации.

Разбавление моторного масла

Разбавление масла в двигателе может произойти из-за небольшого количества топлива, поступающего в картер двигателя во время фаз после впрыска. Это привело к необходимости ввести расчет, основанный на стиле вождения, чтобы уменьшить интервалы обслуживания масла, если это необходимо. Водитель оповещается о сервисе масла сообщением в комбинации приборов.

Программное обеспечение Dpf контролирует стиль вождения, частоту активной регенерации и продолжительность. Используя эту информацию, можно рассчитать разбавление моторного масла. Когда программное обеспечение Dpf вычисляет, что разбавление моторного масла достигло заданного порога (топливо составляет 7% от объема моторного масла), в приборной панели отображается служебное сообщение.

В зависимости от стиля вождения, некоторые транспортные средства могут нуждаться в обслуживании маслом до указанного интервала. Если отображается сервисное сообщение, транспортное средство должно иметь полное обслуживание, и счетчик интервала обслуживания будет сброшен.

Расход топлива

В процессе активной регенерации Дпф произойдет увеличение расхода топлива. При работе активной регенерации произойдет 100% увеличение расхода топлива.

Однако, поскольку активная регенерация происходит нечасто, общее влияние на расход топлива составляет примерно 2%. Дополнительное топливо, используемое в процессе активной регенерации, учитывается в мгновенных и средних индикаторах расхода топлива в комбинации приборов.