Ta članek dopolnjuje tisto, o čemer smo razpravljali v prejšnji izdaji, in predstavlja druge konfiguracije regeneracije filtrov in funkcionalnost monitorja filtra trdnih delcev, implementiranega v sistemih, ki so v skladu s standardom OBDII-EOBD.
Regeneracija
To je glavni nadzorni postopek, povezan s filtrom trdnih delcev. Trenutno uporabljene tehnologije regeneracije spadajo v eno od naslednjih kategorij:
- Temperatura izpušnih plinov se dvigne na območje 550OC-600OC. To se doseže z mehanizmom naknadnega vbrizgavanja goriva v zgorevalno komoro ali vbrizgavanja goriva v izpuh pred filtrom.
- Kataliziran filter trdnih delcev. Katalizator je vgrajen v stene samega filtra in pomaga znižati temperaturo oksidacije (zgorevanja) delcev na 450oC.
- Filter trdnih delcev, ki se stalno regenerira. S filtrom je povezan oksidacijski katalizator.
- Katalizirano gorivo. Katalizator je dodan kot dodatek gorivu in prispeva k znižanju temperature oksidacije (zgorevanja) ujetih delcev.
Postopki, ki se trenutno uporabljajo v procesu regeneracije, so:
1. Nadzor vbrizgavanja za povečanje temperature izpušnih plinov z naknadnim vbrizgavanjem.
Je proces, pri katerem se med ekspanzijskim ciklom vbrizga majhna količina goriva, kar povzroči nepopolno zgorevanje s povečanimi emisijami HC in CO. Ta postopek je bil obravnavan v prejšnji številki
2. Vbrizgavanje goriva v izpuh, ki pri zgorevanju v oksidacijskem katalizatorju pred filtrom povzroči, da se temperatura plinov dvigne na raven, ki je potrebna za regeneracijo, in sicer od 550 °C do 600 °C, temperatura, ki je primerna za oksidacijo delcev.
Ta tehnologija se pojavlja kot alternativa naknadnemu vbrizgu, saj slednje prispeva k redčenju mazalnega olja, ki ga povzroča gorivo, vbrizgano pri naknadnem vbrizgu, v ekspanzijskem ciklu, ki uparja, vendar se ne vžge. Hlapi uhajajo v ohišje motorja (»blow-by«) in razredčijo olje, ki na ta način izgubi del svoje mazalne moči, kar prispeva k obrabi cilindra in ležajev.
3. Dodatek katalitičnega sredstva v gorivu za znižanje temperature, potrebne za zgorevanje delcev.
4. Nanos katalizatorskega materiala neposredno na filtrirno keramiko. S tem se zmanjša potrebna temperatura plinov za vzdrževanje procesa regeneracije. To so katalizirani filtri.
Nastavitve
Sliki 1 in 2 prikazujeta primere naknadne obdelave, ki se uporablja v osebnih in lahkih gospodarskih vozilih, ki temeljijo na dodajanju majhnih količin katalizatorskih kovin (cerij, železo) gorivu, s katerimi temperatura regeneracije filtra zmanjšaj.
Slika 1 prikazuje poenostavljeno konfiguracijo sistema za katalizirano regeneracijo goriva, v katerem se aditiv vbrizga neposredno v cev za gorivo.
Slika 2 prikazuje kataliziran sistem za naknadno obdelavo goriva, kjer je aditiv shranjen v rezervoarju poleg glavnega goriva. Majhna količina aditiva se vbrizga sorazmerno s količino dodanega goriva med točenjem.
Slika 3 prikazuje poenostavljeno konfiguracijo sistema za naknadno vbrizgavanje v izpuhu pred filtrom za delce. Podobno kot naknadni vbrizg v motorju ima ta mehanizem funkcijo dviga temperature plinov na območje 550-600oC, ki je potrebno za izgorevanje delcev.
Oksidacijski katalizator [1] pretvori CO in HC med normalnim delovanjem. V fazi regeneracije filtra se dodatno gorivo vbrizga skozi piezoinjektor, ki je v literaturi označen kot "HC injektor". V tem stanju oksidacijski katalizator [2] opravlja funkcijo sežiganja goriva po vbrizgavanju v izpušnih plinih, kar spodbuja zvišanje temperature plinov, ki vstopajo v filter.
Funkcije monitorja filtra trdnih delcev
Monitor izvaja različne funkcije, da zagotovi, da emisije trdnih delcev ne presežejo določenih meja. Za to se raven akumuliranih delcev nenehno spremlja z oceno odpornosti filtra na pretok izpušnih plinov. Sledijo najpomembnejše funkcije spremljanja.
1. Nadzor učinkovitosti filtra in odstranitev zaznave substrata.
Filter, ki pušča ali je pokvarjen, ima nižjo razliko v tlaku (med vstopom in izhodom) kot originalni filter. Zaradi tega in kot je prikazano na sliki 4, je metoda, ki se uporablja pri spremljanju, primerjava diferenčnega tlaka, izmerjenega v celotnem procesu kopičenja delcev, z mejnimi vrednostmi, izračunanimi kot funkcija vrtilne frekvence motorja in pogojev obremenitve ter temperatura plina. V prvem voznem ciklu, v katerem je zaznana napaka, se ustrezna koda zabeleži kot "v teku". V drugem zaporednem ciklu gre na "potrjeno" in MIL/LIM sveti.
koda DTC
P2002 Učinkovitost filtra trdnih delcev pod pragom.
Za zaznavanje odstranjenega substrata je uporabljeni postopek podoben postopku spremljanja učinkovitosti, pri čemer je razlika v vrednosti, ki se uporablja kot meja. Upoštevajte, da v primeru slike 4 akumulirana masa delcev povzroči povečanje razlike. V primeru odstranjenega substrata se preveri, da je tlačna razlika minimalna in se praktično ne spreminja v času. Nadzor ima določeno trajanje, po katerem se, če se napaka ponovi, ustrezna koda zabeleži kot »čakajoča«. Po 2 zaporednih ciklih vožnje s prisotno napako se koda spremeni v "potrjeno" in MIL/LIM sveti.
koda DTC
P244A Tlačna razlika je prenizka.
2. Nadzor frekvence regeneracije filtra.
Monitor izračuna razdaljo, ki jo prevozi vozilo med zaporednimi dogodki aktivne regeneracije. Če je ta razdalja manjša od omejitve, ki jo določi proizvajalec, odvisno od značilnosti sistema za naknadno obdelavo (na primer 40 ali 50 km), se ustrezna koda napake zabeleži kot "v teku". Po dveh zaporednih dogodkih gre koda na »potrjeno«
koda DTC
P2459 Frekvenca regeneracije filtra je zunaj omejitev.
3. Zaznavanje nepopolnega procesa regeneracije.
Na koncu vsakega normalnega regeneracijskega cikla monitor primerja akumulirano maso delcev (ki mora biti minimalna), izmerjeno na podlagi informacij senzorja diferenčnega tlaka (ali radiofrekvenčnega senzorja ali senzorjev tlaka pred in po filtru), z maso, izračunano iz modela, ki temelji na informacijah o vrtilni frekvenci motorja in obremenitvi (ki določajo pretok plinov) ter senzorjih temperature izpušnih plinov.
Če izmerjena (dejanska) vrednost preseže mejo (slika 5), se ustrezna koda napake (DTC) zabeleži kot "v teku". V primeru, da je napaka odkrita po dveh zaporednih ciklih regeneracije, DTC preide v stanje "potrjeno" in aktivira se MIL/LIM.
koda DTC
P24A2 Nepopoln proces regeneracije.
4. Zaprtozančni nadzor procesa regeneracije.
V bistvu je sestavljen iz nadzora, v zaprti zanki, temperature izpušnih plinov med procesom regeneracije.
V prvi fazi, ko monitor zahteva aktivno regeneracijo filtra, se temperatura izpušnih plinov prek mehanizma za naknadno vbrizgavanje dvigne na začetno vrednost (na primer 250ºC). V tem trenutku se aktivira temperaturni regulator, ki je del programa UC, ki sproži zaprto zanko vodenja procesa regeneracije.
Čas, ki ga zahteva ta začetna faza, se spremlja in če preseže določeno najvišjo mejo, se ustrezna koda DTC zabeleži kot "v teku". Če je napaka zaznana v 2 zaporednih voznih ciklih, gre DTC na "potrjeno" in MIL/LIM se aktivira.
koda DTC
P249F Predolg čas za zagon nadzora regeneracije zaprte zanke.
V fazi krmiljenja zaprte zanke se spremlja temperatura izpušnih plinov.
Če je krmilnik temperature na meji po vbrizgavanju in temperatura plina ni dosegla pričakovane ravni, se koda DTC zabeleži kot »v teku«. Po dveh zaporednih voznih ciklih gre v »potrjeno«.
kode DTC
P24A0 Zaprtozančno krmiljenje mejne regeneracije. Temperatura prenizka.
P244C Temperatura izpušnih plinov je prenizka za regeneracijo.
Če med procesom regeneracije temperatura filtra preseže mejo kalibracije, se zabeleži ustrezna koda DTC. Kot varnostni ukrep in zaradi temperature, ki presega mejno vrednost, lahko UC prepreči zagon motorja.
koda DTC
P244D Temperatura izpušnih plinov je previsoka za regeneracijo.
