MADI AUTO Forum
О главном => Основной форум => Тема начата: PLTD MADI от Апрель 15, 2022, 09:18:32 pm
-
Избирательная каталитическая неитрализация SCR
Система SCR наряду с управлением процессами внутри двигателя доочистки
отработавших газов служит в качестве дополнительного механизма очистки с
целью выполнения требований норм токсичности отработавших газов
посредством химической обработки.
Тем временем, речь идет о третьем поколении Selective Catalytic Reduction
(SCR).
В комбинации с карбамид-водной смесью AdBlue вредные вещества (окись
азота) в катализаторе SCR за счет химической реакции превращаются в
нейтральный азот и воду.
Для того чтобы соответствовать ужесточающимся нормативам токсичности ОГ, в
катализаторе SCR начали использовать карбамидо-водную смесь, так
называемую AdBlue. Смесь AdBlue впрыскивается в катализатор в виде
аэрозоля и вступает в реакцию с горячими отработавшими газами. В
результате в ОГ уменьшается количество вредных выбросов NOx (окиси азота).
Химическая реакция происходит в катализаторе SCR, который установлен за
сажевым фильтром. Эта химическая реакция происходит только тогда, когда
катализатор SCR достиг требуемой минимальной температуры. До достижения
этой температуры (ок. 200 °C в катализаторе SCR) система SCR выключена.
Схема с пассивным и активным баками
(https://i.yapx.ru/RvkAG.png) (https://yapx.ru/v/RvkAG)
Обозначение Пояснение Обозначение Пояснение
1 Цифровая электронная система управления дизельным двигателем (DDE)
2 Избирательная каталитическая нейтрализация (блок управления SCR)
3 Датчик температуры пассивного бака 4 Датчик уровня
заполнения системы SCR пассивного бака
5 Пассивный бак 6 Транспортирующий насос
7 Активный бак 8 Датчик температуры активного бака
9 Датчик уровня заполнения системы SCR, активный бак 10
Датчик уровня заполнения системы SCR 2, активный бак
11 Датчик давления, активный бак 12 Дозирующий насос активного
бака
13 Нагревательный элемент активного бака 14 Нагревательный
элемент напорного трубопровода
15 Электронный блок обработки датчиков окислов азота 16
Датчик окислов азота за катализатором SCR
17 Катализатор SCR 18 Датчик окислов азота перед катализатором
SCR
19 Дозирующий модуль SCR 20 Датчик температуры ОГ перед
катализатором SCR
21 Насос охлаждающей жидкости для охлаждения модуля дозировки SCR 22
Колодка предохранителей
Пример для N47
(https://i.yapx.ru/RvkBi.png) (https://yapx.ru/v/RvkBi)
Обозначение Пояснение Обозначение Пояснение
1 Пассивный бак 2 Труба заливной горловины
3 Трубопровод вентиляции 4 Наливной патрубок
5 Активный бак 6 Напорный трубопровод
7 Дозирующий модуль SCR
Цифровая электронная система управления дизельным двигателем (DDE)
передает запрос блоку управления по шине CAN двигателя и трансмиссии.
Запрос содержит расчетное количество AdBlue и сигнал допуска. Дозировка
AdBlue осуществляется в зависимости от нагрузки (расход и температура ОГ)
с учетом температурной и нагрузочной характеристик.
Цифровая электронная система управления дизельным двигателем (DDE) должна
обеспечивать достаточно высокую температуру отработавших газов и при
необходимости увеличивать её. Достигаемые коэффициенты преобразования
окиси азота NOx зависят от температуры в катализаторе SCR.
На эффективность коэффициента преобразования влияют:
- соотношение окиси азота NO2 к NO
- длительность пребывания окиси азота в катализаторе SCR
- присутствие несгоревшего углеводорода CH
- количество накапливаемого в катализаторе SCR аммиака NH3
Ниже описываются следующие узлы системы SCR:
- Блок управления SCR
- Активный бак с модулем подачи SCR и датчиками
- Дозирующий модуль SCR
- Пассивный бак с перекачивающим насосом и датчиком уровня
заполнения системы SCR
- 2 датчика окислов азота
Блок управления системы SCR выполняет следующие функции:
- Обмен данными по шине PT-CAN, задающее устройство сети
- Активация дозирующего насоса для AdBlue
- Активирование модуля дозировки SCR для AdBlue
- Активирование обеих устройств обогрева для AdBlue
- Анализ обоих датчиков уровня заполнения системы SCR, а также
датчика давления топлива и датчиков температуры
- Активация перекачивающего насоса
- Контрольные функции
- Контроль бортовой системы диагностики
Блок управления системы DDE выполняет следующие функции:
- Анализ датчиков окислов азота
- Расчет количества впрыскиваемого AdBlue и передача сигнала в блок
управления системы SCR по шине PT-CAN
- Управление отключением системы SCR и сообщениями системы CC
Блок управления системой SCR должен удостовериться, что входные параметры
для дозировки, передаваемые через систему DDE, находятся в допустимом
диапазоне:
- Температура AdBlue в активном и пассивном баке и напорный
трубопровод:
- Нагнетание давления в напорном трубопроводе:
Ошибки системы SCR отображаются высвечиванием сигнальной лампы токсичности
отработавших газов в комбинации приборов. Соответствующая запись кода
неисправности сохраняется в блоке управления SCR.
Блок управления SCR подключен 2 штекерными соединениями. Блок управления
SCR является элементом шины PT-CAN.
13-полюсное штекерное соединение запрещается отсоединять или подключать
под напряжением!
Перед отключением блока управления SCR обязательно дождитесь завершения
инерционной фазы работы, чтобы гарантированно работать с системой, не
находящейся под давлением. Для этого подождите не менее 1 минуты после
смены режима с «Движение» на
«Дом». Лучше всего дождаться выключения контакта 30B.
При снятии блока управления SCR сначала отсоедините малый штекер, затем
большой.
При установке блока управления SCR сначала подключите большой штекер,
затем малый.
Штекер блока управления SCR имеет 2 штыря для электропитания и 1 штырь для
соединения с массой.
(https://i.yapx.ru/RvkDE.png) (https://yapx.ru/v/RvkDE)
Обозначение Пояснение Обозначение Пояснение
1 Блок управления SCR 2 26-контактный разъем
3 13-полюсное штекерное соединение
В модуль подачи SCR жестко встроены:
- Дозирующий насос с соответствующим датчиком давления
- 2 датчика уровня заполнения системы SCR с датчиком температуры;
- нагревательный элемент для обогрева бака.
(https://i.yapx.ru/RvkEP.png) (https://yapx.ru/v/RvkEP)
Обозначение Пояснение Обозначение Пояснение
1 Активный бак 2 Подключение для вентиляционного
трубопровода
3 Подключение для подающей трубы 4 Модуль подачи SCR
5 6‐контактный разъем 6 Подключение для напорного
трубопровода с нагревательным элементом
7 8-полюсный разъем
По своему типу он относится к ультразвуковым датчикам. Встроено 2 датчика
уровня заполнения системы SCR.
Пьезоэлемент отправляет ультразвуковые импульсы. В активном баке имеется 2
поверхности с известным расстоянием. Эти ультразвуковые импульсы
отражаются на этих двух поверхностях (зеркало, переход AdBlue в воздух)
(отраженный импульс). Обработка сигналов измеряет временное различие между
обоими ультразвуковыми импульсами. Из этого временного различия
рассчитывается скорость регулирования. Из скорости регулирования вместе с
зависимостью от температуры рассчитывается концентрация AdBlue (качество
и, тем самым, разбавление).
На основании продолжительности работы ультразвуковых импульсов
рассчитывается также уровень наполнения.
-
(https://i.yapx.ru/RvkE4.png) (https://yapx.ru/v/RvkE4)
Обозначение Пояснение Обозначение Пояснение
1 Модуль подачи SCR 2 датчик уровня заполнения системы
SCR
3 Датчик уровня заполнения системы SCR 2 4 Датчик температуры
В модуль подачи SCR встроен датчик температуры. Для регистрации
температуры используется зависимое от температуры электрическое
сопротивление. Диапазон измерения составляет от -40 °C до 80 °C.
Блок управления SCR соединен с модулем подачи SCR по 2 интерфейсам Sent.
Что такое SENT
Посредством сигналов SENT передаются также сигналы датчика.
Сигнал SENT специфицирован американскими автопроизводителями. Он
отличается простой и работает по неэкранированному трехжильному
соединению, по которому на датчики также подается напряжение питания.
Передача при помощи сигнала SENT является цифровой и поэтому относительно
некритична к сигналам помех. Это происходит потому, что объем информации
находится только в ниспадающем фронте сигнала (Single Edge), в то время
как время между двумя нисходящими фронтами импульса содержит информацию
нибблов. Передаваемое значение ниббла пропорционально времени между
ниспадающими фронтами импульса.
Дозирующий насос встроен в модуль подачи SCR. Дозирующий насос приводится
в действие трехфазным двигателем. За счет этого возможна подача в 2
направлениях.
В дозирующем насосе имеется 3 датчика Холла. Датчики Холла определяют
положение трехфазного двигателя. Кроме того, датчики Холла распознают
направление вращения дозирующего насоса.
Блок управления SCR подает на датчики Холла напряжение в 5 В и сигнал
массы.
(https://i.yapx.ru/RvkFd.png) (https://yapx.ru/v/RvkFd)
Обозначение Пояснение Обозначение Пояснение
1 Модуль подачи SCR 2 Дозирующий насос
3 8-полюсный разъем 4 Подключение для напорного
трубопровода с нагревательным элементом
5 6‐контактный разъем 6 Датчик давления
Дозирующий насос перекачивает AdBlue в модуль дозировки SCR. Он работает с
системным давлением 4,5–8,5 бар. Дозирующий насос опустошает напорный
трубопровод также за счет реверса. Частичное опорожнение напорного
трубопровода требуется для того, чтобы избежать повреждений модуля
дозировки SCR при обледенении.
Датчик давления определяет и контролирует производимое дозирующим насосом
давление. Блок управления SCR подает на датчик давления напряжение в 5 В и
сигнал массы.
Обогрев активного бака встроен в модуль подачи SCR.
С помощью 6-полюсного разъема блок управления системы SCR также активирует
функцию обогрева бака. AdBlue замерзает при
-11 °C.
Время оттаивания достаточного количества AdBlue для генерирования впрыска
составляет:
- -15 °C: 20 минут
- -25 °C: 45 минут
При замерзании активного бака производительность ограничена 150 г/ч.
Увеличение производительности отрицательно сказывается на процессе
последующего отбора оттаявшей смеси AdBlue из активного бака и может
привести к выходу системы SCR из строя.
В начале напорного трубопровода расположен прочий нагревательный элемент.
Данный нагревательный элемент также управляется с блока управления SCR.
Нагревательный элемент способствует также поддержанию AdBlue в жидком
состоянии.
Блок управления SCR также управляет обогревом напорного трубопровода.
В модуле подачи SCR сменный элемент фильтра обеспечивает фильтрацию
AdBlue.
Модуль дозировки SCR установлен в системе выпуска ОГ перед катализатором
SCR. Модуль дозировки SCR активируется блоком управления системы SCR.
Цифровая электронная система управления дизельным двигателем (DDE)
передает запрос блоку управления по шине CAN двигателя и трансмиссии.
Запрос содержит расчетное количество AdBlue и сигнал допуска. Дозировка
AdBlue осуществляется в зависимости от нагрузки (расход и температура ОГ)
с учетом температурной и нагрузочной характеристик.
Модуль дозировки SCR включает в себя систему впрыска и охладитель.
Охлаждение уменьшает тепловое воздействие, создаваемое на форсунку
отработавшими газами.
(https://i.yapx.ru/RvkGP.png) (https://yapx.ru/v/RvkGP)
Обозначение Пояснение Обозначение Пояснение
1 Напорный трубопровод 2 Модуль дозировки SCR с системой
впрыска
3 Подключение подводящего трубопровода охлаждающей жидкости 4
2-полюсное штекерное соединение
5 Штуцер напорного трубопровода 6 Подключение возвратного
трубопровода охлаждающей жидкости
Пассивный бак соединен трубопроводом с активным баком. В этом трубопроводе
имеется транспортирующий насос. Он перекачивает раствор AdBlue из
пассивного бака в активный. Насосом управляет блок управления SCR.
Уровень наполнения в пассивном баке также распознается датчиком уровня
заполнения системы SCR. Этот датчик уровня заполнения системы SCR также
работает с помощью ультразвука.
В датчик уровня заполнения системы SCR встроен датчик температуры.
Сигналы датчика (уровень наполнения и температура) передаются с широтно-
импульсной модуляцией в блок управления SCR.
(https://i.yapx.ru/RvkHS.png) (https://yapx.ru/v/RvkHS)
Обозначение Пояснение Обозначение Пояснение
1 Пассивный бак 2 Трубопровод вентиляции
3 2-полюсное штекерное соединение 4 Транспортирующий насос
5 Подключение для активного бака 6 Подключение для подающей
трубы
7 датчик уровня заполнения системы SCR 8 Датчик температуры
9 3-полюсный разъем
Чувствительные элементы датчика окислов азота состоят из твердого
электролита из керамики на основе диоксида циркония. Этот материала
начинает проводить ионы кислорода примерно с 300 °C. Встроенный
нагревательный элемент дает необходимую рабочую температуру.
Смесь из кислорода и окиси азота в отработавшем газе попадает после
накопительного катализатора окиси азота в датчик окислов азота. Датчик
окислов азота состоит из 2 камер. В первой камере с помощью насосного
отсека выкачивается или закачивается кислород и таким образом
устанавливается определенная концентрация кислорода. При установлении
напряжения молекулы кислорода распадаются на ионы и выводятся твердым
электролитом.
Затем оставшаяся окись азота проходит через вторую камеру. Во второй
камере концентрация кислорода уменьшается дальше с помощью второго
насосного отсека. В третьем насосном отсеке в каталитическом элементе
оставшаяся окись азота расщепляется на кислород и азот. Освободившийся
кислород приводит к потоку в насосе, пропорциональному концентрации окиси
азота в отработавшем газе.
Основываясь на физических измеренных значениях электронный блок обработки
генерирует выходные сигналы. Датчик окислов азота обменивается данными с
системой управления двигателем по шине PT-CAN2.
(https://i.yapx.ru/RvkHy.png) (https://yapx.ru/v/RvkHy)
Обозначение Пояснение Обозначение Пояснение
1 5-контактный разъем 2 Электронный блок анализа датчика
окислов азота
3 Измерительный зонд датчика окислов азота
На следующей обзорной схеме системы представлены электрические компоненты
функционального сетевого соединения.
Пример G30 с B47D20O0
(https://i.yapx.ru/RvkIj.png) (https://yapx.ru/v/RvkIj)
Обозначение Пояснение Обозначение Пояснение
1 Цифровая электронная система управления дизельным двигателем (DDE)
2 Дозирующий модуль SCR
3 Комбинация приборов (KOMBI) 4 Body Domain Controller
(BDC)
5 Терминатор шины CAN 6 Дозирующий насос в модуле подачи
SCR (в активном баке)
7 Датчик давления 8 Датчик Холла в дозирующем насосе
9 Датчик Холла 2 в дозирующем насосе 10 Датчик Холла 3 в
дозирующем насосе
11 датчик уровня заполнения системы SCR 12 Датчик уровня
заполнения системы SCR 2
13 Нагревательный элемент oбогрева активного бака 14 Блок
управления SCR
15 Задний правый распределитель тока 16 Перекачивающий
насос пассивного бака
17 Датчик уровня заполнения системы SCR пассивного бака 18
Нагревательный элемент напорного трубопровода
19 Датчик окислов азота за катализатором SCR 20
Электропитание от встроенного модуля питания
21 Датчик окислов азота перед катализатором SCR 22 Датчик
температуры перед катализатором SCR
Блок управления SCR по шине PT-CAN соединен с блоком управления DDE.
Цифровая электронная система управления дизельным двигателем (DDE)
передает запрос блоку управления по шине CAN двигателя и трансмиссии.
Запрос содержит расчетное количество AdBlue и сигнал допуска. Дозировка
AdBlue осуществляется в зависимости от нагрузки (расход и температура ОГ)
с учетом температурной и нагрузочной характеристик.
Цифровая электронная система управления дизельным двигателем (DDE) должна
обеспечивать достаточно высокую температуру отработавших газов и при
необходимости увеличивать её. Достигаемые коэффициенты преобразования
окиси азота NOx зависят от температуры в катализаторе SCR.
К цифровой электронной системе управления дизельным двигателем (DDE)
подсоединены 2 датчика окислов азота:
- Датчик окислов азота перед катализатором SCR
- Датчик окислов азота за катализатором SCR
Каждый датчик окислов азота подключен через отдельную локальную шину CAN к
блоку управления DDE.
С помощью датчиков окислов азота система DDE оценивает концентрацию окиси
азота перед катализатором SCR и после него. За счет этого может
контролироваться эффективность (химическая реакция вредных веществ с
обычными элементами воздуха) катализатора SCR.
Обозначение Пояснение Обозначение Пояснение
1 Датчик окислов азота 2 Электронный блок обработки
3 5-контактный разъем
Перед катализатором SCR установлен датчик температуры ОГ. Датчик
температуры ОГ подключен к цифровой электронной системе управления
дизельным двигателем (DDE). Блок управления DDE контролирует за счет этого
температуру отработавших газов перед катализатором SCR.