В допълнение към това, което беше обсъдено в предишното издание, тази статия представя други конфигурации за регенериране на филтъра и функционалността на монитора за филтър за частици, внедрен в системи, които се придържат към стандарта OBDII-EOBD.
Регенерация
Това е основният контролен процес, свързан с филтъра за твърди частици. Използваните в момента технологии за регенериране попадат в една от следните категории:
- Температурата на отработените газове се повишава до диапазона 550OC-600OC. Това се постига чрез механизма на последващо впръскване на гориво в горивната камера или на впръскване на гориво в отработените газове, преди филтъра.
- Катализиран филтър за твърди частици. Катализаторът е вграден в стените на самия филтър и помага да се намали температурата на окисляване (на горене) на частиците до 450oC.
- Непрекъснато регенериращ филтър за твърди частици. Към филтъра е свързан окислителен катализатор.
- Катализирано гориво. Катализаторът се добавя като добавка към горивото и допринася за понижаване на температурата на окисление (горене) на уловените частици.
Процедурите, използвани в момента в процеса на регенериране, са:
1. Контрол на впръскването за повишаване на температурата на отработените газове чрез последващо впръскване.
Това е процес, при който малко количество гориво се впръсква по време на цикъла на разширение и което води до непълно изгаряне с повишени емисии на HC и CO. Тази процедура беше обсъдена в предишния брой
2. Впръскване на гориво в отработените газове, което при изгаряне в окислителния катализатор преди филтъра води до повишаване на температурата на газовете до нивото, необходимо за регенериране, от порядъка на 550°C до 600°C, температура, която е подходяща за окисляване на частиците.
Тази технология се явява като алтернатива на пост-инжектирането, тъй като последното допринася за разреждането на смазочното масло, причинено от горивото, впръскано при пост-инжектирането, в цикъла на разширение, което се изпарява, но не се запалва. Изпаренията изтичат в картера („издухване“) и разреждат маслото, което по този начин губи част от своята смазваща способност, което допринася за износването на цилиндъра и лагерите.
3. Добавяне на каталитичен агент в горивото за намаляване на температурата, необходима за изгаряне на частиците.
4. Нанасяне на каталитичен материал директно върху филтърната керамика. С това се намалява необходимата температура на газовете за поддържане на процеса на регенерация. Това са катализираните филтри.
Настройки
Фигури 1 и 2 представят примери за последваща обработка, използвана в пътнически и лекотоварни превозни средства, които се основават на добавянето на малки количества каталитични метали (церий, желязо) към горивото, с което температурата на регенерация на филтъра намаление.
Фигура 1 показва опростената конфигурация на катализирана система за регенериране на гориво, в която добавката се впръсква директно в горивопровода.
Фигура 2 показва катализираната система за последваща обработка на гориво, където добавката се съхранява в резервоар в съседство с основното гориво. Малко количество добавка се впръсква пропорционално на обема на добавеното гориво по време на зареждане.
Фигура 3 показва опростената конфигурация на система след впръскване в изпускателната система преди филтъра за твърди частици. Подобно на пост-инжектирането в двигателя, този механизъм има функцията да повишава температурата на газовете до диапазона от 550-600oC, необходим за изгаряне на частиците.
Окислителният катализатор [1] преобразува CO и HC по време на нормална работа. Във фазата на регенериране на филтъра допълнително гориво се впръсква през пиезоинжектора, идентифициран в литературата като „HC инжектор“. В това състояние окислителният катализатор [2] изпълнява функцията на изгаряне на горивото след впръскване в отработените газове, насърчавайки повишаване на температурата на газовете, които влизат във филтъра.
Функции на монитора на филтъра за твърди частици
Мониторът изпълнява различни функции, за да гарантира, че емисиите на прахови частици не надвишават определени граници. За тази цел нивото на натрупаните частици се следи постоянно, чрез оценка на съпротивлението, наложено от филтъра, на потока отработени газове. Следват най-подходящите функции за наблюдение.
1. Наблюдение на ефективността на филтъра и премахване на откриването на субстрат.
Изтичащ или счупен филтър има по-ниска разлика в налягането (между входа и изхода) от оригиналния филтър. Поради това и както е показано на фигура 4, методът, използван при мониторинга, е сравнението на разликата в налягането, измерена през целия процес на натрупване на частици, с граничните стойности, изчислени като функция на скоростта на двигателя и условията на натоварване и температура на газа. В първия цикъл на шофиране, в който е открита повредата, съответният код се записва като „чакащ“. Във втория пореден цикъл преминава на „потвърдено“и MIL/LIM светва.
DTC код
P2002 Ефективността на филтъра за твърди частици под прага.
За откриване на отстранен субстрат използваната процедура е подобна на тази за мониторинг на ефективността, като разликата е стойността, използвана като граница. Обърнете внимание, че в случая на фигура 4 натрупаната маса на частиците причинява увеличаване на разликата. В случай на отстранен субстрат се проверява, че разликата в налягането е минимална и практически не се променя във времето. Мониторингът има определена продължителност, след която, ако повредата продължава, съответният код се записва като „чакащ“. След 2 последователни цикъла на шофиране с налична неизправност, кодът се променя на „потвърдено“и MIL/LIM светва.
DTC код
P244A Разликата в налягането е твърде ниска.
2. Мониторинг на честотата на регенериране на филтъра.
Мониторът изчислява разстоянието, изминато от превозното средство между последователни събития на активна регенерация. Ако това разстояние е по-малко от границата, посочена от производителя, в зависимост от характеристиките на системата за последваща обработка (например 40 или 50 км), съответният код за грешка се записва като „чакащ“. След две последователни събития кодът отива на „потвърдено“
DTC код
P2459 Честотата на регенериране на филтъра е извън границите.
3. Откриване на незавършен процес на регенерация.
В края на всеки нормален цикъл на регенерация мониторът сравнява натрупаната маса на частиците (която трябва да е минимална), измерена въз основа на информация от сензора за диференциално налягане (или радиочестотния сензор или сензорите за налягане преди и след филтъра), с маса, изчислена от модел, базиран на информация за скоростта на двигателя и натоварването (които определят потока на газовете) и сензори за температура на отработените газове.
Ако измерената (действителна) стойност надвишава лимита (фигура 5), съответният код за грешка (DTC) се записва като „чакащ“. В случай, че повредата бъде открита след два последователни цикъла на регенерация, DTC преминава в състояние „потвърдено“и MIL/LIM се активира.
DTC код
P24A2 Незавършен процес на регенерация.
4. Затворен цикъл на управление на процеса на регенерация.
По принцип се състои от контрол, в затворен контур, на температурата на отработените газове по време на процеса на регенерация.
В първата фаза, когато мониторът поиска активно регенериране на филтъра, температурата на отработените газове се повишава до първоначална стойност (250ºC, например) чрез механизма за последващо впръскване. В този момент се активира температурният контролер, който е част от програмата UC, която инициира управлението на процеса по затворен цикъл на регенерацията.
Времето, изисквано от тази начална фаза, се следи и ако то надвиши указания максимален лимит, съответният DTC код се записва като „чакащ“. Ако неизправността бъде открита в 2 последователни цикъла на шофиране, DTC преминава към „потвърдено“и MIL/LIM се активира.
DTC код
P249F Прекалено много време за стартиране на управлението на регенерацията в затворена верига.
Във фазата на управление на затворената верига се следи температурата на отработените газове.
Ако температурният контролер е на границата след впръскване и температурата на газа не е достигнала очакваното ниво, DTC кодът се записва като „чакащ“. След два последователни цикъла на шофиране, той преминава към „потвърдено“.
DTC кодове
P24A0 Управление на ограничена регенерация в затворен контур. Температурата е твърде ниска.
P244C Температурата на отработените газове е твърде ниска за регенериране.
Ако по време на процеса на регенериране температурата на филтъра надвиши границата на калибриране, се записва съответният DTC код. Като мярка за безопасност и поради температурата, надвишаваща граничната стойност, UC може да попречи на двигателя да започне.
DTC код
P244D Температурата на отработените газове е твърде висока за регенериране.
