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#1 02-12-2017 12:02:26

BMW-Tech
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Les moteurs BMW Diesel BluePerformance.

Diesel avancé avec BluePerformance.

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Moteur diesel pour l'Amérique du Nord
Réduction catalytique sélective (SCR)
Recirculation des gaz d'échappement à basse pression (LP EGR)

Diesel-avance_.jpg

Sources d'informations supplémentaires

Plus d'informations sur les sujets individuels peuvent être trouvés dans ce qui suit:
- Manuel du propriétaire
- Application technique de service intégré.

Contenu.
Diesel avancé.

Objectifs
Des modèles
Introduction
Composants du système

Objectifs.
Diesel avancé.

Des modèles.
Diesel avancé.

Variantes de moteur

Modèles avec le moteur américain M57D30T2 au moment du lancement sur le marché à l'automne 2008.

Variantes-de-moteur.png

Histoire du moteur M57

Le moteur M57 est de loin l'un des moteurs les plus performants de BMW. Il est monté dans de nombreux modèles à travers la gamme de véhicules. Il joue le rôle du moteur haut de gamme extrêmement puissant, par exemple dans la série 3 tout aussi efficacement que le moteur à entrée de gamme bien équilibré de la série 7.
10 ans se sont déjà écoulés depuis son introduction et de nombreuses améliorations ont été apportées au cours de cette période. En particulier, la réingénierie qui a eu lieu en 2002 et à nouveau en 2005 assure que le moteur M57 est toujours à la pointe de la technologie.
Le tableau suivant présente un aperçu des différents modèles équipés du moteur M57.

Histoire-du-moteur-M57.png

Histoire-du-moteur-M57_20171201-1004.png

Introduction.
Diesel avancé.

Un moteur diesel pour l'Amérique du Nord Une puissance et des performances impressionnantes ainsi qu'une efficacité exemplaire ont contribué à faire des moteurs diesel BMW une technologie d'entraînement attrayante et orientée vers l'avenir. Cette technologie est maintenant disponible pour les conducteurs en Amérique du Nord.
BMW introduit cette technologie diesel aux Etats-Unis et au Canada sous le nom "BMW Advanced Diesel". L'introduction fait partie intégrante de la dynamique efficace.

stratégie de développement, devenue synonyme d'émissions de CO2 extrêmement faibles, ce qui n'est pas surprenant compte tenu de sa consommation de carburant extrêmement faible. La dynamique efficace n'est pas seulement un instrument pour réduire la consommation de carburant, mais il est conçu comme une entité intelligente avec une dynamique accrue. Ce n'est pas sans raison que le moteur M57D30T2 est considéré comme le moteur diesel le plus agile au monde.

Histoire

En 1892, Rudolf Diesel a déposé une demande de brevet pour son premier moteur à combustion auto-allumage.
Initialement, ce grand moteur à fonctionnement lent était destiné à un fonctionnement stationnaire seulement. La structure complexe du moteur et le système d'injection complexe signifiaient des coûts de production élevés. Les premiers moteurs diesels simples n'étaient pas particulièrement confortables et puissants. Il n'était pas possible de confondre le son caractéristique du processus de combustion difficile dans le moteur diesel à froid (cliquetis diesel). Par rapport au moteur à allumage par étincelle, il offrait un meilleur rapport puissance / poids, des caractéristiques d'accélération et une puissance spécifique plus faible.

La "miniaturisation" ne pourrait être réalisée qu'en améliorant les matériaux et le processus de fabrication au cours de la production de véhicules commerciaux. Bien que le premier véhicule diesel ait été présenté dès 1936, ce n'est pas avant les années 1970 que le moteur diesel a été accepté comme une source d'entraînement viable.

La percée est survenue dans les années 1980 lorsque le moteur diesel a finalement été suffisamment raffiné pour être une véritable alternative au moteur à allumage par étincelle. À l'heure actuelle, compte tenu de l'amélioration de la dynamique et de l'acoustique, la décision a été prise d'introduire le moteur diesel dans les véhicules de série de BMW.

Histoire.jpg

1983

Le moteur M21D24 introduit pour la première fois dans l'E28 comme la 524td comportait un turbocompresseur d'échappement et avait un déplacement de 2,4 litres. Il a été dérivé du moteur à essence 6 cylindres M20 et développé 85 kW / 115 ch. Les deux moteurs pourraient donc être construits sur les mêmes sites de production.
A cette époque, la performance avec une vitesse maximale de 180 km / h et une accélération de 0 à 100 km / h en 13,5 secondes ont établi de nouvelles normes dans la dynamique des véhicules à moteur diesel. Le 524td a donc reçu le surnom de "Sport
diesel".
Ce fut le premier moteur diesel chez BMW et, en même temps, le dernier depuis longtemps sur le marché américain.

BMW-524td-avec-moteur-M21.jpg

1985

Le M21 a également été construit en tant que moteur diesel naturellement aspiré à partir de septembre 1985, ce qui a permis d'offrir un «moteur d'entrée de gamme» économique. Ce moteur s'est fait un nom dans la 324d (E30) en tant que moteur à allumage automatique le plus doux sur le marché

1987

En tant que premier constructeur automobile au monde à le faire, BMW a introduit le système de gestion électronique du moteur, appelé Digital Diesel Electronics (DDE). Plus rapide et plus précis qu'un système de contrôle mécanique, l'électronique contrôle efficacement:

• Caractéristiques d'émission d'échappement
• Caractéristiques de consommation de carburant
• Emission de bruit
• Raffinement du moteur.

1991

En 1991, le tout nouveau moteur M51D25 a été lancé et, avec un refroidissement intermédiaire et une puissance de 105 kW / 143 ch, il a été le moteur diesel le plus puissant de sa catégorie dans le monde. Il a remplacé le moteur M21 et a été équipé d'un carter de moteur basé sur un tout nouveau design.
Le moteur était offert dans les versions de sortie 115 ch et 143 ch. L'émission d'échappement et la fumée à pleine charge ont été réduites par une chambre de combustion principale en forme de V dans le piston

BMW-525tds-avec-moteur-M51.jpg

1994

Le moteur M41 était le premier moteur diesel 4 cylindres à être utilisé chez BMW. Il était dérivé du moteur M51D25 et partageait 56% de ses composants. Les nouvelles caractéristiques comprenaient l'arbre à cames en fonte creuse monté dans 5 roulements ainsi que la couverture d'une culasse le bruit de structure isolé.
Ce moteur a été monté dans différents modèles de la série E36.

1998

En 1998, BMW a construit le moteur diesel 4 cylindres le plus puissant - le M47 avec injection de carburant. Avec 100 kW développés à partir de 2 litres de cylindrée, un niveau de performance a été atteint, jusque-là réservé aux moteurs à essence. Cela correspond à une puissance spécifique de 50 kW ou 68 ch.

BMW-320d-avec-moteur-M47.jpg

Le sport automobile a fourni la meilleure preuve de l'efficacité et de la fiabilité de la nouvelle technologie diesel. BMW a célébré un succès historique sur le Ring de Nürburg.
Avec la 320d, un moteur diesel a gagné une course de 24 heures pour la première fois dans l'histoire du sport automobile en 1998. Cette victoire est due non seulement au fait qu'il a fallu moins de ravitaillements pour le ravitaillement mais aussi parce que la BMW a réalisé les meilleurs temps. .

BMW-320d-voiture-de-tourisme-avec-moteur-M47.jpg

1999

Le premier moteur diesel V8, le moteur M67D40, avec un déplacement de 4 litres était
présenté dans l'E38 qui a développé une puissance de 175 kW. BMW a prouvé son autorité technique avec le moteur diesel de voiture de tourisme le plus puissant au monde avec injection à rampe commune et 2 turbocompresseurs d'échappement.
Le moteur est équipé d'un carter en fonte à haute résistance avec graphite vermiculaire (GGV), d'une culasse en aluminium et d'un carter d'huile en deux parties.

BMW-740d-avec-moteur-M67.jpg

2001

Le M47TU avec le système d'injection Common Rail de deuxième génération et DDE5
Augmenté la puissance de sortie à 110 kW / 150 ch. Le moteur M57D30 est un perfectionnement du moteur M51D25. Il a un boîtier en fonte équipé d'une culasse en alliage léger avec une technologie à 4 soupapes. Le moteur M57 est le premier moteur diesel à six cylindres en ligne au monde dans un véhicule de tourisme équipé d'une technologie d'injection à rampe commune d'avenir.
Ce nouveau système d'injection de carburant à commande électronique hautement complexe répond parfaitement aux exigences d'une pression d'injection élevée et constante pendant toute la durée de l'injection. Le moteur offre une consommation de carburant nettement inférieure à celle des moteurs à chambre de turbulence, des performances supérieures et un fonctionnement régulier du moteur dans des conditions extrêmes.

BMW-530d-avec-moteur-M57.jpg

2004

Le moteur M57TU TOP avec turbocompresseur à deux étages est présenté comme le moteur diesel le plus puissant (E60 et E61). Un petit et un grand turbocompresseur est utilisé dans le système de turbocompression à deux étages. Le moteur diesel de la 535d développe 40 kW / 54 ch de plus qu'à la même cylindrée (3,0 litres) sur la 530d.
La puissance de sortie est de 200 kW / 272 ch. Le couple maximal de 560 Nm est atteint à 2000 tr / min. Avec ce moteur hors du commun, Luc Alphand a non seulement remporté le classement diesel du Rallye Paris-Dakar, mais s'est également classé quatrième au classement général.

BMW-X5-3_0d-avec-moteur-M57TU-TOP.jpg

2005

Le moteur M57TU2 est installé dans le E65. En plus de l'augmentation de la production et du couple, il possède les caractéristiques techniques suivantes:

• Poids réduit grâce au carter en aluminium
• Système de rampe commune de 3e génération avec piézo-injecteur et pression de 1 600 bar
• Conformité à la norme sur les émissions d'échappement EURO 4 et filtre à particules diesel en standard
• Actionneur de pression de suralimentation électrique optimisé pour le turbocompresseur à géométrie variable de la turbine.

BMW-730d-avec-moteur-M57TU2.jpg

2005

Le moteur M67 de la E65 a été complètement remanié la même année. L'objectif était de dynamiser nettement la dynamique en augmentant la puissance
réduire le poids. Dans le cas de la M67, cet objectif se traduit par une augmentation de la puissance de 16% tout en réduisant le poids du moteur de 14% - et ce, sans augmenter la consommation de carburant.
Cela a été principalement réalisé grâce à un nouveau carter en aluminium léger et en augmentant le déplacement à 4,4 litres.

BMW-745d-avec-moteur-M67TU.jpg

2006
 
En 2006, le moteur M57TU TOP a été repensé et équipé des mêmes détails techniques que le M57TU2, comme un carter en aluminium et des injecteurs piézo-électriques.
Ce moteur a reçu la désignation M57D30T2. Il a été introduit simultanément dans la série 3 comme le 335d et dans le X3 comme le 3.0sd. Cette réingénierie s'est traduite par des caractéristiques de puissance améliorées, un fonctionnement amélioré et une réduction significative de la consommation de carburant. Ce moteur constitue la base de la réintroduction de la technologie diesel aux Etats-Unis après plus de 20 ans.

X3-3_0sd-avec-moteur-TOP-M57TU2.jpg

Législation

Depuis l'entrée en vigueur de la première législation sur les émissions de gaz d'échappement des moteurs à essence au milieu des années 1960 en Californie, les limites admissibles pour une série de polluants ont été de plus en plus réduites. Entre-temps, tous les pays industrialisés ont adopté une législation sur les émissions d'échappement qui définit les limites d'émission pour les moteurs à essence et diesel ainsi que les méthodes d'essai.
Essentiellement, la législation suivante sur les émissions de gaz d'échappement s'applique:

• Législation CARB (California Air Resources Board), Californie
• Législation EPA (Environmental Protection Agency), États-Unis
• La législation de l'UE (Union européenne) et les règlements correspondants de la CEE (Commission économique des Nations Unies pour l'Europe), Europe
• Législation japonaise.

Cette législation a conduit à l'élaboration de différentes exigences en ce qui concerne la limitation de divers composants dans les gaz d'échappement. Essentiellement, les constituants des gaz d'échappement suivants sont évalués:

• Monoxyde de carbone (CO)
• Oxydes d'azote (NOx)
• Hydrocarbures (HC)
• Particules (PM)

On peut généralement dire que traditionnellement, on met davantage l'accent sur les faibles émissions d'oxydes d'azote dans la législation américaine, alors qu'en Europe on se concentre davantage sur le monoxyde de carbone. Le graphique suivant compare la norme applicable aux véhicules diesel BMW avec les normes en vigueur en Europe. Une comparaison directe, cependant, n'est pas possible car:

• différents cycles de mesure sont utilisés et
• différentes valeurs sont mesurées pour les hydrocarbures.

Comparaison-de-la-legislation-sur-les-emissions-d-echappement.png

* En Europe, la somme des oxydes d'azote et des hydrocarbures est évaluée, c'est-à-dire que plus les émissions de HC sont élevées, plus les NOx doivent être faibles et vice versa.
** Aux États-Unis, seuls les hydrocarbures sans méthane sont évalués, c'est-à-dire tous les hydrocarbures sans méthane

Bien que les normes européennes et américaines ne puissent être comparées 1: 1, il est clair que les exigences relatives aux émissions d'oxydes d'azote sont considérablement plus exigeantes.
Les moteurs diesel ont généralement des niveaux d'émission d'oxyde d'azote plus élevés que les moteurs à essence, car les moteurs diesel fonctionnent normalement avec un surplus d'air.
Pour cette raison, le défi de l'obtention de l'approbation dans les 50 États des États-Unis a dû faire face à une série de nouveaux développements technologiques.

Vue d'ensemble des innovations, modifications et caractéristiques spéciales

Le tableau suivant donne un aperçu des caractéristiques spéciales du M57D30T2 US moteur. Ils sont divisés en différentes catégories.

• Nouveau développement signifie une technologie qui n'a jamais été utilisée sur les moteurs BMW.
• Modification signifie un composant spécifiquement conçu pour le moteur américain M57D30T2 mais ne représente pas une innovation technique.
• Adopté décrit un composant déjà utilisé dans d'autres moteurs BMW.

Cette information produit ne décrit que les principales modifications apportées au moteur M57D30T2 par rapport à la version Europe, ainsi que les systèmes de base des véhicules spécifiques aux moteurs diesel.

Vue-d-ensemble-des-innovations-modifications-et-caracteristiques-speciales.pngVue-d-ensemble-des-innovations-modifications-et-caracteristiques-speciales_20171201-1025.png

Données techniques

Le tableau suivant compare le moteur américain M57D30T2 avec des moteurs à essence qui sont offerts pour les mêmes modèles.

Donnees-techniques.png


Diagrammes de pleine charge

Pour avoir une idée de la performance du moteur américain M57D30T2, il est comparé à différents moteurs à essence dans les diagrammes de pleine charge suivants.

Diagrammes-de-pleine-charge.jpg

En comparant ces deux moteurs de 3 litres, on voit clairement que, malgré une puissance de sortie pratiquement identique, le couple maximal du diesel est presque le double.

Moteur-americain-M57D30T2-compare-au-moteur-N54B30O0.jpg

Cette énorme différence de couple maximal est également évidente lorsqu'on compare le moteur essence 3 litres turbocompressé qui a une puissance nominale nettement plus élevée.

Moteur-americain-M57D30T2-compare-au-moteur-N62B48O1.jpg

Même le moteur V8 de 4,8 litres ne peut pas atteindre le couple maximal du moteur diesel de 3 litres. Cependant, le facteur décisif est le bas régime moteur auquel le moteur diesel développe ce couple élevé. Cela signifie que plus de puissance est disponible dans cette gamme. En termes de puissance de sortie, le moteur diesel est supérieur à l'un de ces moteurs à essence jusqu'à un régime moteur de 4000 tr / min.

Composants du système.
Diesel avancé.

Système mécanique du moteur

Seules de légères modifications ont été apportées au système mécanique du moteur par rapport à la version Europe.

Les modifications comprennent:

• Carter
• Paliers de vilebrequin et de tête de bielle
• Pistons
• Reniflard de carter.

Paliers de vilebrequin et de tête de bielle

Seul le carter de vilebrequin sans plomb et les roulements de gros calibre sont utilisés dans le moteur américain M57D30T2. Ceci est conforme aux exigences relatives à la protection de l'environnement et à l'élimination des véhicules hors d'usage.

Carter

Contrairement à la version Europe, le moteur américain M57D30T2 a un panneau de renfort plus large sur le dessous du carter.
Le panneau de renfort couvre maintenant quatre des principaux paliers pour le vilebrequin. En principe, le panneau de renfort sert à améliorer la stabilité du carter.
Cependant, l'agrandissement a été réalisé uniquement pour des raisons acoustiques.

Ne jamais conduire le véhicule sans le panneau de renfort.

Pistons

L'axe du piston a un plus grand décalage que dans la version Europe. Le décalage de l'axe du piston signifie que l'axe du piston est légèrement décentré.
Cela procure des avantages acoustiques lors des changements de contact du piston. Les avantages acoustiques de l'augmentation du décalage sont encore développés en particulier au ralenti.

Reniflard de carter

Le reniflard de carter dans la version US est généralement chauffé. En outre, le fonctionnement du reniflard de carter est surveillé par OBD (diagnostic embarqué). C'est parce qu'un système qui fuit produirait des émissions.

La seule raison probable d'une fuite dans le système serait que le tuyau de soufflage ne soit pas connecté au couvercle de la culasse. Pour faciliter la protection de cette situation par l'OBD, la conduite de chauffage est acheminée via un connecteur vers le couvercle de culasse (2). Essentiellement, ce connecteur sert uniquement de pont afin que l'actionnement du système de chauffage soit bouclé. La connexion de la prise est conçue de manière à ce que le contact correct soit établi uniquement lorsque le tuyau de soufflage a été correctement raccordé au couvercle de la culasse, le contact du système de chauffage n'étant pas fermé si le tuyau de soufflage n'est pas raccordé à la culasse. OBD reconnaît cette situation comme une faute.

Pipe-de-soufflage.png

Si le tuyau de soufflage n'est pas correctement raccordé à la culasse, l'OBD activera le témoin de dysfonctionnement (MIL).

Système d'admission et d'échappement d'air

Le moteur américain M57D30T2 présente les particularités suivantes dans le système d'admission et d'échappement d'air:

• Volets électriques de tourbillon
• Vanne de recirculation des gaz d'échappement électriques (vanne EGR)
• EGR basse pression
• Ensemble Turbo adapté à la basse pression EGR.

Systeme-d-admission-et-d-echappement-d-air---Moteur-americain-M57D30T2.jpgSysteme-d-admission-et-d-echappement-d-air---Moteur-americain-M57D30T2.png

Système d'admission d'air

Le système d'admission d'air diffère sur les modèles E70 et E90. Les deux véhicules aspirent de l'air non filtré derrière la calandre BMW.

Systeme-d-admission-d-air-E70-et-E90.png

Sur le E90, le silencieux d'admission est situé à l'avant droit du compartiment moteur fixé au véhicule. Sur le E70, le silencieux d'admission est fixé sur le moteur.

Volets de tourbillon

Le moteur est équipé des volets de tourbillon familiers dans le port tangentiel. Une caractéristique particulière du moteur américain est le système d'actionnement électrique avec retour de position.

Collecteur-d-admission-avec-volets-electriques.jpeg

Ce système offre des avantages en termes de contrôle, cependant, il est également une condition préalable pour répondre aux exigences OBD.

Système d'échappement

E70-et-E90-systemes-d-echappement.jpg
E70-et-E90-systemes-d-echappement.png

Recirculation des gaz d'échappement (EGR)

La recirculation des gaz d'échappement est l'une des options disponibles pour réduire les émissions de NOx. L'ajout de gaz d'échappement à l'air d'admission réduit l'oxygène dans la chambre de combustion, ce qui entraîne une température de combustion plus basse. Les systèmes EGR des E70 et E90 diffèrent. Les deux véhicules sont équipés du système EGR familier. En raison de son poids plus élevé, la E70 dispose également d'un système EGR basse pression, utilisé pour la première fois chez BMW.

EGR basse pression

EGR-basse-pression.jpg

Le système EGR connu a été étendu par l'EGR basse pression sur le E70. Ce système offre des avantages en particulier pour les charges élevées et les régimes moteur. C'est pourquoi il est utilisé dans le modèle E70 plus lourd car il est souvent utilisé dans les plages de charge les plus élevées.
L'avantage est basé sur le fait qu'une plus grande masse totale de gaz d'échappement peut être recirculée. Ceci est rendu possible pour deux raisons:

• Température inférieure des gaz d'échappement

Le gaz d'échappement pour l'EGR basse pression est prélevé à un point où une température plus basse prévaut que dans l'EGR haute pression. Par conséquent, les gaz d'échappement ont une densité plus élevée permettant ainsi une masse plus élevée.

De plus, le gaz d'échappement est ajouté à l'air d'admission frais avant le turbocompresseur d'échappement, c'est-à-dire avant le refroidisseur intermédiaire, où il est davantage refroidi. La température inférieure du gaz total permet un taux d'EGR plus élevé sans augmenter la température dans la chambre de combustion.

• Recirculation avant le turbocompresseur d'échappement

Contrairement à l'EGR haute pression où les gaz d'échappement sont amenés à l'air de suralimentation déjà comprimé, dans ce système les gaz d'échappement sont ajoutés à l'air d'admission avant le turbocompresseur d'échappement. Une pression plus faible prévaut dans cette zone dans toutes les conditions de fonctionnement.
Ceci permet de recycler un grand volume de gaz d'échappement même à un régime et à une charge plus élevés du moteur, alors que ceci est limité par la pression de suralimentation dans l'EGR haute pression.

Le graphique suivant montre le contrôle du système EGR avec EGR basse pression:

Controle-du-systeme-EGR.png

Comme déjà mentionné, l'EGR basse pression présente le plus grand avantage à des charges plus élevées et n'est donc activé, en fonction de la carte caractéristique, que dans ce mode de fonctionnement. Cependant, l'EGR à basse pression n'est jamais actif seul mais fonctionne toujours avec l'EGR à haute pression. Ajouté à cela, il n'est activé qu'à une température de liquide de refroidissement supérieure à 55 ° C. La vanne EGR basse pression est fermée à partir d'un certain niveau de charge, de sorte que seule la vanne EGR haute pression est à nouveau active. Cela signifie que le taux d'EGR est continuellement réduit.

Position-d-installation-LP-EGR.jpeg

Le système EGR basse pression est situé sur le côté droit du moteur, juste à côté du filtre à particules diesel et de l'étage basse pression de l'ensemble turbo. Le gaz d'échappement est dérivé directement après le filtre à particules diesel et amené à l'air d'admission avant le compresseur pour l'étage basse pression.

Position-d-installation-LP-EGR_20171201-1044.jpeg

Le graphique suivant montre les composants de l'EGR basse pression:

Composants-EGR-LP.png

Il y a un filtre à tamis métallique à mailles fines situé à l'entrée des gaz d'échappement du filtre à particules diesel au système EGR à basse pression. Le but de ce filtre est de garantir qu'aucune particule du revêtement, en particulier dans un nouveau filtre à particules diesel, ne puisse pénétrer dans le système EGR basse pression. De telles particules nuiraient aux pales du compresseur du turbocompresseur d'échappement. 3 Le filtre à tamis métallique doit être installé lors du montage du refroidisseur EGR basse pression sur le filtre à particules diesel, sinon le turbocompresseur risque d'être endommagé.

EGR haute pression

EGR-haute-pression.jpg

La recirculation des gaz d'échappement connue à ce jour est appelée ici EGR haute pression afin de la différencier de l'EGR basse pression.
Par rapport à la version Europe, l'EGR haute pression est équipé des caractéristiques spéciales suivantes:
• Vanne EGR électrique avec retour de position
• Capteur de température avant la soupape EGR haute pression
• Refroidisseur RGE avec bypass.

Systeme-EGR-haute-pression.png

Le système d'actionnement électrique de la vanne EGR permet un dosage exact de la quantité de gaz d'échappement recirculés. De plus, cette quantité n'est plus calculée uniquement sur la base des signaux du capteur de masse d'air et du capteur d'oxygène à film chaud, mais les signaux suivants sont également utilisés:
• Voyage de la soupape EGR à haute pression
• Température avant la soupape EGR à haute pression
• Différence de pression entre la pression des gaz d'échappement dans le collecteur d'échappement et la pression de suralimentation dans le collecteur d'admission.

Cela permet un contrôle encore plus précis du taux d'EGR.

Le refroidisseur EGR sert à augmenter l'efficacité du système EGR.
Cependant, atteindre la température de fonctionnement aussi vite que possible est prioritaire aux basses températures du moteur. Dans ce cas, le refroidisseur EGR peut être contourné afin de chauffer la chambre de combustion plus rapidement. A cet effet, une dérivation qui détourne le liquide de refroidissement est intégrée dans le refroidisseur EGR. Cette dérivation est actionnée par un volet qui, à son tour, est actionné par une unité de vide. La dérivation est soit uniquement dans la position «Ouvert» ou «Fermé».

Turbocompresseur d'échappement

Le moteur américain est équipé du même bi-turbo variable que la version Europe, cependant, l'ensemble turbo est modifié en raison de la basse pression EGR.
D'une part, l'entrée de l'EGR basse pression est située sur le carter du compresseur pour l'étage basse pression. D'autre part, les roues du compresseur sont revêtues de nickel pour les protéger des gaz d'échappement.

Système de refroidissement

Le système de refroidissement est en partie spécifique au véhicule.
En principe, il n'y a guère de différences entre les systèmes de refroidissement des moteurs à essence et diesel.

Les deux différences fondamentales par rapport aux moteurs à essence sont:
• Aucun thermostat de carte caractéristique
• Refroidisseur EGR.

Les E70 et E90 diffèrent en ce qui concerne le refroidisseur EGR. Comme le E70 est équipé d'un système EGR basse pression, il dispose d'un deuxième refroidisseur EGR, le refroidisseur EGR basse pression.

Systeme-de-refroidissement-X5-xDrive35d.jpegSysteme-de-refroidissement-335d.png

Système de préparation de carburant

Systeme-de-preparation-de-carburant-moteur-americain-M57D30T2.jpegSysteme-de-preparation-de-carburant-moteur-americain-M57D30T2_20171201-1106.png

Le système de préparation du combustible ne diffère ni en termes de conception ni de fonction de la version Europe. Cependant, certains composants ont été adaptés aux différentes spécifications de carburant.
Ces composants sont:

• Pompe à haute pression
• Rampe d'injection
• Injecteurs de carburant.

Ces adaptations sont limitées à différents revêtements et matériaux à l'intérieur.

Vue d'ensemble du système d'alimentation en carburant

E90-Systeme-d-alimentation-en-carburant-diesel.jpgE90-Systeme-d-alimentation-en-carburant-diesel.png

Design

Comme pour les moteurs à essence, le système d'alimentation est spécifique au véhicule. Il existe cependant plusieurs différences générales et significatives par rapport aux véhicules à moteur à essence. Ceux-ci sont:

• Le système comprend une ligne de retour de carburant
• Le système de reniflard est considérablement plus simple
• Il n'y a aucun cartouche de charbon actif (AKF) et aucun module de diagnostic de fuite de réservoir de carburant (DMTL)
• Il n'y a pas de régulateur de pression
• Le filtre à carburant ne se trouve pas dans le réservoir de carburant.

Le design des systèmes d'alimentation en carburant des E70 et E90 est décrite ci-après.

E70 avec moteur diesel

Reservoir-de-carburant-sur-E70-avec-moteur-diesel.jpeg

En plus de livrer le carburant au moteur, le système d'alimentation en carburant filtre également le carburant. Le réservoir de carburant contient un système de ventilation supplémentaire.
Le réservoir de carburant est divisé en deux chambres en raison de l'espace disponible dans le véhicule. Le système d'alimentation en carburant comporte deux unités de distribution logées dans les demi-réservoirs de carburant droit et gauche.
La pompe à carburant (3) avec filtre d'admission (2) fait partie de l'unité de distribution à droite. La chambre de surtension comprend une pompe à jet d'aspiration (10) avec soupape de surpression (11) et une soupape de remplissage initiale (1) ainsi qu'un capteur de type levier (G) complètent cette unité de distribution.

La pompe à jet d'aspiration (8), le capteur à levier (G), la soupape de prévention des fuites (7) et la soupape d'admission d'air (9) appartiennent à l'unité de distribution à gauche.
Une ligne mène de la soupape d'évent de remplissage (H) au filtre (L). Le tuyau de remplissage de carburant est raccordé à cette conduite via le clapet anti-retour (K).

E90 avec moteur diesel

Reservoir-de-carburant-sur-E90-avec-moteur-diesel.jpeg

Fonctions du système d'alimentation en carburant

Réservoir d'essence

Reservoir-de-carburant-pour-E70-avec-moteur-diesel.png

Une soupape de surpression (B) est intégrée dans le bouchon de remplissage de carburant (A) pour protéger le réservoir de carburant (E) de toute pression excessive. Un clapet anti-retour (C) est situé à l'extrémité du goulot de remplissage du carburant. Le clapet anti-retour empêche le carburant de revenir dans le goulot de remplissage.
Les composants dans le réservoir de carburant peuvent être atteints via les deux capuchons de service (F). Le niveau de remplissage du carburant peut être déterminé via les deux capteurs à levier (G).
La chambre de surtension (D) garantit que la pompe à carburant dispose toujours de suffisamment de carburant pour la livraison.

Système d'alimentation en carburant

Systeme-d-alimentation-en-carburant-pour-E70-avec-moteur-diesel.png

Dans le cas où la chambre de surtension est complètement vide, la soupape de remplissage initiale (1) assure que le carburant entre dans la chambre de suralimentation pendant le ravitaillement.

Le carburant atteint la pompe à carburant (3) via le filtre d'admission (2), puis continue à travers la conduite de refoulement (5) jusqu'au filtre à carburant. La pompe à carburant est située dans la chambre de surtension. Une soupape de surpression (4) est intégrée dans la pompe à carburant pour éviter que la pression dans la conduite de refoulement ne monte trop haut. Lorsque le moteur s'éteint, la conduite de refoulement est dépressurisée mais ne peut pas fonctionner à sec car, à condition que le système ne fuit pas, aucun air ne peut y pénétrer. De plus, après l'arrêt de la pompe à carburant, la plausibilité du capteur de pression / température du carburant est vérifiée.

Le carburant requis pour la lubrification et la fonction de génération de haute pression retourne dans le réservoir de carburant via la conduite de retour (7).
Le carburant provenant de la ligne de retour est divisé en deux lignes en aval de la soupape de prévention des fuites (7). Le clapet anti-retour empêche le vidange du réservoir de carburant en cas d'endommagement des conduites du moteur ou du soubassement. Cela évite également que la conduite de retour ne sèche lorsque le moteur est arrêté.

L'une des lignes guide le carburant dans la chambre de pompage via une pompe à jet d'aspiration (10). La pompe à jet d'aspiration transporte le carburant du réservoir de carburant dans la chambre de surtension. Si la pression de refoulement du carburant dans la conduite de retour augmente trop, la soupape de surpression (11) s'ouvre et permet au carburant de s'écouler directement dans la conduite de retour.
chambre de surtension. Une vanne d'entrée d'air est utilisée dans le E70.

La soupape d'admission d'air (9) permet à l'air de pénétrer dans la conduite lorsque le moteur est arrêté, ce qui empêche le carburant de refluer de la moitié droite du réservoir vers la gauche. Au lieu de la soupape d'admission d'air (9), un clapet anti-retour est utilisé sur le E90. Le clapet anti-retour assure que, pendant que le moteur est arrêté, le carburant provenant de la moitié droite du réservoir de carburant ne puisse pas retourner dans la moitié gauche. Le système de retour reste complètement rempli de carburant. Une autre conduite part dans la moitié gauche du réservoir de carburant après le clapet anti-retour (7) et transporte le carburant dans la chambre de pompage via la pompe à jet d'aspiration (8).

Alimentation en air et extraction

Systeme-de-ventilation-de-reservoir-pour-E70-avec-moteur-diesel.png

La ventilation du combustible est assurée au moyen de la soupape d'évent de remplissage (H).

La soupape d'évent de remplissage se trouve dans le réservoir de carburant et utilise la connexion (I) pour déterminer le niveau de remplissage maximum (J). La soupape d'évent de remplissage contient un flotteur qui boue vers le haut sur le carburant lorsque le véhicule est ravitaillé et bloque la ventilation de remplissage. Le carburant monte dans le remplissage de carburant et la buse de carburant s'éteint.

Une valve de retournement est également intégrée dans la soupape d'évent de remplissage pour bloquer la ligne de ventilation lorsqu'un certain angle d'inclinaison est atteint et empêcher le carburant de s'écouler si le véhicule devait rouler.

Le clapet anti-retour (K) empêche le carburant de s'échapper par la ventilation lorsque le véhicule est ravitaillé. Pendant le fonctionnement, l'air peut s'écouler dans le tuyau de remplissage de carburant et le carburant peut s'écouler du tuyau de remplissage de carburant dans le réservoir.
Le filtre (L) empêche la pénétration d'impuretés ou d'insectes dans la ventilation et le blocage de la ligne.

Si la ligne de ventilation se bloque, la consommation de carburant pendant le fonctionnement provoquerait une pression négative et le réservoir de carburant serait comprimé et endommagé.

Composants du système d'alimentation en carburant
 
Soupape de surpression dans le bouchon du réservoir de carburant

Soupape-de-limitation-de-pression.png

Protection-contre-le-ravitaillement-incorrect.jpeg

La protection contre une fonction de ravitaillement incorrecte garantit que le réservoir de carburant ne peut pas être rempli d'essence. Comme le montre le graphique précédent, seule une buse de carburant d'un diamètre d'environ 24 mm peut s'adapter. Si le diamètre est d'environ 21 mm, le volet (4) ne s'ouvre pas car le levier articulé (7) et le levier de verrouillage (2) ne peuvent pas être écartés.

Si une buse de carburant diesel est insérée, cela pousse le levier de verrouillage (2) et le levier articulé (7) en même temps. Le levier articulé est poussé vers l'extérieur contre le ressort de traction (3) et libère le volet (4). Ceci n'est cependant possible que si le levier articulé ne peut pas bouger librement et est également bloqué en position par la buse de carburant.
Pour ouvrir la protection contre une fonction de ravitaillement incorrecte dans l'atelier, un outil spécial est requis.

Pompe à carburant

Les véhicules diesel d'aujourd'hui sont équipés de pompes à carburant électriques seulement. La pompe à carburant électrique
est conçu pour fournir une quantité de carburant suffisante pour lubrifier et refroidir les injecteurs et la pompe haute pression et pour satisfaire la consommation de carburant maximale du moteur. Il doit livrer le carburant à une pression définie.

Cela signifie que lorsque le moteur tourne au ralenti ou à une puissance moyenne, la pompe à carburant
fournit plusieurs fois plus que la quantité de carburant requise. La pompe à carburant fournit environ trois ou quatre fois plus de volume de consommation de carburant possible.
La pompe à carburant électrique est située dans le réservoir de carburant. Là, il est bien protégé contre la corrosion et le bruit de la pompe est correctement insonorisé

Pompe-a-carburant-electrique.png

La pompe à carburant des moteurs diesel BMW peut être une pompe à engrenage, une pompe à rouleaux ou une pompe à vis. Les pompes à carburant suivantes sont utilisées sur les véhicules des États-Unis:

Pompe-a-carburant.png

Le principe de fonctionnement de chacun de ces types de pompe est décrit ci-dessous. La pompe elle-même est entraînée par l'arbre d'entraînement (2) du moteur électrique (3). Le moteur électrique est commandé par la connexion électrique (6) et les contacts glissants (7).
Passant d'abord à travers le filtre d'admission puis le reste de la section d'admission (9), le carburant entre dans la roue (1). Le carburant est pompé à travers la chambre de pression (8) sur le moteur électrique, passé la connexion de pression (5) et vers le filtre à carburant et le moteur.
Si la pression d'alimentation en carburant augmente jusqu'à une valeur non autorisée, la soupape de surpression (4) s'ouvre et permet au carburant de s'écouler dans la chambre de surpression.

Contrôle

En principe, il existe trois types de contrôle de la pompe à carburant:
• Non réglementé:

La pompe à carburant fonctionne avec "contact mis".
Si le moteur n'est pas démarré, la pompe à carburant s'arrête à nouveau après une période définie. Si le moteur tourne, la pompe à carburant fonctionne à la puissance et à la vitesse maximales.
Le carburant est coupé avec "moteur arrêté".

• Vitesse-réglementée:

La pompe à carburant fonctionne avec "contact mis". Si le moteur n'est pas démarré, la pompe à carburant s'arrête à nouveau après une période définie. La pompe à carburant est commandée par une unité de commande interposée (contrôleur de pompe à carburant) en réponse à un signal de demande provenant du DDE. Le contrôleur de pompe à carburant surveille et régule la vitesse de la pompe. Si le moteur est arrêté, la pompe à carburant l'est également.

• Régulé par pression:

La pompe à carburant fonctionne avec "contact mis". Si le moteur n'est pas démarré, le carburant est coupé à une pression spécifique. Lorsque le moteur tourne, la pompe à carburant est régulée sur demande par le contrôleur de pompe à carburant interposé en réponse à un signal de charge du DDE afin d'assurer une pression de carburant uniforme à l'entrée de la pompe haute pression.

La régulation de la vitesse et la régulation de la pression ont toutes deux amélioré l'économie de carburant, bien qu'il ait été possible d'améliorer encore l'économie de carburant grâce à la régulation de la pression. D'autres effets secondaires positifs comprennent une augmentation de la durée de vie de la pompe à carburant, un déchargement du système électrique du véhicule et une réduction du bruit de la pompe à carburant.

Controle.png

Pompe à engrenages

Le type de pompe à engrenages utilisé est une pompe à rotor.

La pompe à rotor comprend un rotor externe (1) avec des dents à l'intérieur et un rotor interne (4) avec des dents à l'extérieur. Le rotor interne est entraîné par l'arbre d'entraînement (5) du moteur électrique. Le rotor extérieur est propulsé par les dents du rotor interne et tourne ainsi à l'intérieur du carter de la pompe.

Le rotor interne a une dent de moins que le rotor externe, ce qui signifie que, à chaque tour, le carburant est transporté dans l'écart de dent suivante du rotor externe.

Pendant le mouvement de rotation, les espaces du côté de l'admission s'élargissent, alors que ceux du côté de la pression deviennent proportionnellement plus petits.

Le carburant est introduit dans la pompe du rotor à travers deux rainures dans le boîtier, une du côté de l'admission et une du côté de la pression. Ensemble avec les espaces pour les dents, ces rainures forment la section d'admission (6) et la section de pression (3).

Pompe-a-engrenage-pompe-a-rotor.png

Pompe à vis-broche

Avec la pompe à vis sans fin, deux broches de vis s'engrènent de telle sorte que les flancs forment un joint entre eux et le boîtier. Dans les chambres de déplacement entre le boîtier et les broches, le carburant est poussé vers le côté de la pression avec pratiquement aucune pulsation.
De cette manière, les broches à vis pompent le carburant hors du réservoir de carburant (5). Le carburant est ensuite acheminé au moteur (3) à travers le carter de pompe et la conduite d'alimentation en carburant.

Pompe-a-vis-broche.png

Filtre à carburant

Le filtre à carburant avec chauffage illustré ici a été utilisé dans les modèles de véhicules avec moteur diesel et pompe d'injection de distributeur. Les modèles ultérieurs avec moteur diesel et système à rampe commune sont équipés des filtres à carburant suivants.

Filtre-a-carburant-avec-chauffage-modeles-de-vehicules-ulterieurs.png

BMW recommande l'utilisation de pièces et d'accessoires pour le véhicule qui ont été approuvés par BMW à cet effet. Ces pièces et accessoires ont été testés par BMW pour leur sécurité fonctionnelle et leur compatibilité avec les véhicules BMW. BMW accepte la responsabilité du produit pour eux. Cependant, BMW décline toute responsabilité pour les pièces ou accessoires non approuvés.

Le travail du filtre à carburant est de protéger le système de carburant contre la contamination de la saleté. La pompe haute pression et les injecteurs en particulier sont très sensibles et peuvent être endommagés même par les plus petites quantités de saleté. Le carburant fourni au moteur est toujours alimenté par le filtre à carburant. Les contaminants sont piégés par un matériau semblable à du papier. Le filtre à carburant est soumis à un intervalle de remplacement.

Réchauffeur de filtre à carburant

Le réchauffeur du filtre à carburant est fixé au boîtier du filtre à carburant et fixé avec une pince de verrouillage. Le carburant traverse le filtre à carburant chauffant dans le filtre à carburant.

Étant donné que le carburant diesel d'hiver reste mince même à basse température, le réchauffeur du filtre à carburant n'est normalement pas actif lorsque du carburant diesel d'hiver est utilisé. Afin d'économiser de l'énergie, le chauffage du filtre à carburant n'est activé que lorsque le gazole devient visqueux en raison des basses températures.

Il existe deux systèmes de contrôle différents selon que le système d'alimentation en carburant est à vitesse contrôlée ou contrôlé par pression.

Système à vitesse contrôlée

Le chauffage du filtre à carburant n'est pas contrôlé par le DDE. Un pressostat et un capteur de température sont situés dans le boîtier du filtre à carburant. Le chauffage du filtre à carburant est activé lorsque les deux conditions suivantes sont remplies:

• La température chute en dessous d'une valeur définie
• Une pression de distribution de carburant définie est dépassée en raison du carburant froid et visqueux.

Si le filtre est bouché, un signal correspondant est envoyé via une ligne de diagnostic au DDE. C'est le cas lorsque, malgré une température suffisamment élevée, la pression du carburant en amont du filtre ne diminue pas.
Système à pression contrôlée

Le chauffage du filtre à carburant est actionné par le DDE. Un capteur combiné de pression de carburant et de température en amont de la pompe haute pression est utilisé.

Le chauffage du filtre à carburant est activé lorsque les deux conditions suivantes sont remplies:

• La température chute en dessous d'une valeur définie
• La pression de carburant requise n'est pas atteinte malgré l'augmentation de la puissance absorbée par la pompe à carburant électrique.

Le DDE reconnaît un filtre colmaté lorsque la pression cible en amont de la pompe haute pression n'est pas atteinte malgré une température de carburant suffisamment élevée et une consommation d'énergie élevée de la pompe à carburant électrique.

Vue d'ensemble de la réduction catalytique sélective

La réduction catalytique sélective est un système de réduction des oxydes d'azote (NOx) dans les gaz d'échappement. A cet effet, un agent réducteur (solution d'eau urée) est injecté dans les gaz d'échappement en aval du filtre à particules diesel.
La réaction de réduction d'oxyde d'azote a ensuite lieu dans le convertisseur catalytique SCR.
La solution d'urée-eau est transportée dans deux réservoirs du véhicule. La quantité est mesurée de manière à être suffisante pour un intervalle de vidange d'huile.
Le graphique suivant montre une représentation simplifiée du système:

Representation-simplifiee-du-systeme-SCR.jpgRepresentation-simplifiee-du-systeme-SCR.png

La raison de l'utilisation de deux réservoirs est que la solution d'urée-eau gèle à une température de -11 ° C. Pour cette raison, le plus petit réservoir est chauffé mais pas le plus grand. De cette manière, le volume total de la solution d'urée-eau n'a pas besoin d'être chauffé, économisant ainsi de l'énergie. La quantité est cependant suffisante pour couvrir de grandes distances.
Le petit réservoir chauffé est appelé réservoir actif. Une pompe transporte la solution d'eau urée de ce réservoir vers le module de dosage. Cette ligne est également chauffée.
Le plus grand réservoir non chauffé est le réservoir passif. Une pompe transfère régulièrement la solution d'eau urée du réservoir passif vers le réservoir actif.

Emplacements d'installation dans le E70

Emplacements-des-installations-systeme-E70-SCR.jpgEmplacements-des-installations-systeme-E70-SCR.png

Sur le E70, le réservoir actif, y compris l'unité de livraison, est situé sur le côté droit directement derrière le panneau de pare-chocs avant. Le réservoir passif est situé à gauche dans le soubassement, à peu près sous le siège du conducteur. L'unité de transfert est installée à droite dans le soubassement. Les deux charges sont situées dans le compartiment moteur.

Emplacements d'installation dans le E90

Emplacements-des-installations-systeme-E90-SCR.jpgEmplacements-des-installations-systeme-E90-SCR.png

Sur le E90, le réservoir actif ainsi que le réservoir passif sont situés sous le plancher du coffre à bagages, le réservoir actif étant le plus bas des deux. Les charges sont situées sur le côté gauche derrière la roue arrière, où elles sont accessibles par une ouverture dans le panneau de pare-chocs. Les charges sont agencées de la même manière que les réservoirs, c'est-à-dire que la plus basse est la charge pour le réservoir actif. L'unité de transfert et le filtre sont situés derrière l'obturateur.

Présentation détaillée du système

Vue-d-ensemble-du-systeme-SCR.jpg
Vue-d-ensemble-du-systeme-SCR.png

E70 Schéma du circuit du système

Schema-du-systeme-E70-SCR.jpg
Schema-du-systeme-E70-SCR.png

E90 Schéma du circuit du système

Schema-electrique-du-systeme-E90-SCR.jpgSchema-electrique-du-systeme-E90-SCR.png

Fonctions du système de réduction catalytique sélective

La réduction catalytique sélective est actuellement le système le plus efficace pour réduire les oxydes d'azote (NOx). En cours de fonctionnement, il atteint un rendement de près de 100% et env. 90% sur toute la plage de fonctionnement du véhicule. La différence est attribuée au temps nécessaire au système jusqu'à ce qu'il soit complètement opérationnel après un démarrage à froid.
Ce système porte un agent réducteur, une solution d'eau urée, dans le véhicule.

Fonctions-SCR.png

La solution d'urée-eau est injectée dans le tuyau d'échappement par le moduleupstream de mesure du convertisseur catalytique SCR. Le DDE calcule la quantité à injecter. La teneur en oxyde d'azote dans les gaz d'échappement est déterminée par le capteur de NOx avant le convertisseur catalytique SCR. Correspondant à cette valeur, la quantité exacte de la solution d'urée-eau nécessaire pour réduire complètement les oxydes d'azote est injectée.
La solution d'urée-eau se transforme en ammoniac dans le tuyau d'échappement. Dans le convertisseur catalytique SCR, l'ammoniac réagit avec les oxydes d'azote pour produire de l'azote (N2) et de l'eau (H2O).
Un autre capteur de NOx qui surveille cette fonction est situé en aval du convertisseur catalytique SCR.
Une sonde de température dans le tuyau d'échappement après le filtre à particules diesel (c'est-à-dire avant le catalyseur SCR) et le module de mesure influence également cette fonction. C'est parce que l'injection de la solution d'urée-eau commence seulement à une température minimale de 200 ° C.

Réaction chimique

La tâche du système SCR est de réduire considérablement les oxydes d'azote (NOx) dans les gaz d'échappement. Les oxydes d'azote se présentent sous deux formes différentes:

• Monoxyde d'azote (NO)
• Dioxyde d'azote (NO2).

Oxydes-d-azote.jpg

L'ammoniac (NH3) est utilisé dans le but de réduire les oxydes d'azote dans un convertisseur catalytique spécial.

Ammoniac_20171201-1133.jpg

L'ammoniac est fourni sous la forme d'une solution d'eau urée.

Solution-d-uree-eau.jpg

La solution d'urée-eau est injectée par le système de dosage dans le système d'échappement en aval du filtre à particules diesel. La quantité requise doit être mesurée
exactement comme autrement, des oxydes d'azote ou de l'ammoniac apparaîtraient à la fin. La description suivante des procédés chimiques explique pourquoi c'est le cas.

Conversion de la solution d'urée-eau

La distribution uniforme de la solution d'urée-eau dans les gaz d'échappement et la conversion en ammoniac ont lieu dans le tuyau d'échappement en amont du convertisseur catalytique SCR. Initialement, l'urée ((NH2) 2CO) dissoute dans la solution d'urée-eau est libérée.

Liberation-d-uree-de-la-solution-d-uree-eau.jpg

La conversion de l'urée en ammoniac se fait en deux étapes.

Thermolyse-l-uree-se-transforme-en-ammoniaque-et-en-acide-isocyanique.png

Cela signifie que seule une partie de la solution d'urée-eau est convertie en ammoniac pendant la thermolyse. Le reste, qui est sous la forme d'acide isocyanique, est converti dans une seconde étape.

Hydrolyse-L-acide-isocyanique-reagit-avec-l-eau-pour-former-de-l-ammoniac-et-du-dioxyde-de-carbone.png

L'eau nécessaire à cet effet est également fournie par la solution d'urée-eau.
Par conséquent, après l'hydrolyse, toute l'urée est convertie en ammoniac et en dioxyde de carbone.

Réduction des NOx

Les oxydes d'azote sont convertis en azote et en eau inoffensifs dans le convertisseur catalytique SCR.

Reduction-des-NOx-les-oxydes-d-azote-reagissent-avec-l-ammoniac-pour-former-de-l-azote-et-de-l-eau.png

On peut voir que chaque atome individuel a retrouvé sa place à la fin du processus, c'est-à-dire que les mêmes éléments sont à gauche comme à droite. Cela ne se produit que lorsque le rapport de la solution urée-eau aux oxydes d'azote est correct. Des oxydes d'azote apparaîtraient si trop peu de solution d'urée-eau était injectée. De la même manière, l'ammoniac émergerait si trop de solution d'urée-eau était injectée, entraînant une odeur désagréable et des dommages possibles pour l'environnement.

Contrôle SCR

La commande SCR est intégrée dans l'électronique numérique diesel (DDE). Le contrôle SCR est divisé en le contrôle du système de mesure et la stratégie de mesure.

Controle-SCR.png

Stratégie de mesure

La stratégie de mesure fait partie intégrante du contrôle SCR qui calcule la quantité de solution d'eau à injecter à quelle heure. En fonctionnement normal, le signal du capteur de NOx avant le convertisseur catalytique SCR est utilisé pour le calcul de la quantité. Ce capteur détermine la quantité d'oxyde d'azote dans les gaz d'échappement et envoie la valeur correspondante au DDE. Cependant, le capteur de NOx doit atteindre sa température de fonctionnement avant de pouvoir commencer à mesurer.

Selon la température, cela peut prendre jusqu'à 15 minutes. Jusque-là, le DDE utilise une valeur de remplacement pour déterminer la quantité d'oxyde d'azote dans les gaz d'échappement.

Un deuxième capteur de NOx est installé après le convertisseur catalytique SCR dans le but de surveiller le système. Il mesure s'il existe encore des oxydes d'azote dans les gaz d'échappement. Si c'est le cas, la quantité injectée de la solution d'eau urée est adaptée en conséquence.

Le capteur de NOx, cependant, mesure non seulement les oxydes d'azote mais aussi l'ammoniac mais ne peut pas les distinguer.

Si l'on injecte trop de solution d'urée-eau, bien que les oxydes d'azote soient complètement réduits, il se produit un "glissement d'ammoniac", c'est-à-dire que l'ammoniac émerge du convertisseur catalytique SCR. Cela provoque à son tour une augmentation de la valeur mesurée par le capteur de NOx. Le but est donc de réaliser un minimum de la valeur du capteur.

Diagramme-d-emission-d-azote-et-d-ammoniac.png

Ceci, cependant, est une adaptation à long terme et non un processus de contrôle à court terme car le convertisseur catalytique SCR remplit une fonction de stockage pour l'ammoniac.

Contrôle du système de dosage

Le contrôle du système de comptage pourrait être considéré comme la partie exécutante. Il réalise les exigences définies par la stratégie de mesure.
Cela comprend à la fois le dosage, c'est-à-dire l'injection, ainsi que l'apport de la solution d'urée-eau.
Les tâches du contrôle du système de comptage en fonctionnement normal sont listées ci-dessous:
Mesure de la solution d'urée-eau:

• Mise en œuvre de la quantité cible requise de solution d'urée-eau
• Rétroaction de la quantité réelle de solution d'urée-eau mise en œuvre.

Fournir une solution d'urée-eau:

• Préparation du processus de dosage (conduites de remplissage et pression accumulée) dans les conditions ambiantes correspondantes (température)
• Vidage des lignes pendant l'afterrunning
• Actionnement du chauffage.

De plus, la commande du système de comptage reconnaît les défauts, les conditions invraisemblables ou les situations critiques et initie les mesures correspondantes.

Dosage de la solution d'urée-eau

La stratégie de dosage détermine la quantité de solution d'urée-eau à injecter.
Le contrôle du système de comptage exécute cette requête. Une partie de la fonction est l'actionnement de dosage qui détermine l'ouverture réelle de la vanne de dosage.
En fonction de la charge du moteur, la vanne de dosage injecte à une fréquence de 0,5 Hz à 3,3 Hz.
L'installation d'actionnement de comptage calcule les facteurs suivants afin d'injecter la quantité correcte:

• Le facteur de service de l'actionneur de la vanne de dosage pour déterminer la durée d'injection
• Retard d'actionnement pour compenser la lenteur de la vanne de dosage.

Le signal du capteur de pression dans la ligne de comptage est pris en compte pour assurer un calcul précis; la pression doit cependant rester constante à 5 bars.
La commande du système de comptage calcule également la quantité effectivement mesurée et renvoie cette valeur à la stratégie de mesure.
La quantité de dosage est également déterminée sur une plus longue période de temps. Ce calcul à long terme est réinitialisé pendant le ravitaillement ou peut être réinitialisé par le système de diagnostic BMW.

Fournir une solution d'urée-eau

Un apport d'une solution d'urée-eau est nécessaire pour le processus de réduction catalytique sélective. Il est nécessaire de stocker ce milieu dans le véhicule et de le rendre disponible rapidement dans toutes les conditions de fonctionnement. Dans ce cas, «mise à disposition» signifie que la solution d'urée-eau est appliquée à une pression définie sur la vanne de dosage.

Diverses fonctions décrites ci-après sont nécessaires pour effectuer cette tâche.

Chauffe-eau

Le système doit être chauffé lorsque la solution d'urée-eau gèle à une température de -11 ° C.

Le système de chauffage effectue les tâches suivantes:
• Pour surveiller la température dans le réservoir actif et la température ambiante
• Pour décongeler une quantité suffisante de solution d'urée-eau et les composants nécessaires pour mesurer la solution pendant le démarrage du système
• Pour éviter que les composants concernés ne gèlent pendant le fonctionnement
• Surveiller les composants du système de chauffage.

Les composants suivants sont chauffés:

• Chambre de surpression dans le réservoir actif
• Ligne d'admission dans le réservoir actif
• Module de distribution (pompe, filtre, vanne d'inversion)
• Ligne de mesure (du réservoir actif au module de mesure).

Les systèmes de chauffage de la ligne de dosage et du module de distribution sont commandés en fonction de la température ambiante.
Le réchauffeur dans le réservoir actif est commandé en fonction de la température dans le réservoir actif.
Le contrôle du chauffage est en outre régi par les conditions suivantes:

La-temperature-dans-le-reservoir-actif-et-la-temperature-ambiante-sont-les-memes.png

L'attente de comptage est retardée à une température inférieure à -9 ° C dans le réservoir actif, c'est-à-dire qu'une période d'attente définie peut s'écouler jusqu'à ce qu'une tentative d'accumulation de pression commence.
Ce temps est constant de -9 ° C à -16,5 ° C car il n'est pas possible de déterminer dans quelle mesure la solution d'urée-eau est congelée. À des températures inférieures à -16,5 ° C, le temps de chauffage est prolongé jusqu'à ce qu'une tentative d'accumulation de pression soit effectuée.
Le chauffage de la ligne de dosage se fait généralement beaucoup plus rapidement. Par conséquent, la température dans le réservoir actif est le facteur décisif pour la période de temps jusqu'à ce qu'une tentative d'accumulation de pression soit entreprise. Cependant, il est possible que le temps de chauffage de la conduite de dosage soit plus long à température ambiante considérablement plus bas que la température dans le réservoir actif. Dans ce cas, la température ambiante est prise en compte pour le délai d'attente de mesure.
Le graphique suivant montre le retard en fonction des signaux du capteur de température.

Diagramme---temps-de-retard-de-mise-en-attente-du-comptage.png

Le graphique montre que, avec les mêmes signaux de température, le temps de retard relatif à la température dans le réservoir actif est plus long que le retard causé par la température ambiante.
Seules les durées inférieures à -9 ° C sont pertinentes car elles sont inférieures à 3 minutes à des températures supérieures à -9 ° C. 3 minutes est le temps nécessaire à l'ensemble du système pour établir une attente de dosage (par exemple en prenant également en compte la température dans le convertisseur catalytique SCR). C'est également le délai approuvé par l'EPA (Environmental Protection Agency) comme période préliminaire dans toutes les conditions d'exploitation. Ce temps est prolongé de manière significative à très basse température. L'exemple suivant montre comment le délai d'attente de comptage est dérivé à basse température.

Exemple: Température ambiante: -30 ° C, température dans le réservoir actif: -12 ° C

Le véhicule a roulé pendant une période prolongée à des températures ambiantes très basses (-30 ° C). Le réchauffeur dans le réservoir actif a décongelé la solution d'urée-eau. Le véhicule est maintenant stationné pour une courte période (par exemple 30 minutes). Au redémarrage, la température dans le réservoir actif est de -12 ° C.
Le temps de retard initié par la température dans le réservoir actif est d'env. 18 minutes tandis que le temps de retard initié par
la température ambiante est de 25 minutes. Comme le temps de retard initié par la température ambiante est plus long, cela entraînera un retard plus long.
Maintenant, une autre condition entre en jeu. Seule la fin du retard causé par la température dans le réservoir actif peut permettre le dosage. Ça signifie:

• Le temps de retard initié par la température dans le réservoir actif s'est écoulé après 18 minutes. Aucune activation n'est encore fournie par le deuxième retard causé par la température ambiante. Un deuxième cycle de 18 minutes commence maintenant.

• Le temps de retard initié par la température ambiante s'écoulera après 25 minutes et enverra son signal de validation. Cependant, ce délai ne peut pas activer le comptage.

• Le deuxième cycle du temps de retard causé par la température dans le réservoir actif s'est écoulé après 36 minutes. Depuis l'activation du retard causé
par la température ambiante est maintenant appliquée, la mesure sera activée.

Transfert de pompage

Un pompage dit de transfert est nécessaire puisque deux réservoirs sont utilisés pour stocker la solution d'eau urée. Le terme pompage par transfert concerne le pompage de la solution d'urée-eau du réservoir passif dans le réservoir actif.

Transfert-de-pompage.png

Les conditions suivantes doivent être remplies pour le pompage de transfert:

• Il y a une solution d'urée-eau dans le réservoir passif
• La température ambiante est supérieure à une valeur minimale de -5 ° C pendant au moins 10 minutes
• Une quantité définie (300 ml) a été utilisée dans le réservoir actif ou le niveau de réserve dans le réservoir actif a été atteint.

La solution est ensuite pompée pendant un certain temps afin de remplir le réservoir actif. La procédure de transfert de transfert est terminée si le niveau "plein" est atteint avant que le temps ne soit écoulé.
Si le réservoir passif a été rempli, le transfert de transfert n'aura lieu qu'après une quantité d'env. 3 l ont été utilisés dans le réservoir actif. La quantité entière est ensuite pompée. Le système attend à nouveau jusqu'à une quantité d'env. 3 l a été utilisé dans le réservoir actif avant de pomper de nouveau toute la quantité tout en démarrant simultanément la fonction de détection de remplissage incorrecte. Cette fonction détermine si le système a été rempli avec le mauvais support car il est présent en forte concentration dans le réservoir actif.
Le transfert de transfert n'a pas lieu en cas de défaillance du système de capteur de niveau.

Livraison

La solution d'urée-eau est délivrée du réservoir actif au module de dosage. Cette tâche est réalisée par une pompe intégrée dans l'unité de livraison. L'unité de livraison contient en outre:

• Chauffe-eau
• Capteur de pression
• Filtre
• Retour gaz
• Vanne d'inversion.

Livraison.png

La pompe est actionnée par un signal modulé en largeur d'impulsion (signal PWM) provenant du DDE.
Le signal PWM fournit une spécification de vitesse dans le but d'établir le
pression. La valeur de la spécification de vitesse est calculée par le DDE sur la base du signal du capteur de pression.
Lorsque le système démarre, la pompe est actionnée avec un signal PWM défini et la ligne vers le module de comptage est remplie. Ceci est suivi par l'accumulation de pression. Ce n'est qu'alors que le contrôle de la pression a lieu.

Lorsque la ligne de dosage est remplie, la vanne de dosage ouverte permet d'injecter une petite quantité de la solution eau-urée dans le système d'échappement.
Pendant le contrôle de la pression, c'est-à-dire pendant le fonctionnement normal avec dosage, la pompe est actionnée de telle sorte qu'une pression de 5 bars est appliquée dans la conduite de dosage. Seule une petite partie de la solution d'urée-eau délivrée par la pompe est effectivement injectée. La majorité de la solution est transférée via un accélérateur dans le réservoir actif. Cela signifie que la pression de refoulement est déterminée par la vitesse de la pompe avec la section transversale des gaz.

La solution est injectée quatre fois par seconde. La quantité est déterminée par le temps d'ouverture et la course de la vanne de dosage. Cependant, la quantité est si faible qu'il n'y a pas de chute de pression notable dans la ligne de dosage.

Évacuant

Après avoir éteint le moteur, la vanne d'inversion se met en marche pour inverser le sens de refoulement de la pompe, évacuant ainsi la ligne de dosage et le module de mesure.

Evacuant.png

L'évacuation a également lieu si le système doit être arrêté en raison d'un défaut ou si la température minimale dans le réservoir actif ne peut plus être maintenue.
Ceci est nécessaire pour garantir qu'aucune solution d'urée-eau ne reste dans la ligne de dosage ou dans le module de mesure car elle peut geler.
La vanne de dosage est ouverte pendant l'évacuation.

Mesure de niveau

Il y a des capteurs de niveau aussi bien dans le réservoir actif que dans le réservoir passif. Cependant, ces capteurs ne sont pas des capteurs continus comme dans le système de carburant par exemple. Ils ne peuvent déterminer qu'un point spécifique auquel est affectée une quantité définie de solution d'urée-eau dans le réservoir.

Deux capteurs de niveau distincts sont installés dans le réservoir passif, un pour «plein» et un pour «vide». Les signaux des capteurs de niveau ne sont pas envoyés directement au DDE mais plutôt à un évaluateur.

Le réservoir actif contient un capteur de niveau qui a différents points de mesure:

• Plein
• Attention
• Vide.

Egalement dans ce cas, un évaluateur est installé entre les capteurs et le DDE, qui remplit les mêmes tâches que pour le réservoir passif.

Cet évaluateur envoie un signal de niveau plausible au DDE. Il reconnaît les changements dans le niveau de remplissage causés, par exemple, en conduisant en montée / descente ou en ballottement du liquide par opposition à un changement réel du niveau de liquide dans le réservoir. Le niveau bas est donc signalé lorsque le capteur correspondant n'est plus recouvert par la solution d'urée-eau pendant une période définie. Une fois que le niveau est inférieur à cette valeur, il ne peut plus être atteint en fonctionnement normal. Cela signifie que le liquide qui s'écoule sur le capteur ou qui conduit en montée / descente n'est plus interprété comme un niveau de liquide plus élevé.

Exemple-Signal-de-niveau-OK.png

Le système de mesure de niveau doit également reconnaître lorsque les réservoirs actifs et passifs sont remplis. Ceci est obtenu en comparant le niveau actuel avec la dernière valeur stockée.

Le signal du capteur de niveau après le remplissage correspond au signal pendant la montée.
Pour éviter toute confusion, la fonction de reconnaissance du remplissage est limitée à un certain temps après le démarrage du moteur et la décélération, car on peut supposer que le remplissage ne sera effectué que lorsque le véhicule est à l'arrêt.

Une certaine vitesse du véhicule doit être dépassée pour s'assurer que le ballottement se produit, fournissant ainsi une indication claire que le système a été rempli.

Le remplissage du système pendant que le moteur tourne peut également être détecté mais avec une logique modifiée. Les signaux envoyés par les capteurs lorsque le véhicule est à l'arrêt sont également utilisés à cette fin. Le véhicule doit être stationnaire pendant une période minimale définie
afin de rendre le remplissage plausible.

Lorsque la solution d'urée-eau est gelée, un capteur de niveau affiche la même valeur que lorsqu'il n'est pas mouillé / couvert par la solution. Un réservoir gelé est donc indiqué comme vide. Pour cette raison, les signaux de capteurs suivants sont utilisés pour mesurer le niveau:

• Température ambiante
• Température dans le réservoir actif
• Permettre le chauffage.

Calcul du niveau

Cette fonction calcule la quantité de solution d'eau urée restant dans le réservoir actif. Le calcul est calibré avec la mesure de niveau.

Chaque fois que le niveau descend en dessous d'un capteur de niveau, la quantité correspondante de solution d'eau d'urée dans le réservoir est stockée. La quantité de solution d'urée-eau effectivement injectée est ensuite soustraite de cette valeur pendant que la quantité pompée est ajoutée.
Cela permet de déterminer le niveau plus précisément que ce qui serait possible par simple mesure. De plus, le niveau peut encore être déterminé en cas de défaillance de l'un des capteurs de niveau.
Comme il est possible que le remplissage ne soit pas reconnu, le calcul est poursuivi seulement jusqu'à ce que le niveau descende en dessous du capteur inférieur suivant.

Exemple:

Une fois le niveau descendu en dessous du capteur de niveau "plein", par exemple, la quantité de solution d'urée-eau utilisée et repulpée est désormais prise en compte et le niveau réel en dessous de "plein" est calculé. Normalement, le niveau descend en dessous du capteur de niveau inférieur suivant en même temps que le calcul du niveau. Un ajustement a lieu à ce stade et le calcul est redémarré.

Si, toutefois, une quantité de solution d'urée-eau est remplie sans qu'elle soit détectée, le niveau réel sera supérieur au niveau calculé. Le calcul du niveau est arrêté s'il calcule que le niveau aurait dû descendre en dessous du capteur de niveau suivant mais que le capteur de niveau est toujours mouillé / couvert.

À titre exceptionnel, un capteur de niveau défectueux peut entraîner le calcul jusqu'à ce que le réservoir soit vide.

Modes du système SCR

A la mise du contact, le contrôle SCR subit une séquence logique de modes dans le DDE. Il y a des conditions qui déclenchent le changement d'un mode à l'autre. Le graphique suivant montre la séquence des modes qui sont décrits par la suite.

Sequence-de-modes-en-controle-SCR.jpg

INIT (initialisation SCR)

L'unité de contrôle est activée (borne 15 ON) et le système SCR est initialisé.

STAND BY (SCR non actif)

Le mode STAND BY est supposé soit après l'initialisation, soit en cas de défaut.
Le mode AFTERRUN est supposé si la borne 15 est désactivée dans cet état ou si une erreur se produit.

PAS DE CONTRÔLE DE PRESSION (en attente d'activation pour le contrôle de pression)

AUCUN mode de CONTRÔLE DE PRESSION n'est supposé quand aucun défaut ne se produit dans le système. Dans ce mode, le système attend la validation du contrôle de pression fournie par les signaux de capteur suivants:

• Température dans le convertisseur catalytique
• Température dans le réservoir actif
• Température ambiante
• État du moteur (moteur en marche).

Le système reste également en mode PAS DE CONTRÔLE DE PRESSION pendant une période de temps minimale, ce qui permet de vérifier la plausibilité du capteur de pression.
Le mode PRESSURE CONTROL est supposé une fois que l'activation est finalement donnée.

Le mode STAND BY est supposé si la borne 15 est désactivée ou si une erreur se produit en mode NO PRESSURE CONTROL.

CONTRÔLE DE PRESSION (système SCR en cours)

Le mode PRESSURE CONTROL est l'état de fonctionnement normal du système SCR et comporte quatre sous-modes.
Le mode PRESSURE CONTROL est maintenu jusqu'à ce que la borne 15 soit désactivée. Un changement au mode RÉDUCTION DE PRESSION a alors lieu.
Un changement au mode PRESSURE REDUCTION a également lieu en cas d'erreur dans le système.
Les quatre sous-modes de PRESSURE CONTROL sont décrits ci-dessous:

• RECHARGE

Le module de distribution, la ligne de comptage et le module de comptage sont remplis lorsque le mode REFILL est utilisé. La pompe est actionnée et la vanne de dosage s'ouvre d'une valeur définie. Le niveau de remplissage est calculé. Le mode passe à PRESSURE BUILD UP lorsque le niveau de remplissage requis est atteint ou qu'une augmentation de pression définie est détectée.
Le mode de RÉDUCTION DE PRESSION est supposé si la borne 15 est désactivée ou si un défaut se produit dans le système.

• PRESSURE S'EFFORCE

Dans ce mode, la pression est établie jusqu'à une certaine valeur. Pour ce faire, la pompe est actionnée pendant que la vanne de dosage est fermée.
Si la pression est augmentée dans un certain temps, le système passe au mode suivant de CONTRÔLE DE DOSAGE. Si la pression requise n'est pas atteinte après la fin de la période définie, une boucle d'état est initiée et le mode VENTILATION est supposé.
Si la pression ne peut pas être augmentée après un nombre défini de tentatives, le système signale un défaut et prend le mode RÉDUCTION DE PRESSION.
Le mode de RÉDUCTION DE PRESSION est également supposé lorsque la borne 15 est désactivée ou qu'une autre erreur se produit dans le système.

• VENTILATION

Si la pression ne peut pas être augmentée au-delà d'une certaine valeur en mode PRESSURE BUILD UP, il est supposé qu'il y a toujours de l'air dans la conduite de pression.
La vanne de dosage est ouverte pendant une période de temps définie pour permettre à cet air de s'échapper. Ce statut est quitté après ce délai et le système revient en mode PRESSURE BUILD UP. La boucle entre PRESSUREBUILDUP et VENTILATION varie en fonction de l'état de l'agent réducteur. La raison en est qu'un niveau différent est établi après REFILL en fonction des conditions ambiantes. La répétition de la fonction de ventilation assurera que la ligne de pression est complètement remplie d'agent réducteur.
Le mode de RÉDUCTION DE PRESSION est supposé si la borne 15 est désactivée ou si un défaut se produit dans le système.

• CONTRÔLE DE DOSAGE:

Le système peut activer la mesure en mode CONTRÔLE DE MESURE. C'est l'état réel pendant le fonctionnement normal. La solution d'urée-eau est injectée dans ce mode. Dans ce mode, la pompe est actionnée de telle sorte qu'une pression définie est établie.
Cette pression est surveillée. Si la progression de la pression dépasse ou sous-tend les paramètres définis, un défaut est détecté et le système prend le mode de réduction de pression. Ces défauts sont réinitialisés en revenant en mode CONTRÔLE DE MESURE.
Le mode RÉDUCTION DE PRESSION est également supposé si la borne 15 est désactivée ou si une autre erreur se produit dans le système.

•RÉDUCTION DE PRESSION

L'activation de la mesure est annulée en entrant dans le mode PRESSURE REDUCTION.
Cet état réduit la pression dans le module de distribution, la ligne de dosage et le module de mesure après le mode PRESSURE CONTROL. A cet effet, la vanne d'inversion est ouverte et la pompe est actionnée à une certaine valeur, la vanne de dosage est fermée.
Le mode PRESSUREREDUCTION se termine lorsque la pression chute en dessous d'une certaine valeur. Le système prend le mode SANS CONTRÔLE DE PRESSION si le seuil de pression est atteint (en dessous) dans un délai défini.
Le système signale un défaut si la pression ne tombe pas en dessous du seuil après écoulement d'un temps défini. Dans ce cas ou également dans le cas d'un autre défaut, le système assume le mode NO PRESSURE CONTROL.
Le mode NO PRESSURE CONTROL est également supposé lorsque la borne 15 est activée.

APRÈS RUN

Le système est arrêté en mode AFTERRUN. Si la borne 15 est à nouveau activée avant la fin de l'afterrun, l'afterrun est annulé et le mode STANDBY est assumé. Si ce n'est pas le cas, le système passe par les sous-modes de AFTERRUN.

• TEMPWAIT (phase de refroidissement du convertisseur catalytique)
En mode AFTER RUN, le sous-mode TEMPWAIT est initialement pris en compte si le système est rempli. Ceci est destiné à empêcher les gaz d'échappement excessivement chauds d'être aspirés dans le système SCR.
La durée de la phase de refroidissement est déterminée par la température des gaz d'échappement. Le sous-mode VIDAGE est supposé après ce temps, dans lequel le système d'échappement s'est refroidi, s'est écoulé.
Le sous-mode VIDAGE est également supposé si une erreur se produit dans le système. Si la borne 15 est activée dans cet état, le mode STANDBY est supposé.

• VIDAGE

Le système assume le sous-mode AFTERRUN_EMPTYING après la phase de refroidissement. La ligne de pression et le module de distribution sont vidés dans ce sous-mode. La solution d'eau d'urée est aspirée dans le réservoir actif en ouvrant la vanne d'inversion, en actionnant la pompe et en ouvrant la vanne de dosage. Ceci est destiné à empêcher la solution d'urée-eau de geler dans la ligne de dosage ou le module de dosage.

Le niveau dans la ligne de comptage est calculé dans ce mode.

Le mode COMPENSATION DE PRESSION est supposé si la ligne de mesure est vide.
Le mode de COMPENSATION DE PRESSION est également supposé si un défaut se produit dans le système.
Si la borne 15 est activée, le mode STANDBY est supposé.

• PRESSURECOMPENSATION (ligne d'admission - pression ambiante)

Après que le système a été complètement vidé, le sous-mode PRESSURECOMPENSATION est supposé. Dans cet état, la pompe est arrêtée, la vanne d'inversion est ensuite fermée, suivie de la vanne de dosage après un délai. L'intervalle de temps entre l'arrêt de la pompe et la fermeture de la vanne empêche la formation de vide dans la conduite d'aspiration; la compensation de pression entre la ligne d'admission et la pression ambiante a lieu.

Après avoir correctement exécuté les étapes, le système suppose
WAITING_FOR_SHUTOFF sous-mode. WAITING_FOR_SHUTOFF est également supposé si une erreur se produit dans le système.
Si la borne 15 est activée, le mode STANDBY est supposé.

• WAITING_FOR_SHUTOFF (arrêt de SCR)

L'unité de contrôle est éteinte et éteinte.

Scénario d'avertissement et d'arrêt

Le système SCR est pertinent pour le véhicule en conformité avec les réglementations sur les émissions d'échappement - c'est une condition préalable à l'homologation / homologation! Si le système échoue, l'approbation sera invalidée et le véhicule ne doit plus être utilisé. Un cas très plausible menant à la défaillance du système est que la solution d'eau d'urée est épuisée.
Le fonctionnement du véhicule n'est plus autorisé sans la solution d'eau et d'urée, par conséquent, le moteur ne démarre plus.
Pour garantir que le conducteur n'est pas pris en défaut, un scénario d'avertissement et d'arrêt est prévu qui commence suffisamment longtemps avant que le véhicule ne s'éteigne pour que le conducteur puisse soit recharger lui-même la solution d'urée soit la faire compléter.

Scénario d'avertissement

Le scénario d'alerte commence lorsque le niveau descend en dessous du capteur de niveau "Avertissement" dans le réservoir actif. À ce stade, le réservoir actif est toujours rempli à environ 50% de solution d'urée-eau. Le niveau est ensuite déterminé comme un volume défini (en fonction du type de véhicule).
À partir de ce moment, la consommation réelle de la solution d'urée-eau est soustraite de cette valeur. Le kilométrage est enregistré lorsque la quantité de 2500 ml est atteinte.
Un compte à rebours de 1000 ml a maintenant lieu, quelle que soit la consommation réelle de la solution d'urée-eau. Le conducteur reçoit un message de contrôle de vérification de priorité 2 (jaune) indiquant la plage restante.

Message-CC-dans-le-groupe-d-instruments-plage-1000-ml.jpg

Si le véhicule est équipé d'un ordinateur de bord (CID - Central Information Display), l'instruction sera également affichée.

Message-CC-en-CID-plage-1000-ml.jpg

Le conducteur reçoit un message de contrôle de contrôle de priorité 1 (rouge) à partir de 200 ml.

Message-CC-dans-le-tableau-de-bord-portee-200-ml.jpg

Dans ce cas, le message suivant est affiché dans le CID:

Message-CC-en-CID-plage-200-ml.jpg

Scénario d'arrêt

Si la plage atteint 0 ml, similaire à la jauge de carburant, trois tirets sont affichés à la place de la plage.

Message-CC-dans-le-groupe-d-instruments-plage-0-ml.jpg

Le message de contrôle de vérification dans le CID change et indique que le moteur ne peut plus être démarré.

Message-CC-en-CID-plage-0-mls.jpg

Dans ce cas, il ne sera plus possible de démarrer le moteur s'il a été arrêté plus de trois minutes. Ceci est destiné à permettre au conducteur de sortir d'une situation dangereuse si nécessaire.

Si le système n'est rempli que lorsque le démarrage du moteur a été désactivé, la logique du système de reconnaissance de remplissage est modifiée dans ce cas particulier, ce qui permet une recharge plus rapide.

Liquide d'échappement incorrect

Si le système est rempli d'un milieu incorrect, cela se manifestera après plusieurs centaines de kilomètres (kilomètres) plus tard par des valeurs élevées d'oxyde d'azote dans les gaz d'échappement malgré une injection adéquate de la solution d'urée-eau supposée. Le système reconnaît un support incorrect lorsque certaines limites sont dépassées. À partir de ce moment, un scénario d'avertissement et d'arrêt est également lancé, permettant une plage restante de 200 ml.

Message-CC-dans-le-tableau-de-bord-en-cas-de-liquide-d-echappement-incorrect.jpg

Le point d'exclamation dans le symbole identifie le défaut dans le système. Dans ce cas, le message dans le CID informe le conducteur d'aller à l'atelier le plus proche.

Message-CC-en-CID-dans-le-cas-d-un-fluide-d-echappement-incorrect.jpg

Remplissage

Les réservoirs actifs et passifs peuvent être remplis avec une solution d'eau et d'urée soit par l'atelier de service, soit par le client lui-même.
Le système peut être rechargé sans problème avec le véhicule sur une inclinaison allant jusqu'à 5 ° dans n'importe quelle direction. Dans ce cas, 90% du remplissage maximum possible est encore atteint.
Le volume du réservoir de solution d'urée-eau est conçu de telle sorte que la plage soit suffisamment grande pour couvrir un intervalle de vidange d'huile.
Cela signifie que la recharge "normale" a lieu dans le cadre des travaux d'entretien dans l'atelier. Si, toutefois, l'apport de solution d'urée et d'eau devait diminuer prématurément en raison d'un profil de conduite extraordinaire, il est possible de compléter une quantité plus petite.

Remplissage dans l'atelier de service

Le remplissage dans l'atelier de service fait référence à la recharge de routine dans le cadre de la procédure de vidange d'huile. Cela a lieu au plus tard après:

• 13000 ml sur le E90,
• 11000 ml sur le E70 ou
• un ans.

Dans ce cas, le système doit d'abord être vidé afin d'éliminer la vieille solution d'urée-eau.
Cela a lieu via les connexions de l'extracteur dans la ligne de transfert. Bien qu'une petite quantité résiduelle reste toujours dans les réservoirs, elle est négligeable.

Faire le plein

Toute quantité requise peut être complétée si la réserve de solution d'urée-eau ne dure pas jusqu'au prochain changement d'huile. Idéalement, cette quantité ne devrait être que ce qui est nécessaire pour atteindre le prochain changement d'huile, car le système est alors vidé.

Composants du système de réduction catalytique sélective

Solution d'urée-eau

La solution d'urée-eau est le support de l'ammoniac qui est utilisé pour réduire les oxydes d'azote (NOx) dans les gaz d'échappement. Pour protéger les personnes et l'environnement contre les effets de l'ammoniac et pour le rendre plus facile à manipuler pour les procédures de transport et de ravitaillement, il est fourni dans une solution aqueuse d'urée pour le procédé SCR.
La solution d'urée-eau recommandée est AdBlue. La VDA (Association de l'industrie automobile allemande) détient les droits sur la marque AdBlue. AdBlue est une solution d'urée à 32,5% de haute pureté, claire d'un point de vue synthétique, fabriquée par synthèse et normalisée conformément à la norme DIN 70070 / AUS32.
La solution d'urée-eau utilisée doit correspondre à cette norme.

Santé et sécurité

La solution d'urée-eau n'est pas toxique. C'est une solution aqueuse qui, selon la loi chimique européenne en vigueur, ne présente aucun risque particulier. Ce n'est pas une substance dangereuse
et ce n'est pas un média dangereux tel que défini par les lois de transport. Si de petites quantités du produit entrent en contact avec la peau tout en manipulant la solution d'eau d'urée il suffit de la rincer simplement avec beaucoup d'eau. De cette manière, la possibilité de tout effet néfaste sur la santé humaine est exclue.

Dégradabilité et élimination

La solution d'urée-eau peut être dégradée par les microbes et est donc facilement dégradable. La solution d'urée-eau présente un risque minimum pour l'eau et le sol. En Allemagne, la solution d'urée-eau est classée dans la classe de danger d'eau la plus basse (WGK 1). En raison de ses excellentes propriétés de dégradabilité, de petites quantités de solution d'urée-eau déversée peuvent être déversées dans le système d'égout avec beaucoup d'eau.

La compatibilité des matériaux

Le contact de la solution eau-urée avec le cuivre et le zinc ainsi que leurs alliages et l'aluminium doit être évité car cela conduit à la corrosion. Aucun problème avec l'acier inoxydable et la plupart des plastiques.

Stockage et durabilité

Pour éviter les effets néfastes sur la qualité dus à la contamination et aux dépenses d'essai élevées, la solution d'urée-eau ne doit être manipulée que dans des systèmes de stockage et de remplissage spécialement conçus à cet effet.
Etant donné que la solution d'urée et d'eau gèle à une température de -11 ° C et se décompose à une vitesse supérieure à 25 ° C, les systèmes de stockage et de remplissage doivent être réglés de manière à ce que la température plage de 30 ° C à -11 ° C est assurée.

Si la température de stockage recommandée est de 25 ° C au maximum, la solution eau-urée répond aux exigences de la norme DIN 70070 pendant au moins 12 mois après sa fabrication. Cette période est raccourcie si la température de stockage recommandée est dépassée. La solution d'urée-eau sera
devenir solide s'il est refroidi à des températures inférieures à -11 ° C. Lorsqu'elle est chauffée, la solution d'urée-eau congelée redevient liquide et peut être utilisée sans perte de qualité.

Éviter le rayonnement UV direct.

Réservoir passif

Le réservoir passif est le plus grand des deux réservoirs d'alimentation.

Reservoir-passif.png

Le nom de réservoir passif fait référence au fait qu'il n'est pas chauffé.
Les composants suivants constituent le réservoir passif:

• Capteurs de niveau (2x)
• Ventilation de fonctionnement (2x sur E90)
• Orifice de remplissage.

E90-Reservoir-passif.png

Le réservoir passif sur l'E70 est entouré d'isolant car il est positionné près de l'avant du système d'échappement où le transfert de chaleur vers la solution d'urée-eau serait très élevé.

E70-Reservoir-passif.png

Capteurs de niveau

Il y a deux capteurs de niveau dans le réservoir passif. L'un fournit le signal "Full" et l'autre le signal "Empty".
Les capteurs utilisent la conductivité de la solution urée-eau. Deux contacts se projettent dans le réservoir. Lorsque ces contacts sont mouillés avec une solution d'eau et d'urée, le circuit est fermé et le courant peut circuler, permettant ainsi un signal de capteur.
Les deux capteurs de niveau envoient leur signal à un évaluateur. Cet évaluateur filtre les signaux et reconnaît, par exemple, le ballottement de la solution d'eau urée et transmet un signal de niveau correspondant à l'électronique diesel numérique.

Capteur-de-niveau-dans-un-reservoir-passif.jpg

Le capteur de niveau "Full" est situé en haut du réservoir passif. Les deux contacts sont mouillés lorsque le réservoir passif est complètement rempli et que le capteur envoie le signal "Full". Le capteur de niveau "Vide" est situé à l'extrémité inférieure du réservoir passif. Le réservoir est considéré comme "non vide" tant que le capteur est recouvert d'une solution d'urée-eau. L'évaluateur détecte que le réservoir passif est vide quand aucun signal de capteur n'est reçu.

Ventilation

Le réservoir passif est équipé d'un évent de fonctionnement (2 dans le E90) et d'un évent de remplissage.
L'évent de fonctionnement est dirigé dans l'atmosphère. Une pastille dite frittée garantit qu'aucune impureté ne peut pénétrer dans le réservoir par l'évent de fonctionnement. Ce comprimé fritté est constitué d'un matériau poreux et sert de filtre permettant le passage de particules jusqu'à une certaine taille.
L'évent de remplissage est dirigé dans le tuyau de remplissage et, par conséquent, aucun filtre n'est requis.

Unité de transfert

L'unité de transfert pompe la solution d'urée-eau du réservoir passif vers le réservoir actif. Il y a un filtre d'écran dans l'orifice d'entrée de la pompe.
Cette pompe est conçue comme une pompe à diaphragme. Il fonctionne de la même manière qu'une pompe à piston mais l'élément de pompe est séparé du fluide par un diaphragme. Cela signifie qu'il n'y a pas de problèmes de corrosion.

Unite-de-transfert.png

Réservoir actif

Le réservoir actif est le plus petit des deux réservoirs et son nom fait référence au fait qu'il est chauffé. En raison de son faible volume, il faut peu d'énergie pour chauffer la solution d'eau d'urée.

Reservoir-actif.png
E70-Reservoir-actif.png

Unité de fonction

L'unité dite fonctionnelle est située dans le réservoir actif. Il a l'apparence extérieure d'une chambre de surtension et accueille un chauffage, un filtre et un capteur de niveau. L'unité de livraison est attachée à elle.

Unite-de-fonction.png

Contrairement à une chambre de surtension dans le réservoir de carburant, la section inférieure de l'unité de fonction a des fentes. Cette chambre crée un plus petit volume dans le réservoir qui se mélange à peine avec la solution d'eau d'urée à l'extérieur de la chambre. Il y a un élément chauffant PTC (coefficient de température positif) dans la base de la chambre qui peut chauffer ce plus petit volume à un rythme relativement rapide. La ligne d'admission est également chauffée. De cette manière, une solution liquide d'eau d'urée peut être mise à disposition pour le fonctionnement du véhicule même aux températures les plus basses.
L'élément chauffant dans la chambre est connecté à l'élément chauffant pour que la ligne d'admission forme un circuit de chauffage. Un semi-conducteur de puissance fournit le courant pour ce circuit de chauffage. Le semi-conducteur de puissance est contrôlé par le DDE. Le DDE peut déterminer le courant qui circule à travers les éléments chauffants et peut donc surveiller leur fonctionnement.

Vue-en-coupe-de-l-unite-de-fonction.png

Le capteur de température fournit le signal pour le système de contrôle de chauffage. Il est conçu comme un capteur NTC (coefficient de température négatif). Le capteur de température est intégré à l'extrémité inférieure du capteur de niveau.

Capteur-de-niveau-dans-le-reservoir-actif.png

Le capteur de niveau de l'unité fonctionnelle fournit la valeur de niveau pour l'ensemble du réservoir actif.

Le capteur de niveau dans le réservoir actif fonctionne selon le même principe que les capteurs de niveau dans le réservoir passif. Dans ce cas, cependant, il n'y a qu'un capteur avec plusieurs contacts qui s'étendent à différents niveaux dans le réservoir actif.

Le capteur utilise la conductivité de la solution d'urée-eau. Un total de quatre contacts projet dans le réservoir. Lorsque ces contacts sont mouillés avec une solution d'eau et d'urée, le circuit est fermé et le courant peut circuler, permettant ainsi un signal de capteur.

Trois contacts sont chargés de signaler les différents niveaux. Le quatrième contact est la référence, c'est-à-dire le contact par lequel le circuit électrique est fermé. Ce contact de référence ne peut pas être vu sur la figure car il est situé directement derrière le contact "Vide" (3).

Le capteur de niveau envoie son signal à un évaluateur. Cet évaluateur filtre le signal et reconnaît, par exemple, le ballottement de la solution d'eau urée et transmet un signal de niveau correspondant à l'électronique diesel numérique.

Unité de livraison

L'unité de distribution est située sur le réservoir actif à l'extrémité supérieure de l'unité de fonction.
Entre autres choses, l'unité de distribution comprend la pompe qui transfère la solution d'eau urée du réservoir actif au module de dosage. L'unité de distribution est également chauffée par un élément PTC.

L'élément chauffant dans l'unité de distribution est connecté à l'élément chauffant pour que la ligne de dosage forme un circuit de chauffage. Un semi-conducteur de puissance fournit le courant pour ce circuit de chauffage. Le semi-conducteur de puissance est commandé par le DDE. Le DDE peut déterminer le courant qui circule à travers les éléments chauffants et peut donc surveiller leur fonctionnement.

Unite-de-livraison.png

Pompe

La pompe est une partie commune avec la pompe dans l'unité de transfert. Pendant que le moteur tourne, il pompe la solution d'urée-eau du réservoir actif vers le module de mesure. Il aspire la ligne de dosage vide lorsque le moteur est éteint.

Capteur de pression

Le capteur de pression mesure la pression dans la conduite de refoulement vers le module de mesure. La valeur est transférée au DDE.

Vanne d'inversion

La vanne d'inversion permet d'inverser le sens de refoulement dans la conduite de dosage pour vider la ligne de dosage pendant que la pompe débite dans la même direction. Il est conçu comme une vanne à 4/2 voies qui permet l'échange de la ligne de dosage et de la conduite d'admission vers la pompe.
La vanne n'est pas actionnée par intervalles et n'a donc que deux positions. Comme la puissance est appliquée en permanence sur la vanne lorsqu'elle est actionnée, le temps d'actionnement maximal est limité afin d'éviter une surchauffe.

Module de mesure et mélangeur

Module-de-mesure.png

Le module de dosage est chargé d'injecter la solution d'urée-eau dans le tuyau d'échappement. Il dispose d'une soupape similaire à l'injecteur de carburant dans un moteur à essence avec injection de tubulure d'admission.
Bien que le module de comptage ne possède pas de chauffage, il est encore chauffé par le système d'échappement à tel point qu'il nécessite même des ailettes de refroidissement.
Le module de mesure est actionné par un signal modulé en largeur d'impulsion (PWM) du DDE, de sorte que le facteur d'impulsions détermine la durée d'ouverture de la valve.

Module-de-mesure-en-position-installee.jpeg

Le module de dosage est équipé d'un insert conique (6) qui empêche le dessèchement de la solution d'urée-eau et le colmatage de la vanne. Sa forme crée un écoulement qui empêche la solution d'urée-eau de s'accumuler sur les parois du système d'échappement. Les dépôts d'urée sur l'insert sont brûlés car ils sont chauffés à des températures très élevées par l'écoulement des gaz d'échappement.

Mixer

Le mélangeur monté dans le raccord à bride du tuyau d'échappement est situé directement derrière le module de dosage dans le système d'échappement. Il fait tourbillonner le flux de gaz d'échappement pour s'assurer que la solution d'urée-eau est bien mélangée avec les gaz d'échappement. Ceci est nécessaire pour assurer que l'urée se transforme complètement en ammoniac.

Capteurs de NOx

Capteur-de-NOx.jpg

Le capteur d'oxyde d'azote se compose de la sonde de mesure actuelle et de l'unité de commande correspondante. L'unité de contrôle communique via le LoCAN avec l'unité de commande du moteur.
En termes de son principe de fonctionnement, l'oxyde d'azote peut être comparé à un capteur d'oxygène à large bande. Le principe de mesure repose sur l'idée de baser la mesure de l'oxyde d'azote sur la mesure de l'oxygène.
Le graphique suivant montre le principe de fonctionnement de ce système de mesure.

Fonction-du-capteur-de-NOx.jpeg

Le gaz d'échappement circule à travers le capteur de NOx. Ici, seuls les oxydes d'oxygène et d'azote sont intéressants. Dans la première chambre, l'oxygène est ionisé hors de ce mélange à l'aide de la première cellule de pompage et passé à travers l'électrolyte solide. Un lambda
le signal peut être prélevé du courant de la pompe de la première chambre. De cette manière, les gaz d'échappement dans le capteur de NOx sont libérés de l'oxygène libre (non lié à l'azote).
L'oxyde d'azote restant traverse ensuite la seconde barrière pour atteindre la seconde chambre du capteur. Ici, l'oxyde d'azote est divisé par un élément catalytique en oxygène et en azote. L'oxygène libéré de cette manière est à nouveau ionisé et peut ensuite passer à travers l'électrolyte solide. Le courant de pompage qui se produit pendant ce processus permet de déduire la quantité d'oxygène et le niveau d'azote peut être déduit de cette quantité.

Système électrique du moteur

Contrairement à la version ECE du moteur M57D30T2, la version américaine du système électrique du moteur présente les différences suivantes:

• Unité de contrôle du moteur DDE7
• Système de préchauffage avec liaison LIN-bus et bougies de chauffage en céramique
• Capteurs OBD supplémentaires
• Volet de turbulence à commande électrique et soupape EGR
• Actionneurs et capteurs supplémentaires pour le système EGR basse pression.

Unité de contrôle du moteur DDE7.3

La nouvelle unité de contrôle moteur DDE7 qui sera utilisée dans la prochaine génération de moteurs diesel (N47, N57) est utilisée dans la version américaine du moteur M57D30T2.
La raison en est que la capacité du DDE6 n'est plus suffisante pour le
fonctions supplémentaires (en particulier SCR).

Système de préchauffage

Le système de chauffage est responsable de fournir des propriétés fiables de démarrage à froid et de bon fonctionnement lorsque le moteur est froid.
L'unité de commande DDE envoie les exigences de température de la bougie de chauffage à l'unité de commande de chauffage. L'unité de commande de chauffage met en œuvre la demande et actionne les bougies de chauffage avec un signal modulé en largeur d'impulsion. L'unité de commande de chauffage envoie en outre des informations de diagnostic et d'état via la connexion du bus LIN à l'électronique diesel numérique.
Le bus LIN est une interface de données bidirectionnelle fonctionnant selon le principe de la master-slave. L'unité de contrôle DDE est le maître.

Chacun des six circuits de chauffage peut être diagnostiqué individuellement.
Lors de la première mise en marche de la régulation de chauffage, la résistance électrique des bougies de chauffage est évaluée au début du processus de chauffage. Une prise de chauffage chaude a une résistance beaucoup plus élevée qu'une prise froide. Si des bougies de chauffage chaudes sont détectées en fonction de leur résistance, les prises de chauffage sont moins alimentées au début du cycle de chauffage. Si, en revanche, des bougies de chauffage froides sont détectées, la puissance maximale est appliquée aux bougies de chauffage au début du cycle de chauffage. Cette fonction est connue sous le nom de chauffage à répétition dynamique. Cette fonction évite la situation où une trop grande puissance est appliquée à une bougie de chauffage déjà chaude à la suite d'un second cycle de chauffage qui suit peu après la première, et donc surchauffe.

L'unité de commande DDE détermine la température de la bougie de chauffage nécessaire en fonction des valeurs de fonctionnement suivantes:

• Vitesse du moteur
• Température de l'air d'admission
• Quantité injectée
• Pression ambiante
• Tension du système
• Signal d'état, validation du démarreur.

L'électronique diesel numérique envoie la température requise de la bougie de chauffage à l'unité de commande de chauffage pour activer le chauffage. Le système de chauffage prend en charge divers modes de fonctionnement qui sont expliqués ci-après.

Préchauffage

Le préchauffage est activé après la mise en marche de la borne 15.
L'indicateur du système de chauffage du combiné d'instruments est activé à une température de liquide de refroidissement ≤ 10 ° C. Le préchauffage est terminé lorsque:

• Le seuil de vitesse du moteur de 42 tr / min est dépassé (le démarreur est actionné)

ou

• le temps de préchauffage s'est écoulé. Le temps de préchauffage dépend de la température du liquide de refroidissement et est défini dans une courbe caractéristique.

Prechauffage.png

Démarrer le chauffage de secours

Le démarrage du chauffage d'appoint est activé lorsque le processus de préchauffage est terminé par le temps de préchauffage écoulé. Démarrer le chauffage de secours est terminé:

• Après 10 secondes

ou

• lorsque le seuil de régime moteur de 42 tr / min est dépassé.

Démarrer le chauffage

Le démarrage du chauffage est activé à chaque démarrage du moteur lorsque la température du liquide de refroidissement est inférieure à 75 ° C. Le démarrage du chauffage commence après que le seuil de vitesse du moteur de 42 tr / min a été dépassé. Démarrer le chauffage est terminé:

• Après le temps maximum de démarrage du chauffage de 60 secondes s'est écoulé

ou

• après l'achèvement de l'opération de démarrage du moteur

ou

• lorsque la température du liquide de refroidissement de 75 ° C est dépassée.

Chauffage d'urgence

Le chauffage d'urgence est déclenché pendant 3 minutes en cas de défaillance de la communication entre l'unité de commande DDE et l'unité de commande de chauffage pendant plus d'une seconde. le
L'unité de commande de chauffage utilise alors des valeurs sûres afin d'éviter d'endommager le système de chauffage.

Chauffage dissimulé

Le préchauffage et le démarrage du chauffage d'appoint sont activés en tant que chauffage dit dissimulé jusqu'à une température de liquide de refroidissement de 30 ° C. Le chauffage dissimulé est déclenché au maximum 4 fois et n'est plus réactivé avant le redémarrage du moteur.
Le chauffage dissimulé est déclenché par les signaux suivants:

• Occupation du siège du conducteur
• Boucle de ceinture de sécurité du conducteur
• Clé valide
• Terminal R
• Embrayage actionné.

Chauffage par charge partielle

Une charge partielle peut se produire à des températures inférieures à 75 ° C après le démarrage du moteur. L'actionnement des bougies de chauffage dépend du régime et de la charge du moteur, améliorant ainsi les caractéristiques des gaz d'échappement.

Actionnement et détection de défaut

Les étages de sortie de puissance pour l'actionnement de la bougie de chauffage se trouvent dans l'unité de commande du chauffage.
L'unité de commande de chauffage n'a pas sa propre mémoire de code d'erreur. Les défauts dans le système de chauffage détectés par l'unité de commande du chauffage sont signalés via le bus LIN à l'électronique diesel numérique. Les codes d'erreur correspondants sont ensuite stockés dans la mémoire de code d'erreur DDE.

Pour éviter tout dommage, l'unité de commande du chauffage arrête toutes les activités de chauffage lorsque la température de fonctionnement admissible de l'unité de commande du chauffage est dépassée.

Les bougies de chauffage en céramique sont conçues pour une tension de fonctionnement de 7,0 à 10,0 V. Une tension de 10 V peut être appliquée pour chauffer la bougie à une vitesse plus élevée pendant le processus de chauffage. Un signal PWM est appliqué aux bougies de chauffage dans le but de maintenir la température du clapet de chauffage. Par conséquent, une tension efficace est établie au niveau des bougies de chauffage qui est inférieure à la tension du système.

Les bougies de chauffage en céramique sont sensibles aux chocs et aux charges de flexion. Les fiches de chauffage qui ont été échappées peuvent être endommagées.

Une tension maximale de 7 V peut être appliquée aux bougies de chauffage une fois retirées. Des tensions plus élevées sans mouvement d'air de refroidissement peuvent endommager irrémédiablement les bougies de chauffage.

Capteurs et actionneurs

Dans le moteur américain M57D30T2, les modifications apportées aux capteurs et aux actionneurs sont limitées au système d'admission et d'échappement d'air.
Plusieurs nouveaux composants ont été ajoutés à ce système. Le tableau ci-dessous donne un aperçu. Il montre une comparaison entre les E70 US et E90 US et la version EURO4 de la variante ECE.

Capteurs-et-actionneurs.pngActionneurs.png

Fonction OBD

La gestion du moteur a pour tâche supplémentaire de surveiller tous les systèmes pertinents pour l'échappement afin de s'assurer qu'ils fonctionnent correctement. Cette tâche est connue sous le nom de diagnostic embarqué (OBD). Le témoin de dysfonctionnement (MIL) est activé si le diagnostic intégré enregistre un défaut. Les événements spécifiques aux moteurs diesel américains qui provoquent l'allumage du MIL sont décrits ci-après.

Convertisseur catalytique d'oxydation

Le convertisseur catalytique d'oxydation est surveillé en ce qui concerne sa capacité de conversion qui diminue avec le vieillissement. La conversion des hydrocarbures (HC) lors du démarrage à froid est utilisée comme indicateur car de la chaleur est produite dans le cadre de la réaction chimique et suit une évolution de température définie après le catalyseur d'oxydation.
Le capteur de température des gaz d'échappement après le catalyseur d'oxydation mesure la température. Le DDE cartographie la progression de la température au démarrage à froid et la compare aux modèles calculés. Le résultat détermine l'efficacité du convertisseur catalytique à oxydation. Un défaut réversible est mémorisé si la progression de la température chute en dessous d'une valeur prédéterminée. Si ce défaut est encore déterminé après deux cycles successifs de régénération du filtre à particules diesel, un défaut irréversible est mémorisé et le MIL est activé.

Catalyseur SCR

L'efficacité du convertisseur catalytique SCR est surveillée par les deux convertisseurs catalytiques NOx.

La masse d'azote est mesurée avant et après le convertisseur catalytique SCR et une somme est formée sur une période de temps définie. La réduction réelle est comparée à une valeur calculée qui est stockée dans le DDE.
Les conditions suivantes doivent être remplies à cette fin:

• Capteurs de NOx plausibles
• Mesure active
• Température ambiante dans la plage définie
• Pression ambiante dans la plage définie
• Régénération du filtre à particules diesel non actif
• La température du convertisseur catalytique SCR dans la plage définie (est calculée au moyen de la sonde de température d'échappement avant le convertisseur catalytique SCR)
• Débit des gaz d'échappement dans la plage définie.

La surveillance implique quatre cycles de mesure. Un défaut réversible est mémorisé si la valeur réelle est inférieure à la valeur calculée. Si le défaut est déterminé au cours de deux cycles de conduite successifs, un défaut irréversible est mémorisé et le MIL est activé.
Une adaptation à long terme est mise en œuvre, où la quantité dosée de solution d'urée-eau est adaptée, pour assurer l'efficacité du convertisseur catalytique SCR sur une longue période de temps. Pour exécuter cette procédure d'adaptation, le signal du capteur de NOx après le convertisseur catalytique SCR est comparé à une valeur calculée. En cas de variations, la quantité mesurée est adaptée en conséquence à court terme. Les adaptations sont évaluées et un facteur de correction est appliqué à la quantité mesurée.

La plage de fonctionnement pour l'adaptation à long terme est la même que pour le suivi de l'efficacité.
Un défaut réversible est mémorisé si le facteur de correction dépasse un seuil défini. Si le défaut est déterminé au cours de deux cycles de conduite successifs, un défaut irréversible est mémorisé et le MIL est activé.

Fournir une solution d'urée-eau

La fourniture d'une solution d'urée-eau est nécessaire pour assurer un fonctionnement efficace du convertisseur catalytique SCR.
Une fois que le convertisseur catalytique SCR a atteint une certaine température (calculée par le capteur de température des gaz d'échappement avant le convertisseur catalytique SCR), le système de contrôle de dosage tente d'augmenter la pression dans la ligne de dosage. Pour ce faire, le module de dosage doit être fermé et la pompe de refoulement doit être actionnée à une certaine vitesse pendant une durée définie.

Si le seuil de pression défini ne peut pas être atteint dans un certain laps de temps, le module de mesure est ouvert pour purger la ligne de dosage. Ceci est suivi d'une nouvelle tentative pour augmenter la pression.
Un défaut réversible est mémorisé si un nombre défini de tentatives d'accumulation de pression reste infructueux. Si le défaut est déterminé au cours de deux cycles de conduite successifs, un défaut irréversible est mémorisé et le MIL est activé.

Cette surveillance n'a lieu qu'une fois par cycle de conduite avant le début du dosage.
La surveillance continue de la pression commence après la réussite de la surveillance.
Une pression constante de la solution d'urée-eau (5 bars) est nécessaire pour le procédé de réduction catalytique sélective. La pression réelle est mesurée par le capteur de pression dans le module de distribution et comparée à un seuil de pression minimum et maximum.
Un défaut réversible est mémorisé si les limites sont dépassées pendant un certain temps. Si le défaut est déterminé au cours de deux cycles de conduite successifs, un défaut irréversible est mémorisé et le MIL est activé.
Cette analyse a lieu lorsque la mesure est active.

Mesure de niveau dans le réservoir actif

Un capteur de niveau avec trois contacts à différentes hauteurs est utilisé pour le réservoir actif. La plausibilité du capteur est vérifiée dans l'évaluateur en ce qu'il vérifie si les signaux sont logiques. Par exemple, il est improbable que le contact «complet» soit couvert par la solution alors que le contact «vide» ne l'est pas.
Dans ce cas, l'évaluateur envoie une erreur de plausibilité au DDE. Cela se produit avec un facteur de fréquence d'impulsions de 30% du signal PWM. Un défaut réversible est défini. Si le défaut est déterminé au cours de deux cycles de conduite successifs, un défaut irréversible est mémorisé et le MIL est activé.
Cette procédure de surveillance n'a lieu que si la température dans le réservoir actif est supérieure à une valeur définie.
Si la ligne entre l'évaluateur et au moins un contact du capteur de niveau est interrompue, le défaut est signalé au DDE par un signal PWM avec un facteur d'impulsions de 40%. Un défaut réversible est défini. Si le défaut est déterminé au cours de deux cycles de conduite successifs, un défaut irréversible est mémorisé et le MIL est activé.

Solution appropriée d'uréCapteurs de NOx

Un point de rosée doit être atteint pour un fonctionnement efficace et donc également pour la surveillance du capteur de NOx. Cela garantit qu'il n'y a plus d'eau dans le système d'échappement qui pourrait endommager les capteurs de NOx. Un défaut réversible est défini si les fonctions de surveillance suivantes détectent un défaut au niveau du capteur de NOx. Si le défaut est déterminé au cours de deux cycles de conduite successifs, un défaut irréversible est mémorisé et le MIL est activé.

• Signal de détection ou facteur de correction incorrect
• Rupture de ligne ou court-circuit entre la sonde de mesure et l'unité de commande du capteur de NOx
• Valeur mesurée en dehors de la plage définie pendant une certaine période de temps
• La température de fonctionnement n'est pas atteinte après un temps de chauffage défini
• La distance de la valeur mesurée à zéro est trop grande en mode de dépassement (pas d'oxydes d'azote attendus)
• Pendant la transition du mode de charge au mode de dépassement, le signal du capteur de NOx ne descend pas assez rapidement de 80% à 50% (seul capteur de NOx avant le convertisseur catalytique SCR)
• Si, malgré un pic dans le signal du capteur de NOx avant le convertisseur catalytique SCR, au moins une modification définie du signal du capteur de NOx après le convertisseur catalytique SCR n'est pas déterminée, ceci est interprété comme non plausible.e-eau

Le système SCR est surveillé en ce qui concerne le remplissage avec un support incorrect. Cette fonction de surveillance démarre lorsque le remplissage est détecté. La détection du remplissage est décrite dans la section sur le système SCR.
La surveillance de l'efficacité du convertisseur catalytique SCR est utilisée pour déterminer si un support incorrect a été utilisé. Un milieu incorrect est détecté si l'efficacité chute en dessous d'une certaine valeur dans une période de temps définie après le remplissage. Un défaut réversible est défini dans ce cas. Si le défaut est déterminé au cours de deux cycles de conduite successifs, un défaut irréversible est mémorisé et le MIL est activé.
En outre, le scénario d'avertissement avec une plage restante de 200 ml est démarré.

Recirculation des gaz d'échappement (EGR)

En fonctionnement normal, la recirculation des gaz d'échappement est contrôlée en fonction du rapport EGR. Lors de la régénération du filtre à particules diesel, il est classiquement contrôlé en fonction de la masse d'air.

La fonction de surveillance diffère également de cette manière:  En fonctionnement normal, un défaut est détecté lorsque le rapport EGR est supérieur ou inférieur aux limites définies pendant une certaine période de temps. Ceci s'applique à la masse d'air pendant la régénération du filtre à particules diesel.
Afin de surveiller le refroidisseur EGR haute pression, la température après le refroidisseur EGR haute pression est mesurée avec la soupape de dérivation ouverte et ferme avec le moteur tournant au ralenti. Un défaut est détecté si la différence de température est inférieure à une certaine valeur.

Pour le refroidisseur EGR basse pression (uniquement E70), la température mesurée après le refroidisseur EGR basse pression est comparée à une température calculée pour cette position. Une erreur est détectée si la différence dépasse une certaine valeur.

Chacune de ces fautes est stockée réversible. Si le défaut est déterminé au cours de deux cycles de conduite successifs, un défaut irréversible est mémorisé et le MIL est activé.

Filtre à particules diesel (DPF)

Le filtre à particules diesel est surveillé au moyen du capteur de pression différentielle. Si le filtre est défectueux, la pression différentielle avant et après le filtre sera inférieure à celle d'un nouveau filtre.
La surveillance commence lorsque le débit des gaz d'échappement et la température du filtre à particules diesel dépassent certaines valeurs. Un défaut est détecté lorsque la pression différentielle descend en dessous d'un seuil défini pendant une certaine période de temps.
Inversement, un filtre à particules diesel surchargé / bouché est détecté lorsque la pression différentielle dépasse une valeur définie pendant une certaine période de temps.
Lorsque la régénération du filtre à particules diesel est démarrée, le temps nécessaire jusqu'à ce que la température d'échappement avant que le DPF atteigne 250 ° C est mesuré. Ce temps est mis à zéro si le moteur tourne pendant une période plus longue au ralenti ou en mode de dépassement. Un défaut est détecté si une durée définie est dépassée avant que la température de 250 ° C soit atteinte. De cette manière, les caractéristiques de réponse de l'augmentation de la température d'échappement pour la régénération du DPF sont surveillées.
Le système surveille également si la température des gaz d'échappement avant le filtre à particules diesel correspond à la valeur attendue après une période de temps définie. Si ce n'est pas le cas bien que le système de contrôle ait atteint ses limites, un défaut est détecté.
Dans ce cas également, chacune de ces fautes est stockée réversible. Si le défaut est déterminé au cours de deux cycles de conduite successifs, un défaut irréversible est mémorisé et le MIL est activé.

Transmission automatique

Compte tenu du couple élevé développé par le moteur M57D30T2, la boîte de vitesses GA6HP26TU est utilisée, normalement dans les véhicules à moteur à essence 8 cylindres.

GA6HP26TU-boite-de-vitesses.jpg

Convertisseur de couple double amortisseur

La boîte de vitesses est identique à celle utilisée dans le X5 4.8i; Seul le convertisseur de couple est différent.
Un amortisseur de torsion de turbine (TTD) est utilisé alors qu'un convertisseur de couple à double amortisseur est utilisé pour les moteurs diesel.
En principe, le convertisseur de couple à double amortisseur est un amortisseur de torsion de turbine avec un autre amortisseur connecté en amont.
Le côté primaire du premier amortisseur est connecté à l'embrayage de blocage du convertisseur, tandis que le côté secondaire est connecté au côté primaire du second amortisseur. Comme dans l'amortisseur de torsion de la turbine, le côté secondaire est fixé à la roue de turbine du convertisseur de couple.

--Convertisseur-de-couple-double-amortisseur.jpeg

Lorsque l'embrayage de verrouillage du convertisseur est ouvert, le flux de puissance est égal à celui de l'amortisseur de torsion de la turbine. La puissance est transférée de la roue de turbine via le deuxième amortisseur (mais sans amortissement) à l'arbre d'entrée de transmission.
Lorsque l'embrayage de blocage du convertisseur est fermé, la puissance est transmise via le premier amortisseur constitué d'un ressort annulaire. De là, la puissance est transmise au second amortisseur qui correspond fonctionnellement à l'amortisseur de torsion de la turbine et est également constitué de deux ressorts annulaires.
Ces propriétés d'amortissement améliorées améliorent efficacement la transmission aux irrégularités de fonctionnement du moteur diesel.

The-end-___.jpg

Dernière modification par BMW-Tech (04-12-2017 19:31:54)


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#2 05-12-2017 12:38:19

DaddyKool
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Re : Les moteurs BMW Diesel BluePerformance.

Bonjour,

Ce dossier sur les motorisations diesel BMW est incroyablement complet, depuis l'historique jusqu'à l'approche purement technique. Merci pour toutes ces informations smile


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