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#1 25-04-2018 14:36:35

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[Technologie diesel] Système SCR (Adblue)

Réduction catalytique sélective

Afin de se conformer aux directives strictes de l'EPA, le nouveau système de réduction catalytique sélective (SCR) est installé dans les nouveaux véhicules diesel de BMW. Le moteur M57D30T2 est conforme aux exigences EPA Tier 2, Bin 5. Cela permet aux nouveaux véhicules diesel d'être vendus dans les 50 États.

Reduction-catalytique-selective_20180422-1015.png

Le système SCR est un développement récent dans l'industrie automobile, mais cette technologie est utilisée depuis de nombreuses années par les centrales électriques au charbon.

Le terme "sélectif" indique que l'agent réducteur préfère s'oxyder sélectivement avec l'oxygène contenu dans les oxydes d'azote au lieu de l'oxygène présent dans les gaz d'échappement.

L'agent réducteur est injecté dans le système d'échappement où il est converti en ammoniac et en dioxyde de carbone. L'ammoniac résultant est utilisé dans un catalyseur spécial dans le courant d'échappement.

La réaction qui en résulte convertit les oxydes d'azote indésirables en azote et en eau inoffensifs.

L'agent réducteur préféré dans un système SCR est l'ammoniac (NH3). Cependant, l'ammoniac en lui-même est toxique et ne serait pas pratique ou sûr à transporter dans le véhicule. Ainsi, une alternative serait une substance "porteuse" plus sûre qui, dans ce cas, est un composé urée / eau. L'urée, (NH2) 2CO, est couramment utilisée comme engrais et est biologiquement compatible avec les eaux souterraines et chimiquement stable pour l'environnement. Ceci permet à l'urée d'être utilisée comme agent réducteur dans le système SCR. L'ammoniac est ensuite extrait de l'urée lors d'une réaction chimique «embarquée» qui a lieu une fois l'urée injectée dans le système d'échappement.

Le nom officiel de l'agent réducteur est Diesel Exhaust Fluid ou DEF. C'est le nom qui sera utilisé dans le manuel du propriétaire et dans ce matériel de formation.

Voir note ci-dessous:

Note importante sur DEF

Dans ce matériel de formation, plusieurs termes sont utilisés p pour DEF. Certains de ces termes comprennent un réducteur, un agent réducteur ou une solution urée / eau.

Le nom technique utilisé dans l'industrie est AUS32, qui est une solution urée / eau dont l'urée représente 32,5% du mélange.

Un autre terme utilisé est AdBlue, qui est la marque déposée pour AUS32. Cependant, il existe d'autres producteurs de AUS32. AdBlue est juste l'un d'entre eux.

La marque AdBlue est actuellement détenue par l'Association allemande de l'industrie automobile (VDA), qui garantit le respect des normes de qualité conformément aux spécifications DIN 70070.

Système d'échappement

Les systèmes d'échappement pour E90 et E70 ont été adaptés pour le marché américain. Il existe des dispositions spéciales pour le système SCR ainsi que pour la surveillance OBD spécifique aux États-Unis du DOC.

Chaque système est unique au véhicule avec différentes caractéristiques de silencieux et d'échappement.

Systeme-d-echappement_20180422-1038.png

Aperçu SCR - Simplifié

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'urée / eau) 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 dans le 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:

Apercu-SCR---Simplifie_20180422-1038.png

La raison de l'utilisation de deux réservoirs est que la solution d'urée-eau gèle à une température de -11 ° C (12,2 ° F). Pour cette raison, le plus petit réservoir "actif" est chauffé mais le plus grand réservoir passif ne l'est pas. 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 dans le réservoir actif est cependant suffisante pour couvrir de grandes distances.

Le petit réservoir chauffé est appelé réservoir actif. Une pompe transporte la solution d'urée-eau 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 de transfert transporte régulièrement la solution d'urée-eau du réservoir passif vers le réservoir actif.

Composants du système SCR

Emplacement-du-composant-SCR---E70_20180422-1047.png

Emplacement du composant - E70

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.

Emplacement-du-composant-SCR---E90_20180422-1054.png

Emplacement du composant - E90

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 disposées de la même manière que les réservoirs, c'est-à-dire que la charge la plus basse est celle du réservoir actif. L'unité de transfert et le filtre sont situés derrière l'obturateur.

Réservoir passif

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

Reservoir-passif_20180422-1058.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.

Le-reservoir-passif-sur-le-E70.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. 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.

Capteurs-de-niveau_20180422-1131.png

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'urée-eau et transmet un signal de niveau correspondant à l'électronique diesel numérique.

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 de filtre 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 concernant la corrosion.

Unite-de-transfert_20180422-1135.png

Réservoir actif

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

Reservoir-actif---E90_20180422-1138.pngReservoir-actif---E70_20180422-1146.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.

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'urée-eau 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, la solution liquide d'urée-eau peut être rendue disponible pour le fonctionnement du véhicule même aux températures les plus basses.

Unite-de-fonction_20180422-1200.png

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.

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.

Le-capteur-de-temperature.png

Capteur de niveau

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 du 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'urée-eau et transfère un signal de niveau correspondant à l'électronique diesel numérique.

Capteur-de-niveau_20180422-1215.png

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'urée-eau du réservoir actif au module de dosage. L'unité de distribution est également chauffée par un élément PTC.

Unite-de-livraison_20180422-1220.png

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 d'alimentation 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.

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 dessine 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

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.

Module-de-mesure-et-melangeur_20180422-1220.png

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 vanne.

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 il est chauffé à des températures très élevées par le flux de gaz d'échappement.

Mixer.png

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

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.

Capteurs-de-NOx_20180422-1227.png
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 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 signal lambda peut être prélevé sur le 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 de nitrogène est séparé 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.

Le graphique suivant montre le principe de fonctionnement de ce système de mesure.

systeme-de-mesure_.png

Fonctions du système SCR

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 d'environ 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.

Fonctions-du-systeme-SCR_20180422-1239.png

Ce système porte un agent réducteur, une solution d'urée-eau, dans le véhicule. La solution d'urée-eau est injectée dans le tuyau d'échappement par le module de dosage en amont du pot 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 (392 ° F).

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).

Reaction-chimique_20180422-1239.png

L'ammoniac (NH3) est utilisé dans le but de réduire les oxydes d'azote dans un convertisseur catalytique spécial. L'ammoniac est fourni sous la forme d'une solution d'urée-eau.

Reaction-chimique-2_20180422-1239.png

Reaction-chimique-3.png

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 dosée exactement de la même façon sinon 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. La conversion de l'urée en ammoniac se fait en deux étapes.

Reaction-chimique-4.png

Thermolyse.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_20180422-1248.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.

Reduction-des-NOx-2.png

Reduction-des-NOx_20180422-1305.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_20180422-1305.png

Stratégie de mesure

La stratégie de mesure fait partie intégrante du contrôle SCR qui calcule la quantité de solution d'urée-eau à injecter à quel moment.

Strategie-de-mesure_20180422-1305.png

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 second capteur NOx est installé après le convertisseur catalytique SCR afin 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'urée-eau 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.

Cependant, il s'agit d'une adaptation à long terme et non d'un processus de contrôle à court terme, car le convertisseur catalytique SCR remplit une fonction de stockage de l'ammoniac.

Contrôle du système de mesure

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

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

Mesure 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
• Temporisation d'actionnement pour compenser le temps de réaction 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 lors du remplissage du SCR 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 cat-alytique sélectif. 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 contrôlé en fonction de la température dans le réservoir actif

Le-controle-de-chauffage_20180422-1816.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 ligne de mesure soit plus long à la température ambiante considérablement plus basse 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.

le-retard-des-signaux-du-capteur-de-temperature_.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 considérablement prolongé 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 active

Réservoir: -12 ° C Le véhicule a roulé pendant une période prolongée à des températures ambiantes très basses de - 30 ° C. Le réchauffeur dans le réservoir actif a décongelé la solution d'urée-eau.

Le véhicule est maintenant stationné pour une courte période de temps (par exemple, 30 minutes). Au redémarrage, la température dans le réservoir actif est maintenant de -12 ° C.

Le temps de retard initié par la température dans le réservoir actif est d'environ 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 sera écoulé après 18 minutes. Aucune activation n'est encore fournie par le second 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. Comme l'activation du retard causé par la température ambiante est maintenant appliquée, la mesure sera activée.

Transfert de transfert

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

Transfert-de-transfert_20180422-1841.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 pompage de transfert n'aura lieu qu'après l'utilisation d'une quantité d'environ 3 litres dans le réservoir actif. La quantité entière est ensuite pompée.
Le système attend ensuite jusqu'à ce qu'une quantité d'environ 3 litres ait été utilisée dans le réservoir actif avant de pomper à nouveau la quantité totale 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 effectuée par une pompe intégrée dans l'unité de distribution. L'unité de livraison contient en outre:

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

Livraison_20180422-1841.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 la pression du système. 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 la coupure du 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.

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.

Mesure-de-niveau_20180422-1951.png

Cet évaluateur envoie un signal de niveau plausible au DDE. Il reconnaît les changements dans le niveau de remplissage provoqués, par exemple, en conduisant la montée / descente ou le 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.

Niveau-de-solution-d-uree-eau.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 de 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 de niveau

Cette fonction calcule la quantité de solution d'urée-eau 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'urée-eau 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.

A titre exceptionnel, un capteur de niveau défectueux peut provoquer 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.

Modes-du-systeme-SCR_20180422-1955.png

INIT (initialisation SCR)

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

STANDBY (SCR non actif)

Le mode STANDBY 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 la pression) Le mode NOPRESSURECONTROL est supposé lorsque aucun défaut ne survient 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 NOPRESSURECONTROL pendant une période de temps minimale, ce qui permet de vérifier la plausibilité du capteur de pression.

Le mode PRESSURECONTROL est supposé une fois que l'activation est finalement donnée. Le mode STANDBY est supposé si la borne 15 est désactivée ou si un défaut se produit en mode NOPRESSURECONTROL.

CONTRÔLE DE PRESSION (système SCR en cours) Le mode PRESSURECONTROL est l'état de fonctionnement normal du système SCR et comporte quatre sous-modes.
Le mode PRESSURECONTROL est maintenu jusqu'à ce que la borne 15 soit désactivée. Un changement au mode PRESSUREREDUCTION a alors lieu. Un changement au mode PRESSUREREDUCTION a également lieu en cas d'erreur dans le système.

Les quatre sous-modes de PRESSURECONTROL 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 ouverte d'une valeur définie.

Le niveau de remplissage est calculé.

Le mode passe à PRESSUREBUILDUP lorsque le niveau de remplissage requis est atteint ou qu'une augmentation de pression définie est détectée.
Le mode PRESSUREREDUCTION est supposé si la borne 15 est désactivée ou si un défaut se produit dans le système.

• CONSTRUCTION DE PRESSION

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 METERINGCONTROL. Si la pression requise n'est pas atteinte après la fin de la période définie, une boucle d'état est initiée et le mode VEN-TILATION est pris en compte.

Si la pression ne peut pas être augmentée après un nombre défini de tentatives, le système signale un défaut et prend le mode PRESSUR-EREDUCTION.

Le mode PRESSUREREDUCTION est également supposé lorsque le terminal 15 est éteint ou qu'un autre défaut se produit dans le système.

• VENTILATION

Si la pression ne peut pas être augmentée au-delà d'une certaine valeur en mode PRESSUREBUILDUP, 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 une fois ce délai écoulé et le système revient en mode PRESSUREBUILDUP. La boucle entre PRESSUREBUILDUP et VENTI-LATION 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 PRESSUREREDUC-TION est supposé si la borne 15 est désactivée ou si un défaut survient dans le système.

• CONTRÔLE DE DOSAGE

Le système peut activer la mesure en mode METERINGCONTROL. 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 pression de sortie dépasse ou dépasse les paramètres définis, un défaut est détecté et le système prend le mode PRESSURERE-DUCTION. Ces défauts sont réinitialisés en revenant en mode METER-INGCONTROL.

Le mode PRESSUREREDUCTION est également supposé si la borne 15 est désactivée ou si un autre défaut se produit dans le système.

RÉDUCTION DE PRESSION

L'activation de la mesure est annulée en entrant en mode PRESSUREREDUCTION.
Cet état réduit la pression dans le module de distribution, la ligne de dosage et le module de mesure après le mode PRESSURECONTROL. 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 NOPRESSURECON-TROL si le seuil de pression est atteint (en dessous) dans un temps défini.

Le système signale un défaut si la pression ne chute 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 prend le mode NOPRESSURE-CONTROL. Le mode NOPRESSURECONTROL est également supposé lorsque la borne 15 est activée.

AFTERRUN

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 AFTERRUN, 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 ce mode, 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'urée-eau 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 PRESSURECOMPENSATION est supposé si la ligne de comptage est vide. Le mode PRESSURECOMPENSATION est également supposé si une erreur se produit dans le système. Si la borne 15 est activée, le mode STANDBY est supposé.

• PRESSION --- COMPENSATION (ligne d'admission - pression ambiante)
Une fois le système complètement vidé, le sous-mode PRES-SURECOMPENSATION 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; une compensation de pression entre la ligne d'admission et la pression ambiante a lieu.

Après l'exécution correcte des étapes, le système assume le sous-mode WAIT-ING_FOR_SHUTOFF. 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 du 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 règlements d'émission d'échappement - c'est une condition préalable à l'approbation de l'EPA.

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'urée-eau s'épuise.
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 ne soit 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 permettre au conducteur de remplir lui-même la solution d'urée ou de la faire en haut

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 indépendamment de 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.
Si le véhicule est équipé d'un ordinateur de bord (CID - Central Information Display), l'instruction sera également affichée. Le conducteur reçoit un message de contrôle de contrôle de priorité 1 (rouge) à partir de 200 ml.
Les messages et indicateurs suivants seront affichés:

messages-et-indicateurs.png

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. Le message de contrôle de vérification dans le CID change et indique que le moteur ne peut plus être démarré.
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 de 200 ml restante.

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.

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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.
Recharge
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.

Liquide d'échappement diesel

Le fluide d'échappement diesel (DEF) est une solution d'urée-eau qui sert de support à l'ammoniac utilisé pour réduire les oxydes d'azote (NOx) dans les gaz d'échappement.

Afin de protéger les personnes et l'environnement contre les effets des munitions et de faciliter leur manipulation 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 doit répondre à certaines normes de qualité définies conformément à la norme DIN 70070 / AUS32.

Le DEF est une solution synthétique de haute pureté, limpide et aqueuse, constituée de 32,5% d'urée, le reste étant de l'eau.
(67,5%). La solution d'urée-eau utilisée doit correspondre à cette norme.

Santé et sécurité

C'est une solution aqueuse qui ne pose aucun risque particulier. Ce n'est pas une substance dangereuse et ce n'est pas un milieu dangereux qui est facilement apparent après avoir examiné les fiches de données de sécurité du matériel (MSDS).

La solution d'urée-eau n'est pas toxique. Si de petites quantités du produit entrent en contact avec la peau pendant la manipulation de la solution urée-eau, 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. 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. Reportez-vous aux lois locales concernant les exigences de manutention et d'élimination.

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 n'est rencontré 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.

Pour autant que la température de stockage recommandée ne dépasse pas 25 ° C, la solution eau-urée répond aux exigences de la norme DIN 70070 pendant au moins 12 mois après sa fabrication.

Cette durée est raccourcie si la température de stockage recommandée est dépassée. La solution d'urée-eau deviendra solide si elle est refroidie 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.

Préoccupations de service

Lors de l'entretien des composants du système SCR, la propreté absolue est importante. Lors du nettoyage des composants, en particulier ceux qui contiennent la solution d'urée-eau (DEF), il est important de n'utiliser que des chiffons "non pelucheux". Toute peluche peut contaminer ou boucher les composants du système SCR rendant le système inopérant.

Tableau de conversion de température

Tableau-de-conversion-de-temperature-Celsius-Fahrenheit.pngTableau-de-conversion-de-temperature-Celsius-Fahrenheit-2.png

Fonctions surveillées 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 appelée 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.

Catalyseur d'oxydation diesel

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.

SCR Catalytique Convertisseur

L'efficacité du convertisseur catalytique SCR est surveillée par les deux capteurs de 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 NO x 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 catalyseur 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 afin de 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 un 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'urée-eau

Le système SCR est surveillé en ce qui concerne le remplissage avec un milieu 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.

Capteurs de NOx

Un point de rosée doit être atteint pour un fonctionnement efficace et donc également pour la surveillance du capteur de NO x. 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 NO x. 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.

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 diesel particulaire. 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 de calcu-late 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.


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