Všeobecné informácie o výfukových systémoch a regulácii emisií (Skoda Superb B6)

Výfukový systém pozostáva z: výfukového potrubia, filtra pevných častíc, vzduchového filtra, filtra výfukových plynov a výfukového systému (len na niektorých dieselových modeloch), katalyzátor (nemusí byť k dispozícii na niektorých dieselových modeloch) a výfukové potrubie s tlmičmi. Výfukové potrubie je integrované s turbodúchadlom.

Princíp činnosti systému riadenia motora je navrhnutý tak, aby z motora získal maximálny výkon pri minimálnej spotrebe paliva a obsahu toxických zložiek vo výfukových plynoch. Nainštalované sú nasledujúce systémy znižovania toxicity výfukových plynov: ventilačný systém kľukovej skrine (PCV), systém cirkulácie výfukových plynov (EGR, len dieselové modely) a katalyzátor s lambda sondy. Na benzínových modelov, palivo para zachytiť systém (EVAP) je dodatočne nainštalované. Niektoré dieselové motory sú vybavené naftových častíc filter pevných častíc (DPF), ako je uvedené v PR číslo "7 MG" na údajovom štítku vozidla (pozri Úvod). Prítomnosť filtra pevných častíc môže byť indikovaná aj číslom PR "7GG", "7MB" alebo "7MG".

Systém riadeného vetrania kľukovej skrine (PCV)

V spaľovacích motoroch v dôsledku rozdielu tlaku medzi spaľovacím priestorom a kľukovou skriňou vznikajú medzi piestnymi krúžkami a pracovnou plochou valca prúdenie vzduchu, takzvané plyny z kľukovej skrine. Aby sa eliminovali úniky nespálených uhľovodíkov do atmosféry, motor je úplne utesnený. Plyny a olejové výpary vznikajúce v kľukovej skrini sú privádzané do sacieho potrubia a horia vo valcoch spolu s palivom (okrem olejových pár zadržaných v odlučovači oleja).



Plyny sa z kľukovej skrine odstraňujú v dôsledku tlakového rozdielu v kľukovej skrini a sacom potrubí (tlak v kľukovej skrini je vyšší).

Tlakový regulačný ventil sa používa na reguláciu tlaku v systéme PCV. Skladá sa z membrány a pružiny. Ventil obmedzuje vákuum v kľukovej skrini pri odčerpávaní plynov z kľukovej skrine. Ak je vákuum príliš silné, môžu sa poškodiť tesnenia motora. Keď je v sacom potrubí mierny podtlak, ventil sa pôsobením pružiny otvorí. Keď je v sacom potrubí silný podtlak, ventil sa zatvorí. Na zníženie škodlivých účinkov turbulencie prúdenia plynu je na vstupe sacieho potrubia za odstredivým odlučovačom oleja inštalovaná výstupná utišovacia komora. V tejto komore sa pohyb plynov opúšťajúcich odstredivé odlučovače oleja spomalí a upokojí. Okrem toho sa určité množstvo oleja, ktoré zostáva v prúde plynu, usadzuje aj na stenách tejto komory.

Systém recirkulácie výfukových plynov (EGR)

Systém EGR znižuje množstvo oxidov dusíka (NO) vo výfukových plynoch. Aby sa to dosiahlo, malá časť výfukových plynov sa odvádza späť do spaľovacej zóny zmesi paliva a vzduchu. Zároveň sa znižuje podiel kyslíka v zmesi palivo-vzduch, čo vedie k spomaleniu spaľovacieho procesu. Znižuje sa špičková teplota spaľovania zmesi a znižuje sa úroveň emisií oxidov dusíka.

Množstvo vrátených výfukových plynov reguluje EGR ventil pomocou signálov z ECM a závisí najmä od otáčok kľukového hriadeľa, množstva vstrekovaného paliva, ako aj objemu, teploty a tlaku nasávaného vzduchu.

Pri modeloch s naftovými motormi, ktoré spĺňajú normu Euro 5, je v potrubí výfukových plynov pred filtrom pevných častíc umiestnená širokopásmová lambda sonda, ktorá v širokom rozsahu monitoruje podiel kyslíka vo výfukových plynoch. Signál lambda sondy v systéme EGR sa používa ako korekčná hodnota na reguláciu množstva vrátených výfukových plynov. Ak sa obsah kyslíka vo výfukových plynoch líši od nastaveného parametra charakteristiky EGR, ECM vyšle riadiaci signál do EGR ventilu a podľa toho zmení množstvo vrátených výfukových plynov.



Kvapalný chladič EGR umožňuje ďalšie zníženie teplôt spaľovania ochladzovaním vracajúcich sa výfukových plynov a umožňuje recirkuláciu väčšieho množstva výfukových plynov. S vypínateľným chladičom EGR dosiahne motor a filter pevných častíc rýchlejšie požadovanú prevádzkovú teplotu (chladenie výfukových plynov sa vykonáva až po dosiahnutí prevádzkovej teploty). Prísun nechladených výfukových plynov zabezpečuje, že motor a filter pevných častíc pri studenom štarte motora dosiahnu prevádzkovú teplotu za kratší čas. Prísun chladených výfukových plynov najmä pri vysokých teplotách spaľovania pomáha znižovať hladinu oxidov dusíka v spaľovacom priestore. Prepínací ventil chladiča EGR je elektropneumatický ventil a je zodpovedný za zásobovanie pneumatického ovládača chladiča EGR podtlakom potrebným na aktiváciu chladenia. Chladič EGR je pripojený, keď teplota chladiacej kvapaliny prekročí 37°C. Radiátor EGR je kompaktný modul, ktorý obsahuje výmenník tepla, regulačný ventil, ventil EGR a snímač polohy ventilu.

EGR ventil je zostava tanierového ventilu s elektrickým pohonom a snímačom polohy. Elektrický pohon poskytuje presné, plynulé nastavenie. Rotačný pohyb elektromotora premieňa excentr a vahadlo na vratný pohyb. Zdvih ventilovej dosky reguluje množstvo vrátených výfukových plynov.

Katalyzátor a lambda sondy

Na zníženie množstva škodlivých emisií do atmosféry je vo výfukovom systéme zabudovaný katalyzátor. Dieselové modely používajú oxidačný katalyzátor, ktorý sa používa na vykonávanie nasledujúcich chemických reakcií: 2CO + O ₂ -> 2CO₂ a 2C2H₆ + 7O₂ -> 4CO₂ + 6H₂O. Na benzínových modelov, tri-funkcia katalyzátor sa používa, v ktorom sa tieto chemické reakcie sa vyskytujú:: 2CO +O₂ -> 2CO₂; 2C₂H₆+7O₂ -> 4CO₂ + 6H₂O; 2NO + 2CO -> N₂ + 2CO₂.



Širokopásmová lambda sonda na dieselových modeloch neustále informuje riadiacu jednotku motora o zložení výfukových plynov. Na dieselovom motore 1,9 l "VXE" sa lambda sonda nepoužíva. V závislosti od prijatých údajov riadiaca jednotka upravuje kvalitu zmesi privádzanej do spaľovacích komôr a tým optimalizuje podmienky spaľovania paliva. Pracovná plocha lambda sondy je citlivá na zmeny obsahu kyslíka vo výfukových plynoch. Lambda sonda slúži na korekciu množstva vstrekovaného paliva a optimalizáciu činnosti systému EGR.

Pri benzínových modeloch má systém riadenia vstrekovania paliva spätnú väzbu, ktorá zahŕňa dve lambda sondy, ktoré neustále informujú riadiacu jednotku o zložení výfukových plynov. V závislosti od prijatých údajov riadiaca jednotka upravuje kvalitu zmesi privádzanej do spaľovacích komôr a tým optimalizuje podmienky spaľovania paliva. Pracovná plocha lambda sond je citlivá na zmeny obsahu kyslíka vo výfukových plynoch. V závislosti od jeho koncentrácie sa mení výstupné napätie snímača. Ak je zmes príliš obohatená (obsah kyslíka vo výfukových plynoch je veľmi nízky), lambda sonda vysiela nízkonapäťové signály. Napätie sa zvyšuje, keď sa zmes stáva chudobnejšou a zvyšuje sa obsah kyslíka v plynoch. Menič pracuje najefektívnejšie pri optimálnom zložení horľavej zmesi (14,7 dielov vzduchu na 1 diel benzínu).

Filter pevných častíc (DPF)

Poznámka: Častice sadzí sa môžu hromadiť vo výfukovom potrubí po DPF. Hromadenie častíc sadzí by sa nemalo považovať za problém, pretože DPF nie je 100% účinný pri filtrovaní sadzí. Počas procesu regenerácie DPF môže z výfukového potrubia vychádzať biely dym – ide o vedľajší efekt procesu regenerácie, ktorý sa tiež nepovažuje za príznak akejkoľvek poruchy.

Na splnenie emisných noriem Euro 5 je v blízkosti motora štandardne inštalovaný filter pevných častíc (DPF). DPF znižuje úroveň znečistenia vytváraného dieselovými vozidlami odfiltrovaním častíc sadzí z výfukových plynov. Systém DPF filtra navyše obsahuje lambda sondu, ako aj snímače tlaku a teploty výfukových plynov. Signály z týchto snímačov využíva riadiaca jednotka motora na riadenie regenerácie filtra pevných častíc (potrebu regenerácie a optimálny čas na jej realizáciu). Za normálnych prevádzkových podmienok nastáva proces regenerácie, keď ECM vypočíta, že DPF vyžaduje regeneráciu a je splnených niekoľko vopred nastavených podmienok (napríklad teplota chladiacej kvapaliny, rýchlosť vozidla a zaťaženie motora).

Pretože sa prevádzková teplota filtra pevných častíc dosiahne rýchlo, je možná nepretržitá pasívna regenerácia. Aktívna regenerácia prostredníctvom riadiacej jednotky motora sa vykonáva, ak je filter pevných častíc naplnený časticami sadzí (napríklad po krátkych jazdách s čiastočným zaťažením). V tomto prípade sa častice sadzí spália pomocou špeciálneho zvýšenia teploty výfukových plynov.

Systém odparovania emisií (EVAP)

Systém EVAP je navrhnutý tak, aby znižoval emisie nespálených uhľovodíkov do atmosféry z benzínových motorov. Hlavným prvkom systému EVAP je adsorbér s granulami aktívneho uhlia, ktoré adsorbujú palivové výpary, ktoré vznikajú v nádrži, keď je vozidlo zaparkované. Plniace hrdlo palivovej nádrže je hermeticky uzavreté pružinovým ventilom. Palivové výpary sú zadržiavané v nádobe s aktívnym uhlím, kým ECM nedá signál nádobe na prečistenie. Počas preplachovania sú výpary paliva privádzané cez prevzdušňovací ventil do sacieho potrubia, kde sa spájajú s pracovnou zmesou a následne horia bežným spôsobom v spaľovacích komorách.

Aby sa zabezpečila normálna prevádzka motora na voľnobeh a počas zahrievania, riadiaca jednotka motora udržuje elektromagnetický ventil EVAP zatvorený. Tým sa zabráni vniknutiu nespáleného paliva do katalyzátora (pri vysokých voľnobežných otáčkach je zmes príliš bohatá). Po zahriatí motora sa ventil začne otvárať a zatvárať, čím sa reguluje prívod palivových pár do sacieho traktu.