Зміст: Система керованої вентиляції картера…⬇ Система рециркуляції ОГ (EGR) ⬇ Каталітичний перетворювач та…⬇ Саджовий фільтр (DPF) ⬇ Система уловлювання паливних випарів…⬇
Система випуску відпрацьованих газів (ОГ) складається з: випускного колектора, фільтра сажі (тільки на деяких дизельних моделях), каталітичного перетворювача (на деяких дизельних моделях може бути відсутнім) та випускний труби з глушниками. Випускний колектор об'єднаний із турбокомпресором.
Принцип функціонування системи управління двигуном побудований таким чином, щоб отримувати максимальну віддачу від двигуна при мінімальній витраті палива та вміст токсичних складових в ОГ. Встановлюються такі системи зниження токсичності газів, що відпрацювали: система вентиляції картера (PCV), система циркуляції ОГ (EGR, тільки на дизельних моделях) та каталітичний перетворювач з лямбда-зондами. На бензинових моделях додатково встановлюється система уловлювання паливних випарів (EVAP). На деяких дизельних двигунах встановлюється фільтр сажі (DPF), про що свідчить PR-номер "7MG" на наклейці з даними автомобіля (див). На наявність фільтра сажі також може вказувати PR-номер "7GG", "7МВ" або "7MG".
Система керованої вентиляції картера (PCV)
У двигунах внутрішнього згоряння завдяки різниці в тиску між камерою згоряння і картером виникають потоки повітря між кільцями поршнів і робочою поверхнею циліндра, так звані картерні гази. Для усунення витоків вуглеводнів, що не згоріли, в атмосферу двигун повністю загерметизований. Гази та пари масла, що утворюються в картері, подаються у впускний трубопровід і згоряють у циліндрах разом із паливом (крім парів олії, що затримуються в масловіддільнику).
Гази видаляються з картера за рахунок різниці тиску в картері та впускному трубопроводі (тиск у картері вище).
Клапан регулювання тиску служить регулювання тиску у системі PCV. Він складається з мембрани та пружини. Клапан обмежує розрідження в картері під час відкачування з нього картерних газів. При надмірному розрідженні можуть бути пошкоджені ущільнення двигуна. При слабкому розрідженні у впускному трубопроводі під дією пружини клапан відкривається. При сильному розрідженні у впускному трубопроводі клапан закривається. Щоб зменшити шкідливий вплив турбулентності газових потоків, на вході впускного трубопроводу після відцентрового масловідділювача встановлена вихідна заспокійлива камера. У цій камері рух газів, що виходять з відцентрових масловідділювачів, сповільнюється та заспокоюється. Крім того, на стінках цієї камери також осідає ще й деяка кількість олії, що залишається в газовому потоці.
Система рециркуляції ОГ (EGR)
Система EGR дозволяє знизити кількість оксидів азоту (NO) у відпрацьованих газах. Для цього невелика частина газів, що відпрацювали, відводиться назад у зону згоряння паливно-повітряної суміші. При цьому зменшується частка кисню у паливно-повітряній суміші, що призводить до уповільнення процесу згоряння. Пікова температура згоряння суміші знижується і зменшується рівень емісії оксидів азоту.
Кількість ОГ, що повертаються, регулюється за допомогою клапана EGR за сигналами від ЄСМ, і залежить в основному від частоти обертання колінчастого валу, кількості палива, що впорскується, а також об'єму, температури і тиску всмоктуваного повітря.
На моделях з дизельними двигунами, що відповідають стандарту Euro5, у магістралі випуску ОГ перед фільтром сажі розташований широкосмуговий лямбда-зонд, за допомогою якого в широкому діапазоні контролюється частка кисню в ОГ. Сигнал лямбда-зонда в системі EGR використовується як коригувальна величина для регулювання кількості ОГ, що повертаються. Якщо частка кисню в ОГ відрізняється від заданого параметра характеристики EGR, то ЕСМ посилає сигнал управління на клапан EGR і, відповідно, змінює кількість ОГ, що повертаються.
Рідкісний радіатор EGR дозволяє додатково знизити температуру згоряння шляхом охолодження ОГ, що повертаються, і забезпечує можливість рециркуляції більшої кількості ОГ. При використанні радіатора EGR, що відключається, двигун і сажовий фільтр швидше досягають необхідної робочої температури (охолодження ОГ здійснюється лише після досягнення робочої температури). Подача неохолоджених ОГ забезпечує при холодному запуску двигуна досягнення робочої температури двигуна і фільтра сажі за більш короткий проміжок часу. Подача охолоджених ОГ, особливо за високих температур згоряння, сприяє зниженню рівня оксидів азоту в камері згоряння. Перемикач радіатора EGR є електропневматичним клапаном і відповідає за подачу в пневматичний виконавчий елемент радіатора EGR розрідження, необхідного для включення охолодження. Підключення радіатора EGR відбувається за температури ОЖ понад 37°C. Радіатор EGR являє собою компактний модуль, що включає теплообмінник, що регулює заслінку, клапан EGR і датчик положення заслінки.
Клапан EGR є складання тарілчастого клапана з електроприводом і датчиком положення. Електропривід забезпечує точне безступінчасте регулювання. Обертальний рух е/мотора перетворюється ексцентриком і лаштункою в зворотно-поступальний рух. Хід тарілки клапана регулює кількість ОГ, що повертаються.
Каталітичний перетворювач та лямбда-зонди
Для зниження кількості шкідливих викидів в атмосферу у систему випуску ОГ вбудовано каталітичний перетворювач. На дизельних моделях використовується окисний каталітичний перетворювач, який служить для проведення наступних хімічних реакцій: 2СО + О ₂ -> 2CO ₂ та 2C ₂ H ₆ +7O ₂ -> 4CO ₂ + 6Н ₂ О. На бензинових моделях використовується трифункціональний каталітичний перетворювач, в якому відбуваються наступні хімічні реакції: 2СО + О ₂ -> 2CO₂; 2C₂H₆+7O₂ -> 4CO ₂ + 6Н ₂ О; 2NO + 2СО -> N₂ + 2CO₂.
Широкосмуговий лямбда-зонд на дизельних моделях постійно інформує блок управління двигуном склад ОГ. На дизельному двигуні 1.9 л "ВХЕ" лямбда-зонд не використовується. Залежно від отриманих даних блок управління коригує якість суміші, що подається в камери згоряння і, таким чином, оптимізує умови згоряння палива. Робоча поверхня лямбда-зонда чутлива до зміни вмісту кисню в ОГ. Лямбда-зонд використовується для корекції кількості палива, що впорскується, і оптимізації роботи системи EGR.
На бензинових моделях система управління упорскуванням палива має зворотний зв'язок, в який включені два лямбда-зонди, що постійно інформують блок управління про склад ОГ. Залежно від отриманих даних блок управління коригує якість суміші, що подається в камери згоряння і, таким чином, оптимізує умови згоряння палива. Робоча поверхня лямбда-зондів чутлива до зміни вмісту кисню в ОГ. Залежно від його концентрації змінюється вихідна напруга датчика. Якщо суміш перезбагачена (вміст кисню в ОГ дуже низький), лямбда-зонд подає сигнали з низькою напругою Напруга збільшується в міру збіднення суміші та збільшення вмісту кисню в газах. Найбільш ефективно перетворювач працює при оптимальному складі горючої суміші (14.7 частин повітря на 1 частину бензину).
Саджовий фільтр (DPF)
Примітка: У випускній трубі після DPF можуть накопичуватися частинки кіптяви. Накопичення частинок кіптяви не слід вважати проблемою, оскільки DPF не має 100% ефективності при фільтрації сажі. У процесі регенерації DPF з випускної труби може йти білий дим - це побічний ефект процесу регенерації, який також не вважається ознакою будь-якої несправності.
Для відповідності нормам токсичності ОГ Euro5 у серійній комплектації недалеко від двигуна встановлюється фільтр сажі ("DPF"). Фільтр DPF зменшує рівень забруднення, створюваного автомобілями з дизельними двигунами, шляхом відфільтровування частинок кіптяви з газів, що відпрацювали. До складу системи фільтра DPF додатково входять лямбда-зонд, а також датчики тиску та температури ОГ. Сигнали від зазначених датчиків використовуються блоком керування двигуном для керування регенерацією сажевого фільтра (необхідність регенерації та оптимальний час для її проведення). У нормальних робочих умовах процес регенерації відбувається, коли за розрахунками ЄСМ фільтр сажі потребує регенерації, і дотримано ряд попередньо заданих умов (наприклад, температура ОЖ, швидкість автомобіля та навантаження на двигун).
Завдяки тому, що робоча температура фільтра сажі досягається швидко, можлива постійна пасивна регенерація. Активна регенерація через блок управління двигуна здійснюється в тому випадку, якщо фільтр фільтра заповнений частинками сажі (наприклад, після нетривалих поїздок з неповним навантаженням). У такому разі частинки сажі спалюються за допомогою спеціального підвищення температури ОГ.
Система уловлювання паливних випарів (EVAP)
Система EVAP призначена для зниження викиду в атмосферу вуглеводнів, що не згоріли, від бензинових двигунів. Основним елементом системи EVAP є адсорбер з гранулами активованого вугілля, що адсорбують утворюються в баку під час стоянки автомобіля паливні випари. Заливна горловина паливного бака герметично закривається пружною заслінкою. Пари палива утримуються у вугільному адсорбері доти, доки за сигналом ЄСМ не почнеться продування адсорбера. Під час продування пари палива подаються через клапан продування у впускний трубопровід, де вони з'єднуються з робочою сумішшю і далі згоряють звичайним чином камерах згоряння.
Для забезпечення нормальної роботи двигуна на холостих обертах та під час прогріву блок керування двигуном тримає е/м клапан EVAP закритим. Таким чином запобігається потраплянню незгорілого палива в каталітичний перетворювач (при підвищених оборотах холостого ходу суміш перезбагачена). Після прогріву двигуна клапан починає відкриватися та закриватися, регулюючи подачу парів палива у впускний тракт.