Сажавы фільтр дызельнага рухавіка (DPF) 2.7L (Дыскаверы 3)

На аўтамабілях, пачынальна з 2008 мадэльнага года, у якасці опцыі даступны сажавы фільтр (DPF).

УВАГА: Сістэма выпуску ОГ без DPF таксама даступная на аўтамабілях, пачынаючы з 2008 мадэльнага года.

Сістэма DPF памяншае выкіды цвёрдых прадуктаў згарання дызельнага паліва да занядбана малых узроўняў.

Элементы сістэмы DPF

Найменне пункта	Каталожны нумар запасной часткі	Апісанне
1		Датчык тэмпературы ОГ (перад каталізатарам)
2		Датчык тэмпературы ОГ (пасля каталізатара)
3		Трубка датчыка высокага ціску
4		Датчык дыферэнцыяльнага ціску
5		Трубка датчыка нізкага ціску
6		Датчык тэмпературы ОГ (пасля DPF)
7		Сажавы фільтр
8		Каталітычны нейтралізатар

Вылучэнне цвёрдых часціц адбываецца ў выглядзе чорнага дыму, які выдаткоўваецца дызельным рухавіком пры пэўных умовах нагрузкі. Выхлапныя газы - гэта складаная сумесь цвёрдых і вадкіх элементаў, прычым цвёрдыя часціцы - гэта, у асноўным, мікрасферы вугляроду, на якіх кандэнсуюцца вуглевадароды, якія вылучаюцца з паліва і змазачных матэрыялаў рухавіка.

Сістэма DPF складаецца з наступных элементаў:

• Сажавы фільтр
• Кіруючае праграмнае забеспячэнне DPF убудаванае ў модуль кіравання рухавіком (ЕСМ)
• Датчык дыферэнцыяльнага ціску

Сажавы фільтр

DPF размешчаны ў сістэме выпуску, ззаду каталітычнага нейтралізатара. Асноўная характарыстыка DPF – гэта яго здольнасць да рэгенерацыі. Рэгенерацыя ўяўляе сабой згаранне цвёрдых часціц, захопленых фільтрам, якая прадухіляе закаркаванне фільтра і забяспечвае вольнае праходжанне выхлапных газаў. Працэс рэгенерацыі адбываецца праз разліковыя інтэрвалы часу і не замецены для кіроўцы аўтамабіля.


Рэгенерацыя гуляе вельмі важную ролю, паколькі перапаўненне фільтра можа прывесці да пашкоджання рухавіка з-за празмеру высокага зваротнага ціску якія адпрацавалі газаў, а таксама магчымая паломка ці разбурэнне самага фільтра. Прадукты, якія ўлоўліваюцца фільтрам, - гэта ў асноўным часціцы вугляроду з абсарбаванымі вуглевадародамі.

Найменне пункта	Каталожны нумар запасной часткі	Апісанне
A		Пярэдні бок з якія чаргуюцца зачыненымі вочкамі
B		Выгляд збоку, які паказвае паток ОГ, які праходзіць праз фільтр, і якія збіраюцца ў фільтры цвёрдыя часціцы
C		Задні бок з якія чаргуюцца зачыненымі вочкамі

DPF выкарыстоўвае тэхналогію фільтрацыі на базе фільтра з каталітычным пакрыццём. DPF выкананы з карбіду крэмнія, зняволенага ў сталёвы кантэйнер, які валодае выдатнай супраціўляльнасцю да ўдарных цеплавых уздзеянняў і характарыстыкамі цеплаправоднасці. DPF распрацаваны з улікам эксплуатацыйных запатрабаванняў для падтрымання аптымальнага супрацьціску.

Сітаватая паверхня фільтра складаецца з мноства маленькіх раўналежных каналаў, размешчаных падоўжна па стаўленні да выпускной сістэмы. Сумежныя каналы ў фільтры ўпярэмежку зачыненыя з канца. Такая канструкцыя прымушае ОГ праходзіць праз сітаватыя сценкі фільтра, якія выконваюць ролю фільтруе асяроддзя. Цвёрдыя прадукты, занадта вялікія для таго, каб прайсці праз порыстую паверхню, збіраюцца і захоўваюцца ў каналах.


Калі якія збіраюцца на фільтры цвёрдыя прадукты не выдаляюцца, можа быць абцяжарана мінанне выхлапных газаў. Для выдалення цвёрдых часціц служыць працэс рэгенерацыі, пры якім цвёрдыя часціцы акісляюцца.

Рэгенерацыя DPF кіруецца тэмпературай ОГ і DPF. DPF мае фільтруе паверхню з апрацоўкай "wash coat", якая ўключае ў сябе плаціну і іншыя актыўныя кампаненты і аналагічная апрацоўцы каталітычнага нейтралізатара. Пры вызначанай тэмпературы ОГ і DPF "wash coat" актывуе спальванне цвёрдых часціц у дадатак да акіслення монааксіду вугляроду і вуглевадародаў.

Тэмпература ОГ і DPF кантралюецца праграмным забеспячэннем DPF у ЕСМ. Праграмнае забеспячэнне DPF адсочвае нагружанасць DPF на падставе манеры язды, пройдзенай адлегласці і сігналаў ад датчыкаў дыферэнцыяльнага ціску і датчыкаў тэмпературы. Пры дасягненні зададзенага ўзроўню аб'ёму цвёрдых часціц адбываецца актыўная рэгенерацыя DPF. Яна ажыццяўляецца ва ўзаемадзеянні з ЕСМ з дапамогай рэгулявання розных функцый кіравання рухавіком, такіх як:

• упырск паліва
• рэгуляванне расходу ўсмоктваецца паветра з дапамогай дроселя
• сістэма рэцыркуляцыі адпрацаваных газаў
• кіраванне ціскам наддува

Працэс рэгенерацыі магчымы дзякуючы эластычнасці рухавіка з сістэмай упырску "common-rail", які забяспечвае дакладнае рэгуляванне падачы паліва, ціскі паліва і ўпырску. Гэтыя параметры з'яўляюцца асноватворнымі для забеспячэння эфектыўнага працэсу рэгенерацыі.

Для рэгенерацыі DPF выкарыстоўваюцца два фільтры – актыўны і пасіўны.

Пасіўная рэгенерацыя

Для пасіўнай рэгенерацыі не патрабуецца спецыяльнага ўмяшання сістэмы кіравання рухавіком, яна адбываецца пры нармальнай рабоце рухавіка. З прычыны пасіўнай рэгенерацыі цвёрдыя часціцы, якія аселі ў DPF, павольнае пераўтворацца ў двухвокіс вугляроду. Гэты працэс актыўны, калі тэмпература DPF дасягае 250°C (482°F). Пры высокіх хуткасцях і вялікай нагрузцы на рухавік гэты працэс становіцца бесперапынным.


У ходзе пасіўнай рэгенерацыі толькі частка цвёрдых часціц пераўтворыцца ў двухвокіс вугляроду. Гэта звязана з тым, што працэс хімічнай рэакцыі эфектыўны толькі ў межах дыяпазону нармальнай працоўнай тэмпературы ад 250°C да 500°C (ад 482°F да 932°F).

Вышэй гэтага тэмпературнага дыяпазону эфектыўнасць пераўтварэння цвёрдых часціц у вуглякіслы газ расце з ростам тэмпературы DPF. Такіх тэмператур можна дабіцца толькі пры дапамозе працэсу актыўнай рэгенерацыі.

Актыўная рэгенерацыя

Актыўная рэгенерацыя пачынаецца, калі аб'ём цвёрдых часціц у DPF дасягае парогавага ўзроўню, які адсочвае або вызначае кіруючае праграмнае забеспячэнне DPF. Разлік парогавых значэнняў улічвае стыль кіравання аўтамабілем, пройдзеная адлегласць і сігналы супрацьціску ад датчыка дыферэнцыяльнага ціску.

Як правіла, актыўная рэгенерацыя адбываецца кожныя 725 км, але пры гэтым частата рэгенерацыі моцна залежыць ад умоў руху аўтамабіля. Напрыклад, пры руху аўтамабіля з невялікай нагрузкай у гарадскім струмені актыўная рэгенерацыя будзе адбывацца гушчару. Гэта выклікана хутчэйшым назапашваннем цвёрдых часціц у DPF у параўнанні з рэжымамі, калі аўтамабіль рухаецца на высокай хуткасці і адбываецца пасіўная рэгенерацыя.

Праграмнае забеспячэнне DPF змяшчае ў сабе лічыльнік прабегу, які ініцыюе рэгенерацыю і служыць для рэзервавання актыўнай рэгенерацыі. Рэгенерацыя запытваецца на падставе пройдзенай адлегласці, калі яна не была ініцыяваная сігналам супрацьціску ад датчыка дыферэнцыяльнага ціску.

Актыўная рэгенерацыя DPF пачынаецца, калі тэмпература DPF паднімаецца да тэмпературы згарання цвёрдых часціц. Тэмпература DPF павялічваецца за кошт павелічэння тэмпературы ОГ. Гэта дасягаецца шляхам увядзення дадатковага ўпырску пасля папярэдняга і асноўнага ўпырску.


Праграмнае забеспячэнне DPF адсочвае сігналы ад двух тэмпературных датчыкаў DPF для вызначэння тэмпературы DPF. У залежнасці ад тэмпературы DPF, праграмнае забеспячэнне DPF пасылае запыт у ЕСМ на выкананне аднаго або двух цыклаў дадатковага ўпырску паліва:

• Першы дадатковы ўпырск паліва запавольвае згаранне ўсярэдзіне цыліндру, што павялічвае тэмпературу ОГ.
• Другі дадатковы ўпырск паліва адбываецца пазней падчас цыклу працоўнага такту. Паліва часткова згарае ў цыліндры; частка незгарэлага паліва трапляе ў сістэму выпуску, дзе яно ініцыюе экзатэрмічную рэакцыю ў каталітычным нейтралізатары, яшчэ больш павялічваючы тэмпературу DPF.

Працэс актыўнай рэгенерацыі займае прыблізна 20 хвілін. Першая фаза павялічвае тэмпературу DPF да 500°C (932TF). Другая фаза яшчэ павялічвае тэмпературу DPF да 600°C (1112°F), што з'яўляецца аптымальнай тэмпературай для згарання цвёрдых часціц. Гэтая тэмпература падтрымліваецца на працягу 15-20 хвілін для поўнага спальвання цвёрдых часціц у DPF. Працэс спальвання пераўтворыць часціцы вугляроду ў вуглякіслы газ і ваду.

Тэмпература актыўнай рэгенерацыі DPF старанна кантралюецца праграмным забеспячэннем DPF для падтрымання патрабаванай тэмпературы 600°C (1112°F) на впускной адтуліне DPF. Сістэма кіравання тэмпературай не дазваляе перавысіць эксплуатацыйныя тэмпературныя межы турбакампрэсара і каталітычнага нейтралізатара. Тэмпература на ўпуску турбакампрэсара не павінна перавышаць 830°C (1526TF), тэмпература каталітычнага нейтралізатара не павінна перавышаць 800°C (1472TF), а тэмпература на выхадзе павінна заставацца ніжэй за 750°C (1382°F).

Падчас актыўнай рэгенерацыі адбываюцца наступныя працэсы, якія кіруе ЕСМ:

• Турбакампрэсар падтрымліваецца ў цалкам адкрытым становішчы. Гэта мінімізуе цеплаперадачу ад ОГ да турбакампрэсара і скарачае хуткасць струменя ОГ, што дазваляе дамагчыся аптымальнага разагравання DPF. Калі кіроўца пажадае павялічыць крутоўны момант, пры неабходнасці, лапаткі турбакампрэсара могуць быць зачыненыя.
• Дросельная засланка зачыняецца, бо гэта дапамагае павялічыць тэмпературу ОГ і скарачае хуткасць струменя ОГ, што скарачае час разагравання DPF да аптымальнай тэмпературы.
• Закрываецца клапан сістэмы рэцыркуляцыі адпрацаваўшых газаў (EGR). Выкарыстанне EGR скарачае тэмпературу ОГ і таму не дазваляе дамагчыся аптымальнай тэмпературы DPF.

Калі з прычыны выкарыстання аўтамабіля і/або стылю кіравання аўтамабілем працэс актыўнай рэгенерацыі не можа быць ажыццёўлены ці немагчыма рэгенераваць DPF, дылер можа выканаць прымусовую рэгенерацыю DPF. Гэта можна зрабіць або ажыццявіўшы паездку на аўтамабілі, пакуль рухавік не разагрэецца да нармальнай працоўнай тэмпературы, пасля чаго неабходна працягваць рух з хуткасцю не ніжэй за 48 км / ч на працягу 20 хвілін, або падлучыўшы да аўтамабіля дыягнастычную сістэму, ухваленую кампаніяй Land Rover, якая дапаможа спецыялісту выканаць працэдуру аўтаматычнай рэгенерацыі для ачысткі DPF.

Сістэма кіравання сажавым фільтрам

Каб дамагчыся аптымальнай эфектыўнасці DPF і прадухіліць яго запарушванне, неабходна ўвесь час адсочваць стан DPF. У ЕСМ змяшчаецца праграмнае забеспячэнне DPF, якое кіруе маніторынгам і працай сістэмы DPF і таксама адсочвае іншыя дадзеныя аўтамабіля для вызначэння перыядаў рэгенерацыі і інтэрвалаў тэхнічнага абслугоўвання.

Праграмнае забеспячэнне DPF можна падзяліць на тры асобных праграмных модуля кіравання: модуль кантролю DPF, модуль кіравання расходам паліва DPF і модуль кіравання расходам паветра DPF.

Гэтыя тры модулі кіруюцца чацвёртым праграмным модулем, які называюць узгадняючым модулем DPF. Які ўзгадняе модуль кіруе працай іншых модуляў, калі паступае запыт на актыўную рэгенерацыю. Модуль кантролю DPF з'яўляецца падсістэмай які ўзгадняе модуля DPF.

Модуль кіравання расходам паліва DPF

Модуль кіравання выдаткам паліва DPF кіруе наступнымі функцыямі:

• Сінхранізацыяй чатырох паасобных упырскаў на працоўны ход і колькасцю ўпырскванага паліва (папярэдні, асноўны і два дадатковых упырску).
• Ціскам упырску і пераключэннем паміж трыма рознымі ўзроўнямі каліброўкі ўпырску.

Паказаныя вышэй функцыі залежаць ад стану каталітычнага нейтралізатара і DPF.

У дадатак да вымярэння актыўнасці нейтралізатара і DPF кіраваны ўпырск вызначае неабходны ўзровень упырску. Сістэма кіравання выдаткам паліва вылічае колькасць паліва і сінхранізацыю чатырох паасобных упырскаў для кожнага з трох узроўняў каліброўкі ціску ўпырску, а таксама кіруе пераключэннем паміж узроўнямі.

Два дадатковых упырску неабходны для падзелу функцый павелічэння тэмпературы газаў у цыліндры і выпрацоўкі вуглевадародаў. Першы дадатковы ўпырск выкарыстоўваецца для генеравання больш высокай тэмпературы газаў у цыліндрах адначасова з падтрыманнем такога ж крутоўнага моманту рухавіка, што і пры звычайнай (не падчас рэгенерацыі) працы рухавіка. Другі дадатковы ўпырск выкарыстоўваецца для выпрацоўкі вуглевадародаў пасродкам кірункі незгарэлага паліва ў каталітычны нейтралізатар без павелічэння крутоўнага моманту рухавіка.

Модуль кіравання расходам паветра DPF

Модуль кіравання выдаткам паветра DPF кіруе наступнымі функцыямі:

• Сістэмай кіравання EGR
• Сістэмай кіравання ціскам наддува
• Сістэмай кіравання тэмпературай і ціскам якое ўсмоктваецца паветра

У працэсе актыўнай рэгенерацыі адключаецца EGR і вылічаецца актывацыя з зваротнай сувяззю рэгулятара ціску наддува. Модуль кіравання выдаткам паветра кантралюе ўзровень ціску і тэмпературы паветра ва ўпускным калектары. Гэты кантроль неабходзен, каб дамагчыся правільных умоў усярэдзіне цыліндру для стабільнага і надзейнага згарання дадаткова ўпрыснутага паліва.

Модуль кіруе тэмпературай якое ўсмоктваецца паветра, прыводзячы ў дзеянне дросельную засланку EGR і рэгулюючы ціск наддува.

Узгадняючы модуль DPF

Узгадняючы модуль DPF пры атрыманні запыту на рэгенерацыю ад модуля кантролю ініцыюе і ўзгадняе наступныя запыты рэгенерацыі DPF:

• Адключэнне EGR
• Упраўленне ціскам наддува
• Павелічэнне нагрузкі на рухавік
• Кіраванне ціскам і тэмпературай паветра ва ўпускным калектары
• Упраўленне ўпырскам паліва

Калі модуль кантролю выдае запыт на рэгенерацыю, які ўзгадняе модуль запытвае адключэнне EGR і ціск наддува неабходнае для рэгенерацыі. Затым ён чакае ад сістэмы EGR сігналу зваротнай сувязі, які пацвярджае, што клапан EGR зачынены.

Калі клапан EGR зачыняецца, які ўзгадняе модуль ініцыюе запыт на павелічэнне нагрузкі на рухавік пасродкам кіравання тэмпературай і ціскам якое ўсмоктваецца паветра.

Пасля атрымання пацверджання, што ўмовы на ўпуску знаходзяцца пад кантролем або, што скончыўся час каліброўкі, які ўзгадняе модуль пераходзіць у стан чакання, калі кіроўца адпусціць педаль акселератара. Калі гэта адбываецца або заканчваецца час каліброўкі, які ўзгадняе модуль генеруе запыт для кіравання ўпырскам паліва для павелічэння тэмпературы ОГ.

Датчык дыферэнцыяльнага ціску

Найменне пункта	Каталожны нумар запасной часткі	Апісанне
1		Патрубак нізкага ціску
2		Патрубак высокага ціску
3		Электрычны раз'ём

Датчык дыферэнцыяльнага ціску ўсталяваны на кранштэйне, прымацаваным да раздатачнай скрынкі.

Датчык дыферэнцыяльнага ціску выкарыстоўваецца праграмным забеспячэннем для кантралявання стану DPF. Два патрубка на датчыку злучаюцца трубкамі з впускной і выпускны бокам DPF. Трубкі дазваляюць датчыку вымяраць ціск DPF на ўпуску і на выпуску.

З павелічэннем колькасці цвёрдых часціц, захопленых DPF, ціск са боку ўпускаючы DPF павялічваецца ў параўнанні са бокам выпуску. Праграмнае забеспячэнне DPF выкарыстоўвае гэтае параўнанне ў спалучэнні з іншымі дадзенымі для вылічэння назапашанай колькасці захопленых часціц.

Вымяраючы розніцу ціску паміж упускам і выпускам DPF і тэмпературу DPF, праграмнае забеспячэнне DPF можа вызначыць, ці засмеціўся фільтр DPF і ці патрабуецца яго рэгенерацыя.

Датчыкі тэмпературы DPF

У сістэме DPF выкарыстоўваюцца тры датчыка тэмпературы. Першы датчык усталяваны адразу пасля турбакампрэсара ва впускным патрубку каталітычнага нейтралізатара, другі ўсталяваны ў выпускным патрубку каталітычнага нейтралізатара, а трэці датчык у выпускным канічным патрубку DPF.

Датчыкі вымяраюць тэмпературу ОГ на выхадзе з турбакампрэсара, пасля каталітычнага нейтралізатара і пасля праходжання праз DPF і падаюць інфармацыю, неабходную для вылічэння тэмпературы DPF.

Гэтая інфармацыя выкарыстоўваецца ў спалучэнні з іншымі дадзенымі для вылічэння колькасці назапашаных цвёрдых часціц і для кіравання тэмпературай DPF.

Індыкацыя на шчытку прыбораў

Калі аўтамабіль рэгулярна здзяйсняе кароткія паездкі на нізкай хуткасці, эфектыўная рэгенерацыя DPF можа быць немагчымая.

У гэтым выпадку праграмнае забеспячэнне DPF вызначае, што DPF закаркаваны, на падставе сігналаў ад датчыка дыферэнцыяльнага ціску і выдае кіроўцу наступныя папярэджанні:

Найменне пункта	Каталожны нумар запасной часткі	Апісанне
1		'DPF FULL VISIT DEALER' (DPF ЗАПОЎНЕНЫ, НАВЕДЗІЦЕ ДЫЛЕРА)
2		'DPF FULL' (DPF ЗАПОЎНЕНЫ)

Аўтамабілі, абсталяваныя DPF і шчытком прыбораў высокага ўзроўню, для папярэджання кіроўцы аб стане DPF выкарыстоўваюць паведамленні на дысплеі цэнтра паведамленняў.

Калі DPF запаўняецца, кіроўца даведаецца пра гэта па паведамленні "DPF FULL", якое суправаджаецца сімвалам даведніка. Як апісана ў Кіраўніцтве карыстальніка, вадзіцель павінен ажыццявіць паездку на аўтамабілі, пакуль рухавік не разагрэецца да нармальнай працоўнай тэмпературы і затым працягваць рух з хуткасцю не менш за 30 міль/г (48 км/г) на працягу 20 хвілін. Пасля паспяховага завяршэння рэгенерацыі DPF паведамленне "DPF FULL" перастане адлюстроўвацца.

Калі праграмнае забеспячэнне DPF вызначае, што DPF усё яшчэ закаркаваны, будзе адлюстравана паведамленне "DPF FULL VISIT DEALER". Кіроўцу варта наведаць аўтарызаванага дылера для правядзення прымусовай рэгенерацыі DPF.

Пабочныя эфекты сажавога фільтра (DPF)

Наступны раздзел апісвае некаторыя пабочныя эфекты, якія выклікаюцца працэсам актыўнай рэгенерацыі.

Разрэджванне маторнага масла

Разрэджванне маторнага масла можа адбыцца з прычыны траплення невялікай колькасці паліва ў картэр рухавіка падчас фазы дадатковага ўпырску. Па гэтай прычыне былі ўкаранёны вылічэнні, заснаваныя на стылі кіравання аўтамабілем, прызначаныя для скарачэння ў выпадку неабходнасці сэрвісных інтэрвалаў замены алею. Кіроўца апавяшчаецца аб неабходнасці замены масла па паведамленні на шчытку прыбораў.

Праграмнае забеспячэнне DPF адсочвае стыль кіравання аўтамабілем, частату і працягласць актыўнай рэгенерацыі. Пры дапамозе гэтай інфармацыі могуць зроблены вылічэнні аб разрэджванні маторнага масла. Калі праграмнае забеспячэнне DPF вылічае, што разрэджванне маторнага масла дасягнула зададзенага парогавага значэння (паліва складае 7% ад аб'ёму алею), на шчытку прыбораў адлюстроўваецца сэрвіснае паведамленне.

У залежнасці ад стылю кіравання аўтамабілем некаторыя аўтамабілі могуць запатрабаваць замены масла раней вызначанага інтэрвалу. Калі адлюстроўваецца сэрвіснае паведамленне, неабходна правесці поўнае тэхнічнае абслугоўванне аўтамабіля, пасля чаго лічыльнік сэрвісных інтэрвалаў будзе скінуты.

Выдатак паліва

Падчас працэсу актыўнай рэгенерацыі DPF павялічваецца выдатак паліва. Тым не менш, бо актыўная рэгенерацыя адбываецца рэдка і на працягу абмежаванага прамежку часу, агульны выдатак паліва павялічваецца прыблізна на 2%. Дадатковае паліва, скарыстанае падчас працэсу актыўнай рэгенерацыі, прылічаецца да імгненнага выдатку паліва і сярэдні выдатак паліва адлюстроўваецца на шчытку прыбораў.