Система селективной каталитической нейтрализации

• Функция системы SCR, как системы дополнительной обработки отработавших газов, состоит в снижении выбросов NO_x, которые образуются, в особенности, при высоких температурах сгорания.

• NOx преобразуется с помощью аммиака в качестве восстановителя, который создаётся из карбамида, добавляемого в отработавшие газы при помощи форсунки.

• Система SCR, устанавливаемая в модернизированную модель Mazda СХ-7 Facelift, в основном, состоит из:

— преобразователя SCR

— смесителя карбамида

— датчика NO_x

— бака для карбамида

— насоса для карбамида (встроен в бак для карбамида)

— форсунки для карбамида

— модуля управления SCR

1. Бак для карбамида 2. Насос для карбамида 3. Модуль управления SCR 4. Форсунка для карбамида 5. Смеситель карбамида 6. Преобразователь SCR 7. Датчик NOx

Преобразователь SCR

• Преобразователь SCR находится после DPF и состоит из цеолитного каталитического нейтрализатора и каталитического нейтрализатора проскальзывания, расположенных один за другим. Его оптимальная рабочая температура для очистки отработавших газов находится в пределах от 200°С до 300°С.

Преобразователь SCR модели СХ-7 с двигателем R2

• Цеолит - это пористая структура на минеральной основе, обладающая чрезвычайной механической и термической устойчивостью. Каналы преобразователя SCR покрыты цеолитом. Это способствует адгезии аммиачного восстановителя, который вступает в реакцию с проходящими мимо окислами азота (NOx).

• Каталитический нейтрализатор проскальзывания позади цеолитного каталитического нейтрализатора - это дополнительный окислительный каталитический нейтрализатор, который ограничивает проскальзывание непрореагировавшего аммиака. Это проскальзывание происходит, в основном, когда каталитический нейтрализатор SCR работает не в оптимальном диапазоне рабочих температур или когда в отработавшие газы добавляется слишком много восстановителя.

1. Корпус каталитического нейтрализатора SCR 2. Восстановитель (аммиак) 3. NOx 4. Цеолитный каталитический нейтрализатор 5. Датчик NOx 6. Каталитический нейтрализатор проскальзывания

Примечание: Использование цеолитного каталитического нейтрализатора предъявляет высокие требования к качеству дизельного топлива, поскольку дизельное топливо низкого качества может вызвать повреждение каталитического нейтрализатора.

Смеситель для карбамида

• Смеситель для карбамида перед преобразователем SCR обеспечивает почти равномерное распределение карбамида в потоке отработавших газов и помогает испарению.

1. Смеситель для карбамида

• Датчик NO_x находится в корпусе преобразователя SCR между цеолитным каталитическим нейтрализатором и каталитическим нейтрализатором проскальзывания и контролирует отработавшие газы с точки зрения очистки от окислов азота. Датчик NO_x работает аналогично кислородному датчику H02S.0h рассчитывает концентрацию NO_x, исходя из концентрации 0₂, включая NO_x в отработавших газах.

1. Модуль управления датчиком NO_x

2. Преобразователь SCR

• Датчик NO_x подключён к модулю управления, который находится за крышкой на правой стороне основания кузова. Модуль управления датчиком NO_x, в свою очередь, подключён к высокоскоростной шине данных CAN.

Примечание: Датчик NO_x и модуль управления датчиком NO_x представляют собой единый блок, и их нельзя заменить отдельно.

Бак для карбамида

• Бак для карбамида имеет ёмкость 15,5 литров и содержит раствор карбамида, который называется AdBlue®, зарегистрированный товарный знак VDA (Verband der Automobilindustrie e.V.). В бак для карбамида встроен дополнительный обогреватель.

• AdBlue® - это 32,5% водный раствор карбамида высокой степени чистоты ((ЫНгЬСО + Н₂O), прозрачный и бесцветный. Жидкость AdBlue® сама по себе безвредна и не имеет запаха. Её точка кипения - 103°С, в то время как он начинает вырабатывать аммиак сразу примерно при 70°С. Она начинает замерзать при температуре -11°С, что создаёт необходимость в использовании обогревателя. Из-за своих химических характеристик жидкость AdBlue® подвержена старению, в процессе которого она разлагается, поэтому её срок хранения ограничен. Процесс старения ускоряется увеличением температур.

2. Крышка заливного отверстия

• Из-за ограниченного срока хранения жидкости AdBlue® существуют разные процедуры пополнения. Для обеспечения регулярного обновления жидкости AdBlue®, в зависимости от интервала техобслуживания и оставшегося количества жидкости AdBlue®, её нужно пополнять или сливать и заливать новый реагент.

— При первом (третьем, пятом и т.д.) плановом техобслуживании её нужно просто доливать.

— При втором (четвёртом, шестом и т.д.) плановом техобслуживании её нужно доливать, если уровень жидкости AdBlue® опустился до половины или ниже. Если указатель уровня показывает количество оставшейся жидкости AdBlue®, равное трём четвертям бака или более, то сначала жидкость нужно слить, а затем заново наполнить бак.

• Чтобы получить доступ к заливному отверстию, нужно снять пол в багажном отделении и ящик под багажным отделением елевой стороны. Дополнительно, здесь есть сервисная крышка, которую нужно отвинтить, чтобы получить доступ к крышке заливного отверстия.

• Если оставшуюся в баке жидкость AdBlue® нужно слить, то в качестве SST имеется специальный насос.

• Для пополнения жидкости AdBlue® имеется непроливающаяся бутылка ёмкостью 1,89 литра, которая навинчивается на заливное отверстие или на 10-литровую канистру, с дополнительным специальным соединителем шланга, обеспечивающим пополнение без проливания.

Примечание: Пополнение следует выполнять только тогда, когда температура жидкости AdBlue® в баке выше -9 °С. Во время пополнения следует соблюдать осторожность, чтобы не превысить максимальную ёмкость бака, иначе бак может быть повреждён, когда жидкость замёрзнет AdBlue®.

Примечание: Каждый раз после добавления жидкости AdBlue® на автомобиле следует проехать для переустановки указателя уровня. Поэтому обратитесь к "процедуре распознавания заправки" в имеющейся в мастерской литературе, чтобы гарантировать, что модуль управления SCR признаёт, что пополнение произошло.

Насос для карбамида

• Насос для карбамида встроен в бак для карбамида и подаёт в форсунку жидкость AdBlue® под давлением примерно 500 кПа (5 бар). Встроенный реверсивный клапан возвращает жидкость AdBlue® в шланг после выключения зажигания. Датчик температуры, датчик уровня карбамида, датчик давления карбамида и обогреватель также встроены в насос для карбамида.

2. Соединитель шланга для карбамида

Форсунка для карбамида

• Форсунка для карбамида находится в средней выхлопной трубе между DPF и преобразователем SCR и впрыскивает жидкость AdBlue® в поток в выхлопной трубе перед преобразователем SCR в соответствии с сигналом от модуля управления SCR. Форсунка для карбамида снабжается жидкостью AdBlue® насосом через шланг, который содержит дополнительный обогреватель.

1. Форсунка для карбамида 2. Соединитель шланга для карбамида 3. Средняя выхлопная труба 4. Преобразователь SCR

Модуль управления SCR

• Модуль управления SCR управляет насосом для карбамида, реле SCR и

форсункой для карбамида в соответствии с условиями эксплуатации двигателя. Дополнительно, он активирует обогреватели в соответствии с температурами карбамида и окружающей среды. Модуль управления SCR находится под сиденьем водителя.

1. Модуль управления SCR

• Модуль управления SCR подключён к высокоскоростной шине данных CAN. При обнаружении неисправности в системе SCR модуль управления SCR отсылает в РСМ "запрос MIL ВКЛ", и сохраняется DTC.

• Все параметры системы SCR содержатся в модуле управления SCR. Эти идентификаторы PID можно отслеживать или активировать при помощи системы M-MDS. Для этого выберите опцию

Toolbox Datalogger^ Modules^ SCRCU.

• Если модуль управления SCR заменён на использованный модуль, его следует переустановить в исходное состояние с помощью M-MDS. Для этого выберите опцию Toolbox Powertrain Data Reset SCR CU.

Работа системы SCR

• Система начинает работать, когда преобразователь SCR достигнет своей рабочей температуры. Это рассчитывается, исходя из значения датчика № 3 температуры выхлопных газов.

• После достижения рабочей температуры активируется насос карбамида и подаёт давление в форсунку для карбамида.

• Модуль управления SCR рассчитывает количество жидкости AdBlue®, нужное для очистки отработавших газов в соответствии с выделяемыми оксидами азота. Количество выделенных оксидов азота рассчитывается РСМ в соответствии с условиями эксплуатации двигателя.

• Если условия соблюдаются, форсунка для карбамида вводит жидкость AdBlue® в поток горячих выхлопных газов, где он начинает испаряться.

• Путём термолиза (химическая реакция, в которой химическое вещество при нагревании распадается, по меньшей мере, на два химических вещества) и гидролиза (химическая реакция, во время которой одна или более молекул воды разделяются на водород и ионы гидроксида) жидкость AdBlue® ((NH₂)₂CO + Н₂0) разлагается на аммиак (NH₃) двуокись углерода (С0₂).

• Смеситель перед преобразователем SCR усиливает химическую реакцию и обеспечивает более равномерное распределение аммиака (NH₃) в преобразователе SCR для повышения его эффективности.

• После полного разложения жидкости AdBlue® аммиак (NH₃) накапливается в каналах цеолитного каталитического нейтрализатора, в то время как двуокись углерода (С0₂) просто проходит насквозь.

• Если через каналы проходит NO_x, он вступает в химическую реакцию с аммиаком (NH₃) и восстанавливается в безвредный азот (N₂) (который составляет примерно 78 процентов вдыхаемого нами воздуха) и воду (Н₂0).

• Датчик NO_x позади цеолитного каталитического нейтрализатора контролирует концентрацию оставшегося в выхлопных газах NO_x для целей бортовой диагностики.

• В зависимости от условий работы, имеется проскальзывания аммиака (NH₃), который не сохраняется в цеолитном каталитическом нейтрализаторе. Во избежание выделения аммиака, каталитический нейтрализатор проскальзывания окисляет аммиак (NH₃) в безвредный азот (N₂) и воду (Н₂0).

Информирование водителя, связанное с системой SCR

• При наличии системы SCR имеются также новые показания для информирования водителя о состоянии системы SCR.

• Помимо указателя уровня жидкости AdBlue®, имеется световое предупреждение SCR и звуковое предупреждение SCR, встроенные в приборный щиток. Кроме того, несколько уведомлений / предупреждений отображаются на MID (Multi Information Display = многофункциональный информационный дисплей).

• Уровень жидкости AdBlue® в баке отображается числом точек на указателе уровня, где каждая точка представляет четверть ёмкости бака.

• При нормальных условиях езды количества жидкости AdBlue®, хранящейся в баке для карбамида, хватает примерно на 20 000 км, так что пополнение обычно выполняется через плановые интервалы техобслуживания

• Тем не менее, если жидкость AdBlue® будет заканчиваться до посещения дилера для регулярного техобслуживания, водитель будет проинформирован, чтобы система SCR полностью не израсходовала жидкость AdBlue®.

1. Звуковое предупреждение SCR 3 2. Световое предупреждение SCR 4 MID Указатель уровня AdBlue®

• Когда жидкость AdBlue® заканчивается, система информирует водителя за несколько этапов:

Индикация неисправностей системы SCR

• Если обнаружена неисправность, влияющая на систему SCR, на приборном щитке также появляется уведомление, наряду с уведомлением на MID. Почти каждая неисправность в системе SCR, порождающая DTC, также приводит к включению лампочки MIL.

• В зависимости от возникшей неисправности, система информирует водителя следующим образом:

Управление системой SCR

• Управление системой SCR встроено в модуль управления SCR.

Управление реле системы SCR

• После включения зажигания модуль управления SCR активирует реле SCR, чтобы подать питание в модуль управления SCR и модуль управления датчиком NO_x.

Управление обогревателями

• После запуска двигателя модуль управления SCR активирует обогреватель бака с карбамидом, обогреватель насоса для карбамида и обогреватель шланга для карбамида в зависимости от температуры карбамида и температуры окружающего воздуха.

• Если температура в баке с карбамидом равна - 3°С или менее и/или температура окружающего воздуха равна 0°С или менее, модуль управления активирует обогреватель бака с карбамидом.

• Если температура окружающего воздуха равна 0°С или менее, модуль управления SCR активирует обогреватель насоса для карбамида, а также обогреватель шланга для карбамида.

Управление моментом активации датчика NO_x

• Для предотвращения загрязнения или повреждения датчика NO_x конденсатом этот датчик активируется модулем управления SCR только после удаления конденсата их системы выпуска. Это рассчитывается модулем управления SCR в соответствии с температурой отработавших газов, получаемой от РСМ по шине данных CAN.

Управление активацией насоса для карбамида

• Как только будут выполняться условия (температура отработавших газов примерно 150°С- 160°С), насос для карбамида будет активирован модулем управления SCR и начнёт работать. Для прокачки шланга форсунка активируется почти в тот же момент и полностью открывается, в то время как насос для карбамида работает с фиксированным рабочим циклом, примерно равным 40%. Незадолго до того, как форсунка снова закроется, насос для карбамида работает с рабочим циклом, примерно равным 80 %. Как только форсунка закроется, давление в магистрали поднимется до целевого значения, равного 5 барам.

Управление стабильностью давления карбамида

• Во время работы системы модуль управления SCR управляет насосом для карбамида посредством рабочего цикла на основании сигнала датчика давления в насосе для карбамида для поддержания стабильного давления в шланге для карбамида (500 кПа).

Управление возвращением карбамида

• После выключения зажигания модуль управления SCR активирует возвратный клапан в насосе для карбамида и сам насос для карбамида, чтобы вернуть оставшуюся жидкость AdBlue® в шланг, и возвращает её в бак для карбамида. Эта процедура занимает примерно 30 с. Во время возврата карбамида насос для карбамида работает с фиксированным рабочим циклом, равным примерно 40%, и активируется форсунка для карбамида для предотвращения создания вакуума в шланге для карбамида.

Управление форсункой для карбамида

• Модуль управления SCR управляет форсункой для карбамида посредством рабочего цикла в соответствии с расчётным количеством жидкости AdBlue®, нужным для очистки отработавших газов. Расчётное количество жидкости AdBlue® зависит от количества вырабатываемого NO_x, которое рассчитывается РСМ в соответствии с условиями эксплуатации двигателя.

Контроль оставшегося количества карбамида

• Оставшееся количество жидкости AdBlue® рассчитывается модулем управления SCR на основании указанного количества впрыска, которое рассчитывается по времени открытия форсунки для карбамида. Расчётное количество корректируется тремя датчиками уровня карбамида (реле), встроенными в насос для карбамида.

• Дополнительно модуль управления SCR определяет уровень карбамида четвёртым (потенциометрическим) датчиком уровня карбамида с поплавком. Оставшееся количество жидкости AdBlue® после пополнения рассчитывается на основании сопротивления этого датчика.

• На основании сигналов каждого из датчиков уровня карбамида модуль управления SCR отсылает информацию в приборный щиток по шине данных CAN.

Диагностика

• Систему SCR можно проверить, выполняя следующее

— Контроль датчика № 3 температуры отработавших газов при помощи PID EXHTEMP3 (Temp)

— Измерение сопротивления датчика № 3 температуры отработавших газов

— Контроль датчика NO_x с помощью PID NO_x _CON (Num) и NO_x _STAT (Mode)

— Контроль обогревателя датчика NO_x с помощью PID HTR_NOX (Num)

— Проверку сигнала напряжения обогревателя в баке для карбамида

— Контроль обогревателя в баке для карбамида с помощть PID HTR_TANK (Temp/Mode)

— Проверку сигнала напряжения обогревателя шланга для карбамида

— Контроль обогревателя шланга для карбамида с помощью PID HTR_HOSE (Temp/Mode)

— Проверку сигнала напряжения обогревателя в насосе для карбамида

— Контроль обогревателя в насосе для карбамида с помощью PID HTR_PUMP (Temp/Mode)

— Проверку сигнала напряжения реверсивного клапана в насосе для карбамида

— Контроль реверсивного клапана в насосе для карбамида с помощью PID REVVALVE (Mode)

— Проверку сигнала напряжения датчика давления в магистрали

— Контроль датчика давления в магистрали с помощью PID LINE_PRES (Volt/Pres)

— Проверку сигнала напряжения насоса для карбамида

— Контроль насоса для карбамида с помощью PID LINE_PRES (Volt/Pres) и PUMP_DUTY (Per)

— Проверку насоса для карбамида с помощью функции теститрования насоса для карбамида системы M-MDS

(Инструментальная панель Трансмиссия Система SCR Тест насоса для карбамида)

— Проверку сигнала напряжения форсунки для карбамида

— Контроль форсунки для карбамида с помощью PID INJ_DUTY (Per) и INJ_VOL_DSD

— Проверку форсунки для карбамида с помощью функции теститрования насоса для карбамида системы M-MDS

(Инструментальная панель Трансмиссия Система SCR Тест форсунки для карбамида)

— Проверку сигнала напряжения датчика уровня карбамида (реле №1, №2, №3)

— Контроль датчика уровня карбамида (реле №1, №2, №3) с помощью PID TANK_LEV1 (Volt), TANK_LEV2 (Volt) и TANK_LEV3 (Volt)

— Контроль датчика уровня карбамида с помощью PID TANK_LEV (Per)

— Измерение сопротивления датчика уровня в баке для карбамида

— Контроль датчика температуры карбамида в баке с помощью PID TANK_TEMP (Volt/Temp)

— Измерение напряжения реле управления SCR

— Проверку предохранителей модуля управления SCR и модуля управления NO_x