Układ Oczyszczania Spalin w Renault Scenic 2: Budowa i Zasada Działania
- Szczegóły
Układy oczyszczania spalin odgrywają kluczową rolę w redukcji emisji szkodliwych substancji do atmosfery. W artykule omówimy budowę i zasadę działania tych systemów, ze szczególnym uwzględnieniem rozwiązań stosowanych w Renault Scenic 2.
Elementy Układu Oczyszczania Spalin
Układ wydechowy współczesnego auta składa się z wielu elementów, których rozmieszczenie i rodzaj zależą od modelu samochodu, typu silnika i rozwiązań stosowanych przez producenta. Do najważniejszych komponentów należą:
- Katalizator
- Filtr cząstek stałych (DPF/FAP)
- Czujniki ciśnienia
- Czujniki temperatury
- Zawór recyrkulacji spalin (EGR)
- System selektywnej redukcji katalitycznej (SCR) z AdBlue
Katalizator
Katalizator pełni bardzo ważną funkcję w samochodach wyposażonych w silniki spalinowe. Jego głównym zadaniem jest redukowanie zanieczyszczeń wytwarzanych podczas pracy jednostki napędowej. To element zmniejszający ilość szkodliwych spalin powstających w procesie pracy silnika.
Budowa katalizatora:
- Obudowa: W kształcie puszki, podłączona do kolektora.
- Nośnik: Część wewnętrzna w kształcie plastra miodu z gęsto rozmieszczonymi kanalikami (rdzeń katalizatora może być wykonany z ceramiki lub metalu).
- Otuliny: Pośrednia i aktywna katalitycznie.
Otulina pośrednia to siatka o porowatej strukturze bezpośrednio przylegająca do rdzenia. Zdecydowanie najcenniejszym elementem w katalizatorze jest powłoka aktywna katalitycznie. Wykonuje się ją z metali szlachetnych, takich jak rod, pallad czy platyna. Wykazują one właściwości zobojętniające szkodliwe substancje w spalinach.
Przeczytaj także: Poradnik: Wymiana obudowy filtra powietrza w Megane Scenic
Filtr Cząstek Stałych (DPF/FAP)
Filtr cząstek stałych jest montowany w układzie wydechowym silnika Diesla w celu zmniejszenia emisji sadzy. Filtr cząstek stałych (DPF) przechowuje cząstki stałe, które nie mogą być całkowicie spalone w silniku.
Wnętrze filtra cząstek stałych składa się z ceramicznego filtra z wieloma kanalikami. Kanaliki mają porowate ścianki i są zamknięte na przemian. Dzielą się one na kanaliki wlotowe i wylotowe. Podczas przepływu spalin przez ścianki filtra cząstki sadzy osadzają się na ściankach.
Rosnąca liczba osadzonych cząstek sadzy zwiększa ciśnienie w układzie spalinowym. Stopień obciążenia lub opory przepływu filtra cząstek stałych są monitorowane przez sterownik silnika. Czujnik różnicy ciśnienia rejestruje dane przed i za filtrem cząstek stałych i przesyła je do sterownika silnika.
Jeśli różnica ciśnienia przekracza określoną wartość, sterownik inicjuje regenerację w celu spalenia cząstek. Aby cząstki sadzy zostały spalone, temperatura spalin w filtrze cząstek stałych musi zostać podniesiona do 600 - 650°C. W tym celu sterownik silnika aktywuje dodatkowy wtrysk paliwa lub wtrysk wtórny podczas aktywnej regeneracji, co prowadzi do wzrostu temperatury spalin.
W zależności od pojazdu i systemu regeneracja może być przeprowadzana co 400-700 km. Aby uniknąć temperatur powyżej 700°C, temperatura jest monitorowana przez czujnik temperatury spalin tuż przed filtrem cząstek stałych.
Przeczytaj także: Jak wymienić filtr kabinowy w Renault Scenic 4?
Filtr FAP (Filter A Particulare) to system mokry, w którym do paliwa dodawany jest specjalny płyn EOLYS umieszczony w dodatkowym zbiorniku 5 litrów i wpuszczany do zbiornika z paliwem w stałych dawkach przy każdym tankowaniu paliwa (dlatego Diesla z Fapem należy zawsze wyjeżdżać do końca i tankować do pełna aby ilość dawkowań płynu była możliwie najmniejsza bo nie jest tani). Stosowanie płynu obniża temperaturę spalania sadzy powstających w silnikach Diesla z FAPem.
Regeneracja filtra FAP/DPF:
- Regeneracja pasywna: Uzyskanie odpowiedniej temperatury w filtrze poprzez pracę silnika w dużym obciążeniu.
- Regeneracja aktywna: Komputer wymusza specyficzne warunki pracy silnika i osprzętu przez kilka minut, dzięki czemu emituje zwiększone ilości dwutlenku azotu, w celu wytworzenia odpowiedniej temperatury w filtrze i wypala w ten sposób zgromadzone sadze.
Czujniki Ciśnienia
Praca filtrów cząstek stałych nadzorowana jest przez kilka niezależnych czujników. Ich rodzaj oraz umiejscowienie w układzie zależy od marki pojazdu. Możemy wyróżnić dwa rodzaje czujników, w pierwszym przypadku mierzą tylko ciśnienie przed filtrem, porównując je do ciśnienia wzorcowego zapisanego w sterowniku silnika, natomiast w drugim przypadku dokonują sprawdzenia ciśnienia przed filtrem i za filtrem DPF i je porównują. Są to tensometryczne czujniki ciśnienia, które działają w oparciu o układ tensometrycznego pomiaru odkształcenia membrany.
Ciśnienie spalin z filtra DPF podawane jest do czujników poprzez przewody metalowo-gumowe, oddziałuje ono na powłokę piezoelektryczną, a jego wartość zostaje przetworzona na sygnał elektryczny. Układem aktywnym, który mierzy zmiany ciśnienia, jest niedużych rozmiarów płytka w którą wklejone są niedużej wielkości mikro-piezo rezystory, które reagują na zmianę ciśnienia.
Czujnik najczęściej montuje się w komorze silnika w bliskiej odległości od DPF’a tak, aby ciśnieniowe przewody elastyczne były jak najkrótsze, dzięki czemu ogranicza się wystąpienie awarii oraz zjawiska tętnienia ciśnienia, czy możliwości wystąpienia różnicy ciśnień w samym przewodzie.
Przeczytaj także: Jak wymienić filtr powietrza w Scenic 1.5 dCi III?
Czujniki Temperatury
Sensory temperatury spalin w systemach oczyszczania spalin mają za zadnie kontrolować temperaturę spalin podczas procesów regeneracji filtra DPF’a. Sterownik silnika zbiera informacje z czujników i odpowiednio kontroluje akcją regeneracji filtra, ustala tryb regeneracji, ilość wtryskiwanego paliwa ściśle w oparciu o dane dostarczone z czujników.
Z reguły stosuję się dwa czujniki, jeden na początku filtra, a drugi na końcu (np. VW Golf 1.9TDI), istnieją też bardziej skomplikowane układy gdzie montuje się 3 czujniki (np. Mazda 2.0 143KM), w prostych układach stosowany jest tylko jeden czujnik temperatury (np. Ford Focus 1.6TDCI).
W układzie instalowanych jest od 1 do 4 czujników temperatury, najczęściej 2, jeden przed, a drugi za filtrem cząstek stałych.
Zawór Recyrkulacji Spalin (EGR)
Głównym zadaniem zaworu recyrkulacji spalin (Exhaust Gas Recirculation), czyli EGR, jest zmniejszenie emisji tlenków azotu (NOx). Azot jest składnikiem benzyny i oleju napędowego, który trafia do komory silnika również razem z zasysanym powietrzem. Pod wpływem panujących w cylindrach wysokich temperatur i ciśnienia, azot wchodzi w reakcję z tlenem, czego efektem jest tlenek azotu.
EGR działa tylko wtedy, kiedy ma do tego odpowiednie warunki, a silnik pracuje w średnim zakresie obrotów. Zawór odzyskuje wówczas część spalin z kolektora, przepuszcza je przez chłodnicę, a następnie kieruje do kanału dolotowego. Skutkiem ubocznym działania zaworu EGR jest zmniejszenie mocy silnika.
System Selektywnej Redukcji Katalitycznej (SCR) z AdBlue
W celu spełnienia aktualnie obowiązujących wysokich wymagań w zakresie emisji konieczna jest redukcja między innymi niebezpiecznych tlenków azotu zawartych w spalinach. Jest to możliwe dzięki chemicznemu procesowi, który do usuwania tlenu wykorzystuje czynnik selektywnie redukujący tlenki azotu NOx w spalinach.
Chemiczny proces redukcji tlenków azotu nazywany jest selektywną redukcja katalityczną (SCR). Amoniak przechowywany jest w oddzielnym zbiorniku pod postacią wodnego roztworu mocznika, znanego pod nazwą AdBlue®. Wodny roztwór mocznika wtryskiwany jest do układu wydechowego, gdzie w hydrolitycznym katalizatorze pod wpływem wysokiej temperatury spalin przekształcany jest w amoniak.
Silnik Renault 1.6 dCi Energy
W 2011 roku w gamie Renault zadebiutował nowy silnik wysokoprężny: 1.6 dCi. Jest następcą jednostki 1.9 dCi (F9Q) i konstrukcyjnie bliżej mu do 2.0 dCi niż 1.5 dCi. Silnik Renault Energy dCi 130 z pojemności 1,6 litra osiąga maksymalną moc 96 kW (130 KM) i moment obrotowy (320 Nm przy 1 750 obr./min, którego 80% jest dostępnych już od 1 500 obr./min).
Silnik 1.6 Energy dCi 130 charakteryzuje się wyjątkowo korzystnym, bazującym na doświadczeniach Renault w Formule 1, „kwadratowym” stosunku skoku do średnicy tłoka (1:1). W technologii tej gazy spalinowe są odzyskiwane w dalszym odcinku po przejściu przez turbinę i filtr cząstek stałych. Są chłodzone w wymienniku niskociśnieniowym, co pozwala na ich wprowadzenie do układu turbo w połączeniu z powietrzem i na podwyższenie ciśnienia doładowania.
Podsumowanie
Układy oczyszczania spalin w nowoczesnych pojazdach, takich jak Renault Scenic 2, są złożone i wymagają regularnej kontroli oraz konserwacji. Zapewnienie prawidłowego działania tych systemów jest kluczowe dla ochrony środowiska i spełnienia norm emisji spalin.
tags: #scenic #2 #układ #oczyszczania #spalin #budowa
