На первую страницу
BMW TIS online
Техническая и справочная информация по автомобилям BMW и Mini

VS-22 es Baugruppe/Group: 18

18 01 03 (060)

Weltweit Datum/Date: 08/2003
Update: 11/2005

Система выпуска ОГ

E46, E83, E85, E87, E90, E91 / N40, N42, N45, N46

Введение

Системы выпуска ОГ для 4-цилиндровых бензиновых двигателей нового поколения (= NG4) с момента запуска в серийное производство 03/2001 непрерывно совершенствовались.
При этом новые модели разрабатывались с учетом особенностей автомобилей конкретных серий.

На E46 Компакт в начале 2001 года были установлены 4-цилиндровые бензиновые двигатели с Valvetronic первого поколения (N42B18).
С этой целью была разработана Y-образная система выпуска ОГ, которая состояла из 2 первичных катализаторов, расположенных рядом с двигателем, и 1 основного катализатора. Данная система вместе с системой подачи добавочного воздуха обеспечила соответствие норме токсичности ОГ D4 или EURO 3.

С 12/2002 на E46 с левым рулем и МКПП данная система выпуска ОГ была заменена вариантом с соединительными патрубками, изолированными воздушным зазором.
Эта система имеет следующие преимущества:

- ранняя готовность к работе за счет большей активности катализатора и обеспечение, тем самым, соответствия норме токсичности ОГ EURO 4;

- более низкое противодавление ОГ;

- снижение расходов на производство благодаря отказу от использования первичных катализаторов и регулировки значения лямбда при помощи 2 лямбда-зондов вместо 4.

С началом выпуска серий E87 и E90 были разработаны системы выпуска ОГ с катализаторами, расположенными рядом с двигателем.
Благодаря этому удалось добиться дополнительных преимуществ:

- меньше вариантов за счет единой концепции для

  • автомобилей с левым и правым рулем;

  • МКПП и АКПП;

    - еще более совершенные параметры реагирования и быстрая готовность к работе;

    - соответствие норме токсичности ОГ EURO 4 даже без использования системы подачи добавочного воздуха;

    - вариант двигателя N46B20oL (более мощная версия) с системой выпуска ОГ "4 в 2 в 1" с 2 катализаторами и 4 лямбда-зондами при оптимальном противодавлении ОГ;

    - экономичная система выпуска ОГ "4 в 1" с одним катализатором и 2 зондами для забора ОГ для N46B20uL (менее мощная версия) и N45B16.

    В обзоре системы представлены все варианты для конкретных серий и двигателей.
    [Обзор системы ...]

    Краткое описание узла

    - Лямбда-зонды

    В зависимости от варианта системы выпуска ОГ применяются различные лямбда-зонды.

    Широкополосные лямбда-зонды (модель LSU4.2 фирмы Bosch) устанавливаются для N42 и N46 перед катализатором как регулирующие зонды.
    [подробнее ...]

    Зонды, реагирующие на скачок сопротивления (LSH25 или NTK FLO), для N40 и N45, а также для N42 и N46 применяются в качестве контрольных зондов.
    Для N40 и N45 данные зонды (LSF4.2 и NTK FLO) устанавливаются также перед катализатором как регулирующие зонды.

    - Катализатор

    Катализатор уменьшает выброс вредных веществ:

  • Окись углерода (CO) окисляется кислородом (O 2 ) до двуокиси углерода (CO 2 ).

  • Углеводород (HC) превращается под действием кислорода (O 2 ) в двуокись углерода (CO 2 ) и воду (H 2 O).

  • Окись азота (NO x ) разлагается на азот (N) и кислород (O 2 ).

    - ЭБУ DME

    Цифровая электронная система управления двигателем (DME) непрерывно регулирует параметры топливно-воздушной смеси по следующим критериям:

  • Выброс ОГ

  • Расход топлива

  • Отбор мощности

  • Защита катализатора

    Для этого система DME при помощи лямбда-зондов регистрирует содержание кислорода в ОГ и на основании полученных данных корректирует количество впрыскиваемого топлива.

    ME9.2 управляет исключительно, так называемыми, "моносистемами выпуска ОГ" двигателей N40 и N45. В работе "моносистемы выпуска ОГ" задействовано по одному зонду, реагирующему на скачок сопротивления, перед катализатором и за ним.

    ME9.2 с внешним ЭБУ Valvetronic (N42) и MEV9.2 с механизмом активизации Valvetronic, встроенным в ЭБУ DME, (N46) имеют:

  • соединения для 2 регулирующих зондов непрерывного действия перед катализатором;

  • соединения для 2 контрольных зондов (зонды, реагирующие на скачок сопротивления) за катализатором.

    Это обеспечивает возможность управления как "стерео- и моносистемами выпуска ОГ, так и Y-образными системами".

    Встроенная в DME модель для температуры ОГ выполняет среди прочих следующие функции:

  • Подогрев катализатора обеспечивает быстрый подогрев и нейтрализующую способность катализатора после пуска двигателя.

  • Благодаря защите катализатора температура ОГ, в особенности в режиме полной нагрузки, регулируется таким образом, чтобы не возникла термическая перегрузка катализатора.

    Непременным условием соблюдения жестких предельных значений токсичности ОГ является быстрая готовность лямбда-зонда к работе. Для этого, как можно раньше активизируются встроенные в лямбда-зонд нагревательные элементы. В то же время разрешающий сигнал максимального тока нагрева подается лишь в том случае, если на лямбда-зондах отсутствует конденсат. В противном случае произойдет повреждение керамики лямбда-зонда.

    Другая важная функция DME заключается в контроле нейтрализующей способности катализатора, а также в контроле лямбда-зондов и в выведении информации о неисправности на дисплей в случае ее наличия.

    С этой целью DME осуществляет следующую электрическую и функциональную диагностику:

  • выявление неправильно подсоединенных лямбда-зондов;

  • электрическая диагностика лямбда-зондов, включая их подогрев;

  • выявление негерметичности в выпускном трубопроводе до катализатора;

  • контроль нейтрализующей способности катализатора;

  • выявление окисления лямбда-зондов;

  • функциональный контроль подогрева лямбда-зондов;

  • контроль коррекции состава смеси.

    Функционирование системы

    Для нейтрализации вредных веществ катализатору требуется регулировка значения лямбда. Такая регулировка осуществляется с помощью электронной системы управления двигателем и лямбда-зондов.

    Регулировка значения лямбда

    Условием полного и бесперебойного сгорания является следующее соотношение смеси: 1 кг топлива и примерно 14,7 кг воздуха. Количество воздуха при этом приблизительно соответствует 11 куб. м.

    Соотношение фактически поданного количества воздуха и фактически впрыснутого количества топлива называется лямбда. При нормальной работе автомобиля значение лямбда колеблется. Наибольшей мощности двигатель достигает при дефиците воздуха (лямбда около 0,9 = обогащенная смесь). Наименьший расход двигатель имеет при избытке воздуха (лямбда около 1,1 = обедненная смесь).

    Катализатор обеспечивает оптимальное снижение выброса вредных веществ, если значение лямбда смеси примерно = 1.
    Коэффициент нейтрализации, т. е. доля нейтрализованных вредных веществ, составляет у современных катализаторов от 98 почти до 100 процентов.

    Оптимальный состав топливно-воздушной смеси регулируется цифровой электронной системой управления двигателем (DME). При этом лямбда-зонды обеспечивают получение важной информации о составе ОГ.
    Лямбда-зонд непрерывно измеряет количество остаточного кислорода в ОГ. Колеблющиеся значения остаточного кислорода передаются в виде электрического сигнала блоку управления DME. DME корректирует состав смеси, уменьшая или увеличивая количество впрыскиваемого топлива.

    За катализатором находится второй лямбда-зонд (контрольный). Катализатор имеет высокую способность накапливать кислород. Поэтому за ним остается еще немного кислорода. Контрольный зонд выдает почти постоянное (сглаженное) напряжение.

    По мере отравления катализатора его способность накапливать кислород снижается.

    И тогда контрольный зонд реагирует все сильнее колебаниями напряжения на отклонения значения лямбда.

    Эта реакция используется в рамках специальной диагностической функции для контроля катализатора. О сбое в работе катализатора сообщает сигнальная лампа выброса ОГ.

    Сравнительная таблица предельных значений токсичности ОГ по EURO 4 и EURO 3

    Предельные значения токсичности ОГ

    в расчете на пробег

      EURO 4

    100 000 км

    EURO 3

    80 000 км

    Температура запуска

    2030 А

    HC 0,1 г/км 0,2 г/км

    CO 1,0 г/км 2,3 г/км

    NO X 0,08 г/км 0,15 г/км

    Температура запуска

    - 7 А

    HC 1,8 г/км 1,8 г/км

    CO 15 г/км 15 г/км


    Указания по сервисному обслуживанию

    При сервисном обслуживании выполнять следующие указания:

    - Общие указания: [подробнее ...]

    - Диагностика: [подробнее ...]

    - Кодирование/программирование: ---

    Оставляем за собой право на опечатки, ошибки и внесение изменений.