El Filtro de partículas Diesel – 2

Cargas de hollín en el filtro de partículas

La unidad de control del motor vigila continuamente las cargas de hollín en el filtro de partículas a base de calcular la resistencia de flujo del filtro. Para determinar la resistencia de flujo se procede a poner en relación el caudal volumétrico de los gases de escape ante el filtro de partículas con respecto a la diferencia de presión antes y después del filtro de partículas.

Diferencia de presión
La diferencia de presión del caudal de aire antes y después del filtro de partículas se determina por medio del sensor de presión 1 para los gases de escape.

Caudal volumétrico de los gases de escape
El caudal volumétrico de los gases de escape es calculado por la unidad de control del motor, recurriendo a las señales de la masa de aire en el conducto de escape y de la temperatura de los gases de escape ante el filtro de partículas. La masa de aire de los gases de escape es aproximadamente equivalente a la masa de aire que fluye por el conducto de admisión y que se determina con ayuda del medidor de la masa de aire. El volumen de la masa de aire de los gases de escape depende de su temperatura momentánea. Ésta se determina con ayuda del sensor de temperatura ante el filtro de partículas.
En consideración de la temperatura de los gases de escape, la unidad de control del motor puede calcular el caudal volumétrico de los gases de escape, tomando como base el flujo de la masa de aire de éstos.

La unidad de control del motor pone en relación la diferencia de presión con respecto al caudal volumétrico de los gases de escape y obtiene de esa forma la magnitud de resistencia de flujo en el filtro de partículas. Con ayuda de la resistencia de flujo, la unidad de control del motor detecta las cargas de hollín en el filtro.

Gestión del motor durante el ciclo de regeneración

Conociendo la resistencia de flujo del filtro, la unidad de control del motor deduce de ahí el estado de saturación del filtro.
Una intensa resistencia de flujo indica que el filtro tiende a obstruirse. A raíz de ello, la unidad de control del motor pone en vigor el ciclo de regeneración. A esos efectos:

• Se desactiva la recirculación de gases de escape, para aumentar la temperatura de la combustión.

•Tras una inyección principal con una dosificación reducida, 35° del cigüeñal después del punto muerto superior del pistón, pone en vigor un ciclo de post-inyección, para subir la temperatura de los gases de escape.

• Regula con la mariposa eléctrica la alimentación del aire aspirado.

• Adapta la presión de sobrealimentación, para evitar que el par del motor se altere de forma perceptible para el conductor durante el ciclo de regeneración.

Estructura del sistema: filtro de partículas diesel con aditivo

Sensores
Sensor de presión 1 para gases de escape G450
El sensor de presión 1 para gases de escape trabaja según el principio piezoeléctrico.

Aplicaciones de la señal
El sensor de presión 1 para gases de escape mide la diferencia de presión en el caudal de los gases de escape antes y después del filtro de partículas.
La señal del sensor de presión para gases de escape, la señal del sensor de temperatura ante el filtro de partículas, así como la señal del medidor de la masa de aire constituyen una unidad indivisible en lo que respecta a la determinación del estado de las cargas en el filtro de partículas.

Efectos en caso de ausentarse la señal
Si se ausenta la señal del sensor de presión para gases de escape, la regeneración del filtro de partículas se lleva a cabo primeramente de forma cíclica, en función del recorrido efectuado o de las horas en funcionamiento. Sin embargo, a largo plazo no es posible regenerar así de forma operativamente segura el filtro de partículas.
Tras una cantidad de ciclos definida se enciende primeramente el testigo luminoso para el filtro de partículas diésel y luego parpadea el testigo de precalentamiento en el cuadro de instrumentos.
De ese modo se indica al conductor la necesidad de acudir al taller.

Arquitectura
El sensor de presión 1 para gases de escape tiene dos empalmes de presión.
Uno lleva un tubo de presión hacia el caudal de los gases de escape delante
del filtro de partículas y el otro hacia el caudal de los gases de escape
detrás del filtro de partículas.

El sensor contiene un diafragma con elementos piezoeléctricos, que actúan
en función de las presiones de los gases de escape.

Así funciona:

Filtro de partículas vacío
Si el filtro de partículas tiene cargas muy bajas,
la presión delante y detrás del filtro viene a ser casi idéntica.
El diafragma con los elementos piezoeléctricos se encuentra en posición de reposo.

Filtro de partículas saturado
Si se ha depositado hollín en el filtro de partículas, la presión de los gases de escape ante el filtro aumenta, manifestándose en forma de un volumen de flujo menos intenso.
La presión de los gases de escape detrás del filtro se mantiene casi invariable.
El diafragma se deforma en
función de la diferencia de presiones.
Esta deformación modifica la resistencia eléctrica de los elementos piezoeléctricos, que van interconectados en forma de un puente de medición. La tensión de salida de este puente se acondiciona en la electrónica del sensor, se intensifica y se trasmite como señal de tensión a la unidad de control del motor. Previo análisis de esta señal, la unidad de control del motor detecta el estado de saturación del filtro de partículas y pone en vigor un ciclo de regeneración para la limpieza del filtro.

El estado de saturación del filtro de partículas se puede consultar con el sistema de diagnosis, medición e información para vehículos VAS 5051 en un bloque de valores de medición, que aparece como «Coeficiente de cargas de partículas».

Sensor de temperatura ante el filtro de partículas G506

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un sensor PTC. En un sensor PTC (positive temperature
coefficient) la resistencia aumenta a medida que
aumenta la temperatura.

 

 


Va situado en el ramal de escape ante el filtro de partículas diésel y mide allí la temperatura de los gases de escape.

Aplicaciones de la señal
Con ayuda de la señal procedente del sensor de temperatura ante el filtro de partículas, la unidad de control del motor calcula el caudal volumétrico de los gases de escape y deriva de ahí el estado de saturación en que se encuentra el filtro de partículas.
La señal del sensor de temperatura ante el filtro de partículas, la señal del medidor de la masa de aire y la señal del sensor de presión para gases de escape constituyen una unidad indivisible para la determinación del estado de saturación en que se encuentra el filtro de partículas.
La señal se emplea asimismo como protección, es decir, para proteger el filtro de partículas contra temperaturas excesivas de los gases de escape.

Efectos en caso de ausentarse la señal
Si se ausenta la señal del sensor de temperatura ante el filtro de partículas, la regeneración del filtro de partículas se efectúa de forma cíclica, en función del recorrido efectuado o de las horas de servicio.
Sin embargo, el filtro de partículas no se puede regenerar de forma fiable de este modo a largo plazo. Después de un número de ciclos específico se enciende primeramente el testigo luminoso para filtro de partículas diésel y más tarde parpadea el testigo luminoso de precalentamiento en el cuadro de instrumentos. Esto señaliza al conductor la necesidad de acudir al taller.

El sensor de temperatura ante el turbocompresor es
un sensor PTC. Va situado en el ramal de escape ante
el turbocompresor y mide allí la temperatura de los
gases de escape.

Aplicaciones de la señal
La unidad de control del motor necesita la señal procedente del sensor de temperatura ante el turbocompresor, para calcular con ella el momento y la dosificación de la post-inyección durante el ciclo de regeneración. De esa forma se consigue el aumento necesario de temperatura de los gases de escape para poder quemar las partículas de hollín.
Con esta señal se protege adicionalmente el turbocompresor contra temperaturas excesivas durante el ciclo de regeneración.

Efectos en caso de ausentarse la señal
Si se avería el sensor de temperatura ante el turbocompresor deja de ser posible proteger el turbocompresor contra temperaturas inadmisiblemente altas. En ese caso ya no se produce el ciclo de regeneración para el filtro de partículas diésel.
El testigo de precalentamiento se enciende para indicar al conductor la necesidad de que acuda al taller. Para reducir las emisiones de hollín se procede a desactivar la recirculación de los gases de escape.

Sonda lambda G39
La sonda lambda es una versión de banda ancha.
Va situada en el colector de escape ante el catalizador de oxidación.

Aplicaciones de la señal
Con la sonda lambda es posible determinar el contenido de oxígeno en los gases de escape, disponiendo para ello de un extenso margen de medición. Con relación al sistema de filtración de partículas diésel, la unidad de control del motor
emplea la señal de la sonda lambda para el cálculo exacto de la cantidad y el momento de la postinyección para el ciclo de regeneración. Para que la regeneración del filtro de partículas sea eficaz se necesita un contenido mínimo de oxígeno en los gases de escape a una alta temperatura uniforme.
Esta regulación se posibilita con ayuda de la señal de la sonda lambda, puesta en relación con la señal procedente del sensor de temperatura ante el turbocompresor.

Efectos en caso de ausentarse la señal
La regeneración del filtro de partículas resulta menos exacta, pero sigue siendo operativamente fiable.
La avería de la sonda lambda puede provocar un aumento de las emisiones de óxidos nítricos.

Medidor de la masa de aire G70
El medidor de la masa de aire por película caliente
va instalado en el conducto de admisión. Con ayuda
del medidor de la masa de aire, la unidad de control
del motor detecta la masa de aire efectivamente
aspirada.

Aplicaciones de la señal
Con relación al sistema de filtración de partículas
diésel se utiliza la señal para calcular el caudal
volumétrico de los gases de escape y poder
determinar de ahí el estado de saturación del filtro de
partículas.
La señal des medidor de la masa de aire, la señal del
sensor de temperatura ante el filtro de partículas y la
señal del sensor de presión para los gases de escape
constituyen una unidad indivisible para determinar el
estado de saturación del filtro de partículas.

Efectos en caso de ausentarse la señal
Si se ausenta la señal del medidor de la masa de aire, la regeneración del filtro de partículas se efectúa de forma cíclica, en función del recorrido o de las horas de servicio.
Sin embargo, a largo plazo el filtro de partículas no se puede regenerar de forma fiable de este modo. Tras una cantidad definida de ciclos se enciende primeramente el testigo luminoso para filtro de partículas diésel y luego parpadea el testigo luminoso de precalentamiento en el cuadro de instrumentos. Con ello se indica al conductor la necesidad de acudir a un taller. (fin segunda parte)

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