Čo je filter pevných častíc, jeho štruktúra a princíp činnosti

So zavedením environmentálnych noriem od roku 2009 musia byť všetky autá so samozápalovými spaľovacími motormi vybavené filtrami pevných častíc. Zvážte, prečo sú potrebné, ako fungujú a ako sa o ne starať.

Čo je filter pevných častíc a ako funguje?

Samotný koncept filtra naznačuje, že časť je zapojená do procesu čistenia. Na rozdiel od vzduchového filtra je vo výfukovom systéme nainštalovaný filter pevných častíc. Táto časť je navrhnutá tak, aby sa minimalizovala emisia škodlivých látok do atmosféry.

V závislosti od kvality produktu a filtračných prvkov je táto časť schopná po spaľovaní motorovej nafty odstrániť až 90 percent sadzí z výfukových plynov. Práca rady federácie prebieha v dvoch etapách:

1. Odstránenie sadzí. Filtračné prvky priepustné pre dym zachytávajú pevné častice. Usadzujú sa v bunkách materiálu. Toto je hlavná úloha filtra.
2. Regenerácia. Toto je postup na čistenie buniek od nahromadených sadzí. Vyrába sa, keď s prevádzkyschopnými pridruženými systémami začne motor strácať výkon. Inými slovami, regenerácia je obnovenie čistoty povrchu bunky. Rôzne modifikácie používajú na čistenie sadzí svoju vlastnú technológiu.

Kde je umiestnený filter pevných častíc a na čo slúži?

Pretože SF sa podieľa na čistení výfukových plynov, je inštalovaný vo výfukovom systéme vozidla poháňaného naftovým motorom. Každý výrobca vybavuje svoje vozidlá systémom, ktorý sa môže líšiť od analógov iných značiek. Z tohto dôvodu neexistuje tvrdé a rýchle pravidlo o tom, kde by mal byť filter.

V niektorých automobiloch sa sadze používajú v spojení s katalyzátorom, ktorý je inštalovaný vo všetkých moderných automobiloch vybavených benzínovým motorom. V takom prípade môže byť filter buď pred katalyzátorom, alebo za ním.

Niektorí výrobcovia (napríklad Volkswagen) vytvorili kombinované filtre, ktoré kombinujú funkcie filtra aj katalyzátora. Vďaka tomu sa čistota výfukových plynov z naftového motora nelíši od benzínového analógu. Takéto diely sa často inštalujú bezprostredne za zberné potrubie výfukových plynov, takže teplota výfukových plynov zaisťuje správnu chemickú reakciu na neutralizáciu škodlivých látok.

Filtračné zariadenie

V klasickej verzii je zariadenie DPF veľmi podobné katalyzátoru. Má tvar kovovej banky, iba vo vnútri je odolný filtračný prvok s bunkovou štruktúrou. Tento prvok je často vyrobený z keramiky. Telo filtra má veľa ôk 1 mm.

V kombinovaných verziách sú katalytické prvky a filtračné prvky umiestnené v jednom module. V týchto častiach je navyše inštalovaná lambda sonda, snímače tlaku a teploty výfukových plynov. Všetky tieto časti zaisťujú najefektívnejšie odstránenie škodlivých častíc z výfuku.

Vlastnosti prevádzky a prevádzky filtra pevných častíc

Životnosť filtrov pevných častíc priamo závisí od prevádzkových podmienok vozidla. V závislosti od toho musí majiteľ vozidla skontrolovať stav filtra každých 50 - 200 XNUMX kilometrov. Ak je vozidlo prevádzkované v mestských podmienkach a často sa ocitne v dopravných zápchach, životnosť filtra bude nižšia v porovnaní s analógom inštalovaným v aute, ktoré je prevádzkované v ľahších podmienkach (jazdy na dlhé vzdialenosti po diaľnici). Z tohto dôvodu zohráva významnú úlohu ukazovateľ motohodin pohonnej jednotky.

Keďže zanesený filter pevných častíc znižuje výkon motora, každý motorista musí pravidelne regenerovať výfukový systém. Veľký význam má aj dodržiavanie predpisov na výmenu motorového oleja. Majiteľ vozidla preto musí prísne dodržiavať odporúčania výrobcu automobilu.

Výber dieselového oleja

Rovnako ako katalyzátor, ktorý sa nachádza v moderných benzínových vozidlách, aj filter pevných častíc môže byť vážne poškodený, ak majiteľ vozidla používa nesprávny motorový olej. V tomto prípade môže mazivo vstúpiť do valcov a vyhorieť pri zdvihu.

V tomto prípade sa uvoľní veľké množstvo sadzí (závisí to od objemu prichádzajúceho oleja), ktoré by sa nemali nachádzať vo výfukovom systéme automobilu. Tieto sadze vstupujú do filtračných buniek a vytvárajú na nich usadeniny. Pre dieselové motory Asociácia európskych výrobcov automobilov zaviedla normu motorového oleja, ktorá spĺňa požiadavky environmentálnej normy minimálne Euro4.

Balenie s takýmto olejom bude označené C (s indexmi od 1 do 4). Takéto oleje sú navrhnuté špeciálne pre vozidlá vybavené systémom dodatočnej úpravy alebo čistenia výfukových plynov. Vďaka tomu sa zvyšuje životnosť filtra pevných častíc.

Automatické čistenie

Počas prevádzky pohonnej jednotky sa môžu spustiť fyzikálne procesy, ktoré automaticky čistia filter pevných častíc od usadenín uhlíka. K tomu dôjde, keď sa výfukové plyny vstupujúce do filtračnej nádrže zahrejú na +500 stupňov a viac. Počas takzvaného pasívneho samočistenia sa sadze oxidujú žhaviacim médiom a odlamujú sa z povrchu článkov.

Aby sa však tento proces spustil, musí motor bežať pri určitej rýchlosti po dlhú dobu. Keď je auto v zápche a často cestuje na krátke vzdialenosti, výfukové plyny sa nestihnú v takej miere zahriať. V dôsledku toho sa vo filtri hromadia sadze.

Na pomoc vodičom, ktorí prevádzkujú svoje autá v tomto režime, vyvinuli výrobcovia rôznych automobilových chemikálií špeciálne prísady proti sadziam. Ich použitie vám umožňuje spustiť automatické čistenie filtra pri teplote výfukových plynov do +300 stupňov.

Niektoré moderné autá sú vybavené systémom nútenej regenerácie. Vstrekne trochu paliva, ktoré sa zapáli v katalyzátore. Vďaka tomu sa filter pevných častíc zahrieva a zubný povlak sa odstraňuje. Tento systém funguje na základe tlakových snímačov inštalovaných pred a za filtrom pevných častíc. Keď je veľký rozdiel medzi hodnotami týchto snímačov, aktivuje sa regeneračný systém.

Niektorí výrobcovia, napríklad Peugeot, Citroen, Ford, Toyota, namiesto ďalšej časti paliva na zahriatie filtra používajú špeciálnu prísadu, ktorá sa nachádza v samostatnej nádrži. Táto prísada obsahuje cér. Regeneračný systém pravidelne pridáva túto látku do valcov. Prísada násilne ohrieva výfukové plyny na teplotu asi 700-900 stupňov. Ak je vozidlo vybavené variáciou takéhoto systému, nemusí na čistenie filtra pevných častíc nič robiť.

Filtre pevných častíc uzavretého typu DPF

Filtre pevných častíc v modernom dizajne sú rozdelené do dvoch typov:

• filtre uzavretého typu dpf;
• fap filtre s funkciou regenerácie filtračných prvkov.

Do prvej kategórie patria prvky s keramickým plástom vo vnútri, ako v katalyzátore. Na ich steny sa nanáša tenká titánová vrstva. Účinnosť takejto časti závisí od teploty výfukových plynov - iba v takom prípade dôjde k chemickej reakcii na neutralizáciu oxidu uhoľnatého. Z tohto dôvodu sú tieto modely inštalované čo najbližšie k zbernému potrubiu výfukových plynov.

Po nanesení na keramický plást s titánovým povlakom sa sadze a oxid uhoľnatý oxidujú (teplota, pri ktorej k reakcii dôjde, musí byť niekoľko stoviek stupňov). Prítomnosť senzorov vám umožňuje včas diagnostikovať poruchu filtra, o ktorej vodič dostane na upratané miesto upozornenie z ECU.

Filtre pevných častíc uzavretého typu FAP s regeneračnou funkciou

Filtre FAP sú tiež uzavretého typu. Iba tie sa od tých predchádzajúcich líšia samočistiacou funkciou. Sadze sa v takýchto bankách nehromadia. Bunky týchto prvkov sú pokryté špeciálnym činidlom, ktoré reaguje s horúcim dymom a pri vysokých teplotách úplne odstraňuje častice z výfukového traktu.

Niektoré moderné automobily sú vybavené špeciálnym preplachovacím systémom, ktorý vstrekuje činidlo v pravý čas, keď sa vozidlo pohybuje, vďaka čomu sa sadze odstraňujú už v počiatočných štádiách formovania.

 Niekedy sa namiesto prísady použije ďalšia časť paliva, ktoré zhorí v samotnom filtri a zvýši sa teplota vo vnútri banky. V dôsledku spálenia sú všetky častice z filtra úplne odstránené.

Regenerácia filtra pevných častíc

Pri spaľovaní motorovej nafty sa uvoľňuje veľké množstvo pevných častíc. Tieto látky sa časom usadzujú na vnútornej strane sadzí, z ktorých sa upchávajú.

Ak doplníte zlé palivo, je vysoká pravdepodobnosť, že sa vo filtračnom prvku nahromadí veľké množstvo síry. Bráni vysokokvalitnému spaľovaniu motorovej nafty, podporuje oxidačnú reakciu vo výfukovom systéme, vďaka čomu budú jeho časti rýchlejšie zlyhávať.

Môže však dôjsť aj k rýchlej kontaminácii filtra pevných častíc v dôsledku nesprávneho naladenia naftového motora. Ďalším dôvodom je nedokonalé spaľovanie zmesi vzduch-palivo, napríklad v dôsledku zlyhania trysky.

Čo je regenerácia?

Regenerácia filtra znamená čistenie alebo prestavbu zanesených článkov filtra. Samotný postup závisí od modelu filtra. A tiež o tom, ako výrobca automobilov nastavil tento proces.

Sadze teoreticky nemôžu úplne upchať, pretože v nich musia prebiehať chemické reakcie. V praxi sa to však často stáva (dôvody sú uvedené trochu vyššie). Z tohto dôvodu vyvinuli výrobcovia funkciu samočistenia.

Existujú dva algoritmy na vykonávanie regenerácie:

• Aktívny;
• Pasívne.

Ak vozidlo nie je schopné samočistiť katalyzátor a filter, môžete tento postup urobiť sami. Bude sa vyžadovať v nasledujúcich prípadoch:

• Auto zriedka cestuje na dlhé vzdialenosti (výfuk nemá čas na zahriatie na požadovanú teplotu);
• Spaľovací motor bol počas procesu regenerácie tlmený;
• Chybné snímače - ECU neprijíma potrebné impulzy, preto sa čistiaci postup nezapne;
• Pri nízkej hladine paliva regenerácia neprebehne, pretože vyžaduje ďalšie množstvo nafty;
• Porucha ventilu EGR (nachádza sa v recirkulácii výfukových plynov).

Znakom zaneseného filtra je prudké zníženie výkonu pohonnej jednotky. V takom prípade pomôže problém vyriešiť umývanie filtračného prvku pomocou špeciálnych chemikálií.

Filter pevných častíc nevyžaduje mechanické čistenie. Postačí vybrať časť z výfukového systému a uzavrieť jeden z otvorov. Ďalej sa do nádoby naleje univerzálny emulátor. Pomáha odstrániť povlak bez nutnosti kupovať nový diel. Kvapalina musí úplne pokryť kontaminovaný povrch. 12 hodín sa musí časť pravidelne pretrepávať, aby sadze lepšie zaostávali.

Po použití čističa sa časť umyje pod tečúcou vodou.  

Pasívna regenerácia

Tento proces sa vykonáva, keď motor beží pod záťažou. Keď auto jazdí po ceste, teplota výfukových plynov vo filtri stúpne na približne 400 stupňov. Tieto podmienky vyvolávajú chemickú reakciu na oxidáciu sadzí.

V priebehu regeneračného procesu sa v týchto filtroch vytvára oxid dusičitý. Táto látka pôsobí na zlúčeniny uhlíka, ktoré tvoria sadze. Týmto procesom sa vytvára oxid dusnatý spolu s oxidom uhoľnatým. Ďalej v dôsledku prítomnosti kyslíka v dutine tieto dve látky s ním vstupujú do reakcie, v dôsledku ktorej vznikajú ďalšie dve zlúčeniny: CO₂ a oxid dusičitý.

Stojí za zváženie, že takýto proces nenastáva vždy rovnako efektívne, preto je pravidelne potrebné vynútené čistenie sadzí dpf.

Aktívna regenerácia

Aby ste zabránili poruche filtra pevných častíc a nemuseli ste ho vymeniť za nový, je potrebné pravidelne čistiť aktívny povrch katalyzátora. V mestskej premávke alebo na krátke vzdialenosti je nemožné zabezpečiť pasívne čistenie katalyzátora.

V takom prípade je potrebné začať aktívny alebo vynútený postup. Jeho podstata sa scvrkáva na nasledujúce. Ugr ventil sa zatvorí (v prípade potreby sa vykonajú úpravy činnosti turbíny). Okrem hlavnej časti paliva sa vytvára určité množstvo zmesi vzduchu a paliva.

Plní sa do valca, v ktorom čiastočne vyhorí. Zvyšok zmesi vstupuje do výfukového potrubia a vstupuje do katalyzátora. Tam dohorí a teplota výfukových plynov stúpa - vytvára sa efekt vysokej pece so zapnutým dúchadlom. Vďaka tomuto efektu sa častice nahromadené v bunkách katalyzátora spália.

Takýto postup je nevyhnutný na to, aby chemická reakcia pokračovala v katalyzátore. Toto umožní, aby sa do filtra dostalo menej sadzí, čo následne zvýši životnosť filtra pevných častíc.

Okrem čistenia katalyzátora spaľovanie ďalšej časti VTS mimo motora zvyšuje teplotu v samotnom filtračnom okruhu, čo tiež čiastočne prispieva k jeho čisteniu.

Vodič sa dozvie, že elektronika týmto postupom krátkodobo zvýši voľnobežné otáčky počas dlhej cesty. V dôsledku tohto samočistenia bude z výfukového potrubia vychádzať tmavší dym (je to norma, pretože sadze sú zo systému odstránené).

Prečo môže regenerácia zlyhať a ako vykonať manuálne čistenie

Existuje niekoľko dôvodov, prečo sa filter pevných častíc neregeneruje. Napríklad:

• Krátke výlety, kvôli ktorým proces nemá čas začať;
• Regenerácia je prerušená v dôsledku zastavenia motora;
• Jeden zo snímačov neprenáša údaje alebo z neho nie je vôbec žiadny signál;
• Nízka hladina paliva alebo prísad v nádrži. Systém určuje, koľko paliva alebo aditíva proti časticiam je potrebné na úplnú regeneráciu. Ak je úroveň nízka, proces sa nespustí;
• Porucha EGR ventilu.

Ak je stroj prevádzkovaný v takých podmienkach, že sa nespustí samočistenie, je možné filter pevných častíc vyčistiť ručne. V takom prípade sa musí z vozidla odstrániť. Ďalej musí byť jeden výstup uzavretý zátkou a do druhého sa naleje preplachovacia kvapalina. Filter sa musí pravidelne pretrepávať, aby sa uvoľnili sadze.

Na umývanie filtra je potrebné vyčleniť asi 12 hodín. Po uplynutí tejto doby sa pranie vypustí a samotný filter sa premyje čistou tečúcou vodou. Hoci tento postup možno vykonať nezávisle, je lepšie odviezť auto do servisu, aby sa to spojilo s diagnostikou celého výfukového systému. V tomto prípade nie je potrebné tráviť toľko času. Napríklad niektoré čerpacie stanice majú špeciálne vybavenie, ktoré simuluje proces regenerácie filtra núteným spaľovaním sadzí. Je možné použiť špeciálny ohrievač a vstrekovanie paliva, ktoré simuluje činnosť regeneračného systému.

Príčiny zvýšenej tvorby sadzí

Kľúčovým parametrom ovplyvňujúcim čistotu filtra pevných častíc je nízka kvalita paliva. Motorová nafta tejto kvality môže mať v doske veľké množstvo síry, čo nielenže zabraňuje úplnému vyhoreniu paliva, ale tiež vyvoláva oxidačnú reakciu kovu. Ak sa zistilo, že po nedávnom tankovaní systém častejšie spúšťa regeneráciu, potom je lepšie hľadať ďalšie tankovanie.

Množstvo sadzí vo filtri tiež závisí od nastavenia samotnej pohonnej jednotky. Napríklad pri nesprávnom vstrekovaní (nestrieka, ale vystrekuje, čím sa v jednej časti komory vytvorí nehomogénna zmes vzduchu a paliva - obohatená).

Ako sa starať o filter pevných častíc

Rovnako ako ostatné súčasti, ktoré sú vystavené namáhaniu, aj filter pevných častíc vyžaduje pravidelnú údržbu. Samozrejme, ak sú motor, palivový systém a všetky senzory vo vozidle správne nakonfigurované, potom sa v sadzi vytvorí menej sadzí a regenerácia bude prebiehať čo najefektívnejšie.

Nie je však potrebné čakať na rozsvietenie kontrolky chyby motora na palubnej doske, aby sa skontroloval stav časticového článku. Diagnostika automobilu pomôže v počiatočných fázach určiť zanesenie SF.

Jeho životnosť sa dá predĺžiť použitím špeciálneho splachovacieho prostriedku alebo čističa, ktorý vám umožní rýchlo a bezpečne odstrániť usadeniny sadzí z filtra.

Životnosť a výmena filtra pevných častíc

Napriek spusteniu automatického čistenia sa filter pevných častíc stále stáva nepoužiteľným. Dôvodom je neustála práca v zóne vysokej teploty a počas regenerácie toto číslo výrazne stúpa.

Zvyčajne pri správnej prevádzke motora a používaní kvalitného paliva je filter schopný prejsť asi 200 tisíc kilometrov. Ale v niektorých regiónoch nie je vždy k dispozícii kvalitné palivo, a preto je potrebné venovať pozornosť stavu filtra pevných častíc skôr, napríklad každých 100 000 km.

Sú chvíle, keď filter zostane neporušený aj pri nájazde 500 tis. Tak či onak, každý motorista musí nezávisle venovať pozornosť správaniu vozidla. Kľúčovým faktorom naznačujúcim problémy s filtrom pevných častíc je výrazný pokles výkonu motora. Motor tiež začne odoberať veľa oleja a môže sa objaviť modrý dym z výfukového systému a necharakteristický zvuk pri prevádzke spaľovacieho motora.

Je možné vybrať filter pevných častíc?

Ak iba poviete, potom je to skutočné. Iba druhá otázka - aký to má zmysel, ak auto v tomto prípade nebude zodpovedať environmentálnym normám. Okrem toho je elektronická riadiaca jednotka nakonfigurovaná na riadenie činnosti tohto prvku. Ak ho odstránite zo systému, v elektronike nastane trvalé zlyhanie softvéru.

Niektorí podniknú tento krok a urobia problém z nasledujúcich dôvodov:

• Nebude potrebné ošetrovať ďalšiu časť stroja;
• Nový filter pevných častíc je dosť drahý;
• Spotreba paliva je mierne znížená, pretože regenerácia nebude prebiehať;
• Mierne, ale stále sa zvýši výkon motora.

Toto riešenie má však oveľa viac nevýhod:

• Úplne prvou je nedodržiavanie akýchkoľvek environmentálnych noriem;
• Nápadne sa zmení farba výfuku, čo bude robiť problém vo veľkomeste, najmä v lete a v zápchach (aj tak nie je dostatok vzduchu, a potom nafúknuté auto vedľa neho vynúti cirkuláciu vzduchu vo vnútri vozidla);
• Na cesty do krajín EÚ môžete zabudnúť, pretože auto nebude mať povolený vstup cez hranice;
• Zakázanie niektorých snímačov spôsobí poruchu softvéru riadiacej jednotky. Na vyriešenie problému budete musieť blikať ECU. Cena firmvéru je vysoká a dôsledky môžu byť nepredvídateľné. Resetovanie údajov v riadiacej jednotke vyvolá veľa otázok, ktoré neumožnia predať auto za prijateľnú cenu.

To sú len niektoré z negatívnych aspektov zárezu DPF. Mali by však stačiť na to, aby túto myšlienku zahodili a začali reštaurovať, čistiť alebo kupovať nový filter pevných častíc.

namiesto záveru

Rozhodnutie, či vybrať filter pevných častíc z výfukového systému vozidla, je osobným rozhodnutím každého motoristu. Ak sa v prípade starých automobilov tento problém vyrieši na úrovni továrne (SF sa nájde zriedka), potom niektoré autá novej generácie bez neho nebudú fungovať vôbec. A počet takýchto automobilov neklesá, pretože dôstojná náhrada za naftový motor ešte nebola uvoľnená.

Je lepšie neexperimentovať s automobilmi vybavenými zložitými elektronickými systémami, pretože pri neustálej chybe môže ECU prejsť do núdzového režimu.

Ďalšie informácie o filtri pevných častíc nájdete na videu:

Filter pevných častíc, regenerácia - čo to je a ako funguje?

Video k téme

Okrem toho ponúkame podrobné video o tom, ako prebieha regenerácia filtra pevných častíc:

Pred vyrezaním filtra pevných častíc si pozrite toto video.

Otázky a odpovede:

Dá sa vyčistiť filter pevných častíc? Aby ste to dosiahli, musíte ho odstrániť, naplniť špeciálnou čistiacou kvapalinou a po asi 8 hodinách opláchnuť a umiestniť na miesto. Oplachovanie je možné vykonať aj bez vybratia dielu z auta.

Ako často je potrebné meniť filter pevných častíc? Akýkoľvek filter pevných častíc je upchatý. Zvyčajne je jeho výmena potrebná v priemere po 200-tisíc kilometroch, čo je však ovplyvnené kvalitou paliva, zložením vojensko-technickej spolupráce a počtom prevádzkových hodín.

Môžem jazdiť bez filtra pevných častíc? Z technického hľadiska to auto negatívne neovplyvní. Ale elektronika bude neustále opravovať chybu a výfuk nebude spĺňať ekologické normy.