Kaj je filter za delce, njegova zgradba in načelo delovanja

Z uvedbo okoljskih standardov od leta 2009 morajo biti vsi avtomobili s samovžigalnimi motorji z notranjim zgorevanjem opremljeni s filtri trdih delcev. Razmislite, zakaj so potrebni, kako delujejo in kako skrbeti zanje.

Kaj je filter za delce in kako deluje?

Sam koncept filtra kaže, da je del vključen v postopek čiščenja. Za razliko od zračnega filtra je filter za delce nameščen v izpušnem sistemu. Del je zasnovan tako, da zmanjša emisije škodljivih snovi v ozračje.

Odvisno od kakovosti izdelka in filtrirnih elementov lahko ta del po izgorevanju dizelskega goriva odstrani do 90 odstotkov saj iz izpušnih plinov. Delo sveta federacije poteka v dveh fazah:

1. Odstranjevanje saj. Dimno prepustni filtrirni elementi zadržujejo delce. Naselijo se v celicah materiala. To je glavna naloga filtra.
2. Regeneracija. To je postopek za čiščenje celic pred nakopičenimi saj. Proizvede se, ko motor, ki ga lahko uporabljate, začne izgubljati moč. Z drugimi besedami, regeneracija je obnovitev čistosti celične površine. Različne modifikacije uporabljajo lastno tehnologijo za čiščenje saj.

Kje se nahaja filter za delce in za kaj je namenjen?

Ker je SF vključen v čiščenje izpušnih plinov, je vgrajen v izpušni sistem avtomobila, ki ga poganja dizelski motor. Vsak proizvajalec svoje avtomobile opremi s sistemom, ki se lahko razlikuje od analogov drugih znamk. Iz tega razloga ni natančnega pravila, kje naj bo filter.

V nekaterih avtomobilih se saj uporablja v povezavi s katalizatorjem, ki je nameščen v vseh sodobnih avtomobilih, opremljenih z bencinskim motorjem. V tem primeru je filter lahko pred katalizatorjem ali za njim.

Nekateri proizvajalci (na primer Volkswagen) so ustvarili kombinirane filtre, ki združujejo funkcije filtra in katalizatorja. Zahvaljujoč temu se čistoča izpušnih plinov dizelskega motorja ne razlikuje od bencinskega analoga. Takšni deli so pogosto nameščeni takoj za izpušnim kolektorjem, tako da temperatura izpušnih plinov zagotavlja pravilno kemično reakcijo za nevtralizacijo škodljivih snovi.

Naprava za filtriranje

V klasični različici je naprava DPF zelo podobna katalizatorju. Ima obliko kovinske bučke, le v njej je trpežen filtrirni element s celično strukturo. Ta element je pogosto izdelan iz keramike. Ohišje filtra ima veliko mrežno mrežo 1 mm.

V kombiniranih izvedbah so katalizatorski elementi in filtrirni elementi postavljeni v en modul. Poleg tega so takšni deli opremljeni z lambda sondo, senzorji temperature tlaka in izpušnih plinov. Vsi ti deli zagotavljajo najučinkovitejše odstranjevanje škodljivih delcev iz izpušnih plinov.

Značilnosti delovanja in delovanja filtra za delce

Življenjska doba filtrov za delce je neposredno odvisna od pogojev delovanja vozila. Odvisno od tega mora lastnik avtomobila preveriti stanje filtra vsakih 50-200 tisoč kilometrov. Če avtomobil deluje v mestnih razmerah in se pogosto znajde v prometnih zastojih, bo življenjska doba filtra manjša v primerjavi z analogom, ki je nameščen v avtomobilu, ki deluje v lažjih pogojih (potovanja na dolge razdalje po avtocesti). Zaradi tega ima indikator motornih ur pogonske enote pomembno vlogo.

Ker zamašen filter za trdne delce zmanjšuje zmogljivost motorja, mora vsak voznik občasno obnavljati izpušni sistem. Zelo pomembno je tudi spoštovanje predpisov za zamenjavo motornega olja. Zato mora lastnik avtomobila natančno upoštevati priporočila proizvajalca avtomobila.

Izbira dizelskega olja

Tako kot katalizator, ki ga najdemo v sodobnih bencinskih vozilih, se lahko filter trdih delcev resno poškoduje, če lastnik avtomobila uporablja napačno motorno olje. V tem primeru lahko mazivo vstopi v cilindre in izgore pri hodu.

V tem primeru se bo sprostila velika količina saj (to je odvisno od količine vhodnega olja), ki ne bi smela biti prisotna v izpušnem sistemu avtomobila. Te saje vstopijo v filtrirne celice in na njih tvorijo usedline. Za dizelske motorje je Združenje evropskih proizvajalcev avtomobilov vzpostavilo standard motornega olja, ki izpolnjuje zahteve okoljskega standarda najmanj Euro4.

Paket s takšnim oljem bo označen s C (z indeksi od 1 do 4). Takšna olja so zasnovana posebej za vozila, opremljena s sistemom za naknadno obdelavo ali čiščenje izpušnih plinov. Zaradi tega se podaljša življenjska doba filtra za delce.

Samodejno čiščenje

Med delovanjem agregata se lahko zaženejo fizični procesi, ki samodejno očistijo filter trdnih delcev iz usedlin ogljika. To se zgodi, ko se izpušni plini, ki vstopajo v rezervoar filtra, segrejejo na +500 stopinj in več. Pri tako imenovanem pasivnem samodejnem čiščenju se saje oksidirajo z žarilnim medijem in se odcepijo od površine celic.

Toda da se ta proces začne, mora motor dolgo časa delovati z določeno hitrostjo. Ko je avto v zastoju in pogosto potuje na kratke razdalje, se izpušni plini nimajo časa segreti do te mere. Posledično se v filtru kopičijo saje.

V pomoč voznikom, ki svoje avtomobile upravljajo v tem načinu, so proizvajalci različnih avtokemikalij razvili posebne dodatke proti saj. Njihova uporaba vam omogoča, da začnete samodejno čiščenje filtra pri temperaturi izpušnih plinov znotraj +300 stopinj.

Nekateri sodobni avtomobili so opremljeni s sistemom za prisilno regeneracijo. Vbrizga nekaj goriva, ki se vžge v katalizatorju. Zaradi tega se filter za trdne delce segreje in odstrani se obloga. Ta sistem deluje na osnovi tlačnih senzorjev, nameščenih pred in za filtrom za delce. Ko je razlika med odčitki teh senzorjev velika, se aktivira sistem regeneracije.

Nekateri proizvajalci, na primer Peugeot, Citroen, Ford, Toyota, namesto dodatnega dela goriva za ogrevanje filtra uporabljajo poseben dodatek, ki se nahaja v ločenem rezervoarju. Ta dodatek vsebuje cerij. Sistem za regeneracijo občasno dodaja to snov v jeklenke. Dodatek prisilno segreva izpušne pline na temperaturo približno 700-900 stopinj. Če je avtomobil opremljen z različico takšnega sistema, mu ni treba storiti ničesar za čiščenje filtra trdih delcev.

DPF filtri za delce zaprtega tipa

Dizelski filtri za delce v sodobni zasnovi so razdeljeni na dve vrsti:

• dpf filtri zaprtega tipa;
• fap filtri s funkcijo regeneracije filtrirnega elementa.

Prva kategorija vključuje elemente s keramičnim satjem znotraj, kot v katalizatorju. Na njihove stene se nanese tanek sloj titana. Učinkovitost takšnega dela je odvisna od temperature izpušnih plinov - le v tem primeru bo prišlo do kemične reakcije za nevtralizacijo ogljikovega monoksida. Zaradi tega so ti modeli nameščeni čim bližje izpušnemu kolektorju.

Ko se nalagajo na keramično satje s titanovo prevleko, se saj in ogljikov monoksid oksidirata (temperatura, pri kateri pride do reakcije, mora biti nekaj sto stopinj). Prisotnost senzorjev omogoča pravočasno diagnosticiranje okvare filtra, o kateri bo voznik prejel obvestilo ECU-ja o urejenosti avtomobila.

FAP filtri za delce zaprtega tipa s funkcijo regeneracije

FAP filtri so tudi zaprtega tipa. Le ti se od prejšnjih razlikujejo po samočistilni funkciji. Saje se v takih bučkah ne kopičijo. Celice teh elementov so prekrite s posebnim reagentom, ki reagira z vročim dimom in pri visokih temperaturah popolnoma odstrani delce iz izpušnega trakta.

Nekateri sodobni avtomobili so opremljeni s posebnim sistemom za izpiranje, ki ob pravem času vbrizga reagent, ko se avtomobil premika, zaradi česar se saj odstrani že v zgodnjih fazah nastanka.

 Včasih se namesto dodatka uporabi dodaten del goriva, ki izgori v samem filtru in poveča temperaturo v bučki. Zaradi zgorevanja se vsi delci popolnoma odstranijo iz filtra.

Obnova filtra za delce

Ko dizelsko gorivo izgori, se sprosti velika količina delcev. Sčasoma se te snovi naselijo na notranji strani saj saj, iz katerih se zamašijo.

Če napolnite slabo gorivo, obstaja velika verjetnost, da se bo v filtrirnem elementu nabrala velika količina žvepla. Preprečuje kakovostno izgorevanje solarija, pospešuje oksidacijsko reakcijo v izpušnem sistemu, zaradi česar njegovi deli hitreje propadejo.

Lahko pa pride tudi do hitre kontaminacije filtra za delce tudi zaradi neustrezne nastavitve dizelskega motorja. Drugi razlog je nepopolno zgorevanje mešanice zrak-gorivo, na primer zaradi okvarjene šobe.

Kaj je regeneracija?

Regeneracija filtra pomeni čiščenje ali obnovo zamašenih celic filtra. Sam postopek je odvisen od modela filtra. In tudi o tem, kako je ta postopek postavil proizvajalec avtomobilov.

Teoretično se saj ne more popolnoma zamašiti, saj morajo v njej potekati kemične reakcije. Toda v praksi se to pogosto zgodi (razlogi so navedeni zgoraj). Iz tega razloga so proizvajalci razvili samočistilno funkcijo.

Obstajata dva algoritma za izvedbo regeneracije:

• Aktiven;
• Pasivno

Če vozilo katalizatorja in filtra ne more očistiti samostojno, lahko to storite sami. Zahtevano bo v naslednjih primerih:

• Avto redko potuje na velike razdalje (izpuh nima časa, da se ogreje na želeno temperaturo);
• Motor z notranjim zgorevanjem je bil med postopkom regeneracije zadušen;
• Okvarjeni senzorji - ECU ne sprejme zahtevanih impulzov, zato se postopek čiščenja ne vklopi;
• Pri nizki stopnji goriva regeneracija ne poteka, saj zahteva dodatno količino dizelskega goriva;
• Okvara ventila EGR (nahaja se v sistemu za recirkulacijo izpušnih plinov).

Znak zamašenega filtra je močno zmanjšanje moči agregata. V tem primeru bo pranje filtrirnega elementa s pomočjo posebnih kemikalij pomagalo rešiti težavo.

Filter za delce ne zahteva mehanskega čiščenja. Dovolj je odstraniti del iz izpušnega sistema in zapreti eno od lukenj. Nadalje se v posodo vlije univerzalni emulator. Pomaga odstraniti obloge, ne da bi morali kupiti nov del. Tekočina mora popolnoma prekriti onesnaženo površino. 12 ur je treba del redno stresati, da saje bolje zaostajajo.

Po uporabi čistila del speremo pod tekočo vodo.  

Pasivna regeneracija

Ta postopek se izvaja, ko motor deluje pod obremenitvijo. Ko se avto vozi po cesti, se temperatura izpušnih plinov v filtru dvigne na približno 400 stopinj. Ti pogoji povzročajo kemično reakcijo, da oksidirajo saj.

Med postopkom regeneracije v takih filtrih nastaja dušikov dioksid. Ta snov deluje na ogljikove spojine, ki tvorijo saje. Ta postopek tvori dušikov oksid skupaj z ogljikovim monoksidom. Nadalje zaradi prisotnosti kisika v votlini začneta ti dve snovi z njo reagirati, zaradi česar nastaneta še dve spojini: CO₂ in dušikov dioksid.

Upoštevati je treba, da tak postopek ni vedno enako učinkovit, zato je treba občasno izvajati prisilno čiščenje sape dpf.

Aktivna regeneracija

Da preprečite odpoved filtra za trdne delce in ga ne bi bilo treba zamenjati na novega, je treba redno čistiti aktivno površino katalizatorja. V mestnem prometu ali na kratkih razdaljah je nemogoče zagotoviti pasivno čiščenje katalizatorja.

V tem primeru je treba začeti aktivni ali prisilni postopek. Njeno bistvo se skriva v naslednjem. Ugr ventil se zapre (po potrebi se prilagodi delovanje turbine). Poleg glavnega dela goriva se tvori določena količina mešanice zraka in goriva.

Dovaja se v valj, v katerem delno izgori. Preostanek zmesi vstopi v izpušni kolektor in vstopi v katalizator. Tam izgori in temperatura izpušnih plinov naraste - nastane učinek plavža z vklopljenim puhalom. Zahvaljujoč temu učinku delci, nabrani v celicah katalizatorja, izgorejo.

Tak postopek je potreben za nadaljevanje kemijske reakcije v katalizatorju. To bo omogočilo, da v filter vstopi manj saj, kar pa bo podaljšalo življenjsko dobo filtra za delce.

Poleg čiščenja katalizatorja zgorevanje dodatnega dela BTC zunaj motorja poveča temperaturo v samem filtrirnem krogu, kar delno prispeva tudi k njegovemu čiščenju.

Voznik izve, da elektronika izvaja ta postopek, da med daljšim potovanjem na kratko poveča hitrost prostega teka. Kot rezultat tega samočiščenja bo iz izpušne cevi izhajal temnejši dim (to je običajno, saj se iz sistema odstranjujejo saj).

Zakaj regeneracija lahko ne uspe in kako narediti ročno čiščenje

Obstaja več razlogov, zakaj se filter trdih delcev ne regenerira. Na primer:

• Kratka potovanja, zaradi katerih se proces nima časa začeti;
• Regeneracija je prekinjena zaradi zaustavitve motorja;
• Eden od senzorjev ne oddaja odčitkov ali pa od njega sploh ni signala;
• Nizka raven goriva ali dodatkov v rezervoarju. Sistem določa, koliko goriva ali aditiva proti delcem je potrebno za popolno regeneracijo. Če je raven nizka, se postopek ne bo začel;
• Okvara ventila EGR.

Če stroj deluje v takih pogojih, da se samočiščenje ne začne, lahko filter za delce očistite ročno. V tem primeru ga je treba odstraniti iz vozila. Nato je treba eno vtičnico zamašiti z zamaškom, v drugo pa vlijemo tekočino za izpiranje. Občasno je treba filter pretresati, da se odtrgajo saje.

Za pranje filtra je treba nameniti približno 12 ur. Po tem času se pranje izprazni, sam filter pa speremo s čisto tekočo vodo. Čeprav je ta postopek mogoče izvesti neodvisno, je bolje, da avto odpeljete na servis, da se to združi z diagnozo celotnega izpušnega sistema. V tem primeru ni treba porabiti toliko časa. Na primer, nekateri bencinski servisi imajo posebno opremo, ki simulira proces regeneracije filtra s prisilnim gorenjem saj. Uporablja se lahko poseben grelec in vbrizgavanje goriva, ki simulira delovanje regeneracijskega sistema.

Vzroki za povečano tvorbo saj

Ključni parameter, ki vpliva na čistost filtra za trdne delce, je slaba kakovost goriva. Dizelsko gorivo te kakovosti ima lahko veliko žvepla v palici, kar ne le preprečuje, da bi gorivo popolnoma izgorelo, ampak tudi izzove oksidativno reakcijo kovine. Če je bilo opaženo, da se po nedavnem polnjenju sistem pogosteje začne regenerirati, potem je bolje poiskati drugo točenje.

Prav tako je količina saj v filtru odvisna od nastavitev same napajalne enote. Na primer, ko se vbrizgavanje zgodi napačno (ne prši, ampak brizga, zaradi česar se v enem delu komore tvori nehomogena mešanica zraka in goriva - obogatena).

Kako skrbeti za filter za delce

Tako kot drugi deli, ki so izpostavljeni obremenitvam, tudi filter za delce potrebuje redno vzdrževanje. Seveda, če so motor, sistem za gorivo in vsi senzorji pravilno konfigurirani v avtomobilu, potem bo v saj nastalo manj saj in regeneracija bo potekala čim bolj učinkovito.

Vendar pa ni treba čakati, da zasveti lučka za napako motorja na armaturni plošči, da se preveri stanje celice delcev. Diagnostika avtomobila bo v zgodnjih fazah pomagala ugotoviti zamašitev SF.

Njegovo življenjsko dobo lahko podaljšate s posebnim splakovalnikom ali čistilom, ki vam omogoča hitro in varno odstranjevanje usedlin saj iz filtra.

Življenjska doba in zamenjava filtra za delce

Kljub začetku samodejnega čiščenja filter trdnih delcev še vedno postane neuporaben. Razlog za to je nenehno delo v območju visoke temperature, med regeneracijo pa se ta številka znatno poveča.

Običajno se ob pravilnem delovanju motorja in z uporabo visokokakovostnega goriva filter lahko premakne približno 200 tisoč kilometrov. Toda v nekaterih regijah kakovostno gorivo ni vedno na voljo, zato je treba na stanje filtra trdih delcev paziti prej, na primer vsakih 100 km.

Obstajajo časi, ko filter ostane nedotaknjen tudi pri 500 tisoč teku. Tako ali drugače mora vsak voznik samostojno paziti na obnašanje vozila. Ključni dejavnik, ki kaže na težave s filtrom trdih delcev, je znatno zmanjšanje moči motorja. Prav tako bo motor začel jemati veliko olja, iz izpušnega sistema pa se lahko pojavi modri dim in nenavaden zvok pri delovanju motorja z notranjim zgorevanjem.

Ali je mogoče filter za delce odstraniti?

Če samo rečete, potem je resnično, da to storite. Le drugo vprašanje - v čem je smisel, če avto v tem primeru ne bo ustrezal okoljskim standardom. Poleg tega je elektronska krmilna enota konfigurirana za nadzor delovanja tega elementa. Če ga odstranite iz sistema, bo v elektroniki prišlo do trajne okvare programske opreme.

Nekateri naredijo ta korak in zaskočijo iz naslednjih razlogov:

• Dodatnega dela stroja ne bo treba servisirati;
• Nov filter za delce je precej drag;
• Poraba goriva se nekoliko zmanjša, saj postopek regeneracije ne bo izveden;
• Rahlo, vendar se bo moč motorja še povečala.

Vendar ima ta rešitev še veliko pomanjkljivosti:

• Prvi je neupoštevanje kakršnih koli okoljskih standardov;
• Barva izpušnih plinov se bo opazno spremenila, kar bo ustvarilo težave v velikem mestu, zlasti poleti in v prometnih zastojih (zraka tako ali tako ni dovolj, nato pa puhanje avtomobila zraven prisili kroženje zraka znotraj avtomobila);
• Na potovanja v države EU lahko pozabite, saj avto čez mejo ne bo smel;
• Če onemogočite nekatere senzorje, pride do okvare programske opreme krmilne enote. Če želite odpraviti težavo, boste morali prepisati ECU. Stroški vdelane programske opreme so visoki in posledice so lahko nepredvidljive. Ponastavitev podatkov v krmilni enoti bo sprožila veliko vprašanj, ki ne bodo omogočala prodaje avtomobila po sprejemljivi ceni.

To je le nekaj negativnih vidikov zareze DPF. Bi pa morali biti dovolj, da opustijo idejo in začnejo obnavljati, čistiti ali kupovati nov filter za delce.

Namesto zaključka

Odločitev, ali odstraniti filter za delce iz izpušnega sistema vozila, je osebna odločitev vsakega voznika. Če se pri starih avtomobilih ta problem reši na tovarniški ravni (SF je le redko), potem nekateri avtomobili nove generacije brez njega sploh ne bodo delovali. In število takih avtomobilov se ne zmanjšuje, ker vreden nadomestek za dizelski motor še ni izdan.

Bolje je, da ne eksperimentirate z avtomobili, opremljenimi s kompleksnimi elektronskimi sistemi, saj lahko ECU v primeru stalne napake preklopi v zasilni način.

Za več informacij o filtru za trdne delce si oglejte video:

Filter za delce, regeneracija - kaj je to in kako deluje?

Video na temo

Poleg tega ponujamo podroben videoposnetek o regeneraciji filtra za trdne delce:

Preden odrežete filter za delce, si oglejte ta video.

Vprašanja in odgovori:

Ali je mogoče očistiti filter za trdne delce? Če želite to narediti, ga morate odstraniti, napolniti s posebno čistilno tekočino in po približno 8 urah sprati in postaviti na svoje mesto. Izpiranje se lahko izvede tudi brez odstranitve dela iz avtomobila.

Kako pogosto morate menjati filter trdih delcev? Vsak filter za delce je zamašen. Običajno je njegova zamenjava potrebna v povprečju po 200 tisoč kilometrih, vendar na to vplivajo kakovost goriva, sestava vojaško-tehničnega sodelovanja in število obratovalnih ur.

Ali lahko vozim brez filtra trdih delcev? Tehnično to ne bo negativno vplivalo na avto. Toda elektronika bo napako nenehno odpravljala, izpuh pa ne bo ustrezal ekološkim standardom.