Filtry cząstek stałych. Cel, urządzenie, zasada działania

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-02-19 18:17

Wprowadzenie nowych norm bezpieczeństwa ekologicznego dla samochodów zmusza producentów do opracowywania coraz bardziej zaawansowanych technologii, które pozwalają ich produktom spełniać wymogi przepisów. Takie aspiracje wynikają z pojawiania się całych rodzin silników, które charakteryzują się niską emisją przetworzonych produktów. Trwają również prace w innych obszarach. Tak więc w 2004 roku pojawił się filtr cząstek stałych do silników wysokoprężnych, który minimalizuje ilość szkodliwych emisji. Chociaż do czasu jego pojawienia się nie było tak bardzo poszukiwane, twórcy nadal rozwijali pomysł, a dziś, zgodnie ze standardem Euro-5, obecność tego urządzenia w konstrukcji samochodu jest obowiązkowa.

Do czego służy filtr cząstek stałych?

Urządzenia tego typu służą do oczyszczania spalin. Należy od razu zauważyć, że filtry cząstek stałych są stosowane wyłącznie w silnikach wysokoprężnych. W jednostkach benzynowych ich analogiem jest katalizator. Głównym zadaniem instalacji jest usuwanie toksycznych substancji ze spalin. Takie przetwarzanie gazów sprawia, że samochody są bardziej przyjazne dla środowiska. Filtry mogą różnić się konstrukcją, ale wszystkie spełniają zadanie zmniejszenia poziomu sadzy w emisji spalin o 80%.

KNiestety pełnienie tej funkcji pociąga za sobą wiele innych problemów, z których większość związana jest z konserwacją samego filtra. W miarę przetwarzania gazów urządzenie ulega skażeniu i wymaga czyszczenia. W skrajnych przypadkach filtry cząstek stałych są usuwane, a w ich miejsce instalowane są nowe elementy doczyszczania.

Filtruj urządzenie

Urządzenie znajduje się za katalizatorem. Niektóre odmiany filtra pozwalają również na jego strukturalne połączenie z neutralizatorem oksydacyjnym. W takich przypadkach znajduje się za kolektorem wydechowym, gdzie notowana jest maksymalna temperatura gazów. Głównym elementem jest matryca umieszczona w metalowej obudowie. W standardowych modelach wykonany jest z węglika krzemu, który wyróżnia się strukturą komórkową z kanalikami o małym przekroju. Faktycznie, porowata struktura ścian bocznych w tych kanałach zapewnia czyszczenie. Należy zauważyć, że filtr cząstek stałych jest tylko częścią całego kompleksu urządzeń i systemów zaangażowanych w przepływ pracy. Ta grupa obejmuje również czujniki temperatury, zasilacz, komputer pokładowy, turbosprężarkę itp. Inną rzeczą jest to, że filtr pełni funkcję końcowego czyszczenia i dlatego może być uważany za kluczowe ogniwo, ponieważ realizuje fizyczne zatrzymywanie szkodliwe elementy.

Zasada działania

Cały proces można podzielić na dwa etapy - filtrację bezpośrednią i regenerację sadzy. W pierwszym etapie cząsteczki sadzysą wychwytywane, po czym osadzają się na ściankach filtra. Pod tym względem najbardziej problematyczne są małe cząstki o wielkości do 1 mikrona, ponieważ ich niewielka waga przeszkadza w retencji. Chociaż udział takich pierwiastków stanowi zaledwie 5% całości, są one najbardziej niebezpieczne dla człowieka. Jednak nowoczesne filtry cząstek stałych skutecznie poradzą sobie z przetwarzaniem takich cząstek. Drugi etap to regeneracja osadzonych elementów. Faktem jest, że ich nagromadzenie w dużych ilościach nie tylko szkodzi samemu filtrowi, ale także zmniejsza moc silnika, ponieważ powstaje przeszkoda dla przejścia kolejnych gazów. W związku z tym środki do czyszczenia urządzeń z sadzy są nieodzowną częścią konserwacji samochodu.

Pasywne czyszczenie filtra

Ten rodzaj czyszczenia jest realizowany pod wpływem wysokich temperatur spalin, które mogą osiągnąć 600 °C. Innym rodzajem pasywnej metody regeneracji jest wprowadzanie do paliwa różnych dodatków w celu zapewnienia efektywnego spalania sadzy. W tym przypadku również występuje wpływ temperatury, ale na poziomie 400-500°C. Czujnik filtra cząstek stałych, który kontroluje również niektóre parametry pracy silnika, pozwala monitorować tryby ekspozycji termicznej. Jednak w niektórych warunkach eksploatacji pojazdu filtrowanie pasywne jest bezużyteczne lub nawet niemożliwe.

Aktywne czyszczenie filtra

Jest to wymuszone podejście do czyszczenia filtra, które polega na specjalnym wzroście temperatury wśrodowisko spalin. Sadza nagromadzona w procesie utrzymywania takich warunków stopniowo się wypala. Najważniejszą rzeczą w aktywnym czyszczeniu są sposoby osiągania wysokich temperatur. Do najczęstszych metod należą późny wtrysk paliwa, wtrysk oleju napędowego na suwie wydechu i ogrzewanie mikrofalowe. W niektórych przypadkach czyszczenie filtra cząstek stałych odbywa się również za pomocą grzałki elektrycznej. Przyrząd można zainstalować obok urządzenia czyszczącego, ale zanim to zrobisz, należy dokładnie rozważyć rozmieszczenie jego elementów. Odzysk aktywny kontrolowany jest również przy udziale czujników – w szczególności stosowane są urządzenia do pomiaru ciśnienia i temperatury.

Jak wyjąć filtr cząstek stałych?

Pomimo stosowania nowoczesnych systemów czyszczących, filtry tego typu prędzej czy później zaczynają przeszkadzać w pracy silnika. Wyraża się to nagromadzeniem sadzy, której nie usuwa się zalecanymi metodami. Wyjściem z takich sytuacji może być demontaż urządzenia. Co więcej, wydarzenie to odbywa się w dwóch etapach. Przede wszystkim wykonywana jest operacja mechaniczna, podczas której bezpośrednio demontowany jest filtr cząstek stałych. Cena tej procedury waha się od 7 do 12 tysięcy rubli. Nawiasem mówiąc, instalację nowego filtra szacuje się na 30-40 tysięcy rubli, więc tylko nieliczni decydują się na całkowitą aktualizację systemu czyszczenia. Drugim krokiem jest programowe usunięcie urządzenia poprzez flashowanie sterownika silnika.

Wniosek

Programiścinorm środowiskowych w odniesieniu do samochodów, oczywiście dbają o przyszłość ludzkości i dążą do ukierunkowania producentów na kierunki najbardziej humanitarne pod względem wpływu na przyrodę. Produktem końcowym rozwoju jednego z tych obszarów były filtry cząstek stałych, które zmniejszają szkodliwy wpływ na środowisko. Jednocześnie sami kierowcy otrzymali wiele problemów wraz z nową instalacją. Wystarczy wspomnieć o konieczności regularnego monitorowania skuteczności regeneracji filtrów. W przypadku niedostatecznego samooczyszczenia urządzenia właściciel samochodu nie ma innego wyjścia, jak tylko usunąć ten blok lub wymienić go na nowy filtr. Ale w obu przypadkach koszty będą nieuniknione.