Filtry cząstek stałych. Cel, urządzenie, zasada działania

Wprowadzenie nowych standardów środowiskowychbezpieczeństwo samochodów zmusza producentów do opracowywania coraz bardziej zaawansowanych technologii, które pozwalają ich produktom spełniać wymogi przepisów. Takie aspiracje wynikają z pojawienia się całych rodzin silników, które charakteryzują się niską emisją przetworzonych produktów. Prowadzone są również prace w innych obszarach. Tak więc w 2004 roku pojawił się filtr cząstek stałych, który minimalizuje ilość szkodliwych emisji. Chociaż do czasu jego pojawienia się nie było tak duże zapotrzebowanie, twórcy nadal rozwijali ten pomysł, a obecnie, zgodnie z normą Euro-5, obecność tego urządzenia w projekcie samochodu jest obowiązkowa.

Dlaczego potrzebuję filtra cząstek stałych?

Urządzeniami tego typu sąśrodki do oczyszczania gazów spalinowych. Od razu należy zauważyć, że filtry cząstek stałych są stosowane wyłącznie w silnikach wysokoprężnych. W agregatach benzynowych ich analog jest katalizatorem. Głównym zadaniem instalacji jest usuwanie toksycznych substancji ze spalin. Takie przetwarzanie gazów sprawia, że ​​samochody są bardziej przyjazne dla środowiska. Filtry mogą mieć różny wygląd, ale wszystkie spełniają zadanie zmniejszenia zawartości sadzy w spalinach o 80%.

Niestety, wykonywanie tej funkcji pociąga za sobąwiele innych problemów, z których większość związana jest z konserwacją samego filtra. Ponieważ gazy są przetwarzane, urządzenie staje się brudne i wymaga oczyszczenia. W skrajnych przypadkach filtry cząstek stałych są usuwane, a nowe elementy obróbki końcowej są instalowane na ich miejscu.

Filtruj urządzenie

Urządzenie znajduje się za katalizatoremneutralizator. Niektóre odmiany filtrów pozwalają również na jego strukturalne dopasowanie do katalizatora utleniania. W takich przypadkach znajduje się za kolektorem wydechowym, gdzie odnotowuje się maksymalną temperaturę gazów. Głównym składnikiem jest matryca umieszczona w metalowej obudowie. W standardowych modelach wykonany jest z węglika krzemu, który ma strukturę komórkową z kanałami o małym przekroju. W rzeczywistości, porowata struktura ścian bocznych w tych kanałach i zapewnia wydajność czyszczenia. Ważne jest, aby pamiętać, że filtr cząstek stałych silnika wysokoprężnego jest tylko częścią całej gamy urządzeń i systemów biorących udział w procesie pracy. Ta grupa obejmuje także czujniki temperatury, jednostkę napędową, komputer pokładowy, turbosprężarkę itp. Inną sprawą jest to, że filtr pełni funkcję końcowego oczyszczania i dlatego może być uważany za kluczowe ogniwo, ponieważ zdaje sobie sprawę z fizycznego zatrzymania szkodliwych elementów.

Zasada działania

Cały proces można podzielić na dwa etapy -bezpośrednia filtracja i regeneracja sadzy. W pierwszym etapie cząsteczki sadzy zostają uwięzione, po czym osadzają się na ścianach filtra. Pod tym względem najbardziej problematyczne są małe cząstki o wielkości do 1 μm, ponieważ ich niewielka waga przeszkadza w retencji. Chociaż udział takich pierwiastków stanowi zaledwie 5% całości, to są one najbardziej niebezpieczne dla ludzi. Jednak nowoczesne filtry cząstek stałych mogą skutecznie radzić sobie z przetwarzaniem takich cząstek. Drugi etap polega na regeneracji osiadłych elementów. Faktem jest, że ich nagromadzenie w dużych objętościach nie tylko uszkadza sam filtr, ale także zmniejsza moc silnika, ponieważ tworzy się przeszkoda dla przechodzenia kolejnych gazów. W związku z tym środki do czyszczenia urządzeń sadowniczych są obowiązkową częścią utrzymania samochodu.

Pasywne czyszczenie filtra

Ten rodzaj czyszczenia jest realizowany dziękiSkutki wysokich temperatur gazów spalinowych, które mogą osiągnąć 600 ° C. Innym rodzajem pasywnej metody regeneracji jest dodawanie do paliwa różnych dodatków, które zapewniają efektywne spalanie sadzy. W tym przypadku występuje również wpływ temperatury, ale na poziomie 400-500 ° C. Śledzenie trybów ekspozycji termicznej umożliwia czujnik filtra cząstek stałych, który kontroluje i niektóre parametry silnika. Jednak w pewnych warunkach pracy samochodu filtracja bierna jest bezużyteczna lub całkowicie niemożliwa.

Aktywne czyszczenie filtra

Jest to obowiązkowe podejście do czyszczenia filtra,który opiera się na specjalnym zwiększeniu reżimu temperatury w środowisku gazów wydechowych. Kumulacja sadzy w procesie utrzymywania takich warunków stopniowo wypala się. Najważniejsze w aktywnym czyszczeniu są sposoby osiągania wysokiej temperatury. Do najczęściej stosowanych metod należą wtórny wtrysk paliwa, podawanie oleju napędowego podczas suwu wydechu i ogrzewanie mikrofalami. W niektórych przypadkach filtr sadzy jest również czyszczony przez grzałkę elektryczną. Urządzenie można zainstalować w pobliżu urządzenia czyszczącego, ale wcześniej należy dokładnie rozważyć konfigurację rozmieszczenia jego elementów. Kontrola aktywnego odzyskiwania odbywa się również przy udziale czujników - w szczególności stosuje się urządzenia do pomiaru ciśnienia i temperatury.

Jak usunąć filtr cząstek stałych?

Mimo zastosowania nowoczesnych systemówczyszczenie, filtry tego typu prędzej czy później zaczynają ingerować w silnik. Wyrażają je klastry sadzy, które nie są usuwane za pomocą dostarczonych metod. Wyjściem z takich sytuacji może być demontaż urządzenia. A wydarzenie to odbywa się w dwóch etapach. Przede wszystkim wykonywana jest operacja mechaniczna, podczas której filtr cząstek stałych jest demontowany. Cena tej procedury waha się od 7 do 12 tysięcy rubli. Nawiasem mówiąc, instalacja nowego filtra szacowana jest na 30-40 tysięcy rubli, dlatego tylko nieliczni decydują się na kompletną modernizację systemu czyszczenia. Drugi etap polega na programowym usunięciu urządzenia poprzez ponowne zainstalowanie sterownika silnika.

Wniosek

Twórcy standardów środowiskowychw odniesieniu do samochodów, z pewnością dbają o przyszłość ludzkości i starają się ukierunkować producentów w kierunkach najbardziej humanitarnych pod względem wpływu na przyrodę. Ostatnim produktem rozwoju jednego z tych obszarów stały się filtry cząstek stałych, które zmniejszają szkodliwy wpływ na sytuację ekologiczną. W tym samym czasie sami kierowcy otrzymali wiele problemów wraz z nową instalacją. Wystarczy zwrócić uwagę na potrzebę regularnego monitorowania wydajności regeneracji filtra. W przypadku niewystarczającego samoczyszczenia urządzenia właściciel samochodu nie ma innego wyjścia, jak tylko usunąć to urządzenie lub wymienić je na nowy. Ale w obu przypadkach koszty będą nieuniknione.