パティキュレートフィルターかどうか。ディーゼル・パティキュレート・フィルター - それは何ですか? パティキュレートフィルターの取り外し - ディーゼルエンジンへの影響

18.07.2019

体

ガソリンエンジンと同様に、ディーゼルエンジンにも排気ガスフィルターが装備されています。しかし、これら2つのタイプのエンジンの燃料点火の原理が異なるため、ディーゼルエンジンとガソリンエンジンの排気ガスフィルターは互いに大きく異なります。

触媒コンバーターが排気システムに取り付けられている場合、注目に値するガソリンエンジンずっと前に、微粒子フィルターが設置され始めました必ずディーゼルエンジンでは、環境基準Euro-5の導入後、ずっと後です。

デバイスの名前から、その主なタスクは、含まれているすす粒子からエンジン排気をろ過することであることは明らかです。微粒子フィルター現代のディーゼル排気に含まれるすすの量の最大 90% を遅らせます。外部的に微粒子フィルター特殊な耐熱セラミック材料を充填した小さな金属シリンダーです。セラミックフィラーのセル構造により、フィルターは燃焼による最小の粒子を保持します。実際、パティキュレートフィルターは、排気ガスをきれいにするように設計されたマフラーの一部です。

パティキュレートフィルターの動作原理

仕事微粒子フィルター排気ガスの直接ろ過（すすの捕捉）とフィルター再生の2つの段階に分けるのが通例です。フィルター内部の煤捕捉の段階では、ガソリンエンジンの触媒コンバーターとは対照的に、複雑な化学物質や物理的プロセス. フィルター内部の特殊な微細メッシュセラミック構造が排気ガスをふるいにかけ、その壁に煤粒子を保持します。同時に、最も効率的なフィルターでさえ、すすの大気への侵入を完全に排除することはできず、サイズが 0.1 ～ 0.5 ミクロンの範囲の微粒子を通過させます。ただし、ディーゼルエンジンの排気中のこのサイズの粒子の含有量は5〜10％を超えません。

当然のことながら、時間が経つにつれて、フィルターに閉じ込められたすすの量は臨界レベルに達します.フィルターはますます目詰まりし、ある時点を過ぎるとパフォーマンスに影響を与え始めます. 電源ユニット一般に、エンジン出力が低下し、燃料消費量が増加します。装置の操作の第 2 段階は、粒子フィルターのクリーニングまたは再生を目的としています。ろ過プロセスとは異なり、フィルター再生ステップは非常に複雑なプロセス. パティキュレートフィルターの再生は、さまざまな自動車メーカーによってさまざまな方法で実装されています。確かに、これらすべてのソリューションの本質は同じです - 詰まったすすからフィルターセルを掃除します。

ほとんどの場合、パティキュレートフィルターは、アンチパティキュレートフィルターエレメントと有害な排気ガス用の触媒コンバーターを組み合わせた複合デバイスです。典型的な例彼らの車で使用される微粒子フィルターですフォルクスワーゲン. したがって、開発者は、排気浄化の要件を実装するだけでなく、微粒子フィルター要素を浄化するプロセスも提供します。複合フィルターのデバイスは次のとおりです。フィルターハウジング内には、最小断面のチャネルを備えた炭化ケイ素製の耐熱セルがあります。これらのセルは、すすと戦うフィルター要素です。フィルターハウジングの内側の側壁は、一酸化炭素と二酸化炭素の酸化と燃焼に寄与する特殊な触媒材料 (通常はチタン) でできています。追加機能コンバーターこの場合パティキュレートフィルターを約500°Cの温度に加熱する能力にあります. 原則として、この温度は、蓄積されたすす粒子が自然に燃え尽きてフィルターセルを洗浄するのに十分な温度です。このプロセスは、一般に受動微粒子フィルター再生と呼ばれます。

ただし、効率受動的再生ディーゼルエンジンのパティキュレートフィルターは、比較的長時間労働たとえば、田舎道に沿った長い旅行で高速. 結局のところ、フィルター内で蓄積されたすすを燃焼させるのに十分な高温に達するのはそのときだけです。すすの充填が臨界レベルに達し、エンジンへの負荷が不十分なためにフィルターを暖機することができない場合 (短距離の運転や街中での移動が少ない場合) と同時に、センサーがフィルターの目詰まりを記録します。下許容率、アクティブ微粒子フィルターのクリーニングが開始されます。このプロセスには、ディーゼル燃料の主要部分の後にエンジンシリンダーに燃料の追加部分を供給することが含まれます。次に、EGRバルブが閉じられ、必要に応じて、電子機器がタービンジオメトリの標準制御のアルゴリズムを一時的に変更します。燃え尽きない混合燃料を通じて触媒に入ります。インテークマニホールド、その後、混合物のアフターバーニングが発生し、温度が大幅に上昇します排ガス. パティキュレートフィルターに入る排気ガスは 500 ～ 700 °C に達し、目詰まりしたフィルターセルからすすを即座に燃焼させます。

アクティブなフィルター再生プロセスの開始を示す明白な兆候は、予期せぬ短期間の黒煙の排出です。同時に、計器はアイドリング時のエンジン速度の瞬間的かつ短時間の増加を示し、同時に燃料消費量の急増を示します。強制クリーニング手順全体が完全に自動化されており、マシン所有者の介入を必要としないことに注意してください。電子機器は、回復時にフィルターの前後に取り付けられたセンサーからデータを読み取ります正しいレベル圧力がかかると、アクティブな再生プロセスが終了し、エンジンは通常モードに戻ります。

組み合わせたディーゼル排気後処理装置を使用しない一部のメーカーは、別個の触媒を備えたフィルターを使用しています。ここでは、特殊な添加剤を燃料に自動的に注入することでフィルターを洗浄します。パティキュレートフィルターがいっぱいになり、エンジン出力が低下すると、噴射システムが添加剤を燃料に送り込みます。排気システム内でこのような混合物が燃焼した後、600°Cを超える非常に高い温度に達します。さらに、添加剤の活性物質は、ディーゼル燃料で燃焼しても分解しませんが、高温の微粒子フィルターに入り、燃焼すると温度が900°Cに上昇し、すすが即座に燃焼し、フィルターが迅速にクリーニングされます. 被ばく期間が短いことを考えると高温フィルターが作られている材料の強度により、排気システムは破壊されません。

微粒子フィルターの取り外し - 方法と結果

残念ながら、頻繁な再生は機械のエンジンに悪影響を及ぼします。再生中、濃い燃料混合物は完全に燃焼せず、エンジンオイルに入ります。その結果、油が液化し、体積が増加します。オイルの保護および潤滑特性が低下し、さらに、液体油シールを簡単に克服し、インタークーラーやシリンダーに侵入する危険性があります。

パティキュレートフィルターの耐用年数は、車で 11 万～12 万キロメートルに達します。ただし、低品質国内のディーゼル燃料を使用しているため、25〜30千キロ後に新車でフィルターを交換することは珍しくありません。車のモデルに応じて、ディーゼルエンジンの排気システムのフィルターのコストは 900 から 3000 ユーロの範囲です。

パティキュレートフィルターを交換する代わりに効果的な方法は、フィルターを取り外すことです。フィルターを取り外すことにより、マシンの所有者は、定期的な詰まりに関連する問題やデバイスのクリーニングの必要性から身を守ることができます。トラクション特性そのような車の数が著しく増加し、燃費減少します。また、特別な必要はありませんエンジンオイルディーゼル微粒子フィルターを装備した車両に必要です。可能性に関しては否定的な結果フィルターを外してから正しい解体昇順以外のデバイス有害な排出燃料燃焼の生成物をEuro-3要件のレベルまで下げても、車に悪いことは何も起こりません。

今日、多くの自動車サービスがディーゼル微粒子フィルター除去サービスを提供しています。ただし、「ガレージ」の専門家を信頼することは非常に危険です。このオプションは、排気システムのセンサーへの損傷を伴い、包含につながります緊急モード車の操作とその後の修理。パティキュレートフィルタを適切に取り外すには、予備作業を含むいくつかの手順に従う必要があります。コンピュータ診断、ECUの再プログラミングとその後のデバイスの技術的解体。

大量のディーゼルエンジンの登場消費者市場そのようなモーターの開発者にそれらを世界に持ち込むことを余儀なくさせました環境基準. ディーゼルエンジンは、排気ガスを効果的に処理し、大気中に放出すると危険な要素を閉じ込める必要があります。ディーゼルエンジンの排気ガスシステムの近代化中に、ディーゼル微粒子フィルターがいたるところに設置され始め、排気を効果的に浄化しました。ディーゼルエンジンの運転中、ディーゼルパティキュレートフィルターが汚れ、清掃または交換する必要があります。

目次：

DPFパティキュレートフィルターとは：タスクと動作原理

名前が示すように、ディーゼル微粒子フィルターの役割は、すす粒子が排気中に現れるのを防ぐことです。その中に煤が溜まり、燃え尽きて害が少ない環境排気。

動作原理 DPFフィルター以下では：

すすは、フィルタエレメントの前後の圧力差に依存する重要な瞬間までフィルタ内に蓄積します。
この圧力が標準から逸脱すると、つまりフィルターのスループットが低下します。電子ユニットエンジン管理はこれに関する情報を受け取り、蓄積されたすすのアフターバーニングモードをアクティブにします。
注意: エンジンの製造元によっては、異なる条件下でアフターバーニングプロセスが有効になる場合があります。
アフターバーニングプロセスは、回転速度を上げて行われます。クランクシャフト強化された燃料噴射。制御ユニットによってコマンドが与えられます。
これにより、すすが燃え尽きる値まで排気ガスの温度が上昇します。

すすのアフターバーニングモードが存在するにもかかわらず、それはDPFフィルターに蓄積し、燃え尽きることはありません。これは特に、車をほとんど操作しないドライバーに当てはまります。スピードアップ都市部を中心に移動。

DPF パティキュレートフィルターのコストは非常に高いため、ドライバーはこれらの要素を監視し、交換の必要がないようにタイムリーにクリーニングする必要があります。

ディーゼル微粒子フィルターの詰まりの原因

すす - 副産物仕事をしているディーゼル燃料エンジンシリンダー内。の排ガスそれは微粒子フィルターメッシュによってほぼ完全に保持される微粉末のコンシステンシーで提示されます。

動作サイクル中、排気ガスに入る炭化水素粒子はチャンバー内で燃焼しません。それらのために、彼らは形成し始めます樹脂状堆積物. この樹脂は、すすの形成につながる小さなすす粒子をくっつけます。このすすの中にすすのある場所では、ディーゼル燃料を燃やす他の要素と、シリンダーに入ったオイルの燃焼により排気中に発生する金属硫酸塩があります。

注意: 金属硫酸塩は、金属元素を含む燃料添加剤の燃焼生成物です。特に多くの金属含有添加剤が含まれていますユニバーサルオイル、ディーゼルおよびガソリンエンジンに使用できます。これが、そのようなオイルをディーゼルエンジンで定期的に使用することが推奨されない理由の 1 つです。

上記のプロセスの結果、フィルター上に沈着し、煤のアフターバーニングモードでは燃え尽きない他の元素の粒子を含む煤の堆積物が形成されます。

パティキュレートフィルターの寿命を決定するもの

車の所有者がパティキュレートフィルターの目詰まりの問題にどれだけ注意深く取り組むかに応じて、エレメントの耐用年数は直接相関します。また、すすアフターバーニングモードの起動回数によっても寿命が左右されます。車のエンジンが煤のアフターバーニングモードを頻繁に作動させるほど、ディーゼル微粒子フィルターの寿命が短くなります。

専門家は、特にディーゼルエンジンを搭載した車が都市内で運転されている場合は、各MOTでこの要素を清掃するために、微粒子フィルターの耐用年数を延ばすことを推奨しています。フィルターエレメントに大量の堆積物が形成される可能性があるエンジンの問題がある場合、これを行うことは特に重要です。

注意: クリーンな微粒子フィルターは経済的にも効率的です。フィルターが汚れていると、エンジン出力が低下するため、同じダイナミクスで車を運転するためにエンジン消費が増加します。

ディーゼル燃料用の特別な添加剤を使用すると、パティキュレートフィルターの寿命を延ばすことができます。自動車販売店では、モーターの運転の結果として形成される炭素堆積物の量を減らすことを目的とした添加剤を見つけることができます。これは、エンジンシリンダー内の燃料の燃焼を最大化することによって達成され、排気ガス中のすすの量が減少します。このような添加剤は、車の 3000 キロメートルごとに少なくとも 1 回使用することをお勧めします。

また、パティキュレートフィルターでのすす形成のプロセスは、使用する燃料の品質に大きく影響されるため、このエレメントの寿命を最大限に延ばすには、高品質のディーゼルを燃料として補給する必要があります。

DPF パティキュレートフィルターの清掃方法

DPF パティキュレートフィルターからカーボン堆積物を取り除くには、主に 2 つの方法があります。 1 つ目は、車からフィルターエレメントを取り外す必要があることを意味し、2 つ目は、車で直接アクションを実行することを意味します。どちらの方法にも一長一短がありますので、分けて考えていきます。

パティキュレートフィルターの取り外しによるクリーニング

複雑この方法ディーゼル微粒子フィルターを解体する必要があることと、手順の期間があります。平均して、フィルターのクリーニングには約 8 時間かかります。

クリーニングには、特別なディーゼル微粒子フィルターフラッシング液が使用されます。カーショップ. Luffe、Pro-tec、リキモリなど。これらの液体は、石油成分とすすの堆積物を溶解できるさまざまな添加剤の組成物です。液体は 5 リットルのキャニスターで供給されます。平均して、キャニスター全体が 1 回の洗浄に必要です。上部のキャニスターにはホースを取り付ける場所があり、中にはホースが含まれているものもあります。ホースを使用すると、パティキュレートフィルタに洗浄液を簡単に充填できます。

取り外した粒子フィルターのハウジングは、洗浄液で完全に満たし、組成物の使用説明書に指定された時間 (約 8 時間) 放置する必要があります。その後、フィルターを水で洗い流して、残りの汚れや洗浄剤の残りを洗い流すだけで十分です。

注意: 洗浄剤は可燃性であり、排気ガスにさらされると発火する可能性があるため、水での洗浄は慎重に行う必要があります。

パティキュレートフィルターを水で洗浄した後、乾燥させて所定の位置に取り付けます。

パティキュレートフィルターを取り外さずにクリーニングする

パティキュレートフィルターを取り外さずに洗い流す方法は、作業が車で直接行われるため、より高速です。設計上の特徴フィルターを取り外した後、圧力または温度センサーを取り付けるための穴から洗浄液を供給することができます。

除去せずに粒子フィルターを洗浄するために、異なる組成が使用されることに注意することが重要です。これは、作業が車で直接行われるためであり、オイル生成物が微粒子フィルターから完全に除去されることを確認する方法はありません。そのため、洗浄には水アルカリ系の組成物が用いられる。フラッシング液付き。液体は、洗浄後に残りのアルカリを中和することができます。

パティキュレートフィルタを取り外さずに洗い流すには、スプレーガンが必要です。

注意: エアゾール缶に入った初期洗浄液もあります。缶詰の液体を有効に使用するために、缶の説明書を必ずお読みください。

パティキュレートフィルターを洗浄する前に、車のエンジンを暖機する必要があります。その後、フィルターエレメントが約40℃の温度になるまで待つ必要があります。これは、アルカリ組成物の効率を改善するために行われなければなりません。

組成物は、約８バールの圧力で粒子フィルター上に噴霧される。この場合、噴霧プロセスは間隔を空ける必要があります。10 秒後に液体が注入され、その後 10 秒間待ってから新しい用量を注入する必要があります。したがって、約 1 リットルの洗浄液を導入する必要があります。パティキュレートフィルタ全体をクリーニングするには、スプレープローブを回転および移動することも重要です。アルカリ性組成物による洗浄を行った後、同様に純水を噴霧する。

パティキュレートフィルターを液体薬剤で洗浄した後、車を高速で 20 ～ 30 分間運転して、すすの残留物を燃焼させる手順を実行することをお勧めします。

排出規制 EURO 6c では、粒子質量 (PM) と粒子数 (PN) の制限値がさらに厳しく制限されています。この根拠は、現代の内燃機関と直噴そのような均一性を作成しません混合気、インテークマニホールドへの噴射と同様。

したがって、燃料が燃焼すると、より多くの粒子が形成されます。制限値を遵守するために、とりわけ、ディーゼル粒子フィルターが取り付けられています。ガソリンエンジン.

例: F22/F23 の B48 エンジン

操作説明

ガソリンエンジン用ディーゼルパティキュレートフィルターの取り付け位置

触媒後方のミドルマフラーの代わりにガソリンエンジン用パティキュレートフィルターを搭載。将来的には、ガソリンエンジン用のディーゼルパティキュレートフィルターは、触媒付きの共通ハウジング内のエンジンの近くに設置されます。

明確な識別のために、過給圧センサーの取り付け位置を確認する必要があります。

排気ガス圧力センサーが触媒コンバーターの出口にある場合、ガソリンエンジンのディーゼル微粒子フィルターは、中央のマフラーではなく、エンジンから離れた車両のアンダーボディに配置されます。排気ガス圧力センサーが触媒コンバーターハウジングの中央に配置されている場合、ガソリンエンジンのディーゼル微粒子フィルターはエンジンの近くに取り付けられます。

ディーゼルパティキュレートフィルターの取り付け位置をエンジンに近づけると、必要な排気ガス温度に到達しやすくなるため、再生 (煤燃焼) が容易になります。

ガソリンエンジン用パティキュレートフィルターの設計と機能

ガソリンエンジンのパティキュレートフィルターは、排気ガスが通過する多くのチャネルによって貫通されています。ガソリンエンジンのパティキュレートフィルターの壁は、排気ガスが通過できるように多孔質です。粒子 (すすと灰) が水路に沈みます。

ガソリンエンジン用のディーゼルパティキュレートフィルタのチャネルは、エッジで閉じられています。各入口は 4 つの出口に囲まれています。粒子は入口チャネルのコーティングに沈みます。粒子はそこに残り、排気ガスの温度が上昇すると燃え尽きます。必要数量空気。浄化された排気ガスは、多孔質でコーティングされた排気ポートの壁を透過します。

すすの堆積物は、時間の経過とともにディーゼル微粒子フィルターを詰まらせます。したがって、それらは燃やされるべきです。これは、排気ガスの温度がすすの発火温度を超えると発生します。このプロセスいわゆる再生。このプロセスでは、炭素粒子は酸化によってガス状の二酸化炭素 (CO2) に変換されます。

すすの堆積物は、600 °C を超える温度で燃焼し始めます。迅速かつ効率的な再生は、700 °C の温度からのみ達成されます。なぜなら与えられた温度自然再生（強制空気モードでの過剰空気によるすす燃焼）とともに、対応する高負荷でのみ達成されます。アイドルムーブ) ガソリンエンジン用ディーゼルパティキュレートフィルター適用追加措置. そのため、排気ガスの温度は、点火角度を調整することによって人為的に上昇させられます。原則として、ドライバーはこれらのプロセスを感じません。

排気圧センサー

ガソリンエンジンでは、ディーゼルエンジンと比較して、パティキュレートフィルタの前後の圧力差は測定されません。代わりに、ガソリンエンジンのガス圧力センサーが、ガソリンパティキュレートフィルターの上流の排気ガス圧力と周囲圧力を測定します。

デジタル電子システムエンジン管理システム (DME) は、ブースト圧センサーからの信号とその他の信号 (エアマスなど) を使用して、排気ガスの流れを計算します。

排気ガス流量と測定された大気圧の組み合わせに基づいて、ガソリンエンジンのディーゼルパティキュレートフィルター通過後の排気ガス圧力が計算されます。ガソリンエンジンのディーゼルパティキュレートフィルタの前後の計算された差圧は、ガソリンエンジンのディーゼルパティキュレートフィルタの負荷の程度を示します。許容負荷レベルを超えると、デジタルエンジンエレクトロニクス (DME) が再生を作動させます。

システム機能

再生

運転スタイルと車両の状態に応じて、ディーゼル微粒子フィルターは約 240,000 km 用に設計されています。この走行距離に達すると、ガソリンエンジンのディーゼルパティキュレートフィルターをハウジングごと交換する必要があります。これを行うには、排気システムを取り外し、ガソリンエンジン用の新しいパティキュレートフィルターを取り付けます。

負荷の程度に関する情報は、診断システムによって提供されます。到達すると最大走行距離故障メモリーが保存され、診断システムによって読み取られます。 t/sでは、走行距離が上限に達した後、サービス情報が表示されません。

排気ガス圧を一定に保つために許容限界ガソリンエンジンのディーゼルパティキュレートフィルタの灰負荷の程度が増加すると、再生サイクルの数が増加します。ガソリンエンジン用のディーゼルパティキュレートフィルターの灰負荷が最大になると、自由に燃焼することができなくなります。その結果、エンジン出力が徐々に低下します。パワーリダクションが 30% を超えると、デジタルエンジンエレクトロニクス (DME) が作動します。信号灯排気ガスの毒性。エンジン管理システムが緊急モードに入ります。

指定	説明	指定	説明
あ	すす	B	灰
ハ	新品（保証金なし）
km	マイレージ	キロワット	電力 (kW)
ミリバール	排気圧力 (ミリバール)
1	再生を伴う負荷サイクル	2	ガソリンエンジン用高負荷ディーゼルパティキュレートフィルター
3	平均走行距離到達	4	電力削減と緊急プログラム

再生能力

通常の再生: ムーブメントの性質に応じて実行されます。すす燃焼は、強制アイドリングモードでの強制アイドリングモードで空気が多すぎ、それに応じて排気ガス温度が高い場合にのみ可能です。
計算された再生: ムーブメントの性質に基づく周期的な再生。
10,000 km ごとの再生: 再生サイクルを設定します。

注入

放出パラメータを改善するには有害物質(粒子) EURO 6c 用の新しいノズルが取り付けられています。インジェクターには、新しい噴射形状があります。次のグラフは、その変化を示しています。

サービス説明書

一般的な手順

診断手順

ガソリンエンジンのパティキュレートフィルターは、診断システム. このために、排気ガス圧力センサーとガソリンエンジン用のディーゼル微粒子フィルター用のテストモジュールが用意されています。

サービス機能については、ガソリンエンジンのディーゼル微粒子フィルターの交換を登録する必要があります。

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の上車ディーゼルエンジンでは、2000 年から排気システムの一部として微粒子フィルターが使用されています。 2011 年 1 月のユーロ 5 基準の導入により、ディーゼルエンジンを搭載した乗用車に微粒子フィルターの使用が義務付けられました。

ディーゼル微粒子フィルター (英語版) ディーゼル微粒子フィルター、DPF、フランス語版の Filtre a Particules、FAP、ドイツ語版の RubPartikelFilter、RPF) は、排気ガスとともに大気中へのすす粒子の放出を減らすように設計されています。フィルターの使用により、排気ガス中のすす粒子を最大 99.9% 削減できます。

ディーゼルエンジンでは、燃料が完全に燃焼しないと煤が発生します。すす粒子のサイズは 10 nm ～ 1 µm です。各粒子は炭素コアで構成され、炭化水素、金属酸化物、硫黄、水が結合しています。すすの特定の組成は、エンジンの動作モードと燃料の組成によって決まります。

排気システムでは、パティキュレートフィルターは触媒コンバーターの後ろにあります。いくつかの設計では、粒子フィルターは触媒コンバーター酸化型で、排気ガスの温度が最大になる排気マニホールドの直後に配置されています。それは、触媒コーティング微粒子フィルターと呼ばれます。

主要建設的な要素パティキュレートフィルターは、セラミック (炭化ケイ素) でできたマトリックスです。マトリックスは金属ケースに入れられています。セラミックマトリックスは、片側と反対側が交互に閉じた小さな断面のチャネルで構成されるセル構造を持っています。流路の側壁は多孔質構造になっており、フィルターの役割を果たしています。

横断面では、マトリックスのセルは正方形の形状をしています。より完璧なのは、八角形の入力セルです。それらは（出口セルと比較して）より大きな表面積を持ち、より多くの排気ガスを通過させ、長期間パティキュレートフィルターサービス。

パティキュレートフィルターの作業では、2 つの連続する段階が区別されます。つまり、ろ過と煤の再生です。ろ過中、すす粒子が捕捉され、フィルターの壁に堆積します。小さなすす粒子 (0.1 ～ 1 µm) は、捕捉するのが最も困難です。その割合は小さい (最大 5%) ですが、人間にとって最も危険な排出量です。最新の粒子フィルターもこれらの粒子を保持します。

ろ過時に蓄積した煤粒子は排気ガスの障害となり、エンジン出力の低下につながります。そのため、ススの蓄積によるフィルターの定期的な清掃または再生が必要です。パティキュレートフィルターのパッシブ再生とアクティブ再生は区別されます。の現代のフィルター原則として、パッシブおよびアクティブ再生が使用されます。

パッシブパティキュレートフィルター再生エンジンが作動しているときに達成される排気ガスの高温（約600°C）のために実行されます最大荷重. 受動的再生のもう 1 つの方法は、燃料に特殊な添加剤を添加することです。これにより、すすが低温 (450 ～ 500°C) で確実に燃焼します。

特定のエンジン運転条件 (軽負荷、市街地走行など) では、排気ガス温度が十分に高くなく、受動的再生を行うことができません。この場合、パティキュレートフィルタの積極的な (強制的な) 再生が実行されます。

アクティブ微粒子フィルター再生これは、排気ガスの温度を一定時間強制的に上昇させることによって行われます。たまった煤は酸化（燃え尽き）します。アクティブな再生中に排気ガスの温度を上げるには、いくつかの方法があります。

遅い燃料噴射;
排気行程での追加の燃料噴射。
使用法電気ヒーターパティキュレートフィルターの前;
パティキュレートフィルタの直前に燃料の一部を噴射する。
マイクロ波による排気ガスの加熱。

パティキュレートフィルターの設計とその動作を保証するシステムは、常に改善されています。現在、触媒コーティングを備えた最も人気のある微粒子フィルターと、添加剤を燃料に導入するシステムを備えた微粒子フィルターです。

触媒コーティングを施した微粒子フィルター

自動車に適用される触媒コーティングを施したディーゼル・パティキュレート・フィルターフォルクスワーゲングループおよび他の多くのメーカー。触媒被覆粒子フィルターの操作では、アクティブ再生とパッシブ再生が区別されます。

パッシブ再生中、煤は触媒 (プラチナ) の作用と高温の排気ガス (350 ～ 500°C) によって継続的に酸化されます。受動的再生中の化学変換の連鎖は次のとおりです。

窒素酸化物は、触媒の存在下で酸素と反応して二酸化窒素を形成します。
二酸化窒素はすす粒子（炭素）と反応して一酸化窒素と一酸化炭素を形成します。
一酸化窒素と一酸化炭素は酸素と反応して、二酸化窒素と二酸化炭素を生成します。

積極的な再生は、ディーゼル制御システムを使用して作成された 600 ～ 650°C の温度で発生します。積極的な再生の必要性は、評価に基づいて決定されます帯域幅ディーゼル制御システムの次のセンサーを使用して実行される微粒子フィルター：エアフローメーター。パティキュレートフィルター前の排気ガス温度; パティキュレートフィルター後の排気ガス温度; パティキュレートフィルタ全体の圧力低下。

センサーからの電気信号に基づいて、電子制御ユニットは燃焼室に燃料を追加噴射し、エンジンへの空気供給を減らし、排気ガスの再循環を停止します。この場合、排気ガスの温度は再循環に必要な値まで上昇します。

燃料添加剤システム付きディーゼル微粒子フィルター

添加剤を燃料に導入するシステムを備えたディーゼル微粒子フィルターが開発されました PSA の懸念（プコシトロエン）。再生に添加剤を使用するパイオニアはフランス人であるため、FAP フィルター (フランス語の Filtre a Particules に由来) という名前がフィルターに付けられています。同様のアプローチは、他の自動車メーカー (フォード、トヨタ) の粒子フィルターにも実装されています。

このシステムは、燃料に添加されるセリウムを含む添加剤を使用し、より低い温度 (450-500°C) で煤を確実に燃焼させます。しかし、この排気ガス温度でさえ常に到達できるとは限らないため、システムは定期的にパティキュレートフィルターの積極的な再生を実行します。ディーゼル粒子フィルターは、通常、触媒コンバーターの後に個別に取り付けられます。

添加剤は、3〜5リットルの容量の別のタンクに保管されます。これは、80〜12万キロメートル（フィルターの耐用年数）に十分です。構造的に、タンクは燃料タンク内またはその外側に配置できます。タンク内の添加剤レベルは、フロート式センサーによって制御されます。添加剤は、次の方法で燃料タンクに供給されます。電動ポンプ. 給油毎に添加剤補給を実施燃料タンク供給される燃料の量に比例します。添加剤供給の開始と持続時間は、エンジンコントロールユニット (一部の設計では、別の電子ユニット) によって調整されます。

添加剤を使用することの副作用は、燃焼中にフィルターの壁に灰の形で沈殿し、フィルターの壁から取り除かれず、デバイスの寿命が短くなることです。最新のディーゼル微粒子フィルターの耐用年数は 120,000 km です。メーカーが発売を宣言すぐ 250,000 km のリソースでフィルターします。

使い果たされた微粒子フィルターのコストが高いため、原則として、車の所有者は交換されませんが、削除された後、エンジン管理システムが点滅します。

ヨーロッパでは、最も人気のある内燃機関はディーゼルです。ただし、ガソリンでもなく、ディーゼルエンジン燃料が完全に燃焼しない。これにより、すす粒子を含む排気ガス (EG) 中に有毒物質や発がん性物質が生成されます。完全燃焼炭化水素。これを回避するために、有害物質の排出に関する基準が導入されました。特別な要素- 微粒子フィルター。

パティキュレートフィルターとは何ですか?

このようなデバイスの目的を理解するには、OG とは何かについて触れておく必要があります。下の表の写真は、排気ガスの組成と人体への影響を示しています。

データはディーゼルが危険であることを示していますハイコンテント排気ガスの組成中のすす。ここでは、その濃度を下げるために、そのような要素が車の設計に導入されています - 以下で検討される粒子フィルター。

動作原理

すすの粒子サイズは、約 100 分の 5 ミクロンに相当し、独自の方法で化学組成ピュアカーボンです。微細な粒子を保持従来の手段でかなり問題。拡散は、デバイスでそれらをキャプチャするために使用されます。このようなデバイスに固有の動作原理を理解するには、下の写真が役立ちます。

図から、マトリックス内にチューブのネットワーク全体があり、隣接するチューブの端が閉じていることがわかりますさまざまな当事者. 排気ガスはエンジンの側面から入りますが、反対側で閉じられたチューブに入ると、それ以上移動できなくなります。次に、それらは壁を通って隣接する開いた空洞に浸透し、セラミックマトリックスから自由に離れます。

同時に、あるキャビティから別のキャビティへの拡散中に、微細な粒子でさえ保持されます。これは、微粒子フィルターがその役割を果たしたことを意味します。

ディーゼル微粒子フィルター装置

ディーゼル粒子フィルター自体は、外見はシンプルですが、かなり複雑な装置です。そのすべての公演について、別の車、彼は金属シリンダー. シリンダーには、接続するための入口パイプと出口パイプがあります。共通システム排気ガス洗浄。フィルター装置は上の写真で見ることができます。

内部にはセラミックマトリックスがあり、そのデバイスはすでに上で説明されています。マトリックスに加えて、その動作を制御するセンサーが微粒子フィルターに取り付けられています。
その中で、言及する価値があります：

差圧センサー;
使用するパティキュレートフィルタの入口と出口にある温度センサー。

写真に示すように、設計に応じて、ディーゼル微粒子フィルターをさまざまな方法で取り付けることができます。

事実、マトリックス自体は、内部触媒コーティングを使用する場合と使用しない場合の両方で作成できます。後者の場合、ディーゼルエンジンに触媒を追加設置する必要があります。触媒コーティングを有するセラミックマトリックスを組成物に使用する場合、それを触媒と組み合わせることができる。

微粒子フィルター - 最適な操作方法

車を適切に操作することで、パティキュレートフィルターの寿命が延びます。事実、排気ガスを浄化すると、チューブの細孔とチューブ自体がすすの粒子で詰まり、エンジンの動作状態が悪化し、最終的には車を正常に動作させることができなくなります。

パティキュレートフィルターを交換したり車両から取り外したりせずに性能を回復するには、通常のフィルター処理とは異なる特別な操作モードが必要です。しかし、この問題には少し後で戻ることができます。

作業効率を下げる理由

詰まる原因はいくつか考えられます。主なものの1つは、使用される燃料の品質です。質の悪い燃料エンジン運転中にすすの形成が増加し、その結果、パティキュレートフィルターがこれらの粒子で非常に急速に目詰まりし、その耐用年数が大幅に短縮されます。

別の理由として、すすが完全に燃焼するには排気ガス温度が不十分であることが考えられます。事実、微粒子フィルターはすす粒子を保持するだけでなく、ディーゼルエンジンが十分なレベルの排気ガス温度を提供する場合、動作中にこれらの粒子を燃焼させることもできます。しかし、排気ガス温度が高く、少なくとも600度である場合、これが可能であることを強調する必要があります。他の低い値では、このようなことは起こりません。

排気ガス温度の低下には、次のようないくつかの理由が考えられます。

運転モード（低速で頻繁に停止）;
運転中の渋滞;
燃焼プロセスの違反。

現状制御

制御を確実にするために、ディーゼルエンジンが装備されている排気システムには、すでに述べたように、その読み取り値を制御する温度センサーと、両端でその差を測定する圧力センサーを含む計装が装備されています。フィルター。

圧力センサーによって生成された信号に基づいて、制御コントローラーは、粒子フィルターが未燃焼の燃料残留物でいっぱいであることを判断し、したがって、クリーニングプロセスを自動的に開始できます。対応する記号がパネルに表示されます。

掃除方法 - ディーゼルもこれを可能にします

多くの場合、回復のために通常動作パティキュレートフィルターが未燃燃料の粒子で満たされている場合、再生をトリガーするいくつかの簡単なトリックを使用するだけで十分です。アクティブにもパッシブにもなり得ます。いずれにせよ、すす粒子の燃焼とそれらからの詰まった細孔の放出により、洗浄が行われます。

排気ガス温度の上昇;
すすが燃焼する温度を下げる添加剤;
特殊な試薬を使用して微粒子フィルターからすすを除去するフラッシング。

パッシブ再生

対応する表示が表示されたとき、およびエンジン動作の悪化の顕著な兆候（出力の低下、ダイナミクスの低下など）が発生したときに、ドライバーが独自に実行します。
同時に、最も重要なことは、排気ガスの温度を上昇させることです。これは、全負荷で3〜4ダース走行した場合に発生します。この動きのモードは、内部の煤の燃焼とその洗浄を確実にします。別のオプションは、燃料に特別な添加剤を使用することで、すす燃焼の温度を下げることができます。

アクティブ再生

このようなクリーニングモードでは、エンジンコントローラーを自動的にオンにすることができます。これを行うために、彼は現在の温度センサーが彼に送信するデータと圧力差センサーを分析します。このセンサーは、すす粒子がパティキュレートフィルターを詰まらせたことを知らせ、現在の温度センサーがその値を決定します。すすを燃焼させるのに十分でない場合、コントローラーは、たとえば、排気ガス中に実行される追加の燃料噴射を実行できます。これにより、排気システムで直接燃焼し、排気ガスの温度を希望する値。
もしも排気システムディーゼルエンジンに搭載されている、パティキュレートフィルターに入る排気ガスの温度を上げることを目的とした他の手段を提供し、その後、制御コントローラーもそれらをアクティブにします。

フラッシング

この場合、クリーニングは特殊液体、注がれたり、内部に注入されたりします。試薬はすすを柔らかくし、詰まった毛穴から取り除きます。その後、車を運転するときに燃やすことができます。

パティキュレートフィルターは不可欠な部品です現代の車現在の規制に従って排気ガスの組成を保証します。その現在の状態は、現在の温度センサーと圧力差を測定するセンサーを使用する制御システムによって監視されます。このような制御システムにより、ドライバーは粒子フィルターの効率を回復するためのタイムリーな措置を講じることができます。技術的条件または、設計で提供されている場合は、回生モードが自動的にオンになります。