Czy filtr cząstek stałych. Filtr cząstek stałych – co to jest? Demontaż filtra cząstek stałych - konsekwencje dla silnika Diesla

18.07.2019

Ciało

Podobnie jak silniki benzynowe, silniki wysokoprężne są wyposażone w filtr spalin. Ponieważ jednak zasada zapłonu paliwa w silnikach tych dwóch typów jest inna, filtry spalin dla silnika wysokoprężnego i benzynowego znacznie się od siebie różnią.

Warto zauważyć, że jeśli w układzie wydechowym zamontowane są katalizatory silniki benzynowe dawno temu zaczęto montować filtry cząstek stałych bezbłędnie w silnikach Diesla znacznie później - po wprowadzeniu norm środowiskowych Euro-5.

Już sama nazwa urządzenia jasno wskazuje, że jego głównym zadaniem jest filtrowanie gazów spalinowych z zawartych w nich cząstek sadzy. filtr cząstek stałych nowoczesny diesel opóźnia do 90% ilości sadzy zawartej w spalinach. Zewnętrznie filtr cząstek stałych to mały metalowy cylinder wypełniony specjalnym, żaroodpornym materiałem ceramicznym. Dzięki komórkowej strukturze wypełniacza ceramicznego, filtr zatrzymuje najmniejsze cząstki powstałe w wyniku spalania. Tak naprawdę filtr cząstek stałych to część tłumika przeznaczona do oczyszczania układu wydechowego.

Zasada działania filtra cząstek stałych

praca filtry cząstek stałych zwyczajowo dzieli się go na dwa etapy: bezpośrednią filtrację spalin (wychwytywanie sadzy) i regenerację filtra. Na etapie wychwytywania sadzy wewnątrz filtra, w odróżnieniu od katalizatora silnika benzynowego, nie stosuje się żadnych skomplikowanych środków chemicznych ani procesy fizyczne. Specjalna drobnoziarnista struktura ceramiczna wewnętrznej części filtra przesiewa gazy spalinowe, zatrzymując cząsteczki sadzy na jego ściankach. Jednocześnie nawet najbardziej wydajne filtry nie są w stanie całkowicie wyeliminować przedostawania się sadzy do atmosfery, przepuszczając mikrocząstki o wielkości od 0,1 do 0,5 mikrona. Jednak zawartość cząstek tej wielkości w spalinach silnika Diesla nie przekracza 5-10%.

Oczywiście z biegiem czasu ilość sadzy uwięzionej w filtrze osiąga poziom krytyczny – filtr staje się coraz bardziej zatykany, co po pewnym czasie zaczyna mieć wpływ na wydajność. jednostka mocy ogólnie: spada moc silnika, wzrasta zużycie paliwa. Drugi etap pracy urządzenia ma na celu oczyszczenie lub regenerację filtra cząstek stałych. W przeciwieństwie do procesu filtracji, etap regeneracji filtra jest bardzo czasochłonny Złożony proces. Regeneracja filtrów cząstek stałych jest realizowana przez różnych producentów samochodów na różne sposoby. To prawda, że istota wszystkich tych rozwiązań jest taka sama - czyszczenie ogniw filtra z zatkanej sadzy.

W większości przypadków filtr cząstek stałych jest urządzeniem kombinowanym, które łączy w sobie element filtra cząstek stałych i katalizator dla szkodliwych gazów spalinowych. Typowy przykład to filtry cząstek stałych stosowane w ich samochodach przez Volkswagena. W ten sposób twórcy nie tylko wdrażają wymagania dotyczące czyszczenia spalin, ale także zapewniają proces czyszczenia elementu filtra cząstek stałych. Konstrukcja filtra kombinowanego jest następująca: wewnątrz obudowy filtra znajdują się żaroodporne ogniwa wykonane z węglika krzemu z kanałami o minimalnym przekroju. Komórki te stanowią element filtrujący zwalczający sadzę. Wewnętrzne ścianki boczne obudowy filtra wykonane są ze specjalnego materiału katalitycznego (najczęściej tytanu), który przyczynia się do utleniania i spalania tlenku i dwutlenku węgla. Dodatkowa funkcja konwerter w ta sprawa polega na jego zdolności do nagrzania filtra cząstek stałych do temperatury około 500°C. Z reguły ta temperatura jest wystarczająca, aby nagromadzone cząsteczki sadzy po prostu same się wypaliły, oczyszczając w ten sposób komórki filtra. Proces ten powszechnie nazywany jest pasywną regeneracją filtra cząstek stałych.

Jednak wydajność regeneracja pasywna filtr cząstek stałych w silniku wysokoprężnym osiąga się tylko przy stosunkowo długa praca silnik pod obciążeniem, na przykład podczas długiej podróży po wiejskiej drodze do duże prędkości. Przecież dopiero wtedy w filtrze osiągana jest wysoka temperatura, wystarczająca do wypalenia nagromadzonej sadzy. Jeżeli poziom sadzy osiągnął poziom krytyczny i nie można rozgrzać filtra z powodu niewystarczającego obciążenia silnika (jazda na krótkich dystansach lub sporadyczne poruszanie się po mieście), ale jednocześnie czujniki rejestrują zatkanie filtra poza dopuszczalna stawka, rozpoczyna się aktywne czyszczenie filtra cząstek stałych. Proces ten polega na dostarczeniu do cylindrów silnika dodatkowej porcji paliwa po głównej części oleju napędowego. Następnie zawór EGR zostaje zamknięty i w razie potrzeby elektronika tymczasowo zmienia algorytm standardowego sterowania geometrią turbiny. nie przepalony mieszanka paliwowa wchodzi do katalizatora kolektor dolotowy, po czym następuje dopalanie mieszaniny, znacznie zwiększając temperaturę spaliny. Spaliny wchodzące do filtra cząstek stałych osiągają temperaturę 500-700 ° C i natychmiast wypalają sadzę z zatkanych ogniw filtra.

Oczywistym sygnałem rozpoczęcia procesu aktywnej regeneracji filtra będzie nieoczekiwana, krótkotrwała emisja czarnego dymu. Jednocześnie przyrządy pokażą natychmiastowy i krótki wzrost prędkości obrotowej silnika na biegu jałowym przy jednoczesnym gwałtownym wzroście zużycia paliwa. Warto zaznaczyć, że cała procedura wymuszonego czyszczenia jest w pełni zautomatyzowana i nie wymaga ingerencji właściciela maszyny. Elektronika po odzyskaniu odczytuje dane z czujników zainstalowanych przed i za filtrem właściwy poziom ciśnienia, proces aktywnej regeneracji kończy się, a silnik wraca do normalnego trybu pracy.

Niektórzy producenci, którzy nie stosują kombinowanych urządzeń do oczyszczania spalin diesla, stosują filtry z oddzielnym katalizatorem. Tutaj filtr jest czyszczony poprzez automatyczny wtrysk specjalnego dodatku do paliwa. Gdy filtr cząstek stałych zostanie napełniony i moc silnika spadnie, układ wtryskowy wpompowuje dodatek do paliwa. Po spaleniu takiej mieszanki w układzie wydechowym osiąga niezwykle wysoką temperaturę przekraczającą 600°C. Ponadto substancja czynna dodatku nie rozkłada się podczas spalania oleju napędowego, lecz przedostaje się do gorącego filtra cząstek stałych, gdzie po spaleniu podnosi temperaturę do 900°C, zapewniając natychmiastowe wypalenie sadzy i szybkie oczyszczenie filtra . Biorąc pod uwagę krótki czas ekspozycji ponad wysoka temperatura i wytrzymałości materiałów, z których wykonane są filtry, układ wydechowy nie ulega zniszczeniu.

Demontaż filtra cząstek stałych – metody i skutki

Niestety częsta regeneracja negatywnie wpływa na silnik maszyny. Podczas regeneracji bogata mieszanka paliwowa nie spala się całkowicie i przedostaje się do oleju silnikowego. W rezultacie olej upłynnia się, zwiększając swoją objętość. Dodatkowo obniżone zostają właściwości ochronne i smarne oleju. płynny olejłatwo pokonuje uszczelki, stwarzając ryzyko przedostania się do intercoolera i cylindrów.

Żywotność filtrów cząstek stałych sięga 110-120 tysięcy kilometrów samochodu. Jednak biorąc pod uwagę niska jakość krajowy olej napędowy, często zdarza się, że filtr jest wymieniany w nowym samochodzie po 25-30 tysiącach kilometrów. W zależności od modelu samochodu koszt filtra układu wydechowego silnika Diesla waha się od 900 do 3000 euro.

Skuteczną alternatywą dla wymiany filtra cząstek stałych jest jego demontaż. Usuwając filtr, właściciel maszyny uratuje się od problemów związanych z regularnymi zatykaniami i koniecznością czyszczenia urządzenia. Charakterystyka trakcyjna takiego samochodu zauważalnie wzrasta, i zużycie paliwa maleje. Ponadto nie ma potrzeby specjalnego oleje silnikowe wymagany w pojazdach wyposażonych w filtry cząstek stałych. Jeśli chodzi o możliwe negatywne konsekwencje następnie wyjmij filtr prawidłowy demontaż urządzenia oprócz rosnącego szkodliwe emisje produktów spalania paliwa do poziomu wymagań Euro-3, z samochodem nic złego się nie stanie.

Obecnie wiele serwisów samochodowych oferuje usługę usuwania filtra cząstek stałych. Jednak ufanie specjalistom „garażowym” jest dość niebezpieczne. Ta opcja jest obarczona uszkodzeniem czujników układu wydechowego, co prowadzi do włączenia Tryb awaryjny eksploatacji samochodu i późniejszych napraw. Aby prawidłowo wyjąć filtr cząstek stałych należy wykonać kilka czynności, w tym wstępny diagnostyka komputerowa, przeprogramowanie ECU i późniejszy demontaż techniczny urządzenia.

Pojawienie się silnika wysokoprężnego na masie rynek konsumencki zmusił twórców takich silników do wprowadzenia ich na świat Norm środowiskowych. Silniki Diesla muszą skutecznie radzić sobie ze spalinami, zatrzymując elementy niebezpieczne w przypadku emisji do atmosfery. Podczas modernizacji układu wydechowego silników wysokoprężnych wszędzie zaczęto montować filtry cząstek stałych, które skutecznie oczyszczają spaliny. Podczas pracy silnika wysokoprężnego filtr cząstek stałych ulega zabrudzeniu i należy go oczyścić lub wymienić.

Spis treści:

Co to jest filtr cząstek stałych DPF: zadanie i zasada działania

Jak sama nazwa wskazuje, zadaniem filtra cząstek stałych jest zatrzymanie cząstek sadzy pojawiających się w spalinach. Gromadzi się w nim sadza, która następnie ulega wypaleniu, uzyskując w ten sposób mniej szkodliwy efekt środowisko wydechowy.

Zasada działania Filtr DPF w następującym:

Sadza gromadzi się w filtrze aż do momentu krytycznego, który zależy od różnicy ciśnień przed i za elementem filtrującym;
Gdy ciśnienie to odbiega od normy, to znaczy wydajność filtra maleje, moduł elektroniczny sterowanie silnikiem otrzymuje o tym informację i aktywuje tryb dopalania nagromadzonej sadzy;
Uwaga: W zależności od producenta silnika proces dopalania może zostać aktywowany w różnych warunkach.
Proces dopalania odbywa się przy zwiększonej prędkości obrotowej wał korbowy i ulepszony wtrysk paliwa, którego polecenie wydaje jednostka sterująca;
Zwiększa to temperaturę spalin do wartości, przy których wypala się sadza.

Pomimo obecności trybu dopalania sadzy może ona jednak gromadzić się w filtrze DPF i nie wypalać się. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku kierowców, którzy rzadko korzystają z samochodu, kiedy zwiększona prędkość przemieszczających się głównie po obszarach miejskich.

Ponieważ koszt filtra cząstek stałych DPF jest dość wysoki, kierowcy muszą monitorować te elementy i czyścić je w odpowiednim czasie, aby nie spotkać się z koniecznością wymiany.

Przyczyny zatkanego filtra cząstek stałych

Sadza - produkt uboczny pracować olej napędowy w cylindrach silnika. W spaliny ma konsystencję drobnego proszku, który jest prawie w całości zatrzymywany przez siateczkę filtra cząstek stałych.

Podczas cyklu pracy cząsteczki węglowodorów przedostające się do spalin nie spalają się w komorze. Z ich powodu zaczynają się formować osady żywiczne. Żywica ta skleja drobne cząsteczki sadzy, co prowadzi do powstawania sadzy. W miejscu, w którym znajduje się sadza, znajdują się inne elementy spalania oleju napędowego, a także siarczany metali powstające w spalinach w wyniku spalania oleju, który dostał się do cylindra.

Uwaga: Siarczany metali są produktem spalania dodatków do paliw zawierających pierwiastki metaliczne. Szczególnie dużo dodatków zawierających metale znajduje się w oleje uniwersalne, który można stosować do silników wysokoprężnych i benzynowych. Jest to jeden z powodów, dla których oleje tego typu nie są zalecane do regularnego stosowania w silnikach Diesla.

W wyniku opisanych powyżej procesów powstają osady sadzy wraz z cząsteczkami innych pierwiastków, które osadzają się na filtrze i nie wypalają się w trybie dopalania sadzy.

Od czego zależy żywotność filtra cząstek stałych

W zależności od tego, jak ostrożnie właściciel samochodu podchodzi do problemu zatkania filtra cząstek stałych, żywotność elementu jest bezpośrednio skorelowana. Na żywotność wpływa również liczba aktywacji trybów dopalania sadzy. Im częściej silnik samochodu włącza tryb dopalania sadzy, tym krócej wytrzyma filtr cząstek stałych.

Eksperci zalecają wydłużenie żywotności filtra cząstek stałych, szczególnie jeśli samochód z silnikiem Diesla porusza się po mieście, w celu oczyszczenia tego elementu przy każdym przeglądzie technicznym. Jest to szczególnie ważne, jeśli występują problemy z silnikiem, które mogą prowadzić do tworzenia się masywnych osadów na elemencie filtrującym.

Uwaga: czysty filtr cząstek stałych jest również ekonomiczny. Jeśli filtr jest zanieczyszczony, moc silnika spada, co zwiększa jego zużycie paliwa, aby samochód mógł jeździć z tą samą dynamiką.

Można wydłużyć żywotność filtra cząstek stałych, stosując specjalne dodatki do oleju napędowego. W sklepach motoryzacyjnych można znaleźć dodatki, których celem jest zmniejszenie ilości osadów węglowych powstających w wyniku pracy silnika. Osiąga się to poprzez maksymalizację spalania paliwa w cylindrach silnika, co prowadzi do zmniejszenia ilości sadzy w spalinach. Zaleca się stosowanie takiego dodatku przynajmniej raz na 3000 kilometrów przebiegu samochodu.

Również na proces tworzenia się sadzy na filtrze cząstek stałych duży wpływ ma jakość stosowanego paliwa, dlatego należy tankować wysokiej jakości olejem napędowym, aby zmaksymalizować żywotność tego elementu.

Jak czyścić filtr cząstek stałych DPF

Istnieją dwa główne sposoby czyszczenia filtra cząstek stałych DPF z osadów węglowych. Pierwsza implikuje konieczność wyjęcia elementu filtrującego z samochodu, natomiast druga wiąże się z wykonaniem czynności bezpośrednio na samochodzie. Obie metody mają swoje zalety i wady, dlatego rozważymy je osobno.

Czyszczenie filtra cząstek stałych z demontażem

Złożoność Ta metoda polega na konieczności demontażu filtra cząstek stałych i czasie trwania zabiegu. Czyszczenie filtra zajmuje średnio około 8 godzin.

Do czyszczenia stosuje się specjalne płyny do płukania filtrów cząstek stałych, które można kupić u nas sklepy samochodowe. Lepiej wybierać kompozycje sprawdzonych marek, takich jak Luffe, Pro-tec, Liqui Moly i tym podobne. Płyny te to kompozycje składników naftowych i różnych dodatków, które mogą rozpuszczać osady sadzy. Płyny dostarczane są w kanistrach średnio o pojemności 5 litrów, na jedno spłukanie potrzebny jest cały kanister. Kanistry na górze mogą posiadać miejsce do zamocowania węża, niektóre z nich posiadają wąż w zestawie. Wąż ułatwia napełnienie filtra cząstek stałych płynem płuczącym.

Obudowę usuniętego filtra cząstek stałych należy całkowicie wypełnić płynem płuczącym i pozostawić na czas określony w instrukcji stosowania kompozycji (około 8 godzin). Następnie wystarczy przepłukać filtr strumieniem wody, aby zmyć pozostały brud, a także resztki środka czyszczącego.

Uwaga: Mycie wodą należy traktować poważnie, ponieważ środek czyszczący jest łatwopalny i może zapalić się w przypadku wystawienia na działanie spalin.

Po umyciu filtra cząstek stałych wodą pozostaje go wysuszyć i zamontować na miejscu.

Czyszczenie filtra cząstek stałych bez jego demontażu

Metoda płukania filtra cząstek stałych bez jego wyjmowania jest szybsza, ponieważ prace wykonywane są bezpośrednio na samochodzie. Cechy konstrukcyjne filtry umożliwiają doprowadzenie płynu czyszczącego przez otwór do montażu czujnika ciśnienia lub temperatury, po ich wyjęciu.

Należy pamiętać, że do czyszczenia filtra cząstek stałych bez jego usuwania stosuje się inny skład. Wynika to z faktu, że prace prowadzone są bezpośrednio przy samochodzie i nie ma możliwości zapewnienia, że produkty olejowe zostaną całkowicie usunięte z filtra cząstek stałych. Dlatego do czyszczenia stosuje się kompozycję na bazie wody alkalicznej. z płynem płuczącym. Płyn pozwoli po czyszczeniu zneutralizować pozostałą alkalię.

Aby przepłukać filtr cząstek stałych bez jego wyjmowania, musisz zaopatrzyć się w pistolet natryskowy.

Uwaga: Płyny do wstępnego płukania można znaleźć także w puszkach aerozolowych. Aby efektywnie wykorzystać płyn znajdujący się w puszce, koniecznie przeczytaj załączoną do niego instrukcję.

Przed umyciem filtra cząstek stałych należy rozgrzać silnik samochodu, po czym należy poczekać, aż we elemencie filtrującym osiągnie się temperatura około 40 stopni Celsjusza. Należy to zrobić, aby poprawić skuteczność kompozycji alkalicznej.

Kompozycję natryskuje się na filtr cząstek stałych pod ciśnieniem około 8 barów. W takim przypadku proces opryskiwania powinien być przerywany: 10 sekund wstrzykiwania płynu, następnie należy odczekać 10 sekund przed wstrzyknięciem nowej dawki. Konieczne będzie zatem wprowadzenie około 1 litra płynu czyszczącego. Ważne jest również obracanie i przesuwanie sondy rozpylającej w celu oczyszczenia całego filtra cząstek stałych. Po przepłukaniu kompozycją alkaliczną w podobny sposób natryskuje się czystą wodę.

Po wyczyszczeniu filtra cząstek stałych płynnymi środkami zaleca się przeprowadzić procedurę dopalenia resztek sadzy, jeżdżąc samochodem na wysokich obrotach przez 20-30 minut.

W przepisach dotyczących emisji EURO 6c wartości graniczne masy cząstek stałych (PM) i liczby cząstek stałych (PN) są jeszcze bardziej rygorystycznie ograniczone. Podstawą tego jest fakt, że nowoczesne silniki spalinowe Z wtrysk bezpośredni nie tworzy takiej jednorodności mieszanka paliwowo-powietrzna podobnie jak przy wtrysku do kolektora dolotowego.

Dlatego podczas spalania paliwa powstaje więcej cząstek. Aby dotrzymać wartości granicznych, instalowany jest między innymi filtr cząstek stałych silnik benzynowy.

Przykład: silnik B48 w F22/F23

Opis operacji

Położenie montażowe filtra cząstek stałych dla silników benzynowych

Filtr cząstek stałych do silnika benzynowego montowany jest w miejscu środkowego tłumika za katalizatorem. W przyszłości filtr cząstek stałych do silnika benzynowego będzie montowany bliżej silnika, we wspólnej obudowie z katalizatorem.

W celu jednoznacznej identyfikacji należy sprawdzić położenie montażowe czujnika ciśnienia doładowania.

Jeżeli czujnik ciśnienia spalin znajduje się na wylocie katalizatora, to filtr cząstek stałych dla silnika benzynowego znajduje się dalej od silnika w podwoziu pojazdu, a nie w środkowym tłumiku. Jeżeli czujnik ciśnienia spalin jest umieszczony centralnie na obudowie katalizatora, to filtr cząstek stałych dla silnika benzynowego montowany jest bliżej silnika.

Położenie montażu filtra cząstek stałych bliżej silnika ułatwia regenerację (spalanie sadzy), gdyż łatwiej jest uzyskać wymaganą temperaturę spalin.

Budowa i działanie filtra cząstek stałych w silniku benzynowym

W filtrze cząstek stałych silnika benzynowego przechodzi wiele kanałów, przez które przechodzą spaliny. Ściany filtra cząstek stałych w silniku benzynowym są porowate dla przepuszczania gazów spalinowych. Cząsteczki (sadza i popiół) osadzają się w kanałach.

Kanały filtra cząstek stałych w silniku benzynowym są zamknięte na krawędziach. Każdy wlot jest otoczony przez 4 wyloty. Cząsteczki osadzają się w powłoce kanałów wlotowych. Pozostają tam cząstki, które wypalają się wraz ze wzrostem temperatury gazów spalinowych wymagana ilość tlen. Oczyszczone spaliny przenikają przez porowate, pokryte powłoką ścianki otworów wylotowych.

Osady sadzy z biegiem czasu zatykają filtr cząstek stałych. Dlatego należy je spalić. Dzieje się tak, gdy temperatura spalin przekracza temperaturę zapłonu sadzy. Ten proces zwana regeneracją. W tym procesie cząsteczki węgla przekształcają się w gazowy dwutlenek węgla (CO2) poprzez utlenianie.

Osady sadzy zaczynają się wypalać w temperaturach powyżej 600°C. Szybka i wydajna regeneracja jest możliwa dopiero od temperatury 700°C. Ponieważ dana temperatura osiąga się jedynie przy odpowiednio dużym obciążeniu, wraz z naturalną regeneracją (spalanie sadzy nadmiarem powietrza w trybie wymuszonego obiegu powietrza). bezczynny ruch) zastosuj filtr cząstek stałych dla silnika benzynowego dodatkowe środki. Zatem temperatura spalin jest sztucznie zwiększana poprzez regulację kąta zapłonu. Z reguły kierowca nie odczuwa tych procesów.

Czujnik ciśnienia spalin

W silniku benzynowym w porównaniu do silnika Diesla nie jest mierzona różnica ciśnień przed i za filtrem cząstek stałych. Zamiast tego czujnik ciśnienia gazu w silniku benzynowym mierzy ciśnienie gazów spalinowych przed filtrem cząstek stałych benzyny i ciśnienie otoczenia.

Cyfrowy układ elektroniczny System zarządzania silnikiem (DME) wykorzystuje sygnały z czujnika ciśnienia doładowania i inne sygnały (np. masę powietrza) do obliczenia przepływu spalin.

Na podstawie przepływu spalin w połączeniu ze zmierzonym ciśnieniem otoczenia obliczane jest ciśnienie spalin za filtrem cząstek stałych dla silnika benzynowego. Obliczona różnica ciśnień przed i za filtrem cząstek stałych dla silnika benzynowego wskazuje stopień obciążenia filtra cząstek stałych dla silnika benzynowego. cyfrowa elektronika silnika (DME) aktywuje regenerację po przekroczeniu dopuszczalnego poziomu obciążenia.

Funkcje systemu

Regeneracja

W zależności od stylu jazdy i stanu pojazdu filtr cząstek stałych przeznaczony jest na przebieg około 240 000 km. Po osiągnięciu tego przebiegu należy wymienić filtr cząstek stałych w silniku benzynowym wraz z obudową. W tym celu usuwa się układ wydechowy i instaluje nowy filtr cząstek stałych dla silnika benzynowego.

Informacji o stopniu obciążenia dostarcza układ diagnostyczny. Po osiągnięciu maksymalny przebieg pamięć błędów jest zapisywana i odczytywana przez system diagnostyczny. W t/s po osiągnięciu maksymalnego przebiegu informacje serwisowe nie są wyświetlane.

Aby utrzymać ciśnienie gazów spalinowych dopuszczalne limity liczba cykli regeneracji wzrasta wraz ze wzrostem stopnia obciążenia popiołem filtra cząstek stałych w przypadku silnika benzynowego. Przy maksymalnym stopniu obciążenia popiołem filtra cząstek stałych silnika benzynowego nie jest on w stanie swobodnie się spalić. W rezultacie następuje stopniowy spadek mocy silnika. Jeśli redukcja mocy przekracza 30%, aktywuje się cyfrowa elektronika silnika (DME). lampka sygnalizacyjna toksyczność gazów spalinowych. Układ zarządzania silnikiem przechodzi w tryb awaryjny.

Przeznaczenie	Wyjaśnienie	Przeznaczenie	Wyjaśnienie
A	Sadza	B	Popiół
C	Stan nowy (bez depozytów)
km	Przebieg	kW	Moc w kW
milibar	Ciśnienie spalin w milibarach
1	Cykle obciążenia z regeneracją	2	Wysokoobciążający filtr cząstek stałych do silników benzynowych
3	Osiągnięto średni przebieg	4	Program redukcji mocy i awaryjny

Możliwości regeneracji

Regeneracja normalna: przeprowadzana w zależności od charakteru ruchu. Spalanie sadzy jest możliwe tylko wtedy, gdy w trybie wymuszonego biegu jałowego w trybie wymuszonego biegu jałowego jest za dużo powietrza i przy odpowiednio wysokiej temperaturze spalin.
Regeneracja obliczona: regeneracja cykliczna oparta na charakterze ruchu.
Regeneracja co 10 000 km: ustawić cykl regeneracji.

Zastrzyk

Poprawa parametrów emisyjnych szkodliwe substancje(cząstki) dla EURO 6c montowane są nowe dysze. Wtryskiwacze mają nową geometrię wtrysku. Poniższy wykres przedstawia zmianę:

Instrukcje serwisowe

Ogólne instrukcje

Instrukcje diagnostyczne

Diagnoza filtra cząstek stałych dla silnika benzynowego odbywa się za pomocą systemu diagnostycznego. W tym celu przewidziano moduły testowe czujnika ciśnienia spalin i filtra cząstek stałych dla silników benzynowych.

Dla funkcji serwisowej należy zarejestrować wymianę filtra cząstek stałych na silnik benzynowy.

Zastrzegamy sobie prawo do błędów typograficznych, semantycznych i zmian technicznych.

NA samochody w silnikach wysokoprężnych od 2000 roku w układzie wydechowym stosowany jest filtr cząstek stałych. Wraz z wprowadzeniem w styczniu 2011 roku norm Euro 5, stosowanie filtra cząstek stałych w samochodach osobowych z silnikiem Diesla jest obowiązkowe.

Filtr cząstek stałych (w wersji angielskiej Cząstki diesla Filtr DPF w wersji francuskiej Filtre a Particules FAP w wersji niemieckiej RubPartikelFilter RPF) przeznaczony jest do ograniczenia emisji cząstek sadzy do atmosfery wraz ze spalinami. Zastosowanie filtra pozwala na redukcję cząstek sadzy w spalinach nawet o 99,9%.

W silniku wysokoprężnym sadza powstaje, gdy paliwo nie zostaje całkowicie spalone. Cząsteczki sadzy mają wielkość od 10 nm do 1 µm. Każda cząstka składa się z rdzenia węglowego, do którego przyłączone są węglowodory, tlenki metali, siarka i woda. Specyficzny skład sadzy zależy od trybu pracy silnika i składu paliwa.

W układzie wydechowym filtr cząstek stałych znajduje się za katalizatorem. W niektórych konstrukcjach filtr cząstek stałych jest połączony z katalizator typu utleniającego i znajduje się bezpośrednio za kolektorem wydechowym, gdzie temperatura spalin jest maksymalna. Nazywa się to filtrem cząstek stałych z powłoką katalityczną.

Główny element konstrukcyjny Filtr cząstek stałych to matryca wykonana z ceramiki (węglika krzemu). Matryca umieszczona jest w metalowej obudowie. Osnowa ceramiczna ma strukturę komórkową składającą się z kanałów o małym przekroju, zamkniętych naprzemiennie z jednej i drugiej strony. Boczne ściany kanałów mają porowatą strukturę i pełnią rolę filtra.

W przekroju komórki macierzy mają kształt kwadratu. Bardziej doskonałe są ogniwa wejściowe o kształcie ośmiokątnym. Mają większą powierzchnię (w porównaniu do ogniw wyjściowych), przepuszczają i dostarczają więcej gazów spalinowych dłuższy okres serwis filtra cząstek stałych.

W pracy filtra cząstek stałych wyróżnia się dwa kolejne etapy: filtrację i regenerację sadzy. Podczas filtracji cząsteczki sadzy są wychwytywane i osadzane na ściankach filtra. Najtrudniej wychwycić małe cząsteczki sadzy (od 0,1 do 1 µm). Ich udział jest niewielki (do 5%), ale są to emisje najbardziej niebezpieczne dla człowieka. Nowoczesne filtry cząstek stałych zatrzymują również te cząstki.

Cząsteczki sadzy nagromadzone podczas filtracji stanowią przeszkodę dla spalin, co prowadzi do spadku mocy silnika. Dlatego wymagane jest okresowe czyszczenie filtra z nagromadzonej sadzy lub regeneracja. Rozróżnia się pasywną i aktywną regenerację filtra cząstek stałych. W nowoczesne filtry Z reguły stosuje się regenerację pasywną i aktywną.

Pasywna regeneracja filtra cząstek stałych odbywa się ze względu na wysoką temperaturę gazów spalinowych (ok. 600°C), która osiągana jest podczas pracy silnika maksymalne obciążenie. Innym sposobem regeneracji pasywnej jest dodanie do paliwa specjalnych dodatków, które zapewniają spalanie sadzy w niższej temperaturze (450-500°C).

W pewnych warunkach pracy silnika (małe obciążenie, jazda miejska itp.) temperatura spalin nie jest wystarczająco wysoka i nie może nastąpić regeneracja pasywna. W takim przypadku przeprowadzana jest aktywna (wymuszona) regeneracja filtra cząstek stałych.

Aktywna regeneracja filtra cząstek stałych Odbywa się to poprzez wymuszone podniesienie temperatury gazów spalinowych na określony czas. Nagromadzona sadza ulega utlenieniu (wypaleniu). Istnieje kilka sposobów na podniesienie temperatury spalin podczas aktywnej regeneracji:

późny wtrysk paliwa;
dodatkowy wtrysk paliwa w suwie wydechu;
stosowanie grzejnik elektryczny przed filtrem cząstek stałych;
wtrysk porcji paliwa bezpośrednio przed filtr cząstek stałych;
ogrzewanie gazów spalinowych za pomocą mikrofal.

Konstrukcja filtra cząstek stałych oraz układów zapewniających jego działanie jest stale udoskonalana. Obecnie najpopularniejszy filtr cząstek stałych z powłoką katalityczną oraz filtr cząstek stałych z systemem wprowadzania dodatków do paliwa.

Filtr cząstek stałych z powłoką katalityczną

Filtr cząstek stałych z powłoką katalityczną stosowany w samochodach Grupa Volkswagena i wielu innych producentów. W działaniu filtra cząstek stałych z powłoką katalityczną rozróżnia się regenerację aktywną i pasywną.

Podczas regeneracji pasywnej sadza ulega ciągłemu utlenianiu pod wpływem działania katalizatora (platyny) i wysokiej temperatury gazów spalinowych (350-500°C). Łańcuch przemian chemicznych podczas regeneracji pasywnej przedstawia się następująco:

tlenki azotu reagują z tlenem w obecności katalizatora, tworząc dwutlenek azotu;
dwutlenek azotu reaguje z cząsteczkami sadzy (węglem), tworząc tlenek azotu i tlenek węgla;
tlenek azotu i tlenek węgla reagują z tlenem, tworząc dwutlenek azotu i dwutlenek węgla.

Aktywna regeneracja następuje w temperaturze 600-650°C, która powstaje przy pomocy układu sterującego dieslem. Zapotrzebowanie na regenerację czynną ustala się na podstawie oceny przepustowość łącza filtr cząstek stałych, który odbywa się za pomocą następujących czujników układu sterowania silnikiem Diesla: przepływomierz powietrza; temperatura spalin przed filtrem cząstek stałych; temperatura spalin za filtrem cząstek stałych; spadek ciśnienia na filtrze cząstek stałych.

Na podstawie sygnałów elektrycznych z czujników elektroniczna jednostka sterująca wykonuje dodatkowy wtrysk paliwa do komory spalania, a także ogranicza dopływ powietrza do silnika i zatrzymuje recyrkulację spalin. W takim przypadku temperatura spalin wzrasta do wartości wymaganej do recyrkulacji.

Filtr cząstek stałych z systemem dodatków do paliwa

Udoskonaleniem jest filtr cząstek stałych wraz z systemem wprowadzania dodatków do paliwa Zaniepokojenie PSA(Peuqeot-Citroen). Ponieważ pionierami w stosowaniu dodatków do regeneracji są Francuzi, nazwa filtr FAP (od francuskiego Filtre a Particules) przylgnęła do filtra. Podobne podejście zastosowano w filtrach cząstek stałych innych producentów samochodów (Ford, Toyota).

W systemie zastosowano dodatek zawierający cer, który dodawany jest do paliwa i zapewnia spalanie sadzy w niższej temperaturze (450-500°C). Jednak nawet taka temperatura spalin nie zawsze może zostać osiągnięta, dlatego system okresowo przeprowadza aktywną regenerację filtra cząstek stałych. Filtr cząstek stałych montowany jest zwykle oddzielnie za katalizatorem.

Dodatek magazynowany jest w osobnym zbiorniku o pojemności 3-5 litrów, co wystarcza na przejechanie 80-120 tys. kilometrów (żywotność filtra). Konstrukcyjnie zbiornik może znajdować się w zbiorniku paliwa lub na zewnątrz niego. Poziom dodatku w zbiorniku kontrolowany jest za pomocą czujnika pływakowego. Dodatek dostarczany jest do zbiornika paliwa za pomocą pompa elektryczna. Dozowanie dodatku odbywa się przy każdym tankowaniu zbiornik paliwa proporcjonalnie do ilości dostarczonego paliwa. Rozpoczęcie i czas trwania podawania dodatku reguluje jednostka sterująca silnika (w niektórych konstrukcjach oddzielna jednostka elektroniczna).

Ubocznym skutkiem stosowania dodatku jest to, że podczas spalania osadza się on w postaci popiołu na ściankach filtra i nie jest z niego usuwany, co skraca żywotność urządzenia. Żywotność nowoczesnego filtra cząstek stałych wynosi 120 000 km. Producenci deklarują wydanie w Wkrótce filtr o zasobie 250 000 km.

Ze względu na wysoki koszt zużytych filtrów cząstek stałych właściciele samochodów z reguły nie są wymieniani, ale usuwani, po czym następuje flashowanie układu zarządzania silnikiem.

W Europie najpopularniejszym silnikiem spalinowym jest olej napędowy. Jednak ani na benzynie, ani w silnik wysokoprężny paliwo nie spala się całkowicie. Będzie to skutkować powstawaniem w spalinach substancji toksycznych i rakotwórczych (EG), w tym cząstek sadzy – produktów, które nie całkowite spalanie węglowodory. Aby tego uniknąć wprowadzono normy emisji substancji szkodliwych, których przestrzeganiem m.in. przedmiot specjalny- filtr cząstek stałych.

Do czego służy filtr cząstek stałych?

Aby zrozumieć cel takiego urządzenia, należy dotknąć tego, czym jest OG. Poniższe zdjęcie w tabeli pokazuje skład gazów spalinowych, a także ich wpływ na organizm ludzki.

Dane pokazują, że olej napędowy jest niebezpieczny wysoka zawartość sadza w składzie spalin. Tutaj, aby zmniejszyć jego stężenie, do konstrukcji samochodu wprowadza się taki element - filtr cząstek stałych, o którym mowa poniżej.

Zasada działania

Rozmiar cząstek sadzy jest w przybliżeniu równy pięciu setnym mikrona i na swój sposób skład chemiczny to czysty węgiel. Zachowaj takie mikroskopijne cząstki zwykłymi środkami dość problematyczne. Do ich przechwycenia w urządzeniu wykorzystywana jest dyfuzja. Aby zrozumieć zasadę działania związaną z takim urządzeniem, poniższe zdjęcie pomoże:

Na zdjęciu widać, że w matrycy znajduje się cała sieć rurek, a końce sąsiednich są zamknięte różne imprezy. Spaliny dostają się od strony silnika, ale kiedy dostaną się do rur zamkniętych po przeciwnej stronie, nie mogą przejść dalej. Następnie przenikają przez ściany do sąsiednich otwartych wnęk i swobodnie opuszczają matrycę ceramiczną.

Jednocześnie podczas dyfuzji z jednej wnęki do drugiej zatrzymywane są nawet mikroskopijne cząsteczki, co oznacza, że filtr cząstek stałych spełnił swoje zadanie.

Urządzenie filtrujące cząstki stałe

Sam filtr cząstek stałych, ze swoją prostotą na zewnątrz, jest dość złożonym urządzeniem. Za wszystkie swoje występy, różne samochody, on jest metalowy cylinder. Cylinder posiada rury wlotowe i wylotowe, do których można podłączyć wspólny system oczyszczanie spalin. Urządzenie filtrujące widać na powyższym zdjęciu.

Wewnątrz znajduje się matryca ceramiczna, której urządzenie zostało już omówione powyżej. Oprócz matrycy na filtrze cząstek stałych zamontowane są czujniki kontrolujące jego działanie.
Wśród nich warto wymienić:

czujnik różnicy ciśnień;
czujnik temperatury na wlocie i wylocie stosowanego filtra cząstek stałych.

W zależności od konstrukcji filtr cząstek stałych można zamontować na różne sposoby, jak pokazano na zdjęciu:

Faktem jest, że samą matrycę można wykonać zarówno z wewnętrzną powłoką katalityczną, jak i bez niej. W tym drugim przypadku w silniku Diesla należy dodatkowo zamontować katalizator. Jeżeli w kompozycji zastosowano matrycę ceramiczną z powłoką katalityczną, wówczas można ją połączyć z katalizatorem.

Filtr cząstek stałych – jak najlepiej działać

Właściwa eksploatacja samochodu wydłuża żywotność filtra cząstek stałych. Faktem jest, że podczas oczyszczania spalin pory w rurach i same rury zatykają się cząsteczkami sadzy, co prowadzi do pogorszenia warunków pracy silnika i ostatecznie nie pozwala na normalną eksploatację samochodu.

Warto w tym miejscu wspomnieć, że filtr cząstek stałych, aby przywrócić swoją wydajność bez wymiany i demontażu z pojazdu, wymaga specjalnego trybu pracy, różniącego się od zwykłego procesu filtracji. Ale do tej kwestii możemy wrócić nieco później.

Przyczyny zmniejszające efektywność pracy

Może być kilka powodów, dla których się zatyka. Jednym z najważniejszych jest jakość stosowanego paliwa. Paliwo złej jakości powoduje wzmożone tworzenie się sadzy podczas pracy silnika, w wyniku czego filtr cząstek stałych bardzo szybko ulegnie zatkaniu tymi cząsteczkami, co znacznie skróci jego żywotność.

Inną przyczynę można uznać za niewystarczającą temperaturę spalin do całkowitego spalenia sadzy. Faktem jest, że filtr cząstek stałych pozwala nie tylko zatrzymać cząsteczki sadzy, ale także spalić te cząstki podczas pracy, gdy silnik wysokoprężny zapewnia wystarczający poziom temperatury spalin. Należy jednak podkreślić, że jest to możliwe, gdy temperatura spalin jest wysoka i wynosi co najmniej sześćset stopni. Przy innych, niższych wartościach nic takiego się nie dzieje.

Przyczyn spadku temperatury spalin może być kilka, m.in.:

tryb jazdy (z małą prędkością i częstymi przystankami);
korki podczas jazdy;
naruszenie procesu spalania.

Kontrola stanu bieżącego

W celu zapewnienia kontroli układ wydechowy, w którym pracuje silnik Diesla, wyposaża się w oprzyrządowanie, w skład którego wchodzi, jak już wspomniano, czujnik temperatury kontrolujący jego odczyty oraz czujnik ciśnienia mierzący jego różnicę na końcach rury wydechowej. filtr.

Na podstawie sygnałów generowanych przez czujnik ciśnienia sterownik sterujący stwierdza, że filtr cząstek stałych jest pełen niespalonych resztek paliwa i dzięki temu może automatycznie rozpocząć proces czyszczenia. Na panelu pojawi się odpowiedni symbol.

Jak czyścić - olej napędowy też na to pozwala

Często do regeneracji normalna operacja maszynie, gdy filtr cząstek stałych zapełni się cząsteczkami niespalonego paliwa, wystarczy zastosować kilka prostych trików, które uruchomią regenerację. Może mieć charakter aktywny i pasywny. W każdym razie czyszczenie następuje w wyniku spalania cząstek sadzy i uwalniania z nich zatkanych porów, do czego służy:

wzrost temperatury spalin;
dodatki obniżające temperaturę spalania sadzy;
płukanie, podczas którego filtr cząstek stałych oczyszczany jest z sadzy za pomocą specjalnych odczynników.

Regeneracja pasywna

Dokonuje tego kierowca samodzielnie w przypadku pojawienia się odpowiedniego wskazania, a także przy zauważalnych oznakach pogorszenia pracy silnika (spadek mocy, spadek dynamiki itp.).
Jednocześnie najważniejsze jest zapewnienie wzrostu temperatury spalin, co ma miejsce w przypadku przejechania od trzech do czterech kilkudziesięciu kilometrów na pełnym obciążeniu. Ten tryb ruchu zapewni spalanie sadzy wewnątrz i jej oczyszczenie. Inną możliwością może być zastosowanie w paliwie specjalnych dodatków, prowadzących do obniżenia temperatury spalania sadzy.

Aktywna regeneracja

Taki tryb czyszczenia może automatycznie włączyć sterownik silnika. W tym celu analizuje dane, które przesyła mu aktualny czujnik temperatury, a także czujnik różnicy ciśnień. Czujnik ten sygnalizuje, że cząsteczki sadzy zapchały filtr cząstek stałych, a aktualny czujnik temperatury określa jej wartość. Jeżeli dopalenie sadzy nie wystarczy, sterownik może przeprowadzić np. dodatkowy wtrysk paliwa, realizowany podczas spalin, co doprowadzi do jego spalenia bezpośrednio w układzie wydechowym i podniesie temperaturę spalin do żądaną wartość.
Jeśli system wydechowy, który jest montowany w silniku Diesla, przewiduje inne środki mające na celu podniesienie temperatury gazów spalinowych wchodzących do filtra cząstek stałych, wówczas sterownik sterujący również je aktywuje.

zaczerwienienie

W takim przypadku czyszczenie odbywa się za pomocą specjalne płyny, wlewany lub wstrzykiwany do środka. Odczynniki zmiękczają sadzę i usuwają ją z zatkanych porów, po czym można ją spalić podczas prowadzenia samochodu.

Filtr cząstek stałych stanowi integralną część nowoczesny samochód i zapewnia skład gazów spalinowych zgodny z obowiązującymi przepisami. Nad jego aktualnym stanem czuwa układ sterowania, w którym zastosowano czujnik temperatury prądu oraz czujnik mierzący różnicę ciśnień. Taki system kontroli pozwala kierowcy na podjęcie w odpowiednim czasie działań w celu przywrócenia normalnej sprawności filtra cząstek stałych stan techniczny pojazdu lub tryb regeneracji włączy się automatycznie, jeżeli konstrukcja tak przewiduje.