Филтър за твърди частици

DPF филтър за твърди частици

При автомобилите с дизелов двигател в състава на изпускателната система от 2000 година насам се използва dpf филтър за твърди частици. С въвеждането на стандартите Евро-5 през януари 2011 година, използването на филтър за твърди частици при леките автомобили с дизелов двигател е задължително. В английската версия е предназначен да намали емисиите на частици сажди в атмосферата с изгорелите газове. Използването на филтъра позволява да се намалят частиците на сажди в отработените газове до 99.9%. Дизеловия двигател образува сажди по време на непълно изгаряне на горивото. Частиците от сажди имат размер от 10 nm до 1 микрона. Всяка частица се състои от въглеродно ядро, с което се комбинират въглеводороди, метални оксиди, сяра и вода. Специфичният състав на саждите се определя от начина на работа на двигателя и състава на горивото.

Къде се намира филтър за твърди частици

В изпускателната система dpf филтъра за твърди частици се намира в катализатора. В редица проекти дизеловият филтър за твърди частици се комбинира с каталитичен конвертор от окислителен тип и се намира непосредствено зад изпускателния колектор. Където температурата на отработените газове е максимално висока. Нарича се филтър за дизелови частици с каталитично покритие. Основният структурен елемент на dpf филтъра за твърди частици е матрицата, която е направена от керамика или силициев карбид. Матрицата се поставя в метален корпус. Керамичната матрица има клетъчна структура, състояща се от канали с малко напречно сечение, последователно затворени от едната и от другата страна. Страничните стени на каналите имат пореста структура и играят ролята на филтър. Напречното сечение на клетъчната матрица са квадратни. По-съвършени са входните клетки с осмоъгълна форма.

Филтрация и регенерация на сажди

Те имат по-голяма повърхност в сравнение с изходните клетки. Които позволяват преминаването на повече отработени газове и осигуряват по-дълъг живот на филтъра за твърди частици. При работата на dpf филтъра за твърди частици се отличават два последователни етапа. Филтрация и регенерация на сажди. При филтриране се улавят частици от сажди и се утаяват по стените на филтъра. Най-голямата трудност за задържане е представена от малки частици сажди от 0,1 до 1 микрона. Техният дял е малък до 5%, но това са най-опасните емисии за хората. Съвременните dpf филтри за твърди частици забавят излизането на изгорелите газове. Частиците от сажди, натрупани по време на филтрацията, създават пречка за изгорелите газове, което води до намаляване на мощността на двигателя. Следователно е необходимо периодично да се почиства филтърът от натрупаната сажди или регенерация. Има пасивна и активна регенерация на филтъра за частици.

Работа на филтъра за твърди частици

При съвременните филтри обикновено се използва пасивна и активна регенерация. Пасивната регенерация на филтъра за частици се извършва поради високата температура на отработените газове. Тя достига до 600 ° C, която се постига, чрез двигателя когато работи при максимално натоварване. Друг начин за пасивна регенерация е добавянето на специални добавки към горивото, които осигуряват изгарянето на сажди при по-ниска температура около 450-500 °C. При определени условия в работа на двигателя, температурата на отработените газове не е достатъчно висока. Затова при нея не може да възникне пасивна регенерация. В този случай се извършва активно, принудително регенериране на филтъра за твърди частици. Активното регенериране на dpf филтъра за твърди частици. Се извършва чрез принудително повишаване на температурата на отработените газове за определен период от време.

DPF филтър с каталитично покритие

Натрупаната сажди се окислява и изгаря. Има няколко начина за повишаване на температурата на отработените газове по време на активна регенерация. Впръскване на късно гориво, допълнително впръскване на гориво в хода на изпускателната тръба. Използване на електрически нагревател пред филтъра за частици. Впръскване на гориво директно пред филтъра за твърди частици, нагряване на отработените газове с микровълни. Конструкцията на филтъра за твърди частици и системите, осигуряващи неговата работа, непрекъснато се подобрява. Понастоящем най-търсени са dpf филтър за твърди частици с каталитично покритие. И дизелов филтър за твърди частици с добавъчна инжекционна система в горивото. Филтър за дизелови частици с каталитично покритие. Дизеловият филтър за твърди частици с каталитично покритие се използва при Volkswagen и други производители. В работата на dpf филтъра за частици с каталитично покритие се различава активната и пасивната регенерация.

До колко градуса достига активната регенерация

По време на пасивна регенерация, саждите непрекъснато се окисляват. Поради действието на катализатора и високата температура на отработените газове която достига до 350-500 °С. Веригата от химични трансформации по време на пасивна регенерация има следната форма. Азотните оксиди реагират с кислорода в присъствието на катализатор за образуване на азотен диоксид. Азотният двуокис реагира с частиците от сажди като въглерод, за да образуват азотен оксид и въглероден оксид. Азотният оксид и въглеродният оксид реагират с кислорода, за да образуват азотен диоксид и въглероден диоксид. Активната регенерация се осъществява при температура от 600-650 °С, която се създава с помощта на система за управление на дизелови двигатели. Необходимостта от активна регенерация се определя въз основа на оценка на капацитета на филтъра за твърди частици. Който се извършва с помощта на следните сензори на системата за управление на дизеловия двигател.

DPF филтър за твърди частици

Дебитомер, температура на отработилите газове към филтъра за твърди частици. Температура на отработилите газове след филтъра за частици. Спад на налягането във филтъра за частици. Въз основа на електрическите сигнали на сензорите, електронният блок за управление произвежда допълнително впръскване на гориво в горивната камера. И също така намалява потока на въздух в двигателя и спира рециркулацията на отработените газове. В същото време температурата на отработилите газове се повишава до стойността, необходима за рециркулация. Филтър за твърди частици със система за впръскване на горивото. Филтър за твърди частици със система за впръскване на гориво е разработен от Peuqeot и Citroen. Употребата на добавки за регенерация са френски, името на филтъра FAP произлиза от френския Filtre a Particules. Подобен подход се прилага и при филтрите за твърди частици на други автомобилни производители.

DPF филтър за твърди частици

Системата използва добавка, съдържаща церий, която се добавя към горивото и осигурява изгарянето на сажди при температура 450-500 ° C. Но тази температура на отработените газове не винаги може да бъде достигната, следователно системата редовно регенерира периодично филтъра за твърди частици. Филтър за твърди частици със система за впръскване на гориво. Добавката се съхранява в отделен резервоар, с капацитет от 3-5 литра. Което е достатъчно за 80-120 хиляди километра експлоатационен живот на филтъра. Конструктивно резервоарът може да бъде в резервоара за гориво или извън него. Нивото на добавката в резервоара се следи с помощта на сензор. В горивния резервоар добавката се доставя с електрическа помпа. Началото и продължителността на подаването на добавката се регулират от компютъра на двигателя. Животът на съвременния dpf филтър за твърди частици е 120 000 километра. Поради високата цена, някои от специализираните автосервизи в София, предлагат услугата премахване на dpf