¿Qué es un filtro de partículas, su estructura y principio de funcionamiento?

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Con la introducción de normas medioambientales, a partir de 2009, todos los vehículos con motores de combustión interna de encendido automático deben estar equipados con filtros de partículas. Considere por qué son necesarios, cómo funcionan y cómo cuidarlos.

¿Qué es un filtro de partículas y cómo funciona?

El mismo concepto de filtro indica que la pieza está involucrada en el proceso de limpieza. A diferencia de un filtro de aire, se instala un filtro de partículas en el sistema de escape. La pieza está diseñada para minimizar la emisión de sustancias nocivas a la atmósfera.

¿Qué es un filtro de partículas, su estructura y principio de funcionamiento?

Dependiendo de la calidad del producto y de los elementos filtrantes, esta pieza es capaz de eliminar hasta el 90 por ciento del hollín del escape después de la combustión del combustible diesel. El trabajo del Consejo de la Federación se desarrolla en dos etapas:

  1. Eliminación de hollín. Los elementos filtrantes permeables al humo atrapan las partículas. Se asientan en las células del material. Esta es la tarea principal del filtro.
  2. Regeneración. Este es un procedimiento para limpiar las células del hollín acumulado. Se produce cuando el motor comienza a perder potencia con sistemas asociados útiles. En otras palabras, la regeneración es la restauración de la limpieza de la superficie celular. Diferentes modificaciones utilizan su propia tecnología para limpiar el hollín.

¿Dónde se encuentra un filtro de partículas y para qué sirve?

Dado que SF participa en la limpieza del escape, se instala en el sistema de escape de un automóvil propulsado por un motor diesel. Cada fabricante equipa sus automóviles con un sistema que puede diferir de los análogos de otras marcas. Por esta razón, no existe una regla estricta sobre dónde debe estar el filtro.

En algunos automóviles, el hollín se usa junto con un catalizador, que se instala en todos los automóviles modernos equipados con un motor de gasolina. En este caso, el filtro puede estar delante o detrás del catalizador.

¿Qué es un filtro de partículas, su estructura y principio de funcionamiento?

Algunos fabricantes (por ejemplo Volkswagen) han creado filtros de combinación que combinan las funciones de un filtro y un catalizador. Debido a esto, la pureza del escape de un motor diesel no difiere de un análogo de gasolina. A menudo, estas piezas se instalan inmediatamente después del colector de escape para que la temperatura de los gases de escape garantice la reacción química adecuada para neutralizar las sustancias nocivas.

Dispositivo de filtrado

En la versión clásica, el dispositivo DPF es muy similar al dispositivo catalizador. Tiene la forma de un matraz de metal, solo que en su interior hay un elemento filtrante duradero con una estructura celular. Este elemento suele estar hecho de cerámica. El cuerpo del filtro tiene mucha malla de 1 mm.

En versiones combinadas, los elementos catalizadores y el elemento filtrante se colocan en un módulo. Además, una sonda lambda, sensores de presión y temperatura de los gases de escape están instalados en dichas partes. Todas estas piezas garantizan la eliminación más eficaz de las partículas nocivas del escape.

Filtros de partículas de tipo cerrado DPF

Los filtros de partículas diésel de diseño moderno se dividen en dos tipos:

  • filtros dpf de tipo cerrado;
  • filtros fap con función de regeneración del elemento filtrante.
¿Qué es un filtro de partículas, su estructura y principio de funcionamiento?

La primera categoría incluye elementos con interior de panal cerámico, como en un convertidor catalítico. Se aplica una fina capa de titanio a sus paredes. La eficiencia de dicha pieza depende de la temperatura de escape; solo en este caso se producirá una reacción química para neutralizar el monóxido de carbono. Por esta razón, estos modelos se instalan lo más cerca posible del colector de escape.

Cuando se deposita sobre un panal de cerámica con un recubrimiento de titanio, el hollín y el monóxido de carbono se oxidan (la temperatura a la que ocurre la reacción debe ser de varios cientos de grados). La presencia de sensores permite diagnosticar un mal funcionamiento del filtro a tiempo, sobre lo cual el conductor recibirá una notificación de la ECU sobre el orden del automóvil.

Filtros de partículas de tipo cerrado FAP con función de regeneración

Los filtros FAP también son de tipo cerrado. Solo se diferencian de los anteriores por la función de autolimpieza. El hollín no se acumula en tales matraces. Las celdas de estos elementos están recubiertas con un reactivo especial que reacciona con el humo caliente y elimina por completo las partículas del tracto de escape a altas temperaturas.

Algunos automóviles modernos están equipados con un sistema de lavado especial que inyecta un reactivo en el momento adecuado cuando el automóvil se está moviendo, por lo que el hollín ya se elimina en las primeras etapas de formación.

¿Qué es un filtro de partículas, su estructura y principio de funcionamiento?

A veces, en lugar de un aditivo, se usa una porción adicional de combustible, que se quema en el propio filtro, aumentando la temperatura dentro del matraz. Como resultado de la combustión, todas las partículas se eliminan por completo del filtro.

Regeneración del filtro de partículas

Al quemar combustible diesel, se libera una gran cantidad de partículas. Con el tiempo, estas sustancias se depositan en el interior de los canales de hollín, por lo que se obstruyen.

Si se llena con combustible en mal estado, existe una alta probabilidad de que se acumule una gran cantidad de azufre en el elemento filtrante. Previene la combustión de alta calidad del combustible diesel, promueve una reacción oxidativa en el sistema de escape, por lo que sus piezas fallarán más rápido.

¿Qué es un filtro de partículas, su estructura y principio de funcionamiento?

Sin embargo, también puede producirse una rápida contaminación del filtro de partículas debido a un ajuste inadecuado del motor diesel. Otra razón es la combustión incompleta de la mezcla de aire y combustible, por ejemplo, debido a una boquilla defectuosa.

¿Qué es la regeneración?

La regeneración del filtro significa limpiar o restaurar las celdas de filtro obstruidas. El procedimiento en sí depende del modelo de filtro. Y también sobre cómo el fabricante de automóviles configuró este proceso.

En teoría, el hollín no puede obstruirse por completo, ya que en él deben tener lugar reacciones químicas. Pero en la práctica, esto sucede a menudo (las razones se indican un poco más arriba). Por esta razón, los fabricantes han desarrollado una función de autolimpieza.

Hay dos algoritmos para realizar la regeneración:

  • Activo;
  • Pasivo.

Si el vehículo no puede limpiar el catalizador y el filtro por sí solo, puede realizar este procedimiento usted mismo. Será necesario en los siguientes casos:

  • El automóvil rara vez recorre largas distancias (el escape no tiene tiempo de calentarse a la temperatura deseada);
  • El motor de combustión interna se amortiguó durante el proceso de regeneración;
  • Sensores defectuosos: la ECU no recibe los pulsos requeridos, por lo que el procedimiento de limpieza no se enciende;
  • Con un nivel de combustible bajo, no se produce la regeneración, ya que requiere una cantidad adicional de diesel;
  • Mal funcionamiento de la válvula EGR (ubicada en el sistema de recirculación de gases de escape).

Un signo de un filtro obstruido es una fuerte disminución en la potencia de la unidad de potencia. En este caso, lavar el elemento filtrante con la ayuda de productos químicos especiales ayudará a resolver el problema.

¿Qué es un filtro de partículas, su estructura y principio de funcionamiento?

El filtro de partículas no requiere limpieza mecánica. Basta con quitar la pieza del sistema de escape y cerrar uno de los orificios. Además, se vierte un emulador universal en el recipiente. Ayuda a eliminar la placa sin tener que comprar una pieza nueva. El líquido debe cubrir completamente la superficie contaminada. Durante 12 horas, la pieza debe agitarse periódicamente para que el hollín se retrase mejor.

Después de usar el limpiador, la pieza se enjuaga con agua corriente.

Regeneración pasiva

Este proceso se realiza mientras el motor está funcionando bajo carga. Cuando el automóvil circula por la carretera, la temperatura del escape en el filtro se eleva a unos 400 grados. Estas condiciones provocan una reacción química para oxidar el hollín.

Durante el proceso de regeneración, se genera dióxido de nitrógeno en dichos filtros. Esta sustancia actúa sobre los compuestos de carbono que forman el hollín. Este proceso forma óxido nítrico junto con monóxido de carbono. Además, debido a la presencia de oxígeno en la cavidad, estas dos sustancias entran en reacción con ella, como resultado de lo cual se forman otros dos compuestos: CO2 y dióxido de nitrógeno.

¿Qué es un filtro de partículas, su estructura y principio de funcionamiento?

Debe tenerse en cuenta que dicho proceso no siempre es igualmente efectivo, por lo tanto, periódicamente es necesario realizar una limpieza forzada del hollín dpf.

Regeneración activa

Para evitar que el filtro de partículas falle y no tener que cambiarlo por uno nuevo, es necesario limpiar periódicamente la superficie activa del catalizador. En el tráfico urbano o en viajes de corta distancia, es imposible proporcionar una limpieza pasiva del catalizador.

En este caso, es necesario iniciar un procedimiento activo o forzado. Su esencia se reduce a lo siguiente. La válvula Ugr se cierra (si es necesario, se realizan ajustes en el funcionamiento de la turbina). Además de la porción principal de combustible, se forma una cierta cantidad de mezcla de aire y combustible.

¿Qué es un filtro de partículas, su estructura y principio de funcionamiento?

Se alimenta al cilindro, en el que se quema parcialmente. El resto de la mezcla ingresa al colector de escape y al catalizador. Allí se quema y la temperatura de escape aumenta: se forma el efecto de un alto horno con el ventilador encendido. Gracias a este efecto, las partículas acumuladas en las celdas del catalizador se queman.

Este procedimiento es necesario para que la reacción química continúe en el convertidor catalítico. Esto permitirá que entre menos hollín en el filtro, lo que a su vez aumentará la vida útil del filtro de partículas.

Además de limpiar el catalizador, la combustión de una porción adicional de VTS fuera del motor aumenta la temperatura en el propio circuito de filtrado, lo que también contribuye parcialmente a su limpieza.

El conductor aprende que la electrónica realiza este procedimiento para aumentar brevemente la velocidad de ralentí durante un viaje largo. Como resultado de esta autolimpieza, saldrá humo más oscuro del tubo de escape (esta es la norma, ya que el hollín se elimina del sistema).

Cómo cuidar un filtro de partículas

Al igual que otras partes que están sujetas a estrés, el filtro de partículas también necesita un mantenimiento periódico. Por supuesto, si el motor, el sistema de combustible y todos los sensores están configurados correctamente en el automóvil, entonces se formará menos hollín en el hollín y la regeneración ocurrirá de la manera más eficiente posible.

¿Qué es un filtro de partículas, su estructura y principio de funcionamiento?

Sin embargo, no es necesario esperar a que se encienda la luz de error del motor en el tablero para verificar el estado de la celda de partículas. El diagnóstico del automóvil ayudará en las primeras etapas a determinar la obstrucción del SF.

Su vida útil se puede prolongar mediante el uso de un enjuague o limpiador especial, que le permite eliminar de forma rápida y segura los depósitos de hollín del filtro.

¿Se puede quitar el filtro de partículas?

Si lo dices, entonces es real hacerlo. Solo la segunda pregunta: ¿cuál es el punto si el automóvil en este caso no cumple con los estándares ambientales? Además, la unidad de control electrónico está configurada para controlar el funcionamiento de este elemento. Si lo quita del sistema, se producirá una falla permanente del software en la electrónica.

Algunos dan este paso y ponen un obstáculo por las siguientes razones:

  • No habrá necesidad de reparar una pieza adicional de la máquina;
  • Un filtro de partículas nuevo es bastante caro;
  • El consumo de combustible se reduce ligeramente, ya que no se realizará el proceso de regeneración;
  • Ligeramente, pero aún así, la potencia del motor aumentará.

Sin embargo, esta solución tiene muchas más desventajas:

  • El primero es el incumplimiento de las normas ambientales;
  • El color del escape cambiará notablemente, lo que creará un problema en una gran ciudad, especialmente en verano y en los atascos (de todos modos no hay suficiente aire, y luego un automóvil que sopla al lado fuerza la circulación de aire dentro del automóvil);
  • Puede olvidarse de los viajes a los países de la UE, porque el automóvil no podrá cruzar la frontera;
  • La desactivación de algunos sensores provocará un mal funcionamiento del software de la unidad de control. Para resolver el problema, necesitará flashear la ECU El costo del firmware es alto y las consecuencias pueden ser impredecibles. Restablecer los datos en la unidad de control generará muchas preguntas que no permitirán vender el automóvil a un precio aceptable.
¿Qué es un filtro de partículas, su estructura y principio de funcionamiento?

Estos son solo algunos de los aspectos negativos de la muesca DPF. Pero deberían ser suficientes para dejar la idea y empezar a restaurar, limpiar o comprar un nuevo filtro de partículas.

En lugar de una conclusión

Decidir si quitar el filtro de partículas del sistema de escape de un vehículo es una decisión personal de cada conductor. Si en el caso de los autos viejos este problema se resuelve a nivel de fábrica (SF rara vez se encuentra), algunos autos de nueva generación no funcionarán en absoluto sin él. Y la cantidad de tales autos no está disminuyendo, porque aún no se ha lanzado un reemplazo digno para el motor diesel.

Es mejor no experimentar con automóviles equipados con sistemas electrónicos complejos, ya que si hay un error constante, la ECU puede entrar en modo de emergencia.

Para obtener más información sobre el filtro de partículas, vea el video:

Filtro de partículas, regeneración: ¿qué es y cómo funciona?

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