Qu'est-ce qu'un filtre à particules, sa structure et son principe de fonctionnement
 

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Avec l'introduction des normes environnementales, à partir de 2009, tous les véhicules équipés de moteurs à combustion interne à allumage automatique doivent être équipés de filtres à particules. Considérez pourquoi ils sont nécessaires, comment ils fonctionnent et comment prendre soin d'eux.

Qu'est-ce qu'un filtre à particules et comment fonctionne-t-il?

Le concept même de filtre indique que la pièce est impliquée dans le processus de nettoyage. Contrairement au filtre à air, le filtre à particules est installé dans le système d'échappement. La pièce est conçue pour minimiser l'émission de substances nocives dans l'atmosphère.

Qu'est-ce qu'un filtre à particules, sa structure et son principe de fonctionnement

En fonction de la qualité du produit et des éléments filtrants, cette pièce est capable d'éliminer jusqu'à 90% de suie des gaz d'échappement après la combustion du diesel. Le travail de la SF se déroule en deux temps:

 
  1. Élimination de la suie. Les éléments filtrants perméables à la fumée retiennent les particules. Ils s'installent dans les cellules du matériau. C'est la tâche principale du filtre.
  2. Régénération. Il s'agit d'une procédure pour nettoyer les cellules de la suie accumulée. Il est produit lorsque, avec des systèmes associés en bon état de fonctionnement, le moteur commence à perdre de la puissance. En d'autres termes, la régénération est la restauration de la propreté de la surface cellulaire. Différentes modifications utilisent leur propre technologie pour nettoyer la suie.

Où se trouve un filtre à particules et à quoi sert-il?

Puisque SF est impliqué dans le nettoyage des gaz d'échappement, il est installé dans le système d'échappement d'une voiture propulsée par un moteur diesel. Chaque constructeur équipe ses voitures d'un système qui peut différer des analogues d'autres marques. Pour cette raison, il n'y a pas de règle absolue quant à l'emplacement du filtre.

Dans certaines voitures, le noir de carbone est utilisé en conjonction avec un catalyseur, qui est installé dans toutes les voitures modernes équipées d'un moteur à essence. Dans ce cas, le filtre peut être soit devant le pot catalytique, soit après celui-ci.

Qu'est-ce qu'un filtre à particules, sa structure et son principe de fonctionnement

Certains fabricants (par exemple Volkswagen) ont créé des filtres combinés qui combinent les fonctions à la fois d'un filtre et d'un catalyseur. Grâce à cela, la propreté de l'échappement d'un moteur diesel ne diffère pas d'un analogue à essence. Souvent, de telles pièces sont installées immédiatement après le collecteur d'échappement afin que la température des gaz d'échappement assure la réaction chimique appropriée pour neutraliser les substances nocives.

 

Dispositif de filtrage

Dans la version classique, le dispositif DPF est très similaire au pot catalytique. Il a la forme d'un ballon en métal, à l'intérieur seulement il y a un élément filtrant durable avec une structure cellulaire. Cet élément est souvent en céramique. Le corps du filtre a beaucoup de mailles de 1 mm.

Dans les versions combinées, les éléments de catalyseur et l'élément filtrant sont placés dans un module. De plus, une sonde lambda, des capteurs de pression et de température des gaz d'échappement sont installés dans ces pièces. Toutes ces pièces assurent l'élimination la plus efficace des particules nocives de l'échappement.

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Filtres à particules de type fermé DPF

Les filtres à particules diesel de conception moderne sont divisés en deux types:

  • filtres de type fermé dpf;
  • filtres fap avec fonction de régénération des éléments filtrants.
Qu'est-ce qu'un filtre à particules, sa structure et son principe de fonctionnement

La première catégorie comprend des éléments avec un nid d'abeille en céramique à l'intérieur, comme dans un convertisseur catalytique. Une fine couche de titane est appliquée sur leurs parois. L'efficacité d'une telle pièce dépend de la température d'échappement - seulement dans ce cas, une réaction chimique se produira pour neutraliser le monoxyde de carbone. Pour cette raison, ces modèles sont installés aussi près que possible du collecteur d'échappement.

Lorsqu'ils sont déposés sur un nid d'abeilles en céramique avec un revêtement en titane, la suie et le monoxyde de carbone sont oxydés (la température à laquelle la réaction se produit doit être de plusieurs centaines de degrés). La présence de capteurs vous permet de diagnostiquer un dysfonctionnement du filtre à temps, à propos duquel le conducteur recevra une notification de l'ECU sur le rangement de la voiture.

Filtres à particules de type fermé FAP avec fonction de régénération

Les filtres FAP sont également de type fermé. Seulement ils diffèrent des précédents par la fonction d'auto-nettoyage. La suie ne s'accumule pas dans de tels flacons. Les cellules de ces éléments sont recouvertes d'un réactif spécial qui réagit avec la fumée chaude et élimine complètement les particules du conduit d'échappement à haute température.

 

Certaines voitures modernes sont équipées d'un système de rinçage spécial, qui injecte un réactif au bon moment lorsque la voiture est en mouvement, grâce auquel la suie est éliminée dès les premiers stades de la formation.

Qu'est-ce qu'un filtre à particules, sa structure et son principe de fonctionnement

 Parfois, au lieu d'un additif, une portion supplémentaire de carburant est utilisée, qui brûle dans le filtre lui-même, augmentant la température à l'intérieur du ballon. À la suite de la combustion, toutes les particules sont complètement éliminées du filtre.

Régénération du filtre à particules

Lorsque le carburant diesel brûle, une grande quantité de particules est libérée. Au fil du temps, ces substances se déposent à l'intérieur des canaux de la suie, à partir desquels elle se colmate.

Si vous faites le plein de mauvais carburant, il y a une forte probabilité qu'une grande quantité de soufre s'accumule dans l'élément filtrant. Il empêche la combustion de haute qualité du solarium, favorise la réaction oxydative dans le système d'échappement, grâce à laquelle ses pièces échoueront plus rapidement.

Qu'est-ce qu'un filtre à particules, sa structure et son principe de fonctionnement

Cependant, une contamination rapide du filtre à particules peut également se produire en raison d'un réglage incorrect du moteur diesel. Une autre raison est la combustion incomplète du mélange air-carburant, par exemple en raison d'une buse défectueuse.

Qu'est-ce que la régénération?

La régénération du filtre signifie le nettoyage ou la restauration des cellules filtrantes obstruées. La procédure elle-même dépend du modèle de filtre. Et aussi sur la manière dont le constructeur automobile a mis en place ce processus.

En théorie, la suie ne peut pas se boucher complètement, car des réactions chimiques doivent y avoir lieu. Mais en pratique, cela arrive souvent (les raisons sont indiquées un peu plus haut). Pour cette raison, les fabricants ont développé une fonction d'auto-nettoyage.

Il existe deux algorithmes pour effectuer la régénération:

  • Actif;
  • Passif

Si le véhicule est incapable de nettoyer le catalyseur et le filtre par lui-même, vous pouvez effectuer cette procédure vous-même. Il sera nécessaire dans les cas suivants:

  • La voiture parcourt rarement de longues distances (l'échappement n'a pas le temps de se réchauffer à la température souhaitée);
  • Le moteur à combustion interne a été étouffé pendant le processus de régénération;
  • Capteurs défectueux - l'ECU ne reçoit pas les impulsions nécessaires, c'est pourquoi la procédure de nettoyage ne démarre pas;
  • À un faible niveau de carburant, la régénération n'a pas lieu, car elle nécessite une quantité supplémentaire de diesel;
  • Dysfonctionnement de la soupape EGR (située dans le système de recirculation des gaz d'échappement).
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Le signe d'un filtre obstrué est une forte diminution de la puissance du bloc d'alimentation. Dans ce cas, le lavage de l'élément filtrant à l'aide de produits chimiques spéciaux aidera à résoudre le problème.

Qu'est-ce qu'un filtre à particules, sa structure et son principe de fonctionnement

Le filtre à particules ne nécessite pas de nettoyage mécanique. Il suffit de retirer la pièce du système d'échappement et de fermer l'un des trous. En outre, un émulateur universel est versé dans le conteneur. Il aide à éliminer la plaque dentaire sans avoir à acheter une nouvelle pièce. Le liquide doit recouvrir complètement la surface contaminée. Pendant 12 heures, la pièce doit être secouée périodiquement pour que la suie traîne mieux.

Après utilisation du nettoyant, la pièce est rincée sous l'eau courante.  

Régénération passive

Ce processus est exécuté pendant que le moteur fonctionne sous charge. Lorsque la voiture roule sur la route, la température d'échappement dans le filtre s'élève à environ 400 degrés. Ces conditions provoquent une réaction chimique pour oxyder la suie.

Pendant le processus de régénération, du dioxyde d'azote est généré dans ces filtres. Cette substance agit sur les composés carbonés qui composent la suie. Ce processus forme de l'oxyde nitrique avec du monoxyde de carbone. De plus, en raison de la présence d'oxygène dans la cavité, ces deux substances entrent en réaction avec elle, à la suite de laquelle deux autres composés se forment: CO2 et le dioxyde d'azote.

Qu'est-ce qu'un filtre à particules, sa structure et son principe de fonctionnement

Il convient de garder à l'esprit qu'un tel processus n'est pas toujours aussi efficace, par conséquent, il est périodiquement nécessaire d'effectuer un nettoyage forcé du dpf de suie.

Régénération active

Pour éviter que le filtre à particules ne tombe en panne et ne doive pas le remplacer par un nouveau, il est nécessaire de nettoyer périodiquement la surface active du catalyseur. Dans le trafic urbain ou sur de courtes distances, il est impossible d'assurer un nettoyage passif du catalyseur.

Dans ce cas, il est nécessaire de démarrer une procédure active ou forcée. Son essence se résume à ce qui suit. La vanne Ugr se ferme (si nécessaire, des ajustements sont apportés au fonctionnement de la turbine). En plus de la partie principale du carburant, une certaine quantité de mélange air-carburant se forme.

Qu'est-ce qu'un filtre à particules, sa structure et son principe de fonctionnement

Il est introduit dans le cylindre, dans lequel il brûle partiellement. Le reste du mélange entre dans le collecteur d'échappement et entre dans le catalyseur. Là, il brûle et la température d'échappement augmente - l'effet d'un haut fourneau avec le ventilateur allumé se forme. Grâce à cet effet, les particules accumulées dans les cellules de catalyseur sont brûlées.

Une telle procédure est nécessaire pour que la réaction chimique se poursuive dans le pot catalytique. Cela permettra à moins de suie d'entrer dans le filtre, ce qui augmentera la durée de vie du filtre à particules.

Outre le nettoyage du catalyseur, la combustion d'une partie supplémentaire de VTS à l'extérieur du moteur augmente la température dans le circuit de filtre lui-même, ce qui contribue également en partie à son nettoyage.

Le conducteur apprend que l'électronique exécute cette procédure pour augmenter brièvement le régime de ralenti pendant un long trajet. À la suite de cet autonettoyage, une fumée plus foncée sortira du tuyau d'échappement (c'est la norme, car la suie est éliminée du système).

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Comment entretenir un filtre à particules

Tout comme les autres pièces soumises à des contraintes, le filtre à particules nécessite également un entretien périodique. Bien sûr, si le moteur, le système d'alimentation en carburant et tous les capteurs sont correctement configurés dans la voiture, moins de suie se formera dans la suie et la régénération se produira aussi efficacement que possible.

Qu'est-ce qu'un filtre à particules, sa structure et son principe de fonctionnement

Cependant, il n'est pas nécessaire d'attendre que le voyant d'erreur du moteur sur le tableau de bord s'allume pour vérifier l'état de la cellule à particules. Les diagnostics de la voiture aideront dans les premiers stades à déterminer le colmatage du SF.

Sa durée de vie peut être prolongée en utilisant un rinçage ou un nettoyant spécial, qui vous permet d'éliminer rapidement et en toute sécurité les dépôts de suie du filtre.

Le filtre à particules peut-il être retiré?

Si vous dites simplement, alors c'est réel de le faire. Seule la deuxième question - à quoi ça sert si la voiture dans ce cas ne répond pas aux normes environnementales. De plus, l'unité de commande électronique est configurée pour contrôler le fonctionnement de cet élément. Si vous le supprimez du système, une défaillance permanente du logiciel se produira dans l'électronique.

Certains franchissent cette étape et mettent un hic pour les raisons suivantes:

  • Il ne sera pas nécessaire de réparer une partie supplémentaire de la machine;
  • Un nouveau filtre à particules coûte assez cher;
  • La consommation de carburant est légèrement réduite, car le processus de régénération ne sera pas effectué;
  • Légèrement, mais toujours la puissance du moteur augmentera.

Cependant, cette solution présente bien d'autres inconvénients:

  • Le tout premier est le non-respect des normes environnementales;
  • La couleur de l'échappement changera sensiblement, ce qui créera un problème dans une grande ville, surtout en été et dans les embouteillages (il n'y a pas assez d'air de toute façon, puis une voiture gonflée à côté force la circulation de l'air à l'intérieur de la voiture);
  • Vous pouvez oublier les voyages dans les pays de l'UE, car la voiture ne sera pas autorisée à traverser la frontière;
  • La désactivation de certains capteurs entraînera un dysfonctionnement du logiciel de l'unité de contrôle. Pour résoudre le problème, vous devrez flasher l'ECU. Le coût du micrologiciel est élevé et les conséquences peuvent être imprévisibles. La réinitialisation des données dans l'unité de contrôle soulèvera de nombreuses questions qui ne permettront pas de vendre la voiture à un prix acceptable.
Qu'est-ce qu'un filtre à particules, sa structure et son principe de fonctionnement

Ce ne sont là que quelques-uns des aspects négatifs de l'encoche DPF. Mais ils devraient être suffisants pour abandonner l'idée et commencer à restaurer, nettoyer ou acheter un nouveau filtre à particules.

Au lieu d'une conclusion

Décider de retirer le filtre à particules du système d'échappement d'un véhicule est une décision personnelle de chaque automobiliste. Si dans le cas des voitures anciennes, ce problème est résolu au niveau de l'usine (les SF sont rarement trouvés), alors certaines voitures de nouvelle génération ne fonctionneront pas du tout sans cela. Et le nombre de ces voitures ne diminue pas, car un remplacement digne du moteur diesel n'a pas encore été publié.

Il vaut mieux ne pas expérimenter avec des voitures équipées de systèmes électroniques complexes, car s'il y a une erreur constante, l'ECU peut passer en mode d'urgence.

Pour plus d'informations sur le filtre à particules, voir la vidéo:

Filtre à particules, régénération - qu'est-ce que c'est et comment ça marche?

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