Apa itu filter partikulat, struktur dan prinsip operasinya

Dengan diperkenalkannya standar lingkungan, mulai tahun 2009, semua mobil dengan mesin pembakaran internal yang menyala sendiri harus dilengkapi dengan filter partikulat. Pertimbangkan mengapa mereka dibutuhkan, bagaimana mereka bekerja dan bagaimana merawat mereka.

Apa itu filter partikulat dan bagaimana cara kerjanya?

Konsep filter menunjukkan bahwa bagian tersebut terlibat dalam proses pembersihan. Tidak seperti filter udara, filter partikulat dipasang di sistem pembuangan. Bagian tersebut dirancang untuk meminimalkan emisi zat berbahaya ke atmosfer.

Tergantung pada kualitas produk dan elemen filternya, bagian ini mampu menghilangkan hingga 90 persen jelaga dari knalpot setelah pembakaran bahan bakar diesel. Pekerjaan Dewan Federasi berlangsung dalam dua tahap:

1. Penghapusan jelaga. Elemen filter yang dapat ditembus asap menjebak materi partikulat. Mereka mengendap di sel material. Ini adalah tugas utama filter.
2. Regenerasi. Ini adalah prosedur untuk membersihkan sel dari jelaga yang terkumpul. Ini diproduksi ketika motor mulai kehilangan daya dengan sistem terkait yang dapat diservis. Dengan kata lain, regenerasi adalah pemulihan kebersihan permukaan sel. Berbagai modifikasi menggunakan teknologinya sendiri untuk membersihkan jelaga.

Di mana letak filter partikulat dan untuk apa filter itu?

Karena SF terlibat dalam pembersihan knalpot, SF dipasang di sistem knalpot mobil yang didukung oleh mesin diesel. Setiap pabrikan melengkapi mobilnya dengan sistem yang mungkin berbeda dari analog merek lain. Untuk alasan ini, tidak ada aturan yang tegas dan cepat tentang di mana filter harus ditempatkan.

Di beberapa mobil, jelaga digunakan bersama dengan katalis, yang dipasang di semua mobil modern yang dilengkapi mesin bensin. Dalam hal ini, filter dapat berada di depan konverter katalitik atau setelahnya.

Beberapa pabrikan (misalnya Volkswagen) telah membuat filter kombinasi yang menggabungkan fungsi filter dan katalis. Berkat ini, kebersihan knalpot dari mesin diesel tidak berbeda dengan analog bensin. Seringkali, bagian seperti itu dipasang segera setelah manifold buang sehingga suhu gas buang memastikan reaksi kimia yang tepat untuk menetralkan zat berbahaya.

Perangkat filter

Dalam versi klasik, perangkat DPF sangat mirip dengan konverter katalitik. Ini memiliki bentuk labu logam, hanya di dalamnya ada elemen penyaringan tahan lama dengan struktur sel. Elemen ini sering dibuat dari keramik. Badan filter memiliki banyak jaring 1mm.

Dalam versi gabungan, elemen katalis dan elemen filter ditempatkan dalam satu modul. Selain itu, probe lambda, sensor suhu gas buang dan tekanan dipasang di bagian tersebut. Semua bagian ini memastikan pembuangan partikel berbahaya yang paling efisien dari knalpot.

Fitur pengoperasian dan pengoperasian filter partikulat

Masa pakai filter partikulat secara langsung tergantung pada kondisi pengoperasian kendaraan. Tergantung pada ini, pemilik mobil perlu memeriksa kondisi filter setiap 50-200 ribu kilometer. Jika mobil dioperasikan dalam kondisi perkotaan dan sering mengalami kemacetan lalu lintas, maka masa pakai filter akan lebih sedikit dibandingkan dengan analog yang dipasang pada mobil yang dioperasikan dalam kondisi lebih ringan (perjalanan jarak jauh di sepanjang jalan raya). Untuk alasan ini, indikator jam mesin unit daya memainkan peran penting.

Karena filter partikulat yang tersumbat mengurangi kinerja mesin, setiap pengendara perlu memperbarui sistem pembuangan secara berkala. Juga sangat penting adalah kepatuhan terhadap peraturan untuk mengganti oli mesin. Karena itu, pemilik mobil harus benar-benar mematuhi rekomendasi dari pabrikan mobil.

Pemilihan minyak diesel

Sama seperti catalytic converter yang ditemukan pada kendaraan berbahan bakar bensin modern, filter partikulat dapat rusak parah jika pemilik mobil menggunakan oli mesin yang salah. Dalam hal ini, pelumas dapat masuk ke silinder dan terbakar pada langkah langkah.

Dalam hal ini, sejumlah besar jelaga akan dilepaskan (ini tergantung pada volume oli yang masuk), yang seharusnya tidak ada dalam sistem pembuangan mobil. Jelaga ini memasuki sel filter dan membentuk endapan di atasnya. Untuk mesin diesel, Asosiasi Produsen Mobil Eropa telah menetapkan standar oli mesin yang memenuhi persyaratan standar lingkungan setidaknya Euro4.

Paket dengan oli tersebut akan diberi label C (dengan indeks dari 1 hingga 4). Oli tersebut dirancang khusus untuk kendaraan yang dilengkapi dengan sistem aftertreatment atau pemurnian gas buang. Karena ini, masa pakai filter partikulat meningkat.

Pembersihan otomatis

Selama pengoperasian unit daya, proses fisik dapat dimulai yang secara otomatis membersihkan filter partikulat dari endapan karbon. Ini terjadi ketika gas buang yang masuk ke tangki filter dipanaskan hingga +500 derajat ke atas. Selama apa yang disebut pembersihan otomatis pasif, jelaga dioksidasi oleh media pijar dan terlepas dari permukaan sel.

Tetapi untuk memulai proses ini, motor harus berjalan pada kecepatan tertentu untuk waktu yang lama. Ketika mobil berada dalam kemacetan lalu lintas dan sering melakukan perjalanan jarak pendek, gas buang tidak punya waktu untuk melakukan pemanasan sedemikian rupa. Akibatnya, jelaga menumpuk di filter.

Untuk membantu pengemudi yang mengoperasikan mobil mereka dalam mode ini, produsen berbagai bahan kimia mobil telah mengembangkan aditif anti-jelaga khusus. Penggunaannya memungkinkan Anda untuk memulai pembersihan otomatis filter pada suhu gas buang dalam +300 derajat.

Beberapa mobil modern dilengkapi dengan sistem regenerasi paksa. Ini menyuntikkan beberapa bahan bakar yang menyala di catalytic converter. Karena ini, filter partikulat memanas dan plak dihilangkan. Sistem ini bekerja berdasarkan sensor tekanan yang dipasang sebelum dan sesudah filter partikulat. Ketika ada perbedaan besar antara pembacaan sensor ini, sistem regenerasi diaktifkan.

Beberapa pabrikan, misalnya, Peugeot, Citroen, Ford, Toyota, alih-alih porsi bahan bakar tambahan untuk menghangatkan filter, gunakan aditif khusus, yang terletak di tangki terpisah. Aditif ini mengandung serium. Sistem regenerasi secara berkala menambahkan zat ini ke dalam silinder. Aditif secara paksa memanaskan gas buang ke suhu sekitar 700-900 derajat. Jika mobil dilengkapi dengan variasi sistem seperti itu, dia tidak perlu melakukan apa pun untuk membersihkan filter partikulat.

Filter partikulat tipe tertutup DPF

Filter partikulat diesel dalam desain modern dibagi menjadi dua jenis:

• filter tipe tertutup dpf;
• filter fap dengan fungsi regenerasi elemen filter.

Kategori pertama mencakup elemen dengan sarang lebah keramik di dalamnya, seperti pada konverter katalitik. Lapisan titanium tipis diaplikasikan pada dindingnya. Efisiensi bagian seperti itu tergantung pada suhu pembuangan - hanya dalam hal ini reaksi kimia akan terjadi untuk menetralkan karbon monoksida. Karena alasan ini, model ini dipasang sedekat mungkin ke manifold buang.

Ketika disimpan pada sarang lebah keramik dengan lapisan titanium, jelaga dan karbon monoksida teroksidasi (suhu di mana reaksi terjadi harus beberapa ratus derajat). Kehadiran sensor memungkinkan Anda untuk mendiagnosis kerusakan filter tepat waktu, di mana pengemudi akan menerima pemberitahuan dari ECU tentang kerapian mobil.

Filter partikulat tipe tertutup FAP dengan fungsi regenerasi

Filter FAP juga merupakan tipe tertutup. Hanya mereka yang berbeda dari yang sebelumnya dengan fungsi pembersihan sendiri. Jelaga tidak menumpuk di termos seperti itu. Sel-sel elemen ini dilapisi dengan reagen khusus yang bereaksi dengan asap panas dan menghilangkan partikel sepenuhnya dari saluran pembuangan pada suhu tinggi.

Beberapa mobil modern dilengkapi dengan sistem pembilasan khusus yang menyuntikkan reagen pada saat yang tepat saat mobil melaju, sehingga jelaga sudah dihilangkan pada tahap awal pembentukan.

 Kadang-kadang, sebagai pengganti aditif, digunakan bagian bahan bakar tambahan, yang terbakar di dalam filter itu sendiri, meningkatkan suhu di dalam labu. Sebagai hasil dari pembakaran, semua partikel dikeluarkan sepenuhnya dari filter.

Regenerasi filter partikulat

Saat membakar bahan bakar diesel, sejumlah besar materi partikulat dilepaskan. Seiring waktu, zat-zat ini mengendap di bagian dalam saluran jelaga, sehingga tersumbat.

Jika Anda mengisi bahan bakar yang buruk, ada kemungkinan besar sulfur dalam jumlah besar akan terakumulasi di elemen filter. Ini mencegah pembakaran solarium berkualitas tinggi, meningkatkan reaksi oksidatif dalam sistem pembuangan, yang menyebabkan bagian-bagiannya akan gagal lebih cepat.

Namun, kontaminasi yang cepat pada filter partikulat juga dapat terjadi karena penyetelan mesin diesel yang tidak tepat. Alasan lain adalah pembakaran campuran udara-bahan bakar yang tidak sempurna, misalnya, karena nozel rusak.

Apakah regenerasi itu?

Regenerasi filter berarti membersihkan atau membangun kembali sel filter yang tersumbat. Prosedurnya sendiri tergantung pada model filter. Dan juga bagaimana pabrikan mobil mengatur proses ini.

Secara teori, jelaga tidak dapat sepenuhnya tersumbat, karena reaksi kimia harus terjadi di dalamnya. Tetapi dalam praktiknya, ini sering terjadi (alasannya ditunjukkan sedikit di atas). Karena alasan ini, produsen telah mengembangkan fungsi pembersihan sendiri.

Ada dua algoritma untuk melakukan regenerasi:

• Aktif;
• Pasif.

Jika kendaraan tidak dapat membersihkan katalis dan filternya sendiri, Anda dapat melakukan prosedur ini sendiri. Ini akan diperlukan dalam kasus berikut:

• Mobil jarang melakukan perjalanan jarak jauh (knalpot tidak punya waktu untuk menghangatkan suhu yang diinginkan);
• Mesin pembakaran internal diredam selama proses regenerasi;
• Sensor rusak - ECU tidak menerima pulsa yang diperlukan, itulah sebabnya prosedur pembersihan tidak menyala;
• Pada tingkat bahan bakar yang rendah, regenerasi tidak terjadi, karena membutuhkan jumlah solar tambahan;
• Kerusakan katup EGR (terletak di sistem resirkulasi gas buang).

Tanda filter tersumbat adalah penurunan tajam daya unit daya. Dalam hal ini, mencuci elemen filter dengan bantuan bahan kimia khusus akan membantu menyelesaikan masalah.

Filter partikulat tidak memerlukan pembersihan mekanis. Cukup melepas bagian dari sistem pembuangan dan menutup salah satu lubang. Selanjutnya emulator universal dituangkan ke dalam wadah. Ini membantu menghilangkan plak tanpa harus membeli bagian baru. Cairan harus benar-benar menutupi permukaan yang terkontaminasi. Selama 12 jam, bagian tersebut harus diguncang secara berkala agar jelaga tertinggal lebih baik.

Setelah menggunakan pembersih, bagian tersebut dicuci dengan air mengalir.  

Regenerasi pasif

Proses ini dilakukan saat motor berjalan di bawah beban. Saat mobil melaju di jalan raya, suhu gas buang di filter naik sekitar 400 derajat. Kondisi ini memicu reaksi kimia untuk mengoksidasi jelaga.

Selama proses regenerasi, nitrogen dioksida dihasilkan di filter tersebut. Zat ini bekerja pada senyawa karbon yang membentuk jelaga. Proses ini membentuk oksida nitrat bersama dengan karbon monoksida. Selanjutnya, karena adanya oksigen di dalam rongga, kedua zat ini bereaksi dengannya, akibatnya terbentuk dua senyawa lainnya: CO₂ dan nitrogen dioksida.

Harus diingat bahwa proses seperti itu tidak selalu sama efektifnya, oleh karena itu, secara berkala perlu dilakukan pembersihan paksa dpf jelaga.

Regenerasi aktif

Untuk mencegah kegagalan filter partikulat dan tidak harus menggantinya dengan yang baru, permukaan aktif katalis perlu dibersihkan secara berkala. Dalam lalu lintas kota atau perjalanan jarak pendek, tidak mungkin melakukan pembersihan katalis secara pasif.

Dalam kasus ini, perlu untuk memulai prosedur aktif atau paksa. Intinya adalah sebagai berikut. Katup Ugr menutup (jika perlu, penyesuaian dilakukan pada pengoperasian turbin). Selain bagian utama bahan bakar, sejumlah campuran udara-bahan bakar terbentuk.

Itu dimasukkan ke dalam silinder, di mana itu sebagian terbakar. Sisa campuran masuk ke manifold buang dan masuk ke katalis. Di sana itu terbakar dan suhu knalpot naik - efek dari tanur sembur dengan blower dihidupkan terbentuk. Berkat efek ini, partikel yang terkumpul di sel katalis terbakar habis.

Prosedur seperti itu diperlukan agar reaksi kimia berlanjut dalam konverter katalitik. Ini akan mengurangi jelaga yang masuk ke dalam filter, yang pada gilirannya akan meningkatkan umur filter partikel.

Selain membersihkan katalis, pembakaran bagian tambahan VTS di luar mesin meningkatkan suhu di sirkuit filter itu sendiri, yang juga berkontribusi sebagian pada pembersihannya.

Pengemudi mengetahui bahwa perangkat elektronik melakukan prosedur ini untuk sebentar meningkatkan kecepatan diam selama perjalanan jauh. Sebagai hasil dari pembersihan sendiri ini, asap yang lebih gelap akan keluar dari pipa knalpot (ini adalah norma, karena jelaga dikeluarkan dari sistem).

Mengapa regenerasi bisa gagal dan bagaimana melakukan pembersihan manual

Ada beberapa alasan mengapa filter partikulat tidak beregenerasi. Misalnya:

• Perjalanan singkat, karena prosesnya tidak punya waktu untuk memulai;
• Regenerasi terganggu karena motor berhenti;
• Salah satu sensor tidak mengirimkan bacaan atau tidak ada sinyal sama sekali;
• Rendahnya tingkat bahan bakar atau aditif di dalam tangki. Sistem menentukan berapa banyak bahan bakar atau aditif anti-partikulat yang dibutuhkan untuk regenerasi lengkap. Jika levelnya rendah, maka proses tidak akan dimulai;
• Kerusakan katup EGR.

Jika mesin dioperasikan dalam kondisi sedemikian rupa sehingga pembersihan sendiri tidak dapat dimulai, filter partikulat dapat dibersihkan secara manual. Dalam hal ini, itu harus dikeluarkan dari kendaraan. Selanjutnya, satu outlet harus dicolokkan dengan sumbat, dan cairan pembilasan dituangkan ke yang lain. Secara berkala, filter harus dikocok untuk menghilangkan jelaga.

Anda perlu mengalokasikan sekitar 12 jam untuk mencuci filter. Setelah waktu ini, cucian dikeringkan, dan filter itu sendiri dicuci dengan air bersih yang mengalir. Meskipun prosedur ini dapat dilakukan secara mandiri, lebih baik membawa mobil ke bengkel untuk digabungkan dengan diagnosis seluruh sistem pembuangan. Dalam hal ini, tidak perlu menghabiskan banyak waktu. Misalnya, beberapa bengkel memiliki peralatan khusus yang mensimulasikan proses regenerasi filter dengan membakar jelaga secara paksa. Pemanas khusus dan injeksi bahan bakar dapat digunakan, yang mensimulasikan pengoperasian sistem regenerasi.

Penyebab peningkatan pembentukan jelaga

Parameter kunci yang mempengaruhi kebersihan filter partikulat adalah kualitas bahan bakar yang buruk. Bahan bakar diesel dengan kualitas ini dapat memiliki sejumlah besar belerang di dalam tongkat, yang tidak hanya mencegah bahan bakar terbakar sepenuhnya, tetapi juga memicu reaksi oksidatif logam. Jika diperhatikan bahwa setelah pengisian bahan bakar baru-baru ini, sistem memulai regenerasi lebih sering, maka lebih baik mencari pengisian bahan bakar lain.

Juga, jumlah jelaga dalam filter tergantung pada pengaturan unit daya itu sendiri. Misalnya, ketika injeksi terjadi secara tidak benar (tidak menyemprot, tetapi menyemprotkan, karena itu campuran udara-bahan bakar yang tidak homogen terbentuk di satu bagian ruangan - diperkaya).

Cara merawat filter partikulat

Sama seperti bagian lain yang mengalami tekanan, filter partikulat juga perlu perawatan berkala. Tentu saja, jika mesin, sistem bahan bakar, dan semua sensor dikonfigurasikan dengan benar di dalam mobil, maka jelaga yang terbentuk di jelaga akan berkurang, dan regenerasi akan terjadi seefisien mungkin.

Namun, tidak perlu menunggu lampu error mesin di dashboard menyala untuk mengecek kondisi sel partikulat. Diagnostik mobil akan membantu pada tahap awal untuk menentukan penyumbatan SF.

Umur servisnya dapat diperpanjang dengan menggunakan penyiram atau pembersih khusus, yang memungkinkan Anda dengan cepat dan aman menghilangkan endapan jelaga dari filter.

Masa pakai dan penggantian filter partikulat

Meskipun pembersihan otomatis dimulai, filter partikulat tetap tidak dapat digunakan. Alasan untuk ini adalah pekerjaan konstan di zona suhu tinggi, dan selama regenerasi angka ini meningkat secara signifikan.

Biasanya, dengan pengoperasian mesin yang tepat dan penggunaan bahan bakar berkualitas tinggi, filter mampu bergerak sekitar 200 ribu kilometer. Namun di beberapa daerah, bahan bakar berkualitas tinggi tidak selalu tersedia, oleh karena itu perlu memperhatikan kondisi filter partikulat lebih awal, misalnya setiap 100 km.

Ada kalanya filter tetap utuh meski habis 500 ribu. Dengan satu atau lain cara, setiap pengendara harus secara mandiri memperhatikan perilaku kendaraan. Faktor utama yang menunjukkan masalah dengan filter partikulat adalah penurunan tenaga mesin yang signifikan. Juga, mesin akan mulai mengambil banyak oli, dan asap biru mungkin muncul dari sistem pembuangan dan suara yang tidak biasa dalam pengoperasian mesin pembakaran internal.

Bisakah filter partikulat dihilangkan?

Jika Anda hanya mengatakannya, maka itu nyata untuk dilakukan. Hanya pertanyaan kedua - apa gunanya jika mobil dalam hal ini tidak memenuhi standar lingkungan. Selain itu, unit kontrol elektronik dikonfigurasi untuk mengontrol pengoperasian elemen ini. Jika Anda menghapusnya dari sistem, maka kegagalan perangkat lunak permanen akan terjadi di elektronik.

Beberapa mengambil langkah ini dan membuat halangan karena alasan berikut:

• Tidak perlu memperbaiki bagian mesin tambahan;
• Filter partikulat baru cukup mahal;
• Konsumsi bahan bakar sedikit berkurang, karena proses regenerasi tidak akan dilakukan;
• Sedikit, tapi tenaga motor tetap akan bertambah.

Namun, solusi ini memiliki lebih banyak kekurangan:

• Yang pertama adalah ketidakpatuhan terhadap standar lingkungan apa pun;
• Warna knalpot akan berubah secara nyata, yang akan menimbulkan masalah di kota besar, terutama di musim panas dan kemacetan lalu lintas (toh tidak ada cukup udara, dan kemudian mobil yang terengah-engah memaksa Anda untuk menyalakan sirkulasi udara di dalam mobil);
• Anda bisa melupakan perjalanan ke negara-negara UE, karena mobil tidak akan diizinkan melintasi perbatasan;
• Menonaktifkan beberapa sensor akan menyebabkan perangkat lunak unit kontrol tidak berfungsi. Untuk mengatasi masalah tersebut, Anda perlu menulis ulang ECU. Biaya firmware tinggi dan konsekuensinya tidak dapat diprediksi. Menyetel ulang data di unit kendali akan menimbulkan banyak pertanyaan yang tidak memungkinkan untuk menjual mobil dengan harga yang dapat diterima.

Ini hanyalah beberapa aspek negatif dari takik DPF. Tetapi mereka harus cukup untuk menghilangkan ide dan mulai memulihkan, membersihkan atau membeli filter partikulat baru.

Alih-alih sebuah kesimpulan

Memutuskan apakah akan melepas filter partikulat dari sistem pembuangan kendaraan merupakan keputusan pribadi setiap pengendara. Jika dalam kasus mobil lama masalah ini diselesaikan di tingkat pabrik (SF jarang ditemukan), maka beberapa mobil generasi baru tidak akan berfungsi sama sekali tanpanya. Dan jumlah mobil seperti itu tidak berkurang, karena mesin diesel pengganti yang layak belum dirilis.

Lebih baik tidak bereksperimen dengan mobil yang dilengkapi dengan sistem elektronik yang rumit, karena jika ada kesalahan terus-menerus, ECU dapat masuk ke mode darurat.

Untuk informasi lebih lanjut tentang filter partikulat, lihat videonya:

Filter partikulat, regenerasi - apa itu dan bagaimana cara kerjanya?

Video tentang topik

Selain itu, kami menawarkan video terperinci tentang bagaimana filter partikulat dibuat ulang:

Sebelum Anda memotong filter partikulat, tonton video ini.

Pertanyaan dan Jawaban:

Apakah filter partikulat bisa dibersihkan? Untuk melakukan ini, Anda harus menghapusnya, mengisinya dengan cairan pembersih khusus dan setelah sekitar 8 jam bilas dan letakkan di tempatnya. Pembilasan juga dapat dilakukan tanpa melepas bagian dari mobil.

Seberapa sering Anda perlu mengganti filter partikulat? Setiap filter partikulat tersumbat. Biasanya penggantiannya diperlukan rata-rata setelah 200 ribu kilometer, namun hal ini dipengaruhi oleh kualitas bahan bakar, komposisi kerjasama teknis-militer dan jumlah jam operasi.

Bisakah saya mengemudi tanpa filter partikulat? Secara teknis, ini tidak akan berdampak negatif pada mobil. Tetapi elektronik akan terus memperbaiki kesalahan, dan knalpot tidak akan memenuhi standar lingkungan.