Cos'è un filtro antiparticolato, la sua struttura e il principio di funzionamento

Con l'introduzione delle norme ambientali, a partire dal 2009, tutte le auto con motore a combustione interna ad autoaccensione devono essere dotate di filtri antiparticolato. Considera perché sono necessari, come funzionano e come prenderti cura di loro.

Cos'è un filtro antiparticolato e come funziona?

Il concetto stesso di filtro indica che la parte è coinvolta nel processo di pulizia. A differenza del filtro dell'aria, il filtro antiparticolato è installato nel sistema di scarico. La parte è progettata per ridurre al minimo l'emissione di sostanze nocive nell'atmosfera.

A seconda della qualità del prodotto e degli elementi filtranti, questa parte è in grado di rimuovere fino al 90 percento di fuliggine dallo scarico dopo la combustione del gasolio. Il lavoro del Consiglio della Federazione si svolge in due fasi:

1. Rimozione della fuliggine. Gli elementi filtranti permeabili al fumo intrappolano il particolato. Si insediano nelle cellule del materiale. Questo è il compito principale del filtro.
2. Rigenerazione. Questa è una procedura per pulire le cellule dalla fuliggine accumulata. Viene prodotto quando, con sistemi associati riparabili, il motore inizia a perdere potenza. In altre parole, la rigenerazione è il ripristino della pulizia della superficie cellulare. Diverse modifiche utilizzano la propria tecnologia per pulire la fuliggine.

Dove si trova un filtro antiparticolato e a cosa serve?

Poiché SF è coinvolto nella pulizia dei gas di scarico, è installato nel sistema di scarico di un'auto alimentata da un motore diesel. Ogni produttore equipaggia le sue auto con un sistema che può differire dagli analoghi di altre marche. Per questo motivo, non esiste una regola rigida su dove dovrebbe essere il filtro.

In alcune auto, il nerofumo viene utilizzato insieme a un catalizzatore, installato in tutte le auto moderne dotate di motore a benzina. In questo caso, il filtro può essere davanti al catalizzatore o dopo di esso.

Alcuni produttori (ad esempio Volkswagen) hanno creato filtri combinati che combinano le funzioni sia di un filtro che di un catalizzatore. Grazie a ciò, la pulizia dello scarico di un motore diesel non differisce da un analogo a benzina. Spesso tali parti vengono installate immediatamente dopo il collettore di scarico in modo che la temperatura dei gas di scarico garantisca la corretta reazione chimica per neutralizzare le sostanze nocive.

Dispositivo di filtro

Nella versione classica, il dispositivo DPF è molto simile al convertitore catalitico. Ha la forma di una fiaschetta di metallo, solo al suo interno è presente un resistente elemento filtrante a struttura cellulare. Questo elemento è spesso realizzato in ceramica. Il corpo del filtro ha molte maglie da 1 mm.

Nelle versioni combinate, gli elementi catalitici e l'elemento filtrante sono posti in un modulo. Inoltre, in tali parti sono installati una sonda lambda, sensori di pressione e temperatura dei gas di scarico. Tutte queste parti garantiscono la rimozione più efficiente delle particelle nocive dallo scarico.

Caratteristiche del funzionamento e del funzionamento del filtro antiparticolato

La durata dei filtri antiparticolato dipende direttamente dalle condizioni operative del veicolo. A seconda di ciò, il proprietario dell'auto deve controllare le condizioni del filtro ogni 50-200 mila chilometri. Se l'auto viene utilizzata in condizioni urbane e si trova spesso negli ingorghi, la durata del filtro sarà inferiore rispetto all'analogo installato in un'auto che viene utilizzata in condizioni più leggere (viaggi a lunga distanza lungo l'autostrada). Per questo motivo, l'indicatore delle ore motore del propulsore gioca un ruolo significativo.

Poiché un filtro antiparticolato intasato riduce le prestazioni del motore, ogni automobilista deve rigenerare periodicamente il sistema di scarico. Di grande importanza è anche il rispetto delle normative per la sostituzione dell'olio motore. Pertanto, il proprietario dell'auto deve attenersi strettamente alle raccomandazioni del produttore dell'auto.

Selezione del gasolio

Proprio come il convertitore catalitico che si trova nei moderni veicoli a benzina, il filtro antiparticolato può essere gravemente danneggiato se il proprietario dell'auto utilizza l'olio motore sbagliato. In questo caso, il lubrificante può entrare nei cilindri e bruciarsi durante la corsa della corsa.

In questo caso verrà rilasciata una grande quantità di fuliggine (questo dipende dal volume di olio in ingresso), che non dovrebbe essere presente nell'impianto di scarico dell'auto. Questa fuliggine entra nelle celle del filtro e forma depositi su di esse. Per i motori diesel, l'Associazione dei produttori europei di automobili ha stabilito uno standard per l'olio motore che soddisfa i requisiti di uno standard ambientale di almeno Euro4.

La confezione con tale olio sarà etichettata C (con indici da 1 a 4). Tali oli sono progettati specificamente per veicoli dotati di un sistema di post-trattamento o purificazione dei gas di scarico. A causa di ciò, la durata del filtro antiparticolato è aumentata.

Pulizia automatica

Durante il funzionamento dell'unità di potenza, possono essere avviati processi fisici che puliscono automaticamente il filtro antiparticolato dai depositi di carbonio. Ciò accade quando i gas di scarico che entrano nel serbatoio del filtro vengono riscaldati a +500 gradi e oltre. Durante la cosiddetta autopulizia passiva, la fuliggine viene ossidata dal mezzo incandescente e si stacca dalla superficie delle cellule.

Ma affinché questo processo inizi, il motore deve funzionare a una certa velocità per molto tempo. Quando l'auto è in un ingorgo e spesso percorre brevi distanze, i gas di scarico non hanno il tempo di riscaldarsi a tal punto. Di conseguenza, la fuliggine si accumula nel filtro.

Per aiutare i conducenti che utilizzano le loro auto in questa modalità, i produttori di vari prodotti chimici per auto hanno sviluppato speciali additivi anti-fuliggine. Il loro utilizzo consente di avviare l'autopulizia del filtro a una temperatura dei gas di scarico entro +300 gradi.

Alcune auto moderne sono dotate di un sistema di rigenerazione forzata. Inietta del carburante che si accende nel convertitore catalitico. A causa di ciò, il filtro antiparticolato si riscalda e la placca viene rimossa. Questo sistema funziona sulla base di sensori di pressione installati prima e dopo il filtro antiparticolato. Quando c'è una grande differenza tra le letture di questi sensori, il sistema di rigenerazione viene attivato.

Alcuni produttori, ad esempio Peugeot, Citroen, Ford, Toyota, invece di una porzione aggiuntiva di carburante per riscaldare il filtro, utilizzano un additivo speciale, che si trova in un serbatoio separato. Questo additivo contiene cerio. Il sistema di rigenerazione aggiunge periodicamente questa sostanza ai cilindri. L'additivo riscalda forzatamente i gas di scarico a una temperatura di circa 700-900 gradi. Se l'auto è dotata di una variante di un tale sistema, non deve fare nulla per pulire il filtro antiparticolato.

Filtri antiparticolato di tipo chiuso DPF

I filtri antiparticolato diesel dal design moderno si dividono in due tipi:

• filtri di tipo chiuso dpf;
• filtri fap con funzione di rigenerazione dell'elemento filtrante.

La prima categoria comprende elementi con all'interno alveolare ceramico, come in un convertitore catalitico. Un sottile strato di titanio viene applicato alle loro pareti. L'efficacia di tale parte dipende dalla temperatura di scarico: solo in questo caso si verificherà una reazione chimica per neutralizzare il monossido di carbonio. Per questo motivo, questi modelli vengono installati il ​​più vicino possibile al collettore di scarico.

Quando depositati su un nido d'ape in ceramica con rivestimento in titanio, fuliggine e monossido di carbonio vengono ossidati (la temperatura alla quale avviene la reazione deve essere di diverse centinaia di gradi). La presenza di sensori permette di diagnosticare per tempo un malfunzionamento del filtro, del quale il guidatore riceverà una notifica dalla centralina in ordine dell'auto.

Filtri antiparticolato di tipo chiuso FAP con funzione di rigenerazione

Anche i filtri FAP sono di tipo chiuso. Solo si differenziano dai precedenti per la funzione autopulente. La fuliggine non si accumula in tali fiasche. Le celle di questi elementi sono ricoperte da uno speciale reagente che reagisce con il fumo caldo e rimuove completamente le particelle dal tratto di scarico alle alte temperature.

Alcune auto moderne sono dotate di uno speciale sistema di lavaggio, che inietta un reagente al momento giusto quando l'auto è in movimento, grazie al quale la fuliggine viene rimossa già nelle prime fasi di formazione.

 A volte, al posto di un additivo, viene utilizzata una porzione aggiuntiva di carburante, che brucia nel filtro stesso, aumentando la temperatura all'interno del pallone. Come risultato della combustione, tutte le particelle vengono completamente rimosse dal filtro.

Rigenerazione del filtro antiparticolato

Quando il gasolio brucia, viene rilasciata una grande quantità di particolato. Nel tempo, queste sostanze si depositano all'interno dei canali della fuliggine, da cui si intasa.

Se si fa il pieno di carburante scadente, c'è un'alta probabilità che una grande quantità di zolfo si accumuli nell'elemento del filtro. Previene la combustione di alta qualità del gasolio, promuove una reazione ossidativa nel sistema di scarico, a causa della quale le sue parti si guasteranno più velocemente.

Tuttavia, può verificarsi anche una rapida contaminazione del filtro antiparticolato a causa di una messa a punto non corretta del motore diesel. Un altro motivo è la combustione incompleta della miscela aria-carburante, ad esempio, a causa di un ugello guasto.

Cos'è la rigenerazione?

Rigenerazione del filtro significa pulire o ripristinare le celle del filtro intasate. La procedura stessa dipende dal modello di filtro. E anche su come la casa automobilistica ha impostato questo processo.

In teoria, la fuliggine non può ostruirsi completamente, poiché in essa devono avvenire reazioni chimiche. Ma in pratica, questo accade spesso (i motivi sono indicati un po 'sopra). Per questo motivo, i produttori hanno sviluppato una funzione autopulente.

Esistono due algoritmi per eseguire la rigenerazione:

• Attivo;
• Passivo.

Se il veicolo non è in grado di pulire da solo il catalizzatore e il filtro, è possibile eseguire questa procedura da soli. Sarà richiesto nei seguenti casi:

• L'auto percorre raramente lunghe distanze (lo scarico non ha il tempo di riscaldarsi alla temperatura desiderata);
• Il motore a combustione interna è stato smorzato durante il processo di rigenerazione;
• Sensori difettosi: l'ECU non riceve gli impulsi necessari, motivo per cui la procedura di pulizia non si attiva;
• A un livello di carburante basso, la rigenerazione non avviene, poiché richiede una quantità aggiuntiva di diesel;
• Malfunzionamento della valvola EGR (situata nel sistema di ricircolo dei gas di scarico).

Un segno di un filtro intasato è una forte diminuzione della potenza dell'unità di potenza. In questo caso, il lavaggio dell'elemento filtrante con l'aiuto di sostanze chimiche speciali aiuterà a risolvere il problema.

Il filtro antiparticolato non necessita di pulizia meccanica. È sufficiente rimuovere la parte dall'impianto di scarico e chiudere uno dei fori. Inoltre, un emulatore universale viene versato nel contenitore. Aiuta a rimuovere la placca senza dover acquistare una nuova parte. Il liquido deve coprire completamente la superficie contaminata. Per 12 ore, la parte deve essere scossa periodicamente in modo che la fuliggine rimanga indietro meglio.

Dopo aver utilizzato il detergente, la parte viene risciacquata sotto l'acqua corrente.  

Rigenerazione passiva

Questo processo viene eseguito mentre il motore funziona sotto carico. Quando l'auto viaggia su strada, la temperatura di scarico nel filtro sale a circa 400 gradi. Queste condizioni provocano una reazione chimica per ossidare la fuliggine.

Durante il processo di rigenerazione, in tali filtri viene generato biossido di azoto. Questa sostanza agisce sui composti del carbonio che compongono la fuliggine. Questo processo forma ossido nitrico insieme al monossido di carbonio. Inoltre, a causa della presenza di ossigeno nella cavità, queste due sostanze entrano in una reazione con essa, a seguito della quale si formano altri due composti: CO₂ e biossido di azoto.

Va tenuto presente che un tale processo non è sempre ugualmente efficace, pertanto, periodicamente è necessario eseguire una pulizia forzata del dpf di fuliggine.

Rigenerazione attiva

Per evitare che il filtro antiparticolato si guasti e non debba cambiarlo con uno nuovo, è necessario pulire periodicamente la superficie attiva del catalizzatore. Nel traffico cittadino o nei viaggi a breve distanza, è impossibile fornire una pulizia passiva del catalizzatore.

In questo caso è necessario avviare una procedura attiva o forzata. La sua essenza si riduce a quanto segue. La valvola Ugr si chiude (se necessario vengono apportate delle regolazioni al funzionamento della turbina). Oltre alla porzione principale di carburante, si forma una certa quantità di miscela aria-carburante.

Viene alimentato nel cilindro, in cui si brucia parzialmente. Il resto della miscela entra nel collettore di scarico ed entra nel catalizzatore. Lì brucia e la temperatura di scarico aumenta: si forma l'effetto di un altoforno con il ventilatore acceso. Grazie a questo effetto, le particelle accumulate nelle celle del catalizzatore vengono bruciate.

Tale procedura è necessaria affinché la reazione chimica continui nel convertitore catalitico. Ciò consentirà a meno fuliggine di entrare nel filtro, il che a sua volta aumenterà la durata del filtro antiparticolato.

Oltre a pulire il catalizzatore, la combustione di una porzione aggiuntiva di VTS all'esterno del motore aumenta la temperatura nel circuito del filtro stesso, il che contribuisce anche parzialmente alla sua pulizia.

Il conducente apprende che l'elettronica sta eseguendo questa procedura per aumentare brevemente il regime del minimo durante un lungo viaggio. Come risultato di questa autopulizia, dal tubo di scarico uscirà del fumo più scuro (questa è la norma, poiché la fuliggine viene rimossa dal sistema).

Perché la rigenerazione può fallire e come eseguire una pulizia manuale

Ci sono diversi motivi per cui il filtro antiparticolato non si rigenera. Ad esempio:

• Viaggi brevi, a causa dei quali il processo non ha il tempo di iniziare;
• La rigenerazione viene interrotta a causa dell'arresto del motore;
• Uno dei sensori non trasmette letture o non riceve alcun segnale da esso;
• Basso livello di carburante o additivi nel serbatoio. Il sistema determina la quantità di carburante o additivo antiparticolato necessaria per una rigenerazione completa. Se il livello è basso, il processo non si avvia;
• Malfunzionamento della valvola EGR.

Se la macchina viene utilizzata in condizioni tali che l'autopulizia non si avvia, il filtro antiparticolato può essere pulito manualmente. In questo caso, deve essere rimosso dal veicolo. Successivamente, una presa deve essere tappata con un tappo e il liquido di lavaggio viene versato nell'altra. Periodicamente, il filtro deve essere scosso per rompere la fuliggine.

È necessario allocare circa 12 ore per il lavaggio del filtro. Trascorso questo tempo, il bucato viene scaricato e il filtro stesso viene lavato con acqua corrente pulita. Sebbene questa procedura possa essere eseguita in modo indipendente, è meglio portare l'auto in una stazione di servizio affinché questo si abbini alla diagnosi dell'intero sistema di scarico. In questo caso, non è necessario dedicare così tanto tempo. Ad esempio, alcune stazioni di servizio dispongono di apparecchiature speciali che simulano il processo di rigenerazione del filtro mediante combustione forzata di fuliggine. È possibile utilizzare uno speciale riscaldatore e iniezione di carburante, che simula il funzionamento di un sistema di rigenerazione.

Cause dell'aumento della formazione di fuliggine

Il parametro chiave che influenza la pulizia del filtro antiparticolato è la scarsa qualità del carburante. Il carburante diesel di questa qualità può avere una grande quantità di zolfo nella doga, che non solo impedisce la completa combustione del carburante, ma provoca anche una reazione ossidativa del metallo. Se si è notato che dopo un recente rifornimento, il sistema avvia la rigenerazione più spesso, è meglio cercare un altro rifornimento.

Inoltre, la quantità di fuliggine nel filtro dipende dalle impostazioni dell'unità di potenza stessa. Ad esempio, quando l'iniezione avviene in modo errato (non spruzza, ma schizza, a causa della quale si forma una miscela disomogenea aria-carburante in una parte della camera - arricchita).

Come prendersi cura di un filtro antiparticolato

Come altre parti soggette a sollecitazioni, anche il filtro antiparticolato necessita di una manutenzione periodica. Ovviamente, se il motore, il sistema di alimentazione e tutti i sensori sono configurati correttamente nell'auto, si formerà meno fuliggine nella fuliggine e la rigenerazione avverrà nel modo più efficiente possibile.

Tuttavia, non è necessario attendere che la spia di errore del motore sul cruscotto si accenda per verificare le condizioni della cella del particolato. La diagnostica dell'auto aiuterà nelle prime fasi a determinare l'intasamento della SF.

La sua durata può essere prolungata utilizzando uno speciale risciacquo o detergente, che consente di rimuovere rapidamente e in sicurezza i depositi di fuliggine dal filtro.

Durata e sostituzione del filtro antiparticolato

Nonostante l'inizio della pulizia automatica, il filtro antiparticolato diventa ancora inutilizzabile. La ragione di ciò è il lavoro costante nella zona ad alta temperatura e durante la rigenerazione questa cifra aumenta in modo significativo.

Di solito, con un corretto funzionamento del motore e utilizzando carburante di alta qualità, il filtro è in grado di percorrere circa 200 mila chilometri. Ma in alcune regioni non è sempre disponibile carburante di alta qualità, motivo per cui è necessario prestare attenzione alle condizioni del filtro antiparticolato prima, ad esempio ogni 100 km.

Ci sono momenti in cui il filtro rimane intatto anche con una tiratura di 500mila. In un modo o nell'altro, ogni automobilista deve prestare autonomamente attenzione al comportamento del veicolo. Un fattore chiave indicativo di problemi con un filtro antiparticolato è una significativa diminuzione della potenza del motore. Inoltre, il motore inizierà a richiedere molto olio e potrebbe apparire fumo blu dal sistema di scarico e un suono insolito nel funzionamento del motore a combustione interna.

È possibile rimuovere il filtro antiparticolato?

Se dici solo, allora è reale farlo. Solo la seconda domanda: qual è il punto se l'auto in questo caso non soddisfa gli standard ambientali. Inoltre, l'unità di controllo elettronica è configurata per controllare il funzionamento di questo elemento. Se lo rimuovi dal sistema, si verificherà un errore software permanente nell'elettronica.

Alcuni fanno questo passo e mettono un intoppo per i seguenti motivi:

• Non sarà necessario riparare una parte aggiuntiva della macchina;
• Un nuovo filtro antiparticolato è piuttosto costoso;
• Il consumo di carburante è leggermente ridotto, poiché il processo di rigenerazione non verrà eseguito;
• Leggermente, ma comunque la potenza del motore aumenterà.

Tuttavia, questa soluzione presenta molti altri svantaggi:

• Il primo è il mancato rispetto di qualsiasi standard ambientale;
• Il colore dello scarico cambierà notevolmente, il che creerà un problema in una grande città, soprattutto in estate e negli ingorghi (comunque non c'è abbastanza aria, quindi un'auto che sbuffa nelle vicinanze ti costringe ad attivare la circolazione dell'aria all'interno dell'auto);
• Puoi dimenticarti dei viaggi nei paesi dell'UE, perché l'auto non sarà consentita attraverso il confine;
• La disabilitazione di alcuni sensori provocherà il malfunzionamento del software della centralina. Per risolvere il problema, sarà necessario riscrivere la ECU. Il costo del firmware è elevato e le conseguenze possono essere imprevedibili. Il ripristino dei dati nella centralina solleverà molte domande che non consentiranno di vendere l'auto a un prezzo accettabile.

Questi sono solo alcuni degli aspetti negativi della tacca DPF. Ma dovrebbero essere sufficienti per abbandonare l'idea e iniziare a ripristinare, pulire o acquistare un nuovo filtro antiparticolato.

Invece di una conclusione

Decidere se rimuovere il filtro antiparticolato dal sistema di scarico di un veicolo è una decisione personale di ogni automobilista. Se nel caso delle auto vecchie questo problema viene risolto a livello di fabbrica (gli SF si trovano raramente), alcune auto di nuova generazione non funzioneranno affatto senza di essa. E il numero di tali auto non sta diminuendo, perché un degno sostituto del motore diesel non è ancora stato rilasciato.

È meglio non sperimentare auto dotate di sistemi elettronici complessi, poiché se c'è un errore costante, la ECU può entrare in modalità di emergenza.

Per ulteriori informazioni sul filtro antiparticolato, vedere il video:

Filtro antiparticolato, rigenerazione: cos'è e come funziona?

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Inoltre, offriamo un video dettagliato su come si rigenera il filtro antiparticolato:

Prima di tagliare il filtro antiparticolato, guarda questo video.

Domande e risposte:

È possibile pulire il filtro antiparticolato? Per fare ciò, è necessario rimuoverlo, riempirlo con uno speciale liquido detergente e dopo circa 8 ore risciacquare e mettere in opera. Il lavaggio può essere eseguito anche senza rimuovere la parte dall'auto.

Ogni quanto è necessario sostituire il filtro antiparticolato? Qualsiasi filtro antiparticolato è intasato. Di solito, la sua sostituzione è richiesta in media dopo 200 mila chilometri, ma ciò è influenzato dalla qualità del carburante, dalla composizione della cooperazione tecnico-militare e dal numero di ore di funzionamento.

Posso guidare senza filtro antiparticolato? In termini tecnici, ciò non influirà negativamente sull'auto. Ma l'elettronica correggerà costantemente l'errore e lo scarico non soddisferà gli standard ecologici.