パティキュレートフィルターとは何か、その構造と動作原理
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2009年以降、環境基準の導入に伴い、自己点火式内燃エンジンを搭載したすべての車にパティキュレートフィルターを装備する必要があります。 それらが必要な理由、それらがどのように機能し、どのようにそれらを世話するかを考えてください。
パティキュレートフィルターとは何ですか？
フィルターの概念そのものが、部品が洗浄プロセスに関与していることを示しています。 エアフィルターとは異なり、パティキュレートフィルターは排気システムに取り付けられています。 この部品は、有害物質の大気への放出を最小限に抑えるように設計されています。
製品とフィルター要素の品質に応じて、この部品はディーゼル燃料の燃焼後に排気からすすの最大90％を除去できます。 連邦評議会の作業はXNUMXつの段階で行われます。
- すすの除去。 煙透過性のフィルター要素が粒子状物質を捕捉します。 それらは材料の細胞に定着します。 これがフィルターの主なタスクです。
- 再生。 これは、堆積したすすから細胞を取り除く手順です。 これは、関連する保守可能なシステムでモーターが電力を失い始めたときに実行されます。 言い換えれば、再生は細胞表面の清潔さの回復です。 さまざまな変更が、すすの洗浄に独自の技術を使用しています。
微粒子フィルターはどこにありますか？
SFは排気浄化に関わるため、ディーゼルエンジンを搭載した自動車の排気系に搭載されています。 各メーカーは、他のブランドのアナログとは異なる可能性があるシステムを車に装備しています。 このため、フィルターをどこに配置するかについて、厳密な規則はありません。
一部の車では、すすは触媒と組み合わせて使用されます。触媒は、ガソリンエンジンを搭載したすべての現代の車に取り付けられています。 この場合、フィルターは触媒コンバーターの前または後に配置できます。
一部のメーカー（フォルクスワーゲンなど）は、フィルターと触媒の両方の機能を組み合わせた組み合わせフィルターを作成しています。 このおかげで、ディーゼルエンジンからの排気ガスの清浄度はガソリンアナログと変わりません。 多くの場合、そのような部品は排気ガスの温度が有害物質を中和するための適切な化学反応を保証するように、排気マニホールドの直後に取り付けられます。
フィルター装置
クラシックバージョンでは、DPFデバイスは触媒コンバーターと非常によく似ています。 それは金属のフラスコの形をしており、その中にのみ、セル構造を持つ耐久性のあるフィルターエレメントがあります。 この要素は、多くの場合、セラミックで作られています。 フィルター本体は1mmメッシュがたくさんあります。
組み合わせたバージョンでは、触媒エレメントとフィルターエレメントがXNUMXつのモジュールに配置されます。 さらに、ラムダプローブ、圧力センサー、排気ガス温度センサーがこのような部品に取り付けられています。 これらの部品はすべて、排気から有害な粒子を最も効率的に除去します。
パティキュレートフィルターの操作と操作の特徴
パティキュレートフィルターの耐用年数は、車両の動作条件に直接依存します。 これに応じて、車の所有者は50万から200万キロごとにフィルターの状態をチェックする必要があります。 車が都市の条件で運転され、交通渋滞に遭遇することが多い場合、フィルターの寿命は、より軽い条件（高速道路に沿った長距離の旅行）で運転される車に取り付けられたアナログと比較して短くなります。 このため、パワーユニットのエンジン時間の指標が重要な役割を果たします。
パティキュレートフィルターが目詰まりするとエンジン性能が低下するため、すべてのドライバーは定期的に排気システムを再生する必要があります。 エンジンオイル交換スケジュールの順守も非常に重要です。 したがって、車の所有者は、自動車メーカーの推奨事項を厳守する必要があります。
ディーゼルオイルの選択
現代のガソリン車に見られる触媒コンバーターと同様に、車の所有者が間違ったエンジンオイルを使用すると、ディーゼルパティキュレートフィルターが深刻な損傷を受ける可能性があります。 この場合、潤滑剤はシリンダーに入り、ストロークのストロークで燃え尽きる可能性があります。
この場合、大量の煤が放出されます（これは流入するオイルの量によって異なります）。これは、自動車の排気システムには存在しないはずです。 この煤はフィルターセルに入り、それらに堆積物を形成します。 ディーゼルエンジンの場合、欧州自動車工業会は、少なくともEuro4の環境基準の要件を満たすエンジンオイル基準を確立しました。
このようなオイルが入ったパッケージには、Cのラベルが付けられます（インデックスは1から4）。 このようなオイルは、排気ガス後処理または浄化システムを備えた車両用に特別に設計されています。 これにより、パティキュレートフィルターの耐用年数が長くなります。
自動クリーニング
パワーユニットの動作中に、カーボン堆積物からパティキュレートフィルターを自動的に除去する物理的プロセスを開始できます。 これは、フィルタータンクに入る排気ガスが+500度以上に加熱されたときに発生します。 いわゆるパッシブオートクリーニング中に、煤は白熱媒体によって酸化され、細胞の表面から分離します。
しかし、このプロセスを開始するには、モーターを特定の速度で長時間実行する必要があります。 車が渋滞していて、短距離を走行することが多い場合、排気ガスはそれほど暖まる時間がありません。 その結果、煤がフィルターに蓄積します。
このモードで車を運転するドライバーを支援するために、さまざまな自動車用化学薬品のメーカーが特別なすす防止添加剤を開発しました。 それらを使用すると、+ 300度以内の排気ガス温度でフィルターの自動洗浄を開始できます。
一部の現代の自動車には、強制再生システムが装備されています。 それは触媒コンバーターで点火するいくらかの燃料を注入します。 これにより、パティキュレートフィルターが加熱され、歯垢が除去されます。 このシステムは、パティキュレートフィルターの前後に設置された圧力センサーに基づいて機能します。 これらのセンサーの読み取り値に大きな差がある場合、再生システムがアクティブになります。
プジョー、シトロエン、フォード、トヨタなどの一部のメーカーは、フィルターを暖めるための燃料の追加部分の代わりに、別のタンクにある特別な添加剤を使用しています。 この添加物にはセリウムが含まれています。 再生システムは定期的にこの物質をシリンダーに追加します。 添加剤は排気ガスを約700〜900度の温度に強制的に加熱します。 車にそのようなシステムのバリエーションが装備されている場合、彼はパティキュレートフィルターを掃除するために何もする必要はありません。
DPF密閉型微粒子フィルター
モダンなデザインのディーゼルパティキュレートフィルターは、次のXNUMXつのタイプに分類されます。
- dpf閉じたタイプのフィルター。
- フィルターエレメントの再生機能を備えたfapフィルター。
最初のカテゴリには、触媒コンバータのように、セラミックハニカムが内部にある要素が含まれます。 薄いチタン層が壁に適用されています。 そのような部品の有効性は排気温度に依存します-この場合のみ、一酸化炭素を中和するために化学反応が起こります。 このため、これらのモデルはできるだけ排気マニホールドの近くに取り付けられます。
チタンコーティングが施されたセラミックハニカムに堆積すると、すすと一酸化炭素が酸化されます（反応が起こる温度は数百度でなければなりません）。 センサーの存在により、フィルターの故障を適時に診断することができます。これについては、ドライバーが車の整頓時にECUから通知を受け取ります。
再生機能付きFAPクローズドタイプパティキュレートフィルター
FAPフィルターもクローズドタイプです。 セルフクリーニング機能が従来のものと違うだけです。 そのようなフラスコにはすすが蓄積しません。 これらの要素のセルは、高温の煙と反応して排気管から粒子を完全に除去する特別な試薬で覆われています。
最近の車の中には、特別なフラッシュシステムを備えているものがあります。これは、車が動いているときに適切なタイミングで試薬を注入するため、すすが形成の初期段階ですでに除去されています。
時には、添加剤の代わりに、追加の燃料が使用され、フィルター自体で燃え尽きて、フラスコ内の温度が上昇します。 燃焼の結果、すべての粒子がフィルターから完全に取り除かれます。
微粒子フィルターの再生
ディーゼル燃料を燃焼すると、大量の粒子状物質が放出されます。 時間の経過とともに、これらの物質はすすチャネルの内側に沈殿し、そこから目詰まりします。
不良燃料を充填すると、フィルターエレメントに大量の硫黄が蓄積する可能性が高くなります。 ソラリウムの高品質な燃焼を防ぎ、排気システムでの酸化反応を促進します。これにより、部品の故障が早くなります。
ただし、ディーゼルエンジンの不適切な調整により、微粒子フィルターの急速な汚染も発生する可能性があります。 別の理由は、例えばノズルの故障により、混合気の不完全燃焼である。
再生とは？
フィルターの再生とは、詰まったフィルターセルを洗浄または復元することです。 手順自体は、フィルターモデルによって異なります。 また、自動車メーカーがこのプロセスを設定した方法についても説明します。
理論的には、化学反応が発生するため、すすは完全に詰まることはありません。 しかし実際には、これはよく起こります（理由は少し上に示されています）。 このため、メーカーはセルフクリーニング機能を開発しています。
再生を実行するためのXNUMXつのアルゴリズムがあります。
- アクティブ;
- 受動的。
車両がそれ自体で触媒とフィルターをクリーニングできない場合は、この手順を自分で行うことができます。 次の場合に必要になります。
- 車が長距離を移動することはめったにありません（エキゾーストに目的の温度まで暖める時間はありません）。
- 内燃エンジンは再生プロセス中に消音されました。
- センサーの欠陥-ECUが必要なパルスを受信しないため、クリーニング手順がオンになりません。
- 低燃料レベルでは、追加のディーゼルが必要になるため、再生は行われません。
- EGRバルブの故障（排気ガス再循環システム内にあります）。
フィルターの目詰まりの兆候は、パワーユニットの出力の急激な低下です。 この場合、特殊な化学薬品を使用してフィルターエレメントを洗浄すると、問題の解決に役立ちます。
微粒子フィルターは機械的な洗浄を必要としません。 排気システムから部品を取り外し、穴の12つを閉じるだけで十分です。 さらに、ユニバーサルエミュレーターがコンテナーに注がれます。 新しいパーツを購入することなくプラークを取り除くのに役立ちます。 液体は汚染された表面を完全に覆う必要があります。 XNUMX時間、部品を定期的に振って、すすが遅れるようにする必要があります。
クリーナーを使用した後、部品は流水で洗浄されます。
パッシブ再生
このプロセスは、モーターに負荷がかかっているときに実行されます。 車が道路を走行しているとき、フィルターの排気温度は約400度に上昇します。 これらの条件は、すすを酸化する化学反応を引き起こします。
再生プロセス中に、このようなフィルターで二酸化窒素が生成されます。 この物質は、すすを構成する炭素化合物に作用します。 このプロセスは、一酸化炭素とともに一酸化窒素を形成します。 さらに、空洞内の酸素の存在により、これらのXNUMXつの物質はそれとの反応に入り、その結果、他のXNUMXつの化合物が形成されます：CO2 そして二酸化窒素。
そのようなプロセスが常に同等に効果的であるとは限らないことを心に留めておく必要があります。したがって、定期的にすすdpfの強制クリーニングを実行する必要があります。
アクティブな再生
パティキュレートフィルターの故障を防ぎ、新しいフィルターに交換する必要がないようにするには、触媒の活性表面を定期的にクリーニングする必要があります。 都市交通または短距離旅行では、触媒の受動的洗浄を提供することは不可能です。
この場合、アクティブな手順または強制された手順を開始する必要があります。 その本質は以下に要約されます。 Ugrバルブが閉じます（必要に応じて、タービンの動作が調整されます）。 燃料の主要部分に加えて、一定量の混合気が形成されます。
それはシリンダーに供給され、そこで部分的に燃え尽きます。 混合物の残りは排気マニホールドに入り、触媒に入ります。 そこでは燃え尽きて排気温度が上がります-送風機をオンにした高炉の効果が形成されます。 この効果のおかげで、触媒セルに蓄積された粒子は燃え尽きます。
このような手順は、化学反応が触媒コンバータ内で継続するために必要です。 これにより、すすのフィルターへの侵入が少なくなり、粒子フィルターの寿命が長くなります。
触媒の洗浄に加えて、エンジンの外側のVTSの追加部分の燃焼により、フィルター回路自体の温度が上昇し、これも部分的にその洗浄に寄与します。
ドライバーは、電子機器がこの手順を実行して、長いトリップ中にアイドル速度を一時的に上げることを学習します。 このセルフクリーニングの結果として、より暗い煙が排気管から出てきます（すすがシステムから除去されるため、これは標準です）。
再生が失敗する理由と手動クリーンアップの方法
パティキュレートフィルターが再生しない理由はいくつかあります。 例えば：
- プロセスを開始する時間がないため、短い旅行。
- モーター停止により再生が中断されます。
- センサーのXNUMXつが読み取り値を送信しないか、センサーからの信号がまったくありません。
- タンク内の燃料または添加剤のレベルが低い。 システムは、完全な再生に必要な燃料または粒子状物質防止添加剤の量を決定します。 レベルが低い場合、プロセスは開始されません。
- EGRバルブの故障。
セルフクリーニングが開始されない状態で機械を操作する場合は、パティキュレートフィルターを手動でクリーニングできます。 この場合、車両から取り外す必要があります。 次に、一方の出口をコルクで塞ぎ、もう一方の出口にフラッシング液を注ぎます。 定期的に、すすを取り除くためにフィルターを振る必要があります。
フィルターの洗浄には約12時間を割り当てる必要があります。 この後、洗浄液を排出し、フィルター自体をきれいな流水で洗浄します。 この手順は独立して実行できますが、排気システム全体の診断と組み合わせるには、車をサービスステーションに持っていく方がよいでしょう。 この場合、それほど多くの時間を費やす必要はありません。 たとえば、一部のサービスステーションには、煤の強制燃焼によるフィルター再生のプロセスをシミュレートする特別な装置があります。 再生システムの動作をシミュレートする特別なヒーターと燃料噴射を使用できます。
煤の形成が増加する原因
パティキュレートフィルターの清浄度に影響を与える重要なパラメーターは、燃料の品質が悪いことです。 この品質のディーゼル燃料は、ステーブ内に大量の硫黄を含む可能性があり、燃料が完全に燃焼するのを防ぐだけでなく、金属の酸化反応を引き起こします。 最近の給油後、システムがより頻繁に再生を開始することに気付いた場合は、別の給油を探す方がよいでしょう。
また、フィルター内の煤の量は、パワーユニット自体の設定によって異なります。 たとえば、噴射が正しく行われない場合（スプレーではなく噴出するため、チャンバーの一部で不均一な混合気が形成されます-濃縮されます）。
微粒子フィルターのお手入れ方法
ストレスにさらされる他の部品と同様に、微粒子フィルターも定期的なメンテナンスが必要です。 もちろん、エンジン、燃料システム、およびすべてのセンサーが車内で適切に構成されていれば、すすの形成が少なくなり、再生が可能な限り効率的に行われます。
ただし、微粒子セルの状態を確認するために、ダッシュボードのエンジンエラーライトが点灯するのを待つ必要はありません。 車の診断は、初期段階でSFの詰まりを特定するのに役立ちます。
フィルターからすす堆積物を迅速かつ安全に取り除くことができる特別なフラッシュまたはクリーナーを使用することにより、その寿命を延ばすことができます。
耐用年数とパティキュレートフィルターの交換
自動洗浄を開始したにもかかわらず、パティキュレートフィルターは使用できなくなります。 この理由は、高温ゾーンでの絶え間ない作業であり、再生中にこの数値は大幅に上昇します。
通常、適切なエンジン操作と高品質の燃料を使用することで、フィルターは約200万キロメートル移動することができます。 しかし、一部の地域では、高品質の燃料が常に入手できるとは限りません。そのため、たとえば100 kmごとなど、パティキュレートフィルターの状態に注意を払う必要があります。
500万回実行してもフィルターが無傷のままである場合があります。 いずれにせよ、各ドライバーは独立して車両の挙動に注意を払う必要があります。 パティキュレートフィルターの問題を示す重要な要因は、エンジン出力の大幅な低下です。 また、エンジンが大量のオイルを吸収し始め、排気系から青い煙が出たり、内燃機関の運転中に特徴のない音がしたりすることがあります。
パティキュレートフィルターを取り外すことはできますか？
あなたが言うだけなら、それを行うのが現実です。 XNUMX番目の質問のみ-この場合の車が環境基準を満たさない場合のポイントは何ですか。 さらに、電子制御ユニットは、この要素の動作を制御するように構成されています。 それをシステムから削除すると、電子機器に永続的なソフトウェア障害が発生します。
次の理由で、この手順を実行して障害を起こす人もいます。
- 機械の追加部品を修理する必要はありません。
- 新しい微粒子フィルターは非常に高価です。
- 再生プロセスが実行されないため、燃料消費量がわずかに削減されます。
- 少しですが、それでもモーター出力は増加します。
ただし、このソリューションにはさらに多くの欠点があります。
- XNUMXつ目は、環境基準の非遵守です。
- 排気の色が著しく変化し、大都市、特に夏と交通渋滞で問題が発生します（とにかく十分な空気がないため、近くのパフカーが車内の空気循環をオンにしなければなりません）;
- 車は国境を越えて許可されないため、EU諸国への旅行を忘れることができます。
- 一部のセンサーを無効にすると、コントロールユニットソフトウェアが誤動作します。 この問題を解決するには、ECUを書き直す必要があります。 ファームウェアのコストは高く、その結果は予測できません。 コントロールユニットのデータをリセットすると、多くの疑問が生じ、自動車を適正な価格で販売することができなくなります。
これらは、DPFノッチの否定的な側面のほんの一部です。 しかし、それらはアイデアを落として、修復、クリーニング、または新しい微粒子フィルターの購入を開始するのに十分なはずです。
代わりに、結論の
微粒子フィルターを車両の排気システムから取り外すかどうかの決定は、すべてのドライバーの個人的な決定です。 古い車の場合、この問題が工場レベルで解決されると（SFはめったに見つかりません）、一部の新世代車はそれなしではまったく機能しません。 そして、ディーゼルエンジンの価値ある代替品がまだリリースされていないので、そのような車の数は減少していません。
常にエラーが発生している場合、ECUは緊急モードに入る可能性があるため、複雑な電子システムを搭載した車で実験しないことをお勧めします。
パティキュレートフィルターの詳細については、ビデオを参照してください。
関連動画
さらに、パティキュレートフィルターがどのように再生されるかについての詳細なビデオを提供します。
質問と回答：
パティキュレートフィルターは洗浄できますか？ これを行うには、それを取り外し、特別な洗浄液で満たし、約8時間後にすすいで所定の位置に置く必要があります。 車から部品を外さずにフラッシングを行うこともできます。
パティキュレートフィルターはどのくらいの頻度で交換する必要がありますか？ パティキュレートフィルターが目詰まりしています。 通常、交換は平均200万キロ後に必要ですが、これは燃料の品質、軍事技術協力の構成、および稼働時間の数に影響されます。
パティキュレートフィルターなしで運転できますか？ 技術的には、これは車に悪影響を与えることはありません。 しかし、電子機器は常にエラーを修正し、排気ガスは環境基準を満たしません。
