Apakah penapis zarah, struktur dan prinsip operasi

Dengan pengenalan piawaian alam sekitar, mulai tahun 2009, semua kereta dengan enjin pembakaran dalaman yang menyala sendiri mesti dilengkapi dengan penapis zarah. Pertimbangkan mengapa mereka diperlukan, cara mereka bekerja dan cara menjaga mereka.

Apakah penapis zarah dan bagaimana ia berfungsi?

Konsep penapis menunjukkan bahawa bahagian tersebut terlibat dalam proses pembersihan. Tidak seperti penapis udara, penapis partikulat dipasang di sistem ekzos. Bahagian ini dirancang untuk meminimumkan pelepasan bahan berbahaya ke atmosfera.

Bergantung pada kualiti produk dan elemen penapis, bahagian ini mampu mengeluarkan hingga 90 persen jelaga dari ekzos setelah pembakaran bahan bakar diesel. Kerja Majlis Persekutuan berlangsung dalam dua peringkat:

1. Pembuangan jelaga. Elemen penapis yang telap asap memerangkap bahan partikulat. Mereka menetap di sel bahan. Ini adalah tugas utama penapis.
2. Penjanaan semula. Ini adalah prosedur untuk membersihkan sel dari jelaga terkumpul. Ia dihasilkan apabila motor mula kehilangan kuasa dengan sistem berkaitan yang dapat diservis. Dengan kata lain, regenerasi adalah pemulihan kebersihan permukaan sel. Pengubahsuaian yang berbeza menggunakan teknologi mereka sendiri untuk membersihkan jelaga.

Di manakah penapis partikulat berada dan untuk apa?

Oleh kerana SF terlibat dalam pembersihan ekzos, ia dipasang di sistem ekzos kereta yang dikuasakan oleh mesin diesel. Setiap pengeluar melengkapkan keretanya dengan sistem yang mungkin berbeza dengan analog jenama lain. Atas sebab ini, tidak ada peraturan yang keras dan pantas mengenai di mana penapis harus berada.

Di beberapa kereta, jelaga digunakan bersama dengan pemangkin, yang dipasang di semua kereta moden yang dilengkapi dengan mesin petrol. Dalam kes ini, penapis boleh berada di hadapan pemangkin pemangkin atau selepasnya.

Beberapa pengeluar (contohnya Volkswagen) telah membuat kombinasi penapis yang menggabungkan fungsi kedua-dua penapis dan pemangkin. Berkat ini, kebersihan ekzos dari mesin diesel tidak berbeza dengan analog petrol. Selalunya, bahagian seperti itu dipasang sebaik sahaja ekzos berlipat sehingga suhu gas ekzos memastikan tindak balas kimia yang tepat untuk meneutralkan bahan berbahaya.

Peranti penapis

Dalam versi klasik, peranti DPF sangat mirip dengan pemangkin pemangkin. Ia memiliki bentuk termos logam, hanya di dalamnya terdapat elemen penapis tahan lama dengan struktur sel. Elemen ini sering dibuat dari seramik. Badan penapis mempunyai banyak mesh 1mm.

Dalam versi gabungan, elemen pemangkin dan elemen penapis diletakkan dalam satu modul. Selain itu, sensor suhu, tekanan dan gas ekzos dipasang di bahagian seperti itu. Semua bahagian ini memastikan penyingkiran zarah berbahaya dari ekzos yang paling berkesan.

Ciri-ciri operasi dan pengendalian penapis zarah

Hayat perkhidmatan penapis zarah secara langsung bergantung pada keadaan operasi kenderaan. Bergantung pada ini, pemilik kereta perlu memeriksa keadaan penapis setiap 50-200 ribu kilometer. Sekiranya kereta itu dikendalikan dalam keadaan bandar dan sering mendapati dirinya dalam kesesakan lalu lintas, maka hayat penapis akan kurang berbanding analog yang dipasang di dalam kereta yang dikendalikan dalam keadaan lebih ringan (perjalanan jarak jauh di sepanjang lebuh raya). Atas sebab ini, penunjuk jam enjin unit kuasa memainkan peranan penting.

Memandangkan penapis zarah tersumbat mengurangkan prestasi enjin, setiap pemandu perlu menjana semula sistem ekzos secara berkala. Juga amat penting ialah pematuhan kepada peraturan untuk menggantikan minyak enjin. Oleh itu, pemilik kereta mesti mematuhi saranan pengeluar kereta.

Pemilihan minyak diesel

Sama seperti penukar pemangkin yang terdapat dalam kenderaan petrol moden, penapis zarah boleh rosak teruk jika pemilik kereta menggunakan minyak enjin yang salah. Dalam kes ini, pelincir boleh memasuki silinder dan terbakar pada lejang strok.

Dalam kes ini, sejumlah besar jelaga akan dikeluarkan (ini bergantung pada jumlah minyak yang masuk), yang tidak sepatutnya terdapat dalam sistem ekzos kereta. Jelaga ini memasuki sel penapis dan membentuk mendapan padanya. Untuk enjin diesel, Persatuan Pengilang Automobil Eropah telah mewujudkan standard minyak enjin yang memenuhi keperluan standard alam sekitar sekurang-kurangnya Euro4.

Bungkusan dengan minyak sedemikian akan dilabelkan C (dengan indeks dari 1 hingga 4). Minyak sedemikian direka khusus untuk kenderaan yang dilengkapi dengan sistem rawatan selepas atau penulenan gas ekzos. Disebabkan ini, hayat perkhidmatan penapis zarah meningkat.

Pembersihan automatik

Semasa operasi unit kuasa, proses fizikal boleh dimulakan yang membersihkan penapis zarah secara automatik daripada mendapan karbon. Ini berlaku apabila gas ekzos yang memasuki tangki penapis dipanaskan hingga +500 darjah dan ke atas. Semasa pembersihan auto pasif yang dipanggil, jelaga dioksidakan oleh medium pijar dan terputus dari permukaan sel.

Tetapi untuk proses ini bermula, motor mesti berjalan pada kelajuan tertentu untuk masa yang lama. Apabila kereta berada dalam kesesakan lalu lintas dan sering bergerak dalam jarak yang dekat, gas ekzos tidak mempunyai masa untuk memanaskan badan sehingga ke tahap itu. Akibatnya, jelaga terkumpul dalam penapis.

Untuk membantu pemandu yang mengendalikan kereta mereka dalam mod ini, pengeluar pelbagai bahan kimia auto telah membangunkan bahan tambahan anti-jelaga khas. Penggunaannya membolehkan anda memulakan pembersihan automatik penapis pada suhu gas ekzos dalam +300 darjah.

Sesetengah kereta moden dilengkapi dengan sistem penjanaan semula paksa. Ia menyuntik beberapa bahan api yang menyala dalam penukar pemangkin. Disebabkan ini, penapis zarah menjadi panas dan plak dikeluarkan. Sistem ini berfungsi berdasarkan penderia tekanan yang dipasang sebelum dan selepas penapis zarah. Apabila terdapat perbezaan yang besar antara bacaan sensor ini, sistem penjanaan semula diaktifkan.

Sesetengah pengeluar, sebagai contoh, Peugeot, Citroen, Ford, Toyota, bukannya bahagian tambahan bahan api untuk memanaskan penapis, menggunakan bahan tambahan khas, yang terletak di dalam tangki yang berasingan. Bahan tambahan ini mengandungi serium. Sistem penjanaan semula secara berkala menambah bahan ini kepada silinder. Bahan tambahan secara paksa memanaskan gas ekzos ke suhu kira-kira 700-900 darjah. Jika kereta itu dilengkapi dengan variasi sistem sedemikian, dia tidak perlu melakukan apa-apa untuk membersihkan penapis zarah.

Penapis zarah jenis tertutup DPF

Penapis partikulat diesel dalam reka bentuk moden dibahagikan kepada dua jenis:

• penapis jenis tertutup dpf;
• penapis fap dengan fungsi regenerasi elemen penapis.

Kategori pertama merangkumi elemen dengan sarang lebah seramik di dalamnya, seperti dalam pemangkin pemangkin. Lapisan titanium nipis digunakan pada dinding mereka. Kecekapan bahagian sedemikian bergantung pada suhu ekzos - hanya dalam hal ini tindak balas kimia akan berlaku untuk meneutralkan karbon monoksida. Atas sebab ini, model-model ini dipasang sedekat mungkin dengan manifold ekzos.

Apabila disimpan pada sarang lebah seramik dengan lapisan titanium, jelaga dan karbon monoksida dioksidakan (suhu di mana tindak balas mestilah beberapa ratus darjah). Kehadiran sensor membolehkan anda mendiagnosis kerosakan filter pada waktunya, yang mana pemandu akan menerima pemberitahuan dari ECU mengenai kemas kereta.

Penapis partikulat jenis tertutup FAP dengan fungsi regenerasi

Penapis FAP juga jenis tertutup. Cuma mereka berbeza dengan yang sebelumnya dengan fungsi membersihkan diri. Jelaga tidak terkumpul dalam termos seperti itu. Sel unsur-unsur ini dilapisi dengan reagen khas yang bertindak balas dengan asap panas dan sepenuhnya menghilangkan zarah dari saluran ekzos pada suhu tinggi.

Beberapa kereta moden dilengkapi dengan sistem pembilasan khas, yang menyuntikkan reagen pada waktu yang tepat ketika kereta bergerak, kerana jelaga sudah dikeluarkan pada tahap awal pembentukan.

 Kadang-kadang, bukannya bahan tambahan, bahagian tambahan bahan bakar digunakan, yang terbakar dalam penapis itu sendiri, meningkatkan suhu di dalam termos. Akibat pembakaran, semua zarah dikeluarkan sepenuhnya dari penapis.

Penjanaan semula penapis zarah

Semasa membakar bahan bakar diesel, sejumlah besar bahan zarah dilepaskan. Lama kelamaan, bahan-bahan ini menetap di bahagian dalam saluran jelaga, dari mana ia menjadi tersumbat.

Sekiranya anda mengisi dengan bahan bakar buruk, ada kemungkinan besar bahawa sejumlah besar sulfur akan terkumpul di elemen penapis. Ia mencegah pembakaran bahan bakar diesel berkualiti tinggi, mendorong reaksi oksidatif dalam sistem ekzos, kerana bahagian-bahagiannya akan gagal lebih cepat.

Walau bagaimanapun, pencemaran cepat dari penapis partikulat juga boleh berlaku kerana penyesuaian enjin diesel yang tidak betul. Sebab lain adalah pembakaran campuran udara-bahan bakar yang tidak lengkap, misalnya, kerana muncung yang gagal.

Apa itu penjanaan semula?

Penjanaan semula saringan bermaksud membersihkan atau membina semula sel-sel penapis yang tersumbat. Prosedur itu sendiri bergantung pada model penapis. Dan juga bagaimana pengeluar kereta telah mengatur proses ini.

Secara teori, jelaga tidak dapat tersumbat sepenuhnya, kerana reaksi kimia mesti berlaku di dalamnya. Tetapi dalam praktiknya, ini sering berlaku (alasannya dinyatakan di atas). Atas sebab ini, pengeluar telah mengembangkan fungsi pembersihan diri.

Terdapat dua algoritma untuk melakukan regenerasi:

• Aktif;
• Pasif

Sekiranya kenderaan tidak dapat membersihkan pemangkin dan menyaring sendiri, anda boleh melakukan prosedur ini sendiri. Perkara ini diperlukan dalam kes berikut:

• Kereta jarang menempuh jarak jauh (ekzos tidak mempunyai masa untuk memanaskan badan ke suhu yang diinginkan);
• Enjin pembakaran dalaman teredam semasa proses regenerasi;
• Sensor yang rosak - ECU tidak menerima denyutan yang diperlukan, sebab itulah prosedur pembersihan tidak dihidupkan;
• Pada tahap bahan bakar rendah, penjanaan semula tidak berlaku, kerana memerlukan sejumlah diesel tambahan;
• Kerosakan injap EGR (terletak di sistem peredaran semula gas ekzos).

Tanda penyaring tersumbat adalah penurunan mendadak dalam kuasa unit kuasa. Dalam kes ini, mencuci elemen penapis dengan bantuan bahan kimia khas akan membantu menyelesaikan masalah tersebut.

Penapis zarah tidak memerlukan pembersihan mekanikal. Cukup untuk mengeluarkan bahagian dari sistem pembuangan dan menutup salah satu lubang. Selanjutnya, emulator universal dituangkan ke dalam bekas. Ia membantu menghilangkan plak tanpa perlu membeli bahagian baru. Cecair mesti menutup permukaan yang tercemar sepenuhnya. Selama 12 jam, bahagian mesti digoncang secara berkala supaya jelaga ketinggalan lebih baik.

Setelah menggunakan pembersih, bahagian itu dibasuh di bawah air yang mengalir.  

Penjanaan semula pasif

Proses ini dilakukan semasa motor berjalan di bawah beban. Ketika kereta memandu di jalan raya, suhu ekzos di dalam saringan meningkat hingga sekitar 400 darjah. Keadaan ini menimbulkan reaksi kimia untuk mengoksidakan jelaga.

Semasa proses regenerasi, nitrogen dioksida dihasilkan dalam penapis tersebut. Bahan ini bertindak pada sebatian karbon yang membentuk jelaga. Proses ini membentuk oksida nitrat bersama dengan karbon monoksida. Selanjutnya, kerana adanya oksigen di dalam rongga, kedua zat ini masuk ke dalam reaksi dengannya, akibatnya dua sebatian lain terbentuk: CO₂ dan nitrogen dioksida.

Harus diingat bahawa proses sedemikian tidak selalu sama efektifnya, oleh itu, secara berkala perlu dilakukan pembersihan paksa jelaga secara paksa.

Penjanaan semula aktif

Untuk mengelakkan penapis zarah gagal dan tidak perlu menukarnya ke yang baru, perlu membersihkan permukaan aktif pemangkin secara berkala. Dalam trafik bandar atau perjalanan jarak pendek, mustahil untuk melakukan pembersihan pasif pemangkin.

Dalam kes ini, perlu memulakan prosedur aktif atau terpaksa. Intinya merangkumi yang berikut. Injap Ugr ditutup (jika perlu, penyesuaian dilakukan pada operasi turbin). Sebagai tambahan kepada bahagian utama bahan bakar, sejumlah campuran udara-bahan bakar terbentuk.

Ia dimasukkan ke dalam silinder, di mana ia terbakar sebahagiannya. Sisa campuran memasuki manifold ekzos dan memasuki pemangkin. Di sana ia terbakar dan suhu ekzos meningkat - kesan relau letupan dengan blower dihidupkan terbentuk. Berkat kesan ini, zarah-zarah yang terkumpul di dalam sel pemangkin terbakar.

Prosedur seperti itu diperlukan agar tindak balas kimia berterusan dalam penukar pemangkin. Ini akan membolehkan lebih sedikit jelaga memasuki saringan, yang seterusnya akan meningkatkan jangka hayat penapis zarah.

Selain membersihkan pemangkin, pembakaran bahagian tambahan VTS di luar enjin meningkatkan suhu di litar penapis itu sendiri, yang juga sebahagiannya menyumbang kepada pembersihannya.

Pemandu mengetahui bahawa elektronik melakukan prosedur ini untuk meningkatkan kelajuan menganggur sebentar dalam perjalanan jauh. Hasil pembersihan diri ini, asap yang lebih gelap akan keluar dari paip ekzos (ini adalah norma, kerana jelaga dikeluarkan dari sistem).

Mengapa penjanaan semula boleh gagal dan cara melakukan pembersihan manual

Terdapat beberapa sebab mengapa penapis zarah tidak menjana semula. Sebagai contoh:

• Perjalanan singkat, kerana prosesnya tidak mempunyai masa untuk dimulakan;
• Penjanaan semula terganggu kerana berhenti motor;
• Salah satu sensor tidak menghantar bacaan atau tiada isyarat daripadanya sama sekali;
• Tahap bahan api atau bahan tambahan yang rendah di dalam tangki. Sistem ini menentukan berapa banyak bahan api atau bahan tambahan anti-zarah yang diperlukan untuk penjanaan semula yang lengkap. Jika tahap rendah, maka proses tidak akan bermula;
• kerosakan injap EGR.

Jika mesin dikendalikan dalam keadaan sedemikian sehingga pembersihan diri tidak akan dimulakan, penapis zarah boleh dibersihkan secara manual. Dalam kes ini, ia mesti dikeluarkan dari kenderaan. Seterusnya, satu alur keluar mesti dipasang dengan penyumbat, dan cecair pembilasan dituangkan ke dalam yang lain. Secara berkala, penapis mesti digoncang untuk memecahkan jelaga.

Ia adalah perlu untuk memperuntukkan kira-kira 12 jam untuk mencuci penapis. Selepas masa ini, basuhan disalirkan, dan penapis itu sendiri dibasuh dengan air bersih yang mengalir. Walaupun prosedur ini boleh dilakukan secara bebas, lebih baik membawa kereta ke stesen servis untuk ini digabungkan dengan diagnosis keseluruhan sistem ekzos. Dalam kes ini, tidak perlu menghabiskan banyak masa. Sebagai contoh, sesetengah stesen servis mempunyai peralatan khas yang menyerupai proses penjanaan semula penapis dengan pembakaran jelaga paksa. Pemanas khas dan suntikan bahan api boleh digunakan, yang menyerupai operasi sistem penjanaan semula.

Punca pembentukan jelaga meningkat

Parameter utama yang mempengaruhi kebersihan penapis zarah ialah kualiti bahan api yang kurang baik. Bahan api diesel dengan kualiti ini boleh mempunyai sejumlah besar sulfur dalam stave, yang bukan sahaja menghalang bahan api daripada terbakar sepenuhnya, tetapi juga mencetuskan tindak balas oksidatif logam. Jika diperhatikan bahawa selepas mengisi minyak baru-baru ini, sistem memulakan penjanaan semula dengan lebih kerap, maka lebih baik untuk mencari pengisian bahan api lain.

Juga, jumlah jelaga dalam penapis bergantung pada tetapan unit kuasa itu sendiri. Sebagai contoh, apabila suntikan berlaku secara tidak betul (ia tidak menyembur, tetapi memancut, yang menyebabkan campuran udara-bahan api yang tidak homogen terbentuk di satu bahagian ruang - diperkaya).

Cara menjaga penapis zarah

Sama seperti bahagian lain yang mengalami tekanan, penapis zarah juga memerlukan penyelenggaraan berkala. Sudah tentu, jika enjin, sistem bahan bakar dan semua sensor dikonfigurasikan dengan betul di dalam kereta, maka jelaga yang lebih sedikit akan terbentuk di jelaga, dan regenerasi akan terjadi seefisien mungkin.

Namun, tidak perlu menunggu lampu kesalahan enjin di papan pemuka menyala untuk memeriksa keadaan sel zarah. Diagnostik kereta akan membantu pada peringkat awal untuk menentukan penyumbatan SF.

Jangka hayatnya dapat diperpanjang dengan menggunakan pembersih atau pembersih khas, yang membolehkan anda membuang deposit jelaga dari penapis dengan cepat dan selamat.

Hayat perkhidmatan dan penggantian penapis zarah

Walaupun permulaan pembersihan automatik, penapis zarah masih menjadi tidak boleh digunakan. Sebabnya adalah kerja berterusan di zon suhu tinggi, dan semasa penjanaan semula angka ini meningkat dengan ketara.

Biasanya, dengan operasi enjin yang betul dan menggunakan bahan api berkualiti tinggi, penapis mampu bergerak kira-kira 200 ribu kilometer. Tetapi di beberapa wilayah, bahan api berkualiti tinggi tidak selalu tersedia, itulah sebabnya perlu memberi perhatian kepada keadaan penapis zarah lebih awal, sebagai contoh, setiap 100 km.

Ada kalanya penapis tetap utuh walaupun dengan larian 500 ribu. Satu cara atau yang lain, setiap pemandu mesti secara bebas memberi perhatian kepada tingkah laku kenderaan. Faktor utama yang menunjukkan masalah dengan penapis zarah ialah penurunan ketara dalam kuasa enjin. Selain itu, enjin akan mula menggunakan banyak minyak, dan asap biru mungkin muncul dari sistem ekzos dan bunyi yang tidak biasa dalam pengendalian enjin pembakaran dalaman.

Bolehkah penapis zarah dikeluarkan?

Sekiranya anda hanya mengatakan, maka adalah mustahak untuk melakukannya. Hanya soalan kedua - apa gunanya jika kereta dalam kes ini tidak akan memenuhi standard persekitaran. Di samping itu, unit kawalan elektronik dikonfigurasikan untuk mengawal operasi elemen ini. Sekiranya anda mengeluarkannya dari sistem, maka kegagalan perisian kekal akan berlaku dalam elektronik.

Ada yang mengambil langkah ini dan meletakkan masalah dengan alasan berikut:

• Tidak perlu membuat servis bahagian tambahan mesin;
• Penapis zarah baru agak mahal;
• Penggunaan bahan bakar sedikit berkurang, kerana proses regenerasi tidak akan dilakukan;
• Sedikit, tetapi masih daya motor akan meningkat.

Walau bagaimanapun, penyelesaian ini mempunyai banyak kekurangan:

• Yang pertama adalah tidak mematuhi piawaian persekitaran;
• Warna ekzos akan berubah dengan ketara, yang akan menimbulkan masalah di bandar besar, terutama pada musim panas dan kesesakan lalu lintas (bagaimanapun, tidak ada cukup udara, dan kemudian kereta yang berbengkak memaksa anda menghidupkan peredaran udara di dalam kereta);
• Anda boleh melupakan perjalanan ke negara-negara EU, kerana kereta tidak akan dibenarkan melintasi sempadan;
• Melumpuhkan beberapa sensor akan menyebabkan perisian unit kawalan tidak berfungsi. Untuk menyelesaikan masalah, anda perlu menulis semula ECU. Kos firmware adalah tinggi dan akibatnya tidak dapat diramalkan. Menetapkan semula data di unit kawalan akan menimbulkan banyak persoalan yang tidak memungkinkan untuk menjual kereta dengan harga yang dapat diterima.

Ini hanyalah beberapa aspek negatif dari kedudukan DPF. Tetapi mereka harus cukup untuk membuang idea dan mula memulihkan, membersihkan atau membeli penapis partikulat baru.

Daripada kesimpulan

Memutuskan sama ada mengeluarkan penapis zarah dari sistem ekzos kenderaan adalah keputusan peribadi setiap pemandu. Sekiranya dalam kes kereta lama masalah ini diselesaikan di peringkat kilang (SF jarang dijumpai), maka beberapa kereta generasi baru tidak akan berfungsi sama sekali tanpa itu. Dan jumlah kereta seperti itu tidak berkurang, kerana pengganti enjin diesel yang layak belum dilepaskan.

Lebih baik tidak bereksperimen dengan kereta yang dilengkapi dengan sistem elektronik yang kompleks, kerana jika terdapat kesalahan berterusan, ECU dapat masuk ke mod kecemasan.

Untuk maklumat lebih lanjut mengenai penapis zarah, lihat video:

Penapis zarah, penjanaan semula - apakah itu dan bagaimana ia berfungsi?

Video mengenai topik

Selain itu, kami menawarkan video terperinci tentang cara penapis zarah dijana semula:

Sebelum anda memotong penapis zarah, tonton video ini.

Soalan dan Jawapan:

Bolehkah penapis zarah dibersihkan? Untuk melakukan ini, anda perlu mengeluarkannya, isi dengan cecair pembersih khas dan selepas kira-kira 8 jam bilas dan letakkan di tempatnya. Flushing juga boleh dilakukan tanpa mengeluarkan bahagian dari kereta.

Berapa kerap anda perlu menukar penapis zarah? Mana-mana penapis zarah tersumbat. Biasanya, penggantiannya diperlukan secara purata selepas 200 ribu kilometer, tetapi ini dipengaruhi oleh kualiti bahan api, komposisi kerjasama ketenteraan-teknikal dan bilangan waktu operasi.

Bolehkah saya memandu tanpa penapis zarah? Secara teknikal, ini tidak akan menjejaskan kereta secara negatif. Tetapi elektronik akan sentiasa membetulkan ralat, dan ekzos tidak akan memenuhi standard eko.