Hva er et partikkelfilter, dets struktur og driftsprinsipp

Med innføringen av miljøstandarder, fra og med 2009, skal alle biler med selvantennende forbrenningsmotor utstyres med partikkelfilter. Vurder hvorfor de trengs, hvordan de fungerer og hvordan du kan ta vare på dem.

Hva er et partikkelfilter, og hvordan fungerer det?

Selve konseptet med et filter indikerer at delen er involvert i rengjøringsprosessen. I motsetning til luftfilteret er partikkelfilteret installert i eksosanlegget. Delen er designet for å minimere utslipp av skadelige stoffer i atmosfæren.

Avhengig av produktets kvalitet og filterelementene, kan denne delen fjerne opptil 90 prosent av sotet fra eksosen etter forbrenning av diesel. Forbundsrådets arbeid foregår i to trinn:

1. Fjerning av sot. Røykgjennomtrengelige filterelementer fanger opp partikler. De legger seg i cellene i materialet. Dette er hovedoppgaven til filteret.
2. Regenerering. Dette er en prosedyre for rengjøring av cellene fra akkumulert sot. Den produseres når motoren begynner å miste kraft med brukbare tilknyttede systemer. Med andre ord er regenerering gjenoppretting av celleoverflatens renhet. Ulike modifikasjoner bruker sin egen teknologi for å rengjøre sot.

Hvor ligger et partikkelfilter og hva er det til?

Siden SF er involvert i rengjøring av eksos, er det installert i eksosanlegget til en bil drevet av en dieselmotor. Hver produsent utstyrer bilene sine med et system som kan avvike fra analoger fra andre merker. Av denne grunn er det ingen hard og rask regel om hvor filteret skal være.

I noen biler brukes karbon svart i forbindelse med en katalysator, som er installert i alle moderne biler utstyrt med en bensinmotor. I dette tilfellet kan filteret være enten foran katalysatoren eller etter det.

Noen produsenter (for eksempel Volkswagen) har laget kombinasjonsfiltre som kombinerer funksjonene til både et filter og en katalysator. Takket være dette skiller rensligheten til eksosen fra en dieselmotor seg ikke fra en bensinanalog. Ofte installeres slike deler umiddelbart etter eksosmanifolden slik at temperaturen på eksosgassene sørger for riktig kjemisk reaksjon for å nøytralisere skadelige stoffer.

Filtrer enhet

I den klassiske versjonen er DPF-enheten veldig lik katalysatoren. Den har form av en metallkolbe, bare inni den er det et slitesterkt filterelement med en cellestruktur. Dette elementet er ofte laget av keramikk. Filterhuset har mye 1 mm mesh.

I kombinerte versjoner er katalysatorelementene og filterelementet plassert i en modul. I tillegg er slike deler utstyrt med en lambdasonde, trykk- og avgass temperaturfølere. Alle disse delene sikrer den mest effektive fjerningen av skadelige partikler fra eksosen.

Funksjoner ved drift og drift av partikkelfilteret

Levetiden til partikkelfiltre avhenger direkte av kjøretøyets driftsforhold. Avhengig av dette, må bileieren sjekke tilstanden til filteret hver 50-200 tusen kilometer. Hvis bilen kjøres i urbane forhold og ofte befinner seg i trafikkork, vil filterlevetiden være mindre sammenlignet med analogen installert i en bil som kjøres under lettere forhold (langturer langs motorveien). Av denne grunn spiller indikatoren for motortimer til kraftenheten en betydelig rolle.

Siden et tett partikkelfilter reduserer motorytelsen, må hver bilist med jevne mellomrom regenerere eksossystemet. Også av stor betydning er overholdelse av regelverket for utskifting av motorolje. Derfor må bileieren nøye følge anbefalingene fra bilprodusenten.

Valg av dieselolje

Akkurat som katalysatoren som finnes i moderne bensinbiler, kan dieselpartikkelfilteret bli alvorlig skadet hvis eieren av bilen bruker feil motorolje. I dette tilfellet kan smøremiddelet komme inn i sylindrene og brenne ut ved slaget.

I dette tilfellet vil en stor mengde sot frigjøres (dette avhenger av volumet av innkommende olje), som ikke bør være tilstede i bilens eksosanlegg. Denne soten kommer inn i filtercellene og danner avleiringer på dem. For dieselmotorer har Association of European Automobile Manufacturers etablert en motoroljestandard som oppfyller kravene til en miljøstandard på minst Euro4.

Pakken med slik olje vil være merket C (med indekser fra 1 til 4). Slike oljer er designet spesielt for kjøretøyer utstyrt med et etterbehandlings- eller rensesystem for avgasser. På grunn av dette økes levetiden til partikkelfilteret.

Automatisk rengjøring

Under drift av kraftenheten kan fysiske prosesser startes som automatisk renser partikkelfilteret fra karbonavleiringer. Dette skjer når avgassene som kommer inn i filtertanken varmes opp til +500 grader og over. Under den såkalte passive autorengjøringen oksideres soten av glødemediet og brytes av fra overflaten av cellene.

Men for at denne prosessen skal starte, må motoren gå med en viss hastighet i lang tid. Når bilen står i trafikkork og ofte kjører korte avstander, rekker ikke eksosgassene å varmes opp i så stor grad. Som et resultat samler det seg sot i filteret.

For å hjelpe sjåfører som kjører bilene sine i denne modusen, har produsenter av forskjellige bilkjemikalier utviklet spesielle anti-sottilsetningsstoffer. Bruken av dem lar deg starte automatisk rensing av filteret ved en eksostemperatur innenfor +300 grader.

Noen moderne biler er utstyrt med et tvungen regenereringssystem. Den injiserer litt drivstoff som antennes i katalysatoren. På grunn av dette varmes partikkelfilteret opp og plakk fjernes. Dette systemet fungerer på grunnlag av trykksensorer installert før og etter partikkelfilteret. Når det er stor forskjell mellom avlesningene til disse sensorene, aktiveres regenereringssystemet.

Noen produsenter, for eksempel Peugeot, Citroen, Ford, Toyota, i stedet for en ekstra del drivstoff for å varme opp filteret, bruker et spesielt tilsetningsstoff som er plassert i en separat tank. Dette tilsetningsstoffet inneholder cerium. Regenereringssystemet tilfører periodisk dette stoffet til sylindrene. Tilsetningsstoffet tvangsvarmer avgassene til en temperatur på ca. 700-900 grader. Hvis bilen er utstyrt med en variant av et slikt system, trenger han ikke gjøre noe for å rense partikkelfilteret.

DPF partikelfiltre med lukket type

Partikelfilter i moderne design er delt inn i to typer:

• dpf lukkede filtre;
• fap filtre med filterelementregenereringsfunksjon.

Den første kategorien inneholder elementer med keramisk honningkake inni, som i en katalysator. Et tynt titanlag påføres veggene. Effektiviteten til en slik del avhenger av eksosstemperaturen - bare i dette tilfellet vil det oppstå en kjemisk reaksjon for å nøytralisere karbonmonoksid. Av denne grunn er disse modellene installert så nær eksosmanifolden som mulig.

Når det avsettes på en keramisk honningkake med et titanbelegg, oksideres sot og karbonmonoksid (temperaturen hvor reaksjonen oppstår må være flere hundre grader). Tilstedeværelsen av sensorer gjør det mulig å diagnostisere en filterfeil i tide, som føreren vil motta et varsel fra ECU om bilens ryddige.

FAP lukkede partikelfiltre med regenereringsfunksjon

FAP-filtre er også av lukket type. Bare de skiller seg fra de forrige ved hjelp av den selvrensende funksjonen. Sot akkumuleres ikke i slike kolber. Cellene til disse elementene er dekket med et spesielt reagens som reagerer med varm røyk og fjerner partikler helt fra eksosrøret ved høye temperaturer.

Noen moderne biler er utstyrt med et spesielt skyllesystem, som til rett tid injiserer et reagens når bilen er i bevegelse, på grunn av hvilken sot fjernes allerede i de tidlige stadiene av dannelsen.

 Noen ganger, i stedet for et tilsetningsstoff, brukes en ekstra porsjon drivstoff som brenner ut i selve filteret og øker temperaturen inne i kolben. Som et resultat av brenning fjernes alle partikler helt fra filteret.

Partikkelfilterregenerering

Når diesel brenner, frigjøres en stor mengde partikler. Over tid legger disse stoffene seg på innsiden av sotens kanaler, som den blir tilstoppet fra.

Hvis du fyller på dårlig drivstoff, er det stor sannsynlighet for at det samler seg en stor mengde svovel i filterelementet. Det forhindrer forbrenning av solarium av høy kvalitet, fremmer den oksidative reaksjonen i eksosanlegget, som deler vil svikte raskere.

Imidlertid kan en rask forurensning av partikkelfilteret også oppstå på grunn av feil innstilling av dieselmotoren. En annen årsak er ufullstendig forbrenning av luft-drivstoffblandingen, for eksempel på grunn av en mislykket dyse.

Hva er regenerering?

Filterregenerering betyr rengjøring eller gjenoppretting av tilstoppede filterceller. Fremgangsmåten i seg selv avhenger av filtermodellen. Og også om hvordan bilprodusenten satt opp denne prosessen.

I teorien kan ikke sot ikke tettes helt, siden kjemiske reaksjoner må finne sted i den. Men i praksis skjer dette ofte (årsakene er angitt litt ovenfor). Av denne grunn har produsenter utviklet en selvrensende funksjon.

Det er to algoritmer for å utføre regenerering:

• Aktiv;
• Passive.

Hvis kjøretøyet ikke klarer å rengjøre katalysatoren og filtrere alene, kan du gjøre denne prosedyren selv. Det vil være nødvendig i følgende tilfeller:

• Bilen kjører sjelden lange avstander (eksosen har ikke tid til å varme opp til ønsket temperatur);
• Forbrenningsmotoren ble dempet under regenereringsprosessen;
• Feil sensorer - ECU mottar ikke de nødvendige pulser, og det er derfor rengjøringsprosedyren ikke slås på;
• Ved lavt drivstoffnivå skjer ikke regenerering, da det krever en ekstra mengde diesel;
• EGR-ventilfeil (plassert i avgassresirkulasjonssystemet).

Et tegn på et tett filter er en kraftig reduksjon i kraften til kraftenheten. I dette tilfellet vil vasking av filterelementet ved hjelp av spesielle kjemikalier bidra til å løse problemet.

Partikkelfilteret krever ikke mekanisk rengjøring. Det er nok å fjerne delen fra eksosanlegget og lukke ett av hullene. Videre helles en universell emulator i beholderen. Det hjelper med å fjerne plakk uten å måtte kjøpe en ny del. Væsken må dekke den forurensede overflaten helt. I 12 timer må delen ristes med jevne mellomrom slik at sotet henger bedre etter.

Etter bruk av rengjøringsmiddel skylles delen under rennende vann.  

Passiv regenerering

Denne prosessen utføres mens motoren går under belastning. Når bilen kjører på veien, stiger eksos temperaturen i filteret til ca 400 grader. Disse forholdene provoserer en kjemisk reaksjon for å oksidere sotet.

Under regenereringsprosessen genereres nitrogendioksid i slike filtre. Dette stoffet virker på karbonforbindelsene som utgjør sot. Denne prosessen danner nitrogenoksid sammen med karbonmonoksid. På grunn av tilstedeværelsen av oksygen i hulrommet, går disse to stoffene i reaksjon med det, som et resultat av at to andre forbindelser dannes: CO₂ og nitrogendioksid.

Det bør tas i betraktning at en slik prosess ikke alltid er like effektiv, derfor er det med jevne mellomrom nødvendig å utføre tvungen rengjøring av sotflisen.

Aktiv regenerering

For å forhindre at partikkelfilteret svikter og ikke trenger å bytte det til et nytt, er det nødvendig å periodisk rense den aktive overflaten av katalysatoren. I bytrafikk eller korte avstander er det umulig å sørge for passiv rengjøring av katalysatoren.

I dette tilfellet er det nødvendig å starte en aktiv eller tvungen prosedyre. Essensen koker ned til følgende. Ugr-ventilen lukkes (om nødvendig foretas justeringer av driften av turbinen). I tillegg til hoveddelen av drivstoff dannes en viss mengde luft-drivstoffblanding.

Den mates inn i sylinderen, der den delvis brenner ut. Resten av blandingen kommer inn i eksosmanifolden og kommer inn i katalysatoren. Der brenner den ut og eksosstemperaturen stiger - effekten av en masovn med viften slått på dannes. Takket være denne effekten blir partiklene som akkumuleres i katalysatorcellene utbrent.

En slik prosedyre er nødvendig for at den kjemiske reaksjonen skal fortsette i katalysatoren. Dette vil tillate mindre sot å komme inn i filteret, noe som igjen vil øke partikkelfilterets levetid.

I tillegg til å rengjøre katalysatoren, øker forbrenningen av en ekstra del BTC utenfor motoren temperaturen i selve filterkretsen, noe som også delvis bidrar til rengjøring.

Føreren får vite at elektronikken utfører denne prosedyren for å øke tomgangshastigheten under en lang tur. Som et resultat av denne selvrensende, vil mørkere røyk komme ut av eksosrøret (dette er normen, siden sot fjernes fra systemet).

Hvorfor regenerering kan mislykkes og hvordan gjøre en manuell opprydding

Det er flere grunner til at partikkelfilteret ikke regenererer. For eksempel:

• Korte turer, på grunn av hvilke prosessen ikke har tid til å starte;
• Regenerering avbrytes på grunn av motorstopp;
• En av sensorene sender ikke avlesninger eller det er ikke noe signal fra den i det hele tatt;
• Lavt nivå av drivstoff eller tilsetningsstoffer i tanken. Systemet bestemmer hvor mye drivstoff eller antipartikkeltilsetning som trengs for en fullstendig regenerering. Hvis nivået er lavt, vil ikke prosessen starte;
• Feil på EGR-ventilen.

Hvis maskinen brukes under slike forhold at selvrensingen ikke starter, kan partikkelfilteret rengjøres manuelt. I dette tilfellet må den fjernes fra kjøretøyet. Deretter må det ene uttaket plugges med en propp, og skyllevæske helles i det andre. Med jevne mellomrom må filteret ristes for å bryte av soten.

Det er nødvendig å avsette ca. 12 timer for å vaske filteret. Etter denne tiden tømmes vasken, og selve filteret vaskes med rent rennende vann. Selv om denne prosedyren kan utføres uavhengig, er det bedre å ta bilen til en bensinstasjon for at dette kan kombineres med diagnosen av hele eksosanlegget. I dette tilfellet er det ikke nødvendig å bruke så mye tid. For eksempel har noen bensinstasjoner spesialutstyr som simulerer prosessen med filterregenerering ved tvungen sotforbrenning. En spesiell varmeovn og drivstoffinnsprøytning kan brukes, som simulerer driften av et regenereringssystem.

Årsaker til økt sotdannelse

Nøkkelparameteren som påvirker renheten til partikkelfilteret er den dårlige kvaliteten på drivstoffet. Dieseldrivstoff av denne kvaliteten kan ha en stor mengde svovel i staven, som ikke bare hindrer drivstoffet i å brenne helt ut, men også provoserer en oksidativ reaksjon av metallet. Hvis det ble lagt merke til at systemet etter en nylig fylling starter regenerering oftere, er det bedre å se etter en annen tanking.

Mengden sot i filteret avhenger også av innstillingene til selve kraftenheten. For eksempel når injeksjonen skjer feil (den sprayer ikke, men spruter, på grunn av hvilken en inhomogen luft-drivstoffblanding dannes i en del av kammeret - beriket).

Hvordan ta vare på et partikkelfilter

Akkurat som andre deler som er utsatt for belastning, trenger også partikkelfilteret periodisk vedlikehold. Selvfølgelig, hvis motoren, drivstoffsystemet og alle sensorer er riktig konfigurert i bilen, vil mindre sot dannes i sotet, og regenerering vil skje så effektivt som mulig.

Det er imidlertid ikke nødvendig å vente på at motorfeillampen på dashbordet lyser for å kontrollere tilstanden til partikkelcellen. Diagnostikk av bilen vil hjelpe i de tidlige stadiene for å bestemme tilstopping av SF.

Dens levetid kan forlenges ved å bruke en spesiell spyling eller rengjøringsmiddel, som lar deg raskt og trygt fjerne sotavleiringer fra filteret.

Levetid og utskifting av partikkelfilter

Til tross for oppstart av automatisk rengjøring, blir partikkelfilteret fortsatt ubrukelig. Årsaken til dette er det konstante arbeidet i høytemperatursonen, og under regenerering stiger dette tallet betydelig.

Vanligvis, med riktig motordrift og bruk av høykvalitets drivstoff, er filteret i stand til å bevege seg omtrent 200 tusen kilometer. Men i noen regioner er drivstoff av høy kvalitet ikke alltid tilgjengelig, og derfor er det nødvendig å ta hensyn til tilstanden til partikkelfilteret tidligere, for eksempel hver 100 000 km.

Det er tider når filteret forblir intakt selv med en kjøring på 500 tusen. På en eller annen måte må hver bilist uavhengig ta hensyn til kjøretøyets oppførsel. En nøkkelfaktor som indikerer problemer med et partikkelfilter er en betydelig reduksjon i motoreffekt. Motoren vil også begynne å ta mye olje, og blå røyk kan dukke opp fra eksossystemet og en ukarakteristisk lyd i driften av forbrenningsmotoren.

Kan partikkelfilteret fjernes?

Hvis du bare sier, så er det virkelig å gjøre det. Bare det andre spørsmålet - hva er poenget hvis bilen i dette tilfellet ikke vil oppfylle miljøstandarder. I tillegg er den elektroniske kontrollenheten konfigurert til å kontrollere driften av dette elementet. Hvis du fjerner det fra systemet, vil det oppstå en permanent programvarefeil i elektronikken.

Noen tar dette trinnet og legger en hake av følgende grunner:

• Det vil ikke være behov for å utføre service på en ekstra del av maskinen;
• Et nytt partikkelfilter er ganske dyrt;
• Drivstofforbruket er noe redusert, siden regenereringsprosessen ikke vil bli utført;
• Litt, men likevel vil motoreffekten øke.

Imidlertid har denne løsningen mange flere ulemper:

• Det aller første er manglende overholdelse av miljøstandarder;
• Eksosfargen vil endre seg merkbart, noe som vil skape et problem i en storby, spesielt om sommeren og i trafikkork (det er uansett ikke nok luft, og deretter tvinger en pustende bil ved siden av luftcirkulasjonen inne i bilen);
• Du kan glemme turer til EU-landene, fordi bilen ikke blir tillatt over grensen;
• Deaktivering av noen sensorer vil føre til at programvaren til kontrollenheten ikke fungerer. For å løse problemet, må du skrive om ECU. Kostnaden for firmware er høy, og konsekvensene kan være uforutsigbare. Å tilbakestille dataene i kontrollenheten vil gi mange spørsmål som ikke gjør det mulig å selge bilen til en akseptabel pris.

Dette er bare noen av de negative sidene ved DPF-hakket. Men de burde være nok til å slippe ideen og begynne å gjenopprette, rengjøre eller kjøpe et nytt partikkelfilter.

I stedet for en konklusjon

Å bestemme om partikkelfilteret skal fjernes fra bilens eksosanlegg, er en personlig beslutning fra enhver bilist. Hvis problemet med gamle biler løses på fabrikknivå (SF er sjelden funnet), vil noen nye generasjonsbiler ikke fungere i det hele tatt uten det. Og antallet slike biler synker ikke, fordi en verdig erstatning for dieselmotoren ennå ikke er utgitt.

Det er bedre å ikke eksperimentere med biler utstyrt med komplekse elektroniske systemer, siden hvis det er en konstant feil, kan ECU gå i nødmodus.

For mer informasjon om partikkelfilteret, se videoen:

Partikkelfilter, regenerering - hva er det og hvordan fungerer det?

Video om emnet

I tillegg tilbyr vi en detaljert video om hvordan partikkelfilteret regenereres:

Før du kutter partikkelfilteret, se denne videoen.

Spørsmål og svar:

Kan partikkelfilteret rengjøres? For å gjøre dette må du fjerne den, fylle den med en spesiell rengjøringsvæske og etter ca 8 timer skylle og sette på plass. Spyling kan også utføres uten å fjerne delen fra bilen.

Hvor ofte må du bytte partikkelfilter? Ethvert partikkelfilter er tilstoppet. Vanligvis er erstatningen nødvendig i gjennomsnitt etter 200 tusen kilometer, men dette påvirkes av kvaliteten på drivstoffet, sammensetningen av det militærtekniske samarbeidet og antall driftstimer.

Kan jeg kjøre uten partikkelfilter? Teknisk sett vil ikke dette påvirke bilen negativt. Men elektronikken vil hele tiden fikse feilen, og eksosen vil ikke oppfylle øko-standardene.