O que é um filtro de partículas, sua estrutura e princípio de funcionamento

Com a introdução das normas ambientais, a partir de 2009, todos os carros com motores de combustão interna de auto-ignição devem ser equipados com filtros de partículas. Considere por que eles são necessários, como funcionam e como cuidar deles.

O que é um filtro de partículas e como funciona?

O próprio conceito de filtro indica que a peça está envolvida no processo de limpeza. Ao contrário de um filtro de ar, um filtro de partículas é instalado no sistema de exaustão. A peça é projetada para minimizar a emissão de substâncias nocivas na atmosfera.

Dependendo da qualidade do produto e dos elementos do filtro, esta peça é capaz de remover até 90% da fuligem do escapamento após a combustão do óleo diesel. O trabalho do Conselho da Federação ocorre em duas etapas:

1. Remoção de fuligem. Os elementos filtrantes permeáveis ​​à fumaça prendem as partículas. Eles se instalam nas células do material. Esta é a principal tarefa do filtro.
2. Regeneração. Este é um procedimento para limpar as células da fuligem acumulada. Ele é produzido quando o motor começa a perder energia com sistemas associados em manutenção. Em outras palavras, a regeneração é a restauração da limpeza da superfície da célula. Diferentes modificações usam sua própria tecnologia para limpar a fuligem.

Onde está localizado um filtro de partículas e para que serve?

Como o SF está envolvido na limpeza do escapamento, ele é instalado no sistema de escapamento de um carro movido a um motor diesel. Cada fabricante equipa seus carros com um sistema que pode ser diferente dos análogos de outras marcas. Por esse motivo, não existe uma regra rígida e rápida sobre onde o filtro deve estar.

Em alguns carros, a fuligem é usada em conjunto com um catalisador, que é instalado em todos os carros modernos equipados com motor a gasolina. Neste caso, o filtro pode estar na frente ou depois do conversor catalítico.

Alguns fabricantes (por exemplo, Volkswagen) criaram filtros de combinação que combinam as funções de filtro e catalisador. Graças a isso, a limpeza do escapamento de um motor diesel não difere de um análogo a gasolina. Freqüentemente, essas peças são instaladas imediatamente após o coletor de exaustão, para que a temperatura dos gases de exaustão garanta a reação química adequada para neutralizar as substâncias nocivas.

Dispositivo de filtro

Na versão clássica, o dispositivo DPF é muito semelhante ao conversor catalítico. Tem a forma de um frasco de metal, apenas no seu interior um elemento filtrante durável com estrutura celular. Este elemento é geralmente feito de cerâmica. O corpo do filtro tem muita malha de 1 mm.

Nas versões combinadas, os elementos catalisadores e o elemento filtrante são colocados em um módulo. Além disso, uma sonda lambda, sensores de pressão e temperatura dos gases de escape são instalados nessas peças. Todas essas peças garantem a remoção mais eficiente de partículas nocivas do escapamento.

Características da operação e operação do filtro de partículas

A vida útil dos filtros de partículas depende diretamente das condições de operação do veículo. Dependendo disso, o proprietário do carro precisa verificar a condição do filtro a cada 50 a 200 mil quilômetros. Se o carro for operado em condições urbanas e muitas vezes se encontrar em engarrafamentos, a vida útil do filtro será menor em comparação com o analógico instalado em um carro que é operado em condições mais leves (viagens de longa distância pela rodovia). Por esse motivo, o indicador de horas do motor da unidade de potência desempenha um papel significativo.

Como um filtro de partículas entupido reduz o desempenho do motor, todo motorista precisa regenerar periodicamente o sistema de escapamento. Também de grande importância é o cumprimento dos regulamentos para a substituição do óleo do motor. Portanto, o proprietário do carro deve seguir rigorosamente as recomendações do fabricante do carro.

Seleção de óleo diesel

Assim como o conversor catalítico encontrado em veículos modernos a gasolina, o filtro de partículas pode ser seriamente danificado se o proprietário do carro usar o óleo de motor errado. Nesse caso, o lubrificante pode entrar nos cilindros e queimar no curso do curso.

Nesse caso, uma grande quantidade de fuligem será liberada (isso depende do volume de óleo que entra), que não deve estar presente no sistema de escapamento do carro. Esta fuligem entra nas células do filtro e forma depósitos sobre elas. Para motores a diesel, a Associação de Fabricantes de Automóveis Europeus estabeleceu um padrão de óleo de motor que atende aos requisitos de um padrão ambiental de pelo menos Euro4.

A embalagem com esse óleo será rotulada C (com índices de 1 a 4). Esses óleos são projetados especificamente para veículos equipados com um sistema de pós-tratamento ou purificação de gases de escape. Devido a isso, a vida útil do filtro de partículas é aumentada.

Limpeza automática

Durante a operação da unidade de energia, podem ser iniciados processos físicos que limpam automaticamente o filtro de partículas dos depósitos de carbono. Isso acontece quando os gases de escape que entram no tanque do filtro são aquecidos a +500 graus e acima. Durante a chamada autolimpeza passiva, a fuligem é oxidada pelo meio incandescente e se desprende da superfície das células.

Mas para que esse processo comece, o motor deve funcionar a uma determinada velocidade por um longo tempo. Quando o carro está em um engarrafamento e muitas vezes percorre distâncias curtas, os gases de escape não têm tempo para aquecer tanto. Como resultado, a fuligem se acumula no filtro.

Para ajudar os motoristas que operam seus carros nesse modo, os fabricantes de vários produtos químicos automotivos desenvolveram aditivos especiais anti-fuligem. Seu uso permite iniciar a limpeza automática do filtro a uma temperatura dos gases de escape de +300 graus.

Alguns carros modernos estão equipados com um sistema de regeneração forçada. Ele injeta algum combustível que inflama no conversor catalítico. Devido a isso, o filtro de partículas aquece e a placa é removida. Este sistema funciona com base em sensores de pressão instalados antes e depois do filtro de partículas. Quando há uma grande diferença entre as leituras desses sensores, o sistema de regeneração é acionado.

Alguns fabricantes, por exemplo, Peugeot, Citroen, Ford, Toyota, em vez de uma porção adicional de combustível para aquecer o filtro, usam um aditivo especial, localizado em um tanque separado. Este aditivo contém cério. O sistema de regeneração adiciona periodicamente esta substância aos cilindros. O aditivo aquece à força os gases de escape a uma temperatura de cerca de 700-900 graus. Se o carro estiver equipado com uma variação desse sistema, ele não precisará fazer nada para limpar o filtro de partículas.

Filtros de particulados tipo fechado DPF

Filtros de partículas diesel em design moderno são divididos em dois tipos:

• filtros do tipo fechado dpf;
• filtros fap com função de regeneração do elemento filtrante.

A primeira categoria inclui elementos com favo de mel de cerâmica no interior, como em um conversor catalítico. Uma fina camada de titânio é aplicada às paredes. A eficiência de tal peça depende da temperatura de exaustão - somente neste caso uma reação química ocorrerá para neutralizar o monóxido de carbono. Por esse motivo, esses modelos são instalados o mais próximo possível do coletor de escape.

Quando depositados em um favo de mel de cerâmica com um revestimento de titânio, a fuligem e o monóxido de carbono são oxidados (a temperatura na qual a reação ocorre deve ser de várias centenas de graus). A presença de sensores permite diagnosticar a tempo um mau funcionamento do filtro, sobre o qual o motorista receberá uma notificação da ECU sobre a arrumação do carro.

Filtros de partículas FAP tipo fechado com função de regeneração

Os filtros FAP também são do tipo fechado. Só diferem dos anteriores pela função de autolimpeza. A fuligem não se acumula nesses frascos. As células desses elementos são revestidas com um reagente especial que reage com a fumaça quente e remove completamente as partículas do tubo de exaustão em altas temperaturas.

Alguns carros modernos são equipados com um sistema de descarga especial que injeta um reagente no momento certo quando o carro está em movimento, devido ao qual a fuligem é removida já nos estágios iniciais de formação.

 Às vezes, em vez de um aditivo, é utilizada uma porção adicional de combustível, que queima no próprio filtro, aumentando a temperatura dentro do frasco. Como resultado da queima, todas as partículas são completamente removidas do filtro.

Regeneração de filtro de partículas

Ao queimar óleo diesel, uma grande quantidade de material particulado é liberada. Com o tempo, essas substâncias se acomodam no interior dos canais de fuligem, dos quais fica obstruída.

Se você abastecer com combustível ruim, há uma grande probabilidade de que uma grande quantidade de enxofre se acumule no elemento do filtro. Impede a combustão de alta qualidade do óleo diesel, promove uma reação oxidativa no sistema de escapamento, fazendo com que suas peças falhem mais rapidamente.

No entanto, a rápida contaminação do filtro de partículas também pode ocorrer devido ao ajuste incorreto do motor diesel. Outra razão é a combustão incompleta da mistura ar-combustível, por exemplo, devido a um bico avariado.

O que é regeneração?

A regeneração do filtro significa limpar ou reconstruir células de filtro obstruídas. O próprio procedimento depende do modelo do filtro. E também sobre como o fabricante de automóveis configurou esse processo.

Em teoria, a fuligem não pode entupir completamente, uma vez que reações químicas devem ocorrer nela. Mas, na prática, isso acontece com frequência (os motivos estão indicados um pouco acima). Por esta razão, os fabricantes desenvolveram uma função de autolimpeza.

Existem dois algoritmos para realizar a regeneração:

• Ativo;
• Passivo

Se o veículo não conseguir limpar o catalisador e o filtro por conta própria, você mesmo pode fazer este procedimento. Será necessário nos seguintes casos:

• O carro raramente percorre longas distâncias (o escapamento não tem tempo de aquecer até a temperatura desejada);
• O motor de combustão interna foi abafado durante o processo de regeneração;
• Sensores com defeito - a ECU não recebe os pulsos necessários, razão pela qual o procedimento de limpeza não liga;
• Com baixo nível de combustível, a regeneração não ocorre, pois requer uma quantidade adicional de diesel;
• Mau funcionamento da válvula EGR (localizada no sistema de recirculação dos gases de escape).

Um sinal de um filtro entupido é uma diminuição acentuada na potência da unidade de alimentação. Neste caso, lavar o elemento filtrante com o auxílio de produtos químicos especiais ajudará a resolver o problema.

O filtro de partículas não requer limpeza mecânica. Basta retirar a peça do sistema de exaustão e fechar um dos furos. Além disso, um emulador universal é colocado no recipiente. Ajuda a remover a placa sem ter que comprar uma nova peça. O líquido deve cobrir completamente a superfície contaminada. Por 12 horas, a peça deve ser sacudida periodicamente para que a fuligem fique melhor.

Após o uso do limpador, a peça é lavada em água corrente.  

Regeneração passiva

Este processo é executado enquanto o motor está funcionando sob carga. Quando o carro está rodando na estrada, a temperatura do escapamento no filtro sobe para cerca de 400 graus. Essas condições provocam uma reação química para oxidar a fuligem.

Durante o processo de regeneração, o dióxido de nitrogênio é gerado em tais filtros. Essa substância atua sobre os compostos de carbono que formam a fuligem. Este processo forma óxido nítrico junto com monóxido de carbono. Além disso, devido à presença de oxigênio na cavidade, essas duas substâncias entram em uma reação com ele, como resultado da qual dois outros compostos são formados: CO₂ e dióxido de nitrogênio.

Deve-se ter em mente que tal processo nem sempre é igualmente eficaz, portanto, periodicamente é necessário realizar limpeza forçada da fuligem DPF.

Regeneração ativa

Para evitar que o filtro de partículas falhe e não seja necessário trocá-lo por um novo, é necessário limpar periodicamente a superfície ativa do catalisador. No tráfego da cidade ou em viagens de curta distância, é impossível fornecer limpeza passiva do catalisador.

Neste caso, é necessário iniciar um procedimento ativo ou forçado. Sua essência se resume ao seguinte. A válvula Ugr fecha (se necessário, ajustes são feitos para o funcionamento da turbina). Além da porção principal do combustível, uma certa quantidade de mistura ar-combustível é formada.

Ele é alimentado no cilindro, no qual se queima parcialmente. O restante da mistura entra no coletor de escape e entra no catalisador. Lá ele queima e a temperatura de exaustão aumenta - o efeito de um alto-forno com o soprador ligado é formado. Graças a este efeito, as partículas acumuladas nas células do catalisador são queimadas.

Esse procedimento é necessário para que a reação química continue no conversor catalítico. Isso permitirá que menos fuligem entre no filtro, o que, por sua vez, aumentará a vida útil do filtro de partículas.

Além de limpar o catalisador, a combustão de uma porção adicional do VTS fora do motor aumenta a temperatura no próprio circuito do filtro, o que também contribui parcialmente para sua limpeza.

O motorista descobre que os componentes eletrônicos estão realizando esse procedimento para aumentar brevemente a velocidade de marcha lenta durante uma viagem longa. Como resultado dessa autolimpeza, uma fumaça mais escura sairá do escapamento (esta é a norma, pois a fuligem é removida do sistema).

Por que a regeneração pode falhar e como fazer uma limpeza manual

Existem várias razões pelas quais o filtro de partículas não se regenera. Por exemplo:

• Viagens curtas, devido às quais o processo não tem tempo para iniciar;
• A regeneração é interrompida devido à paragem do motor;
• Um dos sensores não transmite leituras ou não há sinal dele;
• Baixo nível de combustível ou aditivos no tanque. O sistema determina quanto combustível ou aditivo anti-partículas é necessário para uma regeneração completa. Se o nível for baixo, o processo não será iniciado;
• Mau funcionamento da válvula EGR.

Se a máquina for operada em condições em que a autolimpeza não seja iniciada, o filtro de partículas pode ser limpo manualmente. Neste caso, deve ser removido do veículo. Em seguida, uma tomada deve ser tampada com uma rolha e o líquido de lavagem é derramado na outra. Periodicamente, o filtro deve ser agitado para remover a fuligem.

É necessário alocar cerca de 12 horas para lavar o filtro. Após esse tempo, a lavagem é drenada e o próprio filtro é lavado com água corrente limpa. Embora esse procedimento possa ser realizado de forma independente, é melhor levar o carro a uma estação de serviço para que isso combine com o diagnóstico de todo o sistema de escapamento. Neste caso, não é necessário gastar tanto tempo. Por exemplo, algumas estações de serviço possuem equipamentos especiais que simulam o processo de regeneração do filtro por queima forçada de fuligem. Um aquecedor especial e injeção de combustível podem ser usados, o que simula o funcionamento de um sistema de regeneração.

Causas do aumento da formação de fuligem

O parâmetro chave que afeta a limpeza do filtro de partículas é a má qualidade do combustível. O diesel dessa qualidade pode ter uma grande quantidade de enxofre na aduela, o que não apenas evita que o combustível queime completamente, mas também provoca uma reação oxidativa do metal. Se foi notado que após um reabastecimento recente, o sistema inicia a regeneração com mais frequência, é melhor procurar outro reabastecimento.

Além disso, a quantidade de fuligem no filtro depende das configurações da própria unidade de energia. Por exemplo, quando a injeção ocorre incorretamente (não pulveriza, mas jorra, devido à qual uma mistura ar-combustível não homogênea é formada em uma parte da câmara - enriquecida).

Como cuidar de um filtro de partículas

Assim como outras peças sujeitas a tensões, o filtro de partículas também precisa de manutenção periódica. Obviamente, se o motor, o sistema de combustível e todos os sensores estiverem configurados corretamente no carro, menos fuligem se formará na fuligem e a regeneração ocorrerá da maneira mais eficiente possível.

No entanto, não há necessidade de esperar que a luz de erro do motor no painel se acenda para verificar a condição da célula de partículas. O diagnóstico do carro ajudará nos estágios iniciais para determinar o entupimento do SF.

Sua vida útil pode ser estendida usando uma descarga ou limpador especial, que permite a remoção rápida e segura dos depósitos de fuligem do filtro.

Vida útil e substituição do filtro de partículas

Apesar do início da limpeza automática, o filtro de partículas ainda se torna inutilizável. A razão para isso é o trabalho constante na zona de alta temperatura e, durante a regeneração, esse número aumenta significativamente.

Normalmente, com o funcionamento adequado do motor e usando combustível de alta qualidade, o filtro é capaz de percorrer cerca de 200 mil quilômetros. Mas, em algumas regiões, nem sempre há combustível de alta qualidade, por isso é necessário prestar atenção à condição do filtro de partículas mais cedo, por exemplo, a cada 100 km.

Há momentos em que o filtro permanece intacto mesmo com uma tiragem de 500 mil. De uma forma ou de outra, cada motorista deve prestar atenção independentemente ao comportamento do veículo. Um fator chave indicativo de problemas com um filtro de partículas é uma diminuição significativa na potência do motor. Além disso, o motor começará a consumir muito óleo, e poderá aparecer fumaça azul do sistema de escape e um som atípico no funcionamento do motor de combustão interna.

O filtro de partículas pode ser removido?

Se você apenas diz, então é real fazer isso. Apenas a segunda pergunta - de que adianta o carro, neste caso, não atender aos padrões ambientais. Além disso, a unidade de controle eletrônico é configurada para controlar a operação deste elemento. Se você removê-lo do sistema, ocorrerá uma falha permanente de software nos componentes eletrônicos.

Alguns dão esse passo e colocam um obstáculo pelos seguintes motivos:

• Não haverá necessidade de fazer manutenção em uma parte adicional da máquina;
• Um novo filtro de partículas é bastante caro;
• O consumo de combustível é ligeiramente reduzido, pois o processo de regeneração não será realizado;
• Ligeiramente, mas ainda assim a potência do motor aumentará.

No entanto, esta solução tem muito mais desvantagens:

• O primeiro é o não cumprimento de quaisquer padrões ambientais;
• A cor do escapamento mudará visivelmente, o que criará um problema em uma cidade grande, especialmente no verão e em congestionamentos (não há ar suficiente de qualquer maneira, e um carro bufando próximo a ele força a circulação de ar dentro do carro);
• Você pode esquecer as viagens para os países da UE, porque o carro não será permitido atravessar a fronteira;
• A desativação de alguns sensores causará o mau funcionamento do software da unidade de controle. Para resolver o problema, você precisará reescrever a ECU. O custo do firmware é alto e as consequências podem ser imprevisíveis. Reiniciar os dados na unidade de controle levantará uma série de questões que não permitirão vender o carro a um preço aceitável.

Esses são apenas alguns dos aspectos negativos do entalhe DPF. Mas devem ser o suficiente para largar a ideia e começar a restaurar, limpar ou comprar um novo filtro de partículas.

Em vez de uma conclusão

A decisão de remover o filtro de partículas do sistema de escapamento de um veículo é uma decisão pessoal de cada motorista. Se no caso de carros antigos este problema for resolvido no nível de fábrica (SFs são raramente encontrados), então alguns carros de nova geração não funcionarão sem ele. E o número desses carros não está diminuindo, porque um substituto digno para o motor diesel ainda não foi lançado.

É melhor não experimentar carros equipados com sistemas eletrônicos complexos, pois se houver um erro constante, a ECU pode entrar em modo de emergência.

Para mais informações sobre o filtro de partículas, veja o vídeo:

Filtro de partículas, regeneração - o que é e como funciona?

Vídeos relacionados

Além disso, oferecemos um vídeo detalhado sobre como o filtro de partículas é regenerado:

Antes de cortar o filtro de partículas, assista a este vídeo.

Perguntas e Respostas:

O filtro de partículas pode ser limpo? Para isso, é necessário retirá-lo, preencher com um líquido de limpeza especial e após cerca de 8 horas enxaguar e colocar no local. A lavagem também pode ser realizada sem remover a peça do carro.

Com que frequência o filtro de partículas deve ser trocado? Qualquer filtro de partículas está entupido. Normalmente, sua substituição é necessária em média após 200 mil quilômetros, mas isso é influenciado pela qualidade do combustível, pela composição da cooperação técnico-militar e pelo número de horas de operação.

Posso dirigir sem filtro de partículas? Em termos técnicos, isso não afetará negativamente o carro. Mas a parte eletrônica consertará constantemente o erro e o escapamento não atenderá aos padrões ecológicos.