Mi a részecskeszűrő, annak felépítése és működési elve

A környezetvédelmi előírások bevezetésével 2009-től minden öngyulladó belső égésű motorral felszerelt autót részecskeszűrővel kell felszerelni. Fontolja meg, miért van szükség rájuk, hogyan működnek és hogyan kell gondoskodni róluk.

Mi az a részecskeszűrő és hogyan működik?

A szűrő fogalma már azt is jelzi, hogy az alkatrész részt vesz a tisztítási folyamatban. A légszűrővel ellentétben a részecskeszűrő a kipufogórendszerbe van telepítve. Az alkatrészt úgy tervezték, hogy minimalizálja a káros anyagok légkörbe történő kibocsátását.

A termék és a szűrőelemek minőségétől függően ez a rész a dízel üzemanyag elégetése után a korom 90 százalékát képes eltávolítani. A Föderációs Tanács munkája két szakaszban zajlik:

1. Korom eltávolítása. A füstöt átjáró szűrőelemek megfogják a részecskéket. Megtelepednek az anyag sejtjeiben. Ez a szűrő fő feladata.
2. Regenerálás. Ez az eljárás a sejtek megtisztítására a felhalmozódott koromtól. Akkor keletkezik, amikor a szervizelhető társított rendszerekkel a motor elkezd elveszíteni energiáját. Más szavakkal, a regeneráció a sejtfelület tisztaságának helyreállítása. A különböző módosítások a saját technológiájukat használják a korom tisztítására.

Hol található egy részecskeszűrő és mire szolgál?

Mivel az SF részt vesz a kipufogógáz-tisztításban, egy dízelmotorral hajtott autó kipufogórendszerébe telepítik. Minden gyártó felszereli autóit egy olyan rendszerrel, amely eltérhet más márkák analógjaitól. Ezért nincs szigorú szabály arra vonatkozóan, hogy hol legyen a szűrő.

Egyes autókban a kormát katalizátorral együtt használják, amelyet minden modern, benzinmotorral felszerelt autóba beépítenek. Ebben az esetben a szűrő lehet vagy a katalizátor előtt, vagy utána.

Néhány gyártó (például a Volkswagen) kombinált szűrőket hozott létre, amelyek egyesítik a szűrő és a katalizátor funkcióit. Ennek köszönhetően a dízelmotor kipufogógázának tisztasága nem különbözik a benzin analógjától. Az ilyen alkatrészeket gyakran közvetlenül a kipufogócsonk után helyezik el, így a kipufogógázok hőmérséklete biztosítja a megfelelő kémiai reakciót a káros anyagok semlegesítésére.

Szűrő eszköz

A klasszikus változatban a DPF eszköz nagyon hasonlít a katalizátorra. Fém lombik alakja van, csak benne van tartós, cellaszerkezetű szűrőelem. Ez az elem gyakran kerámiából készül. A szűrőtest sok 1 mm-es hálóval rendelkezik.

Kombinált változatokban a katalizátorelemeket és a szűrőelemeket egy modulba helyezik. Ezenkívül egy lambda szondát, nyomás- és kipufogógáz-hőmérséklet érzékelőket is beépítenek az ilyen részekbe. Mindezek az alkatrészek biztosítják a káros részecskék leghatékonyabb eltávolítását a kipufogógázból.

A részecskeszűrő működésének és működésének jellemzői

A részecskeszűrők élettartama közvetlenül függ a jármű üzemi körülményeitől. Ettől függően az autó tulajdonosának 50-200 ezer kilométerenként ellenőriznie kell a szűrő állapotát. Ha az autót városi körülmények között üzemeltetik, és gyakran forgalmi dugókban találja magát, akkor a szűrő élettartama rövidebb lesz, mint egy könnyebb körülmények között üzemeltetett autóba (hosszú távú utazások az autópályán) képest. Emiatt az erőegység motoróráinak mutatója jelentős szerepet játszik.

Mivel az eltömődött részecskeszűrő csökkenti a motor teljesítményét, minden autósnak rendszeresen regenerálnia kell a kipufogórendszert. Szintén nagyon fontos a motorolaj cseréjére vonatkozó előírások betartása. Ezért az autó tulajdonosának szigorúan be kell tartania az autógyártó ajánlásait.

Dízelolaj kiválasztása

Akárcsak a modern benzines járművekben található katalizátor, a részecskeszűrő is súlyosan megsérülhet, ha az autó tulajdonosa nem megfelelő motorolajat használ. Ebben az esetben a kenőanyag bejuthat a hengerekbe, és a löket során kiéghet.

Ebben az esetben nagy mennyiségű korom szabadul fel (ez a bejövő olaj mennyiségétől függ), aminek nem szabad jelen lennie az autó kipufogórendszerében. Ez a korom bejut a szűrőcellákba és lerakódásokat képez rajtuk. A dízelmotorok esetében az Európai Gépjárműgyártók Szövetsége olyan motorolaj-szabványt hozott létre, amely megfelel egy legalább Euro4-es környezetvédelmi szabvány követelményeinek.

Az ilyen olajat tartalmazó csomagot C címkével látják el (1-től 4-ig terjedő indexekkel). Az ilyen olajokat kifejezetten kipufogógáz-utókezelő vagy -tisztító rendszerrel felszerelt járművekhez tervezték. Ennek köszönhetően megnő a részecskeszűrő élettartama.

Automatikus tisztítás

A tápegység működése során olyan fizikai folyamatok indulhatnak el, amelyek automatikusan megtisztítják a részecskeszűrőt a szénlerakódásoktól. Ez akkor fordul elő, ha a szűrőtartályba belépő kipufogógázokat +500 fokra vagy magasabbra melegítik. Az úgynevezett passzív öntisztítás során a korom az izzóközeg hatására oxidálódik és leszakad a sejtek felületéről.

De ahhoz, hogy ez a folyamat elinduljon, a motornak hosszú ideig egy bizonyos fordulatszámon kell működnie. Amikor az autó forgalmi dugóban van, és gyakran rövid távolságokat tesz meg, a kipufogógázoknak nincs idejük ilyen mértékben felmelegedni. Ennek eredményeként a szűrőben felhalmozódik a korom.

Az autójukat ebben az üzemmódban üzemeltető járművezetők segítésére a különféle autóvegyszerek gyártói speciális koromgátló adalékokat fejlesztettek ki. Használatuk lehetővé teszi a szűrő automatikus tisztításának megkezdését +300 fokon belüli kipufogógáz hőmérsékleten.

Egyes modern autók kényszerregeneráló rendszerrel vannak felszerelve. Befecskendezi az üzemanyagot, ami meggyullad a katalizátorban. Emiatt a részecskeszűrő felmelegszik és a lepedék eltávolítható. Ez a rendszer a részecskeszűrő előtt és után felszerelt nyomásérzékelők alapján működik. Ha ezeknek az érzékelőknek a leolvasott értékei között nagy eltérés van, a regenerációs rendszer aktiválódik.

Egyes gyártók, például a Peugeot, Citroen, Ford, Toyota, a szűrő felmelegítésére szolgáló további üzemanyag-adag helyett speciális adalékot használnak, amely külön tartályban található. Ez az adalékanyag cériumot tartalmaz. A regeneráló rendszer időnként hozzáadja ezt az anyagot a hengerekhez. Az adalék erőszakosan felmelegíti a kipufogógázokat körülbelül 700-900 fokos hőmérsékletre. Ha az autó egy ilyen rendszer változatával van felszerelve, akkor semmit sem kell tennie a részecskeszűrő tisztításához.

DPF zárt típusú részecskeszűrők

A modern kivitelű dízel részecskeszűrők két típusra oszthatók:

• dpf zárt típusú szűrők;
• szűrőszűrők szűrőelem-regeneráló funkcióval.

Az első kategóriába kerámia méhsejtes elemek tartoznak, mint egy katalizátorban. A falukra vékony titánréteget visznek fel. Az ilyen rész hatékonysága a kipufogógáz hőmérsékletétől függ - csak ebben az esetben vegyi reakció következik be a szén-monoxid semlegesítésére. Emiatt ezeket a modelleket a lehető legközelebb kell elhelyezni a kipufogócsőhöz.

Titán bevonattal ellátott kerámia méhsejtre helyezve a korom és a szén-monoxid oxidálódik (a reakció hőmérsékletének több száz fokosnak kell lennie). Az érzékelők jelenléte lehetővé teszi a szűrő meghibásodásának időben történő diagnosztizálását, amelyről a vezető értesítést kap az ECU-tól az autó rendezettségéről.

FAP zárt típusú részecskeszűrők regenerálási funkcióval

Az FAP szűrők szintén zárt típusúak. Csak az öntisztító funkcióval térnek el a korábbiaktól. A korom nem halmozódik fel ilyen lombikokban. Ezen elemek sejtjeit egy speciális reagens borítja, amely forró füsttel reagál, és magas hőmérsékleten teljesen eltávolítja a részecskéket a kipufogógázból.

Néhány modern autó speciális öblítő rendszerrel van felszerelve, amely a reagens megfelelő időben injektálja az autó mozgása közben, ami miatt a korom már a kialakulás korai szakaszában eltávolításra kerül.

 Néha adalékanyag helyett egy további üzemanyag-adagot használnak, amely magában a szűrőben ég ki, emelve a lombik belsejében a hőmérsékletet. Az égés eredményeként az összes részecske teljesen eltávolításra kerül a szűrőből.

Részecskeszűrő regenerálása

A gázolaj elégésekor nagy mennyiségű részecske szabadul fel. Idővel ezek az anyagok a korom csatornáinak belső oldalán telepednek le, ahonnan eltömődik.

Ha rossz üzemanyagot tölt fel, nagy a valószínűsége annak, hogy nagy mennyiségű kén halmozódik fel a szűrőelemben. Megakadályozza a szolárium kiváló minőségű égését, elősegíti az oxidatív reakciót a kipufogórendszerben, amelynek következtében részei gyorsabban meghibásodnak.

A részecskeszűrő gyors szennyeződése azonban a dízelmotor nem megfelelő beállítása miatt is bekövetkezhet. Egy másik ok a levegő-üzemanyag keverék hiányos elégetése, például egy meghibásodott fúvóka miatt.

Mi a regeneráció?

A szűrő regenerálása az eltömődött szűrőcellák tisztítását vagy helyreállítását jelenti. Maga az eljárás a szűrő modelljétől függ. És arról is, hogy az autógyártó hogyan állította be ezt a folyamatot.

Elméletileg a korom nem képes teljesen eltömődni, mivel kémiai reakcióknak kell végbemenniük benne. De a gyakorlatban ez gyakran megtörténik (az okokat kicsit fentebb jelezzük). Ezért a gyártók kifejlesztettek egy öntisztító funkciót.

A regenerálás elvégzésére két algoritmus létezik:

• Aktív;
• Passzív.

Ha a jármű nem képes önállóan megtisztítani a katalizátort és a szűrőt, ezt az eljárást maga is elvégezheti. Erre a következő esetekben lesz szükség:

• Az autó ritkán halad nagy távolságokat (a kipufogógáznak nincs ideje felmelegedni a kívánt hőmérsékletre);
• A regenerációs folyamat során a belső égésű motor tompa volt;
• Hibás érzékelők - az ECU nem kapja meg a szükséges impulzusokat, ezért a tisztítási eljárás nem kapcsol be;
• Alacsony üzemanyagszint mellett a regenerálás nem történik meg, mivel további mennyiségű gázolajra van szükség;
• Az EGR-szelep meghibásodása (a kipufogógáz-visszavezető rendszerben található).

Az eldugult szűrő jele a tápegység teljesítményének hirtelen csökkenése. Ebben az esetben a szűrőelem speciális vegyszerek segítségével történő mosása segít megoldani a problémát.

A részecskeszűrő nem igényel mechanikai tisztítást. Elég eltávolítani az alkatrészt a kipufogórendszerből, és lezárni az egyik furatot. Ezután univerzális emulátort öntünk a tartályba. Segít eltávolítani a lepedéket anélkül, hogy új alkatrészt kellene vásárolni. A folyadéknak teljes egészében el kell fednie a szennyezett felületet. 12 órán át rendszeresen rázni kell az alkatrészt, hogy a korom jobban elmaradjon.

A tisztító használata után az alkatrészt folyó víz alatt leöblítik.  

Passzív regeneráció

Ezt a folyamatot akkor hajtjuk végre, amikor a motor terhelés alatt jár. Amikor az autó az úton halad, a szűrőben a kipufogógáz hőmérséklete körülbelül 400 fokra emelkedik. Ezek a körülmények kémiai reakciót váltanak ki a korom oxidálásához.

A regenerációs folyamat során nitrogén-dioxid keletkezik az ilyen szűrőkben. Ez az anyag a koromot alkotó szénvegyületekre hat. Ez a folyamat nitrogén-monoxidot képez szén-monoxiddal együtt. Ezenkívül az üregben lévő oxigén jelenléte miatt ez a két anyag reakcióba lép vele, amelynek eredményeként két másik vegyület képződik: CO₂ és nitrogén-dioxid.

Nem szabad megfeledkezni arról, hogy egy ilyen folyamat nem mindig egyformán hatékony, ezért időszakosan szükség van a koromforgács kényszerű tisztítására.

Aktív regeneráció

Annak elkerülése érdekében, hogy a részecskeszűrő meghibásodjon és ne kelljen újra cserélnie, időszakosan meg kell tisztítani a katalizátor aktív felületét. Városi forgalomban vagy rövid távolságokon lehetetlen biztosítani a katalizátor passzív tisztítását.

Ebben az esetben aktív vagy kényszerített eljárást kell indítani. Lényege a következőre vezethető vissza. Az Ugr szelep bezárul (ha szükséges, a turbina működését módosítják). Az üzemanyag fő részén kívül bizonyos mennyiségű levegő-üzemanyag keverék képződik.

A hengerbe táplálják, amelyben részben kiég. A keverék fennmaradó része bejut a kipufogócsőbe és a katalizátorba. Ott kiég és a kipufogógáz hőmérséklete emelkedik - kialakul a bekapcsolt fúvós kohó hatása. Ennek a hatásnak köszönhetően a katalizátor sejtekben felhalmozódott részecskék kiégnek.

Ilyen eljárásra van szükség ahhoz, hogy a kémiai reakció folytatódjon a katalizátorban. Ez lehetővé teszi, hogy kevesebb korom kerüljön a szűrőbe, ami megnöveli a részecskeszűrő élettartamát.

A katalizátor tisztításán túl a VTS további részének égése a motoron kívül megnöveli a hőmérsékletet magában a szűrőáramkörben, ami részben hozzájárul a tisztításához is.

A vezető megtudja, hogy az elektronika ezt az eljárást hajtja végre, hogy rövid utazás közben növelje az alapjárati sebességet. Ennek az öntisztításnak a következtében sötétebb füst jön ki a kipufogócsőből (ez a szokás, mivel a korom eltávolításra kerül a rendszerből).

Miért nem sikerülhet a regenerálás, és hogyan kell kézi tisztítást végezni

Számos oka lehet annak, hogy a részecskeszűrő nem regenerálódik. Például:

• Rövid utak, amelyek miatt a folyamatnak nincs ideje elindulni;
• A regeneráció a motor leállása miatt megszakad;
• Az egyik érzékelő nem továbbít leolvasást, vagy egyáltalán nincs jel belőle;
• Alacsony üzemanyag- vagy adalékanyagszint a tartályban. A rendszer meghatározza, hogy mennyi üzemanyag vagy részecskementes adalék szükséges a teljes regenerációhoz. Ha a szint alacsony, akkor a folyamat nem indul el;
• Az EGR szelep meghibásodása.

Ha a gépet olyan körülmények között üzemeltetik, hogy az öntisztítás nem indul el, a részecskeszűrőt kézzel is meg lehet tisztítani. Ebben az esetben el kell távolítani a járműből. Ezután az egyik konnektort dugóval le kell zárni, és öblítőfolyadékot kell önteni a másikba. A szűrőt időnként meg kell rázni, hogy a korom letörjön.

A szűrő mosására körülbelül 12 órát kell szánni. Ezen idő elteltével a mosószert leengedjük, és magát a szűrőt tiszta folyó vízzel mossuk. Bár ez az eljárás önállóan is elvégezhető, jobb, ha az autót egy szervizbe viszi, hogy ezt kombinálja a teljes kipufogórendszer diagnosztikájával. Ebben az esetben nem szükséges annyi időt tölteni. Például egyes benzinkutak olyan speciális berendezésekkel rendelkeznek, amelyek a szűrőregenerálás folyamatát szimulálják kényszerkoromégetéssel. Speciális fűtőelem és üzemanyag-befecskendezés használható, amely egy regeneráló rendszer működését szimulálja.

A fokozott koromképződés okai

A részecskeszűrő tisztaságát befolyásoló legfontosabb paraméter az üzemanyag rossz minősége. Az ilyen minőségű dízel üzemanyag nagy mennyiségű ként tartalmazhat a kályhában, ami nemcsak megakadályozza az üzemanyag teljes kiégését, hanem a fém oxidatív reakcióját is kiváltja. Ha azt észlelték, hogy egy legutóbbi tankolás után a rendszer gyakrabban indítja el a regenerációt, akkor jobb, ha másik tankolást keres.

Ezenkívül a szűrőben lévő korom mennyisége magának a tápegységnek a beállításaitól függ. Például, ha a befecskendezés helytelenül történik (nem permet, hanem kifröccsen, ami miatt a kamra egyik részében inhomogén levegő-üzemanyag keverék képződik - dúsítva).

A részecskeszűrő gondozása

Csakúgy, mint a többi résznek, amely stressznek van kitéve, a részecskeszűrő is időszakos karbantartást igényel. Természetesen, ha a motor, az üzemanyag-ellátó rendszer és az összes érzékelő megfelelően van konfigurálva az autóban, akkor kevesebb korom képződik a koromban, és a regenerálás a lehető leghatékonyabban megy végbe.

A részecske cellájának állapotának ellenőrzéséhez azonban nem kell megvárni, amíg a műszerfalon kigyullad a motorhiba. Az autó diagnosztikája a korai szakaszban segít meghatározni az SF eltömődését.

Élettartama meghosszabbítható egy speciális öblítő vagy tisztító segítségével, amely lehetővé teszi a koromlerakódások gyors és biztonságos eltávolítását a szűrőből.

Élettartam és a részecskeszűrő cseréje

Az automatikus tisztítás megkezdése ellenére a részecskeszűrő továbbra is használhatatlanná válik. Ennek oka az állandó munkavégzés a magas hőmérsékletű zónában, és a regeneráció során ez a szám jelentősen megemelkedik.

Általában a motor megfelelő működésével és jó minőségű üzemanyag használatával a szűrő körülbelül 200 ezer kilométert képes megtenni. Egyes régiókban azonban nem mindig áll rendelkezésre jó minőségű üzemanyag, ezért korábban, például 100 000 km-enként kell figyelni a részecskeszűrő állapotára.

Van, amikor 500 ezres futással is sértetlen marad a szűrő. Így vagy úgy, minden autósnak önállóan kell figyelnie a jármű viselkedésére. A részecskeszűrővel kapcsolatos problémák egyik kulcstényezője a motor teljesítményének jelentős csökkenése. Ezenkívül a motor elkezd sok olajat felszívni, és kék füst jelenhet meg a kipufogórendszerből, és szokatlan hang hallható a belső égésű motor működésében.

Kivehető a részecskeszűrő?

Ha csak azt mondod, akkor valóságos megtenni. Csak a második kérdés - mi értelme van, ha az autó ebben az esetben nem felel meg a környezetvédelmi előírásoknak. Ezenkívül az elektronikus vezérlőegység úgy van konfigurálva, hogy vezérelje ennek az elemnek a működését. Ha eltávolítja a rendszerből, akkor az elektronika állandó szoftverhibát okoz.

Néhányan megteszik ezt a lépést, és a következő okokból csapdába esnek:

• Nem lesz szükség a gép további részének szervizelésére;
• Egy új részecskeszűrő meglehetősen drága;
• Az üzemanyag-fogyasztás kissé csökken, mivel a regenerálási folyamat nem fog megvalósulni;
• Kissé, de a motor teljesítménye mégis megnő.

Ennek a megoldásnak azonban sokkal több hátránya van:

• Az első a környezetvédelmi előírások be nem tartása;
• A kipufogógáz színe érezhetően megváltozik, ami problémát fog okozni egy nagyvárosban, főleg nyáron és a forgalmi dugókban (amúgy sincs elegendő levegő, majd egy mellette pöffeszkedő autó erőlteti a légkeringést az autó belsejében);
• Felejtheti az EU-országokba tett utazásokat, mert az autót nem engedik át a határon;
• Egyes érzékelők kikapcsolása a vezérlőegység szoftverének meghibásodását okozza. A probléma megoldásához át kell írnia az ECU-t. A firmware költsége magas, és a következmények kiszámíthatatlanok lehetnek. Az adatok visszaállítása a vezérlőegységben sok kérdést vet fel, amelyek nem teszik lehetővé az autó elfogadható áron történő értékesítését.

Ez csak néhány a DPF bevágásának negatív vonatkozásai közül. De elégnek kell lenniük ahhoz, hogy elvetjék az ötletet, és elkezdjék helyreállítani, tisztítani vagy új részecskeszűrőt vásárolni.

Ahelyett, hogy egy következtetés

Annak eldöntése, hogy eltávolítják-e a részecskeszűrőt a jármű kipufogórendszeréből, minden autós személyes döntése. Ha a régi autók esetében ez a probléma gyári szinten megoldódik (SF ritkán található meg), akkor néhány új generációs autó anélkül egyáltalán nem fog működni. Az ilyen autók száma pedig nem csökken, mert a dízelmotor méltó cseréjét még nem adták ki.

Jobb, ha nem kísérletezünk komplex elektronikus rendszerekkel felszerelt autókkal, mivel ha állandó hiba van, az ECU vészüzemmódba léphet.

A részecskeszűrővel kapcsolatos további információkért lásd a videót:

Részecskeszűrő, regenerálás - mi ez és hogyan működik?

Videó a témáról

Ezenkívül kínálunk egy részletes videót a részecskeszűrő regenerálásáról:

A részecskeszűrő levágása előtt nézze meg ezt a videót.

Kérdések és válaszok:

Tisztítható a részecskeszűrő? Ehhez el kell távolítania, meg kell töltenie speciális tisztítófolyadékkal, majd körülbelül 8 óra elteltével öblítse le és tegye a helyére. Az öblítés az alkatrész autóból történő eltávolítása nélkül is elvégezhető.

Milyen gyakran kell cserélni a részecskeszűrőt? Bármely részecskeszűrő eltömődött. Általában átlagosan 200 ezer kilométer megtétele után szükséges a cseréje, de ezt befolyásolja az üzemanyag minősége, a haditechnikai együttműködés összetétele és az üzemórák száma.

Tudok vezetni részecskeszűrő nélkül? Műszakilag ez nem befolyásolja negatívan az autót. De az elektronika folyamatosan javítja a hibát, és a kipufogó nem felel meg az ökológiai szabványoknak.