Ce este un filtru de particule, structura și principiul său de funcționare

Odată cu introducerea standardelor de mediu, începând din 2009, toate mașinile cu motoare cu ardere internă cu autoaprindere trebuie să fie echipate cu filtre de particule. Luați în considerare de ce sunt necesare, cum funcționează și cum să aveți grijă de ele.

Ce este și cum funcționează un filtru de particule?

Însuși conceptul de filtru indică faptul că piesa este implicată în procesul de curățare. Spre deosebire de un filtru de aer, un filtru de particule este instalat în sistemul de evacuare. Piesa este concepută pentru a minimiza emisia de substanțe dăunătoare în atmosferă.

În funcție de calitatea produsului și de elementele de filtrare, această parte este capabilă să îndepărteze până la 90% din funingine din evacuare după arderea motorinei. Activitatea Consiliului Federației se desfășoară în două etape:

1. Îndepărtarea funinginei. Elementele filtrante permeabile la fum captează particulele. Se așează în celulele materialului. Aceasta este sarcina principală a filtrului.
2. Regenerare. Aceasta este o procedură pentru curățarea celulelor de funingine acumulate. Se produce atunci când, cu sisteme asociate care pot fi reparate, motorul începe să piardă putere. Cu alte cuvinte, regenerarea este refacerea curățeniei suprafeței celulei. Diferite modificări folosesc propria tehnologie pentru curățarea funinginei.

Unde este situat un filtru de particule și la ce servește?

Deoarece SF este implicat în curățarea eșapamentului, este instalat în sistemul de eșapament al unui vehicul alimentat de un motor diesel. Fiecare producător își echipează mașinile cu un sistem care poate diferi de analogii altor mărci. Din acest motiv, nu există o regulă dură și rapidă despre locul în care ar trebui să fie filtrul.

În unele mașini, negru de fum este utilizat împreună cu un catalizator, care este instalat în toate mașinile moderne echipate cu un motor pe benzină. În acest caz, filtrul poate fi fie în fața convertorului catalitic, fie după acesta.

Unii producători (de exemplu Volkswagen) au creat filtre combinate care combină funcțiile atât ale unui filtru, cât și ale unui catalizator. Datorită acestui fapt, curățenia eșapamentului de la un motor diesel nu diferă de un analog pe benzină. Adesea, astfel de piese sunt instalate imediat după galeria de evacuare, astfel încât temperatura gazelor de evacuare să asigure reacția chimică adecvată pentru a neutraliza substanțele dăunătoare.

Dispozitiv de filtrare

În versiunea clasică, dispozitivul DPF este foarte similar cu convertorul catalitic. Are forma unui balon metalic, doar în interiorul acestuia există un element de filtrare durabil cu o structură celulară. Acest element este adesea realizat din ceramică. Corpul filtrului are o mulțime de ochiuri de 1 mm.

În versiunile combinate, elementele catalizatorului și elementul filtrant sunt plasate într-un singur modul. În plus, în aceste părți sunt instalate o sondă lambda, senzori de presiune și temperatura gazelor de eșapament. Toate aceste piese asigură cea mai eficientă îndepărtare a particulelor dăunătoare din evacuare.

Caracteristici de funcționare și funcționare a filtrului de particule

Durata de viață a filtrelor de particule depinde direct de condițiile de funcționare ale vehiculului. În funcție de aceasta, proprietarul mașinii trebuie să verifice starea filtrului la fiecare 50-200 de mii de kilometri. Dacă mașina este exploatată în condiții urbane și se găsește adesea în ambuteiaj, atunci durata de viață a filtrului va fi mai mică în comparație cu analogul instalat într-o mașină care funcționează în condiții mai ușoare (călătorii pe distanțe lungi de-a lungul autostrăzii). Din acest motiv, indicatorul orelor de motor al unității de putere joacă un rol semnificativ.

Deoarece un filtru de particule înfundat reduce performanța motorului, fiecare șofer trebuie să regenereze periodic sistemul de evacuare. De asemenea, de mare importanță este și respectarea reglementărilor pentru înlocuirea uleiului de motor. Prin urmare, proprietarul mașinii trebuie să respecte îndeaproape recomandările producătorului auto.

Alegerea motorinei

La fel ca convertizorul catalitic găsit în vehiculele moderne pe benzină, filtrul de particule poate fi grav deteriorat dacă proprietarul mașinii folosește uleiul de motor greșit. În acest caz, lubrifiantul poate intra în cilindri și se poate arde pe cursa cursei.

În acest caz, o cantitate mare de funingine va fi eliberată (aceasta depinde de volumul de ulei care intră), care nu ar trebui să fie prezentă în sistemul de evacuare al mașinii. Această funingine pătrunde în celulele filtrului și formează depuneri pe ele. Pentru motoarele diesel, Asociația Producătorilor Europeni de Automobile a stabilit un standard pentru uleiul de motor care îndeplinește cerințele unui standard de mediu de cel puțin Euro4.

Pachetul cu astfel de ulei va fi etichetat C (cu indici de la 1 la 4). Astfel de uleiuri sunt concepute special pentru vehiculele echipate cu un sistem de posttratare sau purificare a gazelor de eșapament. Datorită acestui fapt, durata de viață a filtrului de particule crește.

Curățare automată

În timpul funcționării unității de alimentare, pot fi pornite procese fizice care curăță automat filtrul de particule de depunerile de carbon. Acest lucru se întâmplă atunci când gazele de eșapament care intră în rezervorul de filtru sunt încălzite la +500 de grade și mai mult. În timpul așa-numitei autocurățări pasive, funinginea este oxidată de mediul incandescent și se desprinde de la suprafața celulelor.

Dar pentru ca acest proces să înceapă, motorul trebuie să funcționeze la o anumită viteză pentru o perioadă lungă de timp. Când mașina se află într-un ambuteiaj și parcurge adesea distanțe scurte, gazele de eșapament nu au timp să se încălzească într-o asemenea măsură. Ca urmare, funinginea se acumulează în filtru.

Pentru a ajuta șoferii care își conduc mașinile în acest mod, producătorii de diferite produse chimice auto au dezvoltat aditivi speciali anti-funingine. Utilizarea lor vă permite să începeți curățarea automată a filtrului la o temperatură a gazelor de eșapament de +300 de grade.

Unele mașini moderne sunt echipate cu un sistem de regenerare forțată. Injectează ceva combustibil care se aprinde în convertizorul catalitic. Din acest motiv, filtrul de particule se încălzește și placa este îndepărtată. Acest sistem funcționează pe baza senzorilor de presiune instalați înainte și după filtrul de particule. Când există o diferență mare între citirile acestor senzori, sistemul de regenerare este activat.

Unii producători, de exemplu, Peugeot, Citroen, Ford, Toyota, în loc de o porție suplimentară de combustibil pentru a încălzi filtrul, folosesc un aditiv special, care se află într-un rezervor separat. Acest aditiv conține ceriu. Sistemul de regenerare adaugă periodic această substanță în cilindri. Aditivul încălzește forțat gazele de eșapament la o temperatură de aproximativ 700-900 de grade. Dacă mașina este echipată cu o variantă a unui astfel de sistem, nu trebuie să facă nimic pentru a curăța filtrul de particule.

Filtre de particule de tip închis DPF

Filtrele de particule diesel în design modern sunt împărțite în două tipuri:

• filtre de tip închis dpf;
• filtre fap cu funcție de regenerare a elementelor de filtrare.

Prima categorie include elemente cu fagure ceramice în interior, ca la un convertor catalitic. Pe pereții lor se aplică un strat subțire de titan. Eficacitatea unei astfel de piese depinde de temperatura evacuării - numai în acest caz va avea loc o reacție chimică pentru neutralizarea monoxidului de carbon. Din acest motiv, aceste modele sunt instalate cât mai aproape de galeria de evacuare.

Când sunt depuse pe un fagure ceramic cu un strat de titan, funinginea și monoxidul de carbon sunt oxidate (temperatura la care are loc reacția trebuie să fie de câteva sute de grade). Prezența senzorilor vă permite să diagnosticați la timp o defecțiune a filtrului, despre care șoferul va primi o notificare de la ECU pe ordinea mașinii.

Filtre de particule tip FAP închise cu funcție de regenerare

Filtrele FAP sunt, de asemenea, de tip închis. Numai că acestea diferă de cele anterioare prin funcția de autocurățare. Funinginea nu se acumulează în astfel de baloane. Celulele acestor elemente sunt acoperite cu un reactiv special care reacționează cu fumul fierbinte și elimină complet particulele din tractul de evacuare la temperaturi ridicate.

Unele mașini moderne sunt echipate cu un sistem special de spălare, care injectează un reactiv la momentul potrivit când mașina se deplasează, datorită căreia funinginea este îndepărtată deja în primele etape de formare.

 Uneori, în loc de aditiv, se folosește o porție suplimentară de combustibil, care se arde în filtru în sine, crescând temperatura din balon. Ca urmare a arderii, toate particulele sunt complet îndepărtate din filtru.

Regenerarea filtrului de particule

La arderea motorinei, se eliberează o cantitate mare de particule. În timp, aceste substanțe se așează pe interiorul canalelor de funingine, din care se înfundă.

Dacă vă umpleți cu combustibil rău, există o mare probabilitate ca o cantitate mare de sulf să se acumuleze în elementul filtrant. Previne arderea de înaltă calitate a motorinei, favorizează o reacție oxidativă în sistemul de evacuare, din cauza căreia părțile sale vor eșua mai repede.

Cu toate acestea, poate apărea o contaminare rapidă a filtrului de particule datorită reglării necorespunzătoare a motorului diesel. Un alt motiv este arderea incompletă a amestecului aer-combustibil, de exemplu, din cauza unei duze eșuate.

Ce este regenerarea?

Regenerarea filtrului înseamnă curățarea sau restaurarea celulelor de filtru înfundate. Procedura în sine depinde de modelul filtrului. Și, de asemenea, cu privire la modul în care producătorul auto a configurat acest proces.

În teorie, funinginea nu se poate înfunda complet, deoarece reacțiile chimice trebuie să aibă loc în ea. Dar, în practică, acest lucru se întâmplă adesea (motivele sunt indicate puțin mai sus). Din acest motiv, producătorii au dezvoltat o funcție de autocurățare.

Există doi algoritmi pentru efectuarea regenerării:

• Activ;
• Pasive.

Dacă vehiculul nu poate curăța singur catalizatorul și filtrul, puteți face această procedură singur. Va fi necesar în următoarele cazuri:

• Mașina parcurge rareori distanțe mari (eșapamentul nu are timp să se încălzească la temperatura dorită);
• Motorul cu ardere internă a fost înăbușit în timpul procesului de regenerare;
• Senzori defecți - ECU nu primește impulsurile necesare, motiv pentru care procedura de curățare nu pornește;
• La un nivel scăzut de combustibil, regenerarea nu are loc, deoarece necesită o cantitate suplimentară de motorină;
• Defecțiunea supapei EGR (localizată în sistemul de recirculare a gazelor de eșapament).

Un semn al unui filtru înfundat este o scădere bruscă a puterii unității de putere. În acest caz, spălarea elementului filtrant cu ajutorul unor substanțe chimice speciale va ajuta la rezolvarea problemei.

Filtrul de particule nu necesită curățare mecanică. Este suficient să scoateți piesa din sistemul de evacuare și să închideți una dintre găuri. Mai mult, un emulator universal este turnat în recipient. Ajută la îndepărtarea plăcii fără a fi nevoie să cumpărați o piesă nouă. Lichidul trebuie să acopere complet suprafața contaminată. Timp de 12 ore, piesa trebuie scuturată periodic, astfel încât funinginea să rămână mai bine în urmă.

După utilizarea produsului de curățat, piesa este spălată sub apă curentă.  

Regenerare pasivă

Acest proces se efectuează în timp ce motorul funcționează sub sarcină. Când mașina circulă pe drum, temperatura evacuării din filtru crește la aproximativ 400 de grade. Aceste condiții provoacă o reacție chimică pentru oxidarea funinginii.

În timpul procesului de regenerare, dioxidul de azot este generat în astfel de filtre. Această substanță acționează asupra compușilor de carbon care formează funinginea. Acest proces formează oxid nitric împreună cu monoxid de carbon. Mai mult, datorită prezenței oxigenului în cavitate, aceste două substanțe intră într-o reacție cu acesta, în urma căreia se formează alți doi compuși: CO₂ și dioxid de azot.

Trebuie avut în vedere faptul că un astfel de proces nu este întotdeauna la fel de eficient, prin urmare, periodic este necesar să se efectueze curățarea forțată a funinginei dpf.

Regenerare activă

Pentru a preveni defectarea filtrului de particule și nu trebuie să-l schimbați într-unul nou, este necesar să curățați periodic suprafața activă a catalizatorului. În traficul urban sau pe distanțe scurte, este imposibil să se asigure o curățare pasivă a catalizatorului.

În acest caz, este necesar să începeți o procedură activă sau forțată. Esența sa se reduce la următoarele. Supapa Ugr se închide (dacă este necesar, se fac ajustări la funcționarea turbinei). Pe lângă porțiunea principală de combustibil, se formează o anumită cantitate de amestec de aer-combustibil.

Este alimentat în cilindru, în care arde parțial. Restul amestecului intră în galeria de evacuare și intră în catalizator. Acolo arde și temperatura de evacuare crește - se formează efectul unui furnal cu suflanta pornită. Datorită acestui efect, particulele acumulate în celulele catalizatorului sunt arse.

O astfel de procedură este necesară pentru ca reacția chimică să continue în convertorul catalitic. Acest lucru va permite să intre mai puțin funingine în filtru, ceea ce la rândul său va crește durata de viață a filtrului de particule.

În plus față de curățarea catalizatorului, arderea unei porțiuni suplimentare de VTS în afara motorului crește temperatura în circuitul de filtrare în sine, ceea ce contribuie și parțial la curățarea acestuia.

Șoferul află că aparatele electronice efectuează această procedură pentru a crește scurt viteza de ralanti în timpul unei călătorii lungi. Ca urmare a acestei autocurățări, fumul mai întunecat va ieși din țeava de evacuare (aceasta este norma, deoarece funinginea este îndepărtată din sistem).

De ce poate eșua regenerarea și cum se face o curățare manuală

Există mai multe motive pentru care filtrul de particule nu se regenerează. De exemplu:

• Călătorii scurte, din cauza cărora procesul nu are timp să înceapă;
• Regenerarea este întreruptă din cauza opririi motorului;
• Unul dintre senzori nu transmite citiri sau nu există niciun semnal de la acesta;
• Nivel scăzut de combustibil sau aditivi în rezervor. Sistemul determină cât de mult combustibil sau aditiv anti-particule este necesar pentru o regenerare completă. Dacă nivelul este scăzut, atunci procesul nu va începe;
• Defecțiune a supapei EGR.

Dacă mașina funcționează în astfel de condiții încât autocurățarea nu începe, filtrul de particule poate fi curățat manual. În acest caz, acesta trebuie scos din vehicul. Apoi, o priză trebuie astupată cu un dop, iar lichidul de spălare este turnat în cealaltă. Periodic, filtrul trebuie agitat pentru a rupe funinginea.

Este necesar să se aloce aproximativ 12 ore pentru spălarea filtrului. După acest timp, rufele sunt scurse, iar filtrul în sine este spălat cu apă curentă curată. Deși această procedură poate fi efectuată independent, este mai bine să duceți mașina la o stație de service pentru a se combina cu diagnosticarea întregului sistem de evacuare. În acest caz, nu este necesar să petreceți atât de mult timp. De exemplu, unele benzinării au echipamente speciale care simulează procesul de regenerare a filtrului prin arderea forțată a funinginei. Se poate folosi un încălzitor special și injecție de combustibil, care simulează funcționarea unui sistem de regenerare.

Cauzele formării crescute de funingine

Parametrul cheie care afectează curățenia filtrului de particule este calitatea proastă a combustibilului. Motorina de această calitate poate avea o cantitate mare de sulf în doagă, ceea ce nu numai că împiedică arderea completă a combustibilului, dar provoacă și o reacție oxidativă a metalului. Dacă s-a observat că după o realimentare recentă, sistemul începe regenerarea mai des, atunci este mai bine să căutați o altă realimentare.

De asemenea, cantitatea de funingine din filtru depinde de setările unității de alimentare în sine. De exemplu, atunci când injecția are loc incorect (nu pulverizează, ci stropește, datorită căruia se formează un amestec neomogen aer-combustibil într-o parte a camerei - îmbogățit).

Cum să aveți grijă de un filtru de particule

La fel ca alte părți care sunt supuse stresului, filtrul de particule necesită și întreținere periodică. Desigur, dacă motorul, sistemul de alimentare cu combustibil și toți senzorii sunt configurați corespunzător în mașină, atunci se va forma mai puțin funingine în funingine, iar regenerarea va avea loc cât mai eficient posibil.

Cu toate acestea, nu este necesar să așteptați să se aprindă lumina de eroare a motorului de pe tabloul de bord pentru a verifica starea celulei cu particule. Diagnosticul mașinii va ajuta în primele etape la determinarea înfundării SF.

Durata de viață a acestuia poate fi extinsă folosind un produs de curățare sau un produs de curățare special, care vă permite să eliminați rapid și în siguranță depunerile de funingine din filtru.

Durata de viață și înlocuirea filtrului de particule

În ciuda începerii curățării automate, filtrul de particule devine încă inutilizabil. Motivul pentru aceasta este munca constantă în zona de temperatură ridicată, iar în timpul regenerării, această cifră crește semnificativ.

De obicei, cu o funcționare corectă a motorului și folosind combustibil de înaltă calitate, filtrul este capabil să se deplaseze aproximativ 200 de mii de kilometri. Dar, în unele regiuni, combustibilul de înaltă calitate nu este întotdeauna disponibil, motiv pentru care este necesar să se acorde atenție stării filtrului de particule mai devreme, de exemplu, la fiecare 100 km.

Există momente în care filtrul rămâne intact chiar și cu o serie de 500 de mii. Într-un fel sau altul, fiecare șofer trebuie să acorde în mod independent atenție comportamentului vehiculului. Un factor cheie care indică problemele cu un filtru de particule este o scădere semnificativă a puterii motorului. De asemenea, motorul va începe să ia mult ulei, iar din sistemul de evacuare poate apărea fum albastru și un sunet necaracteristic în funcționarea motorului cu ardere internă.

Se poate îndepărta filtrul de particule?

Dacă spui doar, atunci este real să o faci. Doar a doua întrebare - ce rost are dacă mașina în acest caz nu va îndeplini standardele de mediu. În plus, unitatea de comandă electronică este configurată pentru a controla funcționarea acestui element. Dacă îl eliminați din sistem, atunci va apărea o eroare permanentă a software-ului în electronică.

Unii fac acest pas și fac un obstacol din următoarele motive:

• Nu va fi nevoie să întrețineți o parte suplimentară a mașinii;
• Un nou filtru de particule este destul de scump;
• Consumul de combustibil este ușor redus, deoarece procesul de regenerare nu va fi efectuat;
• Ușor, dar totuși puterea motorului va crește.

Cu toate acestea, această soluție are mult mai multe dezavantaje:

• Primul este nerespectarea oricăror standarde de mediu;
• Culoarea eșapamentului se va schimba vizibil, ceea ce va crea o problemă într-un oraș mare, mai ales vara și în blocajele de trafic (oricum nu este suficient aer, iar apoi o mașină pufoasă lângă el forțează circulația aerului în interiorul mașinii);
• Puteți uita de călătoriile în țările UE, deoarece mașina nu va fi permisă peste graniță;
• Dezactivarea unor senzori va face ca software-ul unității de control să funcționeze defectuos. Pentru a rezolva problema, va trebui să rescrieți ECU-ul. Costul firmware-ului este ridicat, iar consecințele pot fi imprevizibile. Resetarea datelor din unitatea de control va ridica o mulțime de întrebări care nu vor face posibilă vânzarea mașinii la un preț acceptabil.

Acestea sunt doar câteva dintre aspectele negative ale notchului DPF. Dar acestea ar trebui să fie suficiente pentru a renunța la idee și a începe restaurarea, curățarea sau cumpărarea unui nou filtru de particule.

În loc de concluzie

Decizia dacă se elimină filtrul de particule din sistemul de evacuare al vehiculului este o decizie personală a fiecărui șofer. Dacă în cazul mașinilor vechi această problemă este rezolvată la nivel de fabrică (SF se găsește rar), atunci unele mașini din noua generație nu vor funcționa deloc fără ea. Și numărul acestor mașini nu scade, deoarece un înlocuitor demn al motorului diesel nu a fost încă lansat.

Este mai bine să nu experimentați cu mașini echipate cu sisteme electronice complexe, deoarece dacă există o eroare constantă, ECU poate intra în modul de urgență.

Pentru mai multe informații despre filtrul de particule, consultați videoclipul:

Filtru de particule, regenerare - ce este și cum funcționează?

Video pe tema

În plus, oferim un videoclip detaliat despre cum este regenerat filtrul de particule:

Înainte de a tăia filtrul de particule, urmăriți acest videoclip.

Întrebări și răspunsuri:

Se poate curăța filtrul de particule? Pentru a face acest lucru, trebuie să-l îndepărtați, să-l umpleți cu un lichid special de curățare și după aproximativ 8 ore clătiți și puneți la loc. Spălarea poate fi efectuată și fără a scoate piesa din mașină.

Cât de des trebuie să schimbați filtrul de particule? Orice filtru de particule este înfundat. De obicei, înlocuirea acestuia este necesară în medie după 200 de mii de kilometri, dar aceasta este influențată de calitatea combustibilului, de componența cooperării militaro-tehnice și de numărul de ore de funcționare.

Pot conduce fără filtru de particule? Din punct de vedere tehnic, acest lucru nu va afecta negativ mașina. Dar electronica va remedia în mod constant eroarea, iar evacuarea nu va îndeplini standardele ecologice.