Filtre pevných častíc. Účel, zariadenie, princíp činnosti

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-02-19 18:22

Zavedenie nových environmentálnych bezpečnostných noriem pre automobily núti výrobcov vyvíjať stále pokročilejšie technológie, ktoré umožňujú, aby ich produkty spĺňali predpisy. Takéto ašpirácie sú spôsobené vznikom celých rodín motorov, ktoré sa vyznačujú nízkymi emisiami spracovaných produktov. Práce prebiehajú aj v iných oblastiach. V roku 2004 sa teda objavil filter pevných častíc, ktorý minimalizuje množstvo škodlivých emisií. Hoci v čase jeho vzhľadu nebolo tak široko žiadané, vývojári túto myšlienku ďalej rozvíjali a dnes je podľa normy Euro-5 prítomnosť tohto zariadenia v dizajne automobilu povinná.

Na čo slúži filter pevných častíc?

Zariadenia tohto typu sú prostriedkami na dodatočnú úpravu výfukových plynov. Hneď je potrebné poznamenať, že filtre pevných častíc sa používajú výlučne v dieselových motoroch. V benzínových jednotkách je ich analógom katalyzátor. Hlavnou úlohou inštalácie je odstrániť toxické látky z výfuku. Takéto spracovanie plynov robí autá ekologickejšími. Filtre môžu mať odlišný dizajn, ale všetky plnia úlohu zníženia úrovne sadzí vo výfukových emisiách o 80 %.

KBohužiaľ, vykonávanie tejto funkcie so sebou prináša množstvo ďalších problémov, z ktorých väčšina súvisí s údržbou samotného filtra. Pri spracovávaní plynov sa zariadenie kontaminuje a je potrebné ho vyčistiť. V extrémnych prípadoch sú filtre pevných častíc odstránené a na ich miesto sú inštalované nové komponenty dodatočnej úpravy.

Filtrovať zariadenie

Jednotka je umiestnená za katalyzátorom. Niektoré variácie filtra umožňujú aj jeho štruktúrnu kombináciu s oxidačným neutralizátorom. V takýchto prípadoch sa nachádza za výfukovým potrubím, kde je zaznamenaná maximálna teplota plynov. Hlavnou súčasťou je matrica umiestnená v kovovom puzdre. V štandardných modeloch je vyrobený z karbidu kremíka, ktorý sa vyznačuje bunkovou štruktúrou s kanálikmi malého prierezu. V skutočnosti pórovitá štruktúra bočných stien v týchto kanáloch zabezpečuje čistenie. Je dôležité poznamenať, že filter pevných častíc je len súčasťou celého komplexu zariadení a systémov zapojených do pracovného postupu. Do tejto skupiny patria aj snímače teploty, pohonná jednotka, palubný počítač, turbodúchadlo atď. Ďalšou vecou je, že filter plní funkciu dočistenia a preto ho možno považovať za kľúčový článok, keďže realizuje fyzické uchovanie škodlivé prvky.

Princíp činnosti

Celý proces možno rozdeliť do dvoch etáp – priama filtrácia a regenerácia sadzí. V prvej fáze častice sadzísú zachytené, potom sa usadia na stenách filtra. V tomto smere sú najproblematickejšie malé častice s veľkosťou do 1 mikrónu, pretože ich malá hmotnosť bráni retencii. Hoci podiel takýchto prvkov predstavuje len 5 % z celkového počtu, sú pre človeka najnebezpečnejšie. Moderné filtre pevných častíc si však so spracovaním takýchto častíc dokážu efektívne poradiť. Druhou etapou je regenerácia usadených prvkov. Faktom je, že ich akumulácia vo veľkých objemoch poškodzuje nielen samotný filter, ale tiež znižuje výkon motora, pretože sa vytvára prekážka pre prechod následných plynov. V tomto ohľade sú opatrenia na čistenie sadzí nevyhnutnou súčasťou údržby auta.

Pasívne čistenie filtra

Tento typ čistenia sa realizuje vplyvom vysokých teplôt výfukových plynov, ktoré môžu dosiahnuť až 600 °C. Ďalším typom pasívnej regeneračnej metódy je zavádzanie rôznych prísad do paliva na zabezpečenie efektívneho spaľovania sadzí. V tomto prípade nastáva aj vplyv teploty, ale na úrovni 400-500 °C. Snímač filtra pevných častíc, ktorý riadi aj niektoré prevádzkové parametre motora, umožňuje sledovať režimy tepelnej expozície. V niektorých prevádzkových podmienkach vozidla je však pasívne filtrovanie zbytočné alebo dokonca nemožné.

Aktívne čistenie filtra

Toto je nútený prístup k čisteniu filtra, ktorý sa spolieha na špeciálne zvýšenie teplotyprostredie výfukových plynov. Sadze nahromadené v procese udržiavania takýchto podmienok postupne horia. Hlavnou vecou pri aktívnom čistení sú spôsoby, akými sa dosahujú vysoké teploty. Medzi najbežnejšie metódy patrí neskoré vstrekovanie paliva, vstrekovanie nafty do výfukového zdvihu a mikrovlnný ohrev. V niektorých prípadoch sa čistenie filtra pevných častíc vykonáva aj elektrickým ohrievačom. Prístroj môže byť inštalovaný vedľa čistiaceho zariadenia, ale predtým je potrebné dôkladne zvážiť rozmiestnenie jeho komponentov. Aktívna regenerácia je riadená aj za účasti senzorov - využívajú sa najmä zariadenia na meranie tlaku a teploty.

Ako odstrániť filter pevných častíc?

Napriek použitiu moderných čistiacich systémov, filtre tohto typu skôr či neskôr začnú narúšať chod motora. To je vyjadrené nahromadením sadzí, ktoré nie sú odstránené predpísanými metódami. Cestou z takýchto situácií môže byť demontáž zariadenia. Okrem toho sa táto udalosť uskutočňuje v dvoch etapách. V prvom rade sa vykoná mechanická operácia, pri ktorej sa priamo demontuje filter pevných častíc. Cena tohto postupu sa pohybuje od 7 do 12 tisíc rubľov. Mimochodom, inštalácia nového filtra sa odhaduje na 30-40 tisíc rubľov, takže len málokto sa rozhodne úplne aktualizovať čistiaci systém. Druhým krokom je programové odstránenie zariadenia blikaním riadiacej jednotky motora.

Záver

Vývojárienvironmentálnych noriem vo vzťahu k autám, samozrejme, dbajú o budúcnosť ľudstva a snažia sa výrobcov orientovať smermi, ktoré sú z hľadiska dopadu na prírodu najhumánnejšie. Konečným produktom vývoja jednej z týchto oblastí boli filtre pevných častíc, ktoré znižujú škodlivé vplyvy na životné prostredie. Zároveň samotní motoristi dostali spolu s novou inštaláciou veľa problémov. Stačí spomenúť potrebu pravidelného sledovania účinnosti regenerácie filtra. V prípade nedostatočného samočistenia zariadenia nezostáva majiteľovi auta nič iné, ako tento blok odstrániť alebo nahradiť novým filtrom. Ale v oboch prípadoch budú náklady nevyhnutné.