Dyzelino Kietųjų Dalelių Filtras (DPF): Veikimas, Priežiūra ir Valymas
Šiuolaikiniuose dyzeliniuose varikliuose dyzelino kietųjų dalelių filtras (DPF) yra vienas svarbiausių komponentų, padedantis sumažinti taršą ir atitikti išmetamųjų teršalų standartus. Jis sulaiko degimo metu susidarančias kenksmingas suodžių daleles ir neleidžia joms patekti į atmosferą. DPF filtrai montuojami dyzelinu varomuose automobiliuose jau ne vieną dešimtmetį, tačiau jų naudojimas ir priežiūra vis dar kelia klausimų automobilių savininkams. Kietosios dalelės yra pagrindinis oro taršos veiksnys, siejamas su įvairiomis sveikatos problemomis - kvėpavimo takų susirgimais, širdies ligomis ir pan.
DPF Filtras: Kas Tai Ir Kaip Jis Veikia?
DPF (angl. Diesel Particulate Filter) - tai kietųjų dalelių filtrai, įrengti dyzelinių variklių išmetimo sistemoje. Jo pagrindinis tikslas - sulaikyti kietąsias daleles (suodžius), kurios susidaro degimo proceso metu, ir neleisti joms patekti į aplinką. Skirtingai nuo katalitinio konverterio (katalizatoriaus), skirto sumažinti pro katalizatorių pratekėjusių dujų fazės teršalų išmetimą, kietųjų dalelių filtro paskirtis yra sulaikyti ir išlaikyti kietąsias daleles tol, kol jos galės būti sudegintos pačiame DPF filtre.
Įprasti plačiai naudojami dyzelinių variklių kietųjų dalelių filtrai yra koriniai keraminiai filtrai su daug mažų kanalų. Kas antro kanalo galas yra uždaras. Kadangi šachmatų lentos principu išdėstytų filtro kanalų galai yra uždari, suodžius turintys teršalai yra priversti tekėti pro porėtas filtro sieneles. Išmetamosioms dujoms tekant pro sieneles, suodžių dalelės uždaromos filtro porose ir kanalo sienelių paviršiaus sluoksnyje. Didelį filtravimo plotą ir minimalius slėgio nuostolius užtikrinanti korinė filtro konstrukcija, vadinamasis pertvarinis filtras, tapo standartine daugelyje dyzelinių variklių išmetamųjų dujų filtravimo sistemų naudojama konstrukcija. Karščiui atsparios keraminės medžiagos plačiai naudojamos dalelių filtrams gaminti.
DPF filtro konstrukcija paprastai yra korėta, pagaminta iš keramikos arba metalo, su tūkstančiais mažų kanalų, per kuriuos teka išmetamosios dujos. Šie kanalai yra užblokuoti pakaitomis, priverčiant dujas tekėti per poringas sieneles, kurios sulaiko kietąsias daleles. Viename kvadratiniame DPF filtro centimetre yra keli dešimtys kanalų (celių), dažniausiai - 30 c/cm3. Kadangi pusė filtro kanalų uždari priekyje, o kita pusė - gale, tik pusė jų kaupia suodžius arba pelenus. T.y. „purvinų“ išmetamųjų teršalų srautas patenka tik į įleidimo pusėje atvirus kanalėlius, o išleidimo pusėje atviri kanalėliai lieka švarūs. Dėl itin mažų filtro porų ir korinės konstrukcijos, DPF filtrų kietųjų dalelių filtravimo efektyvumas gali siekti 99% ar daugiau procentų. Aukšto kietųjų dalelių filtravimo efektyvumo ir korėtos DPF konstrukcijos dėka pro filtro sieneles neturėtų praeiti jokie matomi suodžiai ar pelenai. Suodžių dalelės surenkamos ir sulaikomos DPF, vykstant giluminiam filtravimui filtro porose ir paviršiniam filtravimui palei kanalėlių sieneles. Šie du procesai vyksta, kai nedidelė dalis suodžių iš pradžių susikaupia filtro porose, o vėliau nugula sluoksniu ant kanalėlių sienelių. Didėjant suodžių kiekiui filtre, didėja ir filtro efektyvumas, kadangi susikaupę suodžiai sudaro papildomą sluoksnį, kuris uždaro įeinančias daleles. Specifiniai filtro porose ar sienelių paviršiuje esantys suodžių filtravimo mechanizmai vaidina svarbų vaidmenį nustatant bendrą išmetimo priešslėgio padidėjimą (arba slėgio kritimą filtre).
Daugumos komercinių DPF akytumas svyruoja nuo maždaug 40% iki 60%. Šių filtrų sienelėse suformuotas sudėtingas porų tinklas. Porų skersmuo svyruoja nuo 10 iki 30 mikrometrų (mikronų). Naujo ar švaraus DPF filtro paviršius yra veikiamas išmetamųjų dujų srauto, o paviršiaus porose greitai susikaupia suodžiai. Nors tik nedidelė visų suodžių dalis susikaupia filtro mikroporose, ji prisideda prie staigaus filtro slėgio kritimo padidėjimo. Toliau besikaupiantys suodžiai DPF filtre suformuoja sluoksnį ant kanalėlių sienelių, dėl to filtro slėgis krinta lėčiau ir laipsniškiau. Priklausomai nuo suodžių apkrovos lygio ir filtro tipo, kai kuriais atvejais dėl suodžių sankaupų porose filtro slėgis gali nukristi 50% ar daugiau.
Regeneracijos Procesas: Kaip DPF Atsikrato Suodžių?
Siekiant sumažinti filtro slėgio kritimą dėl suodžių kaupimosi, filtras regeneruojamas - atliekamas procesas, kurio metu sudeginami (oksiduojami) suodžiai. Plačiai naudojami dviejų tipų regeneracijos procesai, nors dauguma komercinių sistemų naudoja šių dviejų būdų derinį.
1. Aktyvi Regeneracija:Jai atlikti būtina padidinti išmetamųjų dujų temperatūrą, kurioje suodžiai oksiduotųsi, atsiradus deguonies pertekliui išmetamosiose dujose. Suodžių degimui deguonyje užtikrinti paprastai reikalinga aukštesnė nei 550 °C temperatūra. Kadangi taip aukštai temperatūra varikliui veikiant įprastai nepakyla, siekiant aktyviai padidinti išmetamųjų dujų temperatūrą, naudojamos kelios strategijos. Aktyvios regeneracijos sistemose gali būti naudojamas dyzelinis degiklis, kuris tiesiogiai kaitina į DPF patenkančias išmetamąsias dujas, arba dyzelino oksidacijos katalizatorius (DOC), kuris oksiduoja dyzelinį kurą per katalizatorių, tokiu būdu padidindamas DPF temperatūrą. Naudojant DOC, išmetamosiose dujose taip pat turi būti perteklinio dyzelinio kuro. Šiuo tikslu gali būti naudojamas kuro purkštukas (angliavandenilių dozatorius), kuris montuojamas išmetamajame vamzdyje priešais DOC, arba použdegiminio įpurškimo funkcija. Su kuria nors formos išmetamų degalų dozavimo sistema derinamas dyzelino oksidacijos katalizatorius yra dažniausiai naudojama aktyvios regeneracijos forma, naudojama magistraliniams ir nemagistraliniams keliams skirtose transporto priemonėse. Paprastai aktyvios regeneracijos ciklas įprastomis eksploatavimo sąlygomis vidutiniškai trunka nuo 20 iki 30 minučių. Kai kuriais atvejais, pavyzdžiui, DPF filtre susikaupus dideliam suodžių kiekiui, gali būti reikalinga stovinčios transporto priemonės regeneracija. Tokia regeneracija gali trukti keletą valandų, per kurias labiau kontroliuojamomis sąlygomis suodžiai lėtai išdeginami.
Kaip tai veikia – dyzelino kietųjų dalelių filtras (DPF)
2. Pasyvi Regeneracija:Kaip sufleruoja pavadinimas, nereikalauja papildomos energijos regeneracijos procesui vykdyti. Vietoj to, ši strategija paremta suodžių oksidacija, naudojant NO2. Ji gali vykti daug žemesnėje temperatūroje - nuo 250 °C iki 400 °C. Išmetamosiose dujose esančiam NO paversti NO2 naudojamas katalizatorius. Reakcijai palengvinti šiems katalizatoriams būtini taurieji metalai, ypač platina (Pt), dėl kurios tokia sistema tampa dar brangesnė. Kai kuriais atvejais katalizatorius dengiamas tiesiai ant DPF, kaip ir katalizuojamame DPF (K-DPF), taip pat gali būti naudojamas prieš filtrą montuojamas dyzelino oksidacijos katalizatorius (DOK). Daugelyje komercinių sistemų naudojamas DOK ir K-DPF derinys. Idealiu atveju, jei veikiantis variklis tam tikrą laiko tarpą praleidžia tokiame pasyvios regeneracijos „temperatūros lange“, aktyvi regeneracija gali būti nereikalinga. Tačiau tikrovėje variklis žemoje temperatūroje gali veikti ilgą laiką, pavyzdžiui, tuščiąja eiga arba mažomis apkrovomis, ypač esant šaltam klimatui, todėl aktyvios regeneracijos gali prireikti. Norint mažinti degalų sąnaudas, pirmenybė teikiama pasyviai regeneracijai, nors dauguma komercinių sistemų vis dar naudoja įvairaus laipsnio aktyvią regeneraciją, priklausomai nuo važiavimo ciklo ir eksploatavimo sąlygų.
Nepriklausomai nuo regeneracijos metodo, vykstant suodžių oksidacijai (aktyviai ar pasyviai), susidaro nedegi medžiaga arba pelenai, kurių sudeginti neįmanoma, ir lieka DPF.
Simptomai, Rodantys DPF Filtro Užsikimšimą
Kai DPF filtras pradeda užsipildyti suodžiais, transporto priemonė siunčia aiškius įspėjamuosius signalus. Ignoravimas gali sukelti rimtų mechaninių pažeidimų ir brangiai kainuojantį remontą.
- Sumažėjusi variklio galia ir trauka: Varikliui sunku "kvėpuoti", kai išmetamosios dujos negali tinkamai pasišalinti.
- Padidėjusios kuro sąnaudos: Užsikimšęs DPF filtras verčia variklį deginti daugiau degalų, kad išlaikytų galią.
- DPF filtro įspėjamoji lemputė: Prietaisų skydelyje rodoma įspėjamoji lemputė, panaši į mažą tinklelį arba išmetamųjų dujų simbolį. Tai reiškia, kad DPF filtrą reikia išvalyti.
- Avarinis variklio režimas (apsauginis rėžimas): Išplėstiniais atvejais, kad būtų apsaugotas variklis, transporto priemonė įjungia silpnąjį režimą.
- Tamsūs dūmai iš išmetimo vamzdžio: Jei suodžių sulaikyti nepavyksta, iš išmetimo vamzdžio gali veržtis tamsūs dūmai.
- Aukšta išmetamųjų dujų temperatūra: Užsikimšęs DPF filtras sukelia aukštą išmetamųjų dujų temperatūrą.
Jei pastebėjote, kad vyksta DPF filtro valymas, stenkitės neužgesinti automobilio variklio iki kol procesas pasibaigs. Kartais, ypač važinėjant mieste trumpais atstumais, automatinė regeneracija gali neveikti tinkamai. Tokiu atveju, pabandykite leisti filtrui išsivalyti važiuodami didesniu greičiu (pvz., užmiestyje), jei automobilio kompiuteris dar leidžia tai padaryti automatiškai.
DPF Filtro Valymo Būdai: Nuo Tradicinio Iki Modernaus
Dar visai neseniai DPF filtrą reikėjo išimti iš automobilio ir nuvežti į specializuotas dirbtuves. Šis procesas buvo brangus, ilgai trunkantis ir nepatogus. Filtras išimamas, pamerkiamas į valymo tirpalą ir po to išplaunamas slėgiu. Technikas, naudodamasis diagnostikos įranga, rankiniu būdu paleidžia regeneravimo procesą. Kai DPF filtras yra per daug pažeistas arba užsikimšęs, kad jo išvalyti neįmanoma, vienintelė galimybė yra jį pakeisti.
Šiandien egzistuoja įvairūs DPF filtro valymo būdai:
- Mechaninis valymas autoservise: Kai filtras automatiškai nebeišsivalo, būtina nedelsiant nuvykti į autoservisą ir išvalyti filtrą mechaniškai. Tuomet, atlikus pralaidumo testavimą ir atspausdinus patikros rezultatus, pradedamas antrasis etapas - DPF filtro plovimas. Ši sistema leidžia užtikrinti efektyvų DPF filtrų pralaidumo atstatymą iki 98 %. Išplautas DPF filtras tarnauja tiek pat kiek ir naujas, apie 120 000-180 000 km.
- Tiesioginis valymas be išmontavimo: Kai kurie gamintojai siūlo specialius valiklius, kurie pilami tiesiai į degalų baką arba įpurškiami tiesiai į DPF filtrą naudojant specialią įrangą. Tokie valikliai naudoja degimo katalizatorių ir ploviklių derinį, kuris kartu saugiai ir veiksmingai valo DPF filtrą. Po procedūros pastebėsite geresnes eksploatacines savybes, mažesnes degalų sąnaudas ir sklandesnį pagreitį. Tokie sprendimai leidžia išvengti brangiai kainuojančių apsilankymų dirbtuvėse ar mechaninio išardymo.
- Hidrodinaminis valymas: Naudoja aukšto slėgio vandens srovę, siekiant pašalinti suodžius ir kitus nešvarumus iš DPF filtro. Proceso metu vanduo yra pumpuojamas per filtrą priešinga kryptimi, nei įprastai teka išmetamosios dujos.
- Ultragarsinė valymo procedūra: Tai vienas iš pažangiausių DPF filtro valymo metodų. Procesas vyksta specialiame ultragarso vonelėje, kurioje ultragarsas sukuria mikroskopinius burbulus skystyje. Ultragarsinė valymo procedūra yra labai efektyvi, tačiau reikalauja filtro išmontavimo ir specialios įrangos naudojimo.
Prevencija Ir Priežiūra: Kaip Išlaikyti DPF Švarų?
Geriausia strategija išvengti rimtų DPF filtro problemų - reguliari priežiūra ir prevencinės priemonės.
- Vairavimo stilius: Venkite nuolatinių trumpų kelionių mieste, kur variklis nespėja įšilti iki reikiamos temperatūros regeneracijai. Jei įmanoma, reguliariai (bent kartą per savaitę) pravažiuokite ilgesnį atstumą didesniu greičiu.
- Reguliarus patikrinimas: Stebėkite prietaisų skydelį ir reaguokite į įspėjamąsias lemputes.
- Naudokite kokybiškus degalus ir variklio alyvą: Tai padeda sumažinti suodžių susidarymą.
- Profilaktinis valymas: Reguliariai (pvz., kas 40 000-60 000 km) naudokite kokybiškus DPF filtro valiklius, kurie padeda palaikyti filtro švarą ir išvengti rimtesnių problemų.
Teisiniai Aspektai Ir Atitikimas Reikalavimams
DPF filtras yra viena iš sistemų, kuri tiesiogiai tikrinama techninės apžiūros (TA) metu, ypač nuo 2013 m., kai sugriežtintos išmetamųjų dujų normos. Patikros metu tikrinamas ne tik dūmingumas, bet ir fizinio filtro buvimas, todėl net programiškai „išjungtas“ DPF filtras gali būti identifikuotas. DPF filtro pašalinimas arba išjungimas, siekiant išvengti problemų, yra neteisėtas daugelyje šalių, įskaitant Europos Sąjungą.
Išvados
Dyzelino kietųjų dalelių filtrai atlieka svarbų vaidmenį, mažinant dyzelinių automobilių išmetamų teršalų kiekį. Tačiau, kaip ir bet kuris kitas automobilio komponentas, jie reikalauja tinkamos priežiūros ir dėmesio. Reguliari priežiūra, tinkamas vairavimo stilius ir laiku atliktas profesionalus valymas gali ženkliai prailginti DPF filtro tarnavimo laiką ir išvengti rimtų problemų. Užregistruokite automobilį apžiūrai autoservise ir sužinokite savo transporto priemonės DPF filtro būklę. Užsikimšo? Išvalysime! Sugedo? Galbūt reikės keisti, tačiau dažnai profesionalus valymas gali atstatyti filtro pralaidumą iki 98%, leidžiant jam tarnauti ilgai ir efektyviai.
tags: #kietuju #daleliu #filtras #zymejimas
