Dyzelinio kietųjų dalelių filtro (DPF) veikimo principai ir priežiūra
Dyzelinių transporto priemonių savininkai dažnai susiduria su dyzelinio kietųjų dalelių filtro (DPF) problemomis. Šis filtras yra svarbi šiuolaikinių dyzelinių automobilių išmetamųjų dujų apdorojimo sistemos dalis, padedanti sumažinti kenksmingų kietųjų dalelių išmetimą į atmosferą. Tačiau, laikui bėgant, DPF filtras užsiteršia suodžiais, o tai gali sukelti rimtų variklio veikimo problemų.
Kas yra DPF filtras ir kokia jo paskirtis?
Dyzelino kietųjų dalelių filtras (DPF) yra išmetamųjų teršalų kontrolės įtaisas, sumontuotas dyzelinių transporto priemonių išmetimo sistemose. Jo pagrindinis tikslas - sulaikyti kietąsias daleles (suodžius), kurios susidaro degimo proceso metu, ir neleisti joms patekti į aplinką. DPF filtras sulaiko šias daleles, taip sumažindamas išmetamųjų dujų taršą. 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.
DPF filtro viduje yra korėta keraminė arba metalinė struktūra, kuri veikia kaip filtras, praleidžiantis išmetamąsias dujas, bet sulaikantis kietąsias daleles. 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, suodžių 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.
Išsami filtravimo proceso iliustracija rodo, kad įleidimo kanale, kurio priekinė dalis atvira, o galinė - uždara, įstringa suodžių dalelės. Viename kvadratiniame DPF filtro centimetre yra keli dešimtys kanalų (celių) (c/cm3), 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.
DPF regeneracija: būtinybė ir mechanizmai
Siekiant išvengti filtro užsikimšimo, sistemoje yra atliekamas regeneracijos procesas, kurio metu kietosios dalelės sudeginamos aukštoje temperatūroje, taip užtikrinant optimalų variklio veikimą ir DPF filtro ilgaamžiškumą. Regresijos veikimas yra gana paprastas, tačiau vairuotojams svarbu žinoti, kada ji aktyvuojasi ir kokia yra jos svarba.
Siekiant sumažinti filtro slėgio kritį dėl suodžių kaupimosi, filtras regeneruojamas, atliekant procesą, kurio metu sudeginami (oksiduojami) suodžiai. Plačiai naudojamas dviejų tipų regeneracijos procesas, nors dauguma komercinių sistemų naudoja šių dviejų būdų derinį.
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.
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.
Dyzelino kietųjų dalelių filtro veikimas
Kaip dažnai vyksta DPF regeneracija ir kaip ją atpažinti?
DPF regeneracija aktyvuojama reguliariai, įprastai kas kelis šimtus kilometrų važiuojant. Regeneracijos aktyvacijos dažnis priklauso nuo vairavimo sąlygų. Pavyzdžiui, regeneracija reikalinga dažniau, jeigu daug laiko važinėjate mieste arba trumpais atstumais, nes išmetamosios dujos neįkaista ir didelė dalis kietųjų dalelių nėra sunaikinamos. Variklio apkrova, greitis ir degalų kokybė taip pat turi įtakos regeneracijos aktyvacijai. Šiuolaikinėse transporto priemonėse dažnai naudojamos ir pasyvios, ir aktyvios regeneravimo sistemos, kurios užtikrina kuo efektyvesnį kietųjų dalelių pašalinimą. Pavyzdžiui, pasyvioji regeneracija vyksta įprastomis vairavimo sąlygomis, o aktyvioji - kai DPF pakankamai užsikemša.
Sužinoti, kada vyksta DPF regeneracija, galima iš kelių skirtingų požymių. Pagrindinis ženklas yra padidėjusi išmetamųjų dujų temperatūra, dėl kurios išmetimo vamzdis stipriai įkaista ir galite užuosti savitą degimo kvapą. Labai dažnai pasikeičia variklio garsas arba dažniau/nuolat sukasi variklio ventiliatorius, kadangi regeneracijos procesas įkaitina ir išmetimo kolektorius. Nemažai automobilių turi specialias įspėjamąsias lemputes, kurios įspėja apie vykstančią regeneraciją. Be to, prasidėjus regeneracijos procesui, galite pastebėti kuro sąnaudų padidėjimą, kadangi į išmetimo sistemą įpurškiama šiek tiek degalų, siekiant padidinti temperatūrą. Labai svarbu sugebėti atpažinti šiuos ženklus, kad nenutrauktumėte proceso jam dar nepasibaigus. Tai užtikrins, kad DPF filtras visada būtų švarus ir funkcionalus.
Ką daryti, jei DPF regeneracija neveikia?
Jeigu jūsų automobilio DPF filtro regeneracija nevyksta, galite susidurti su keletu problemų. Pirma, DPF ilgainiui vis labiau užsikemša įstrigusiomis kietosiomis dalelėmis, todėl ribojamas išmetamųjų dujų srautas. Užsikimšus DPF filtrui, gali sumažėti variklio galia, padidėti kuro sąnaudos ir kilti kitos problemos.
Be to, dėl nevykstančios regeneracijos gali padidėti automobilio išmetamųjų dujų tarša, kadangi užterštas DPF filtras nebegali tinkamai sulaikyti kietųjų dalelių. Dėl to gali stipriai padidėti dūmingumas ir galite nebepraeiti privalomosios techninės apžiūros.
Galiausiai, šios sistemos gedimai dažnai sukelia brangias remonto išlaidas, kurios gali susidėti iš DPF filtro keitimo, EGR arba išmetimo sistemų remonto.
Kai DPF regeneracija neveikia, apie tai įspėja įvairūs ženklai, kuriuos svarbu mokėti atpažinti. Dažniausias požymis yra prietaisų skydelyje įsižiebusi įspėjamoji DPF arba variklio lemputė, pranešanti, kad tikslesnei diagnozei reikia atlikti kompiuterinę diagnostiką.
Kaip ir minėjome anksčiau, apie neveikiančią regeneraciją gali įspėti ir netinkamai veikiantis variklis bei padidėjusios kuro sąnaudos. Kartais pasireiškia ir stiprus dyzelino kvapas - tokiu atveju reikėtų nedelsiant sustoti ir kreiptis pagalbos į specialistus. Kartais automobilyje aktyvuojamas avarinis režimas, kurio metu stipriai apribojama variklio galia ir kitos funkcijos.
Bet kokiu atveju, norint tiksliai nustatyti problemą, pirmiausiai reikia atlikti kompiuterinę diagnostiką. Laiku pastebėjus ir pašalinus problemą, galima išvengti rimtų problemų.
Kai kurios priežastys, dėl kurių DPF filtras gali užsikimšti:
- Dažnos trumpos kelionės mieste: Tokiu atveju variklis ir išmetamoji sistema nespėja įkaisti iki pakankamai aukštos temperatūros, kad įvyktų efektyvi regeneracija.
- Netinkamas vairavimo stilius: Agresyvus vairavimas arba nuolatinis važiavimas žemomis apsukomis gali turėti įtakos filtro būklei.
- Degalų kokybė: Ne kokybiški degalai gali skatinti didesnį suodžių susidarymą.
- Variklio gedimai: Netinkamai veikiantis variklis, pavyzdžiui, turintis problemų su degalų įpurškimu ar turbina, gali lemti didesnį suodžių kiekį išmetamosiose dujose.
- Pernelyg didelis pelenų kiekis: Skirtingai nuo suodžių, pelenai negali būti pašalinami regeneracijos metu. Laikui bėgant jie kaupiasi filtre ir gali jį užkimšti.
DPF filtro valymas ir keitimas
Kad ir kaip gerai rūpintumėtės savo automobiliu, tiek DPF filtras, tiek bet kokios kitos sistemos, anksčiau ar vėliau, gali sugesti. Vis dėlto, daugelis detalių ir sistemų turi tam tikrą ilgaamžiškumą, pagal kurį galima lengviau rasti optimalų sprendimą susidūrus su problemomis.
Vidutiniškai BMW, VW, Mercedes-Benz, Audi DPF filtrai tarnauja iki 200 tūkst. kilometrų, tačiau konkretus tarnavimo laikas priklauso nuo ankstesnės priežiūros. Taigi, jeigu susidūrėte su sistemos problemomis ties šia rida, gali būti, kad viso filtro keitimas nauju gali būti vienintelis optimalus sprendimas.
DPF filtro kaina priklauso nuo automobilio modelio ir filtro kokybės. Pigiausi filtrai įprastai kainuoja apie 200-300 eurų, o brangesni gali perkopti ir tūkstantį eurų. Visgi, tinkamo filtro parinkimą reikėtų patikėti specialistams.
Profesionalaus DPF filtro valymo metodai:
Kai regeneracija nebepadeda arba filtras yra per daug užterštas, gali prireikti profesionalaus DPF filtro valymo. Šio metodo metu specialūs cheminiai tirpalai įpurškiami į DPF filtrą, siekiant ištirpdinti ir pašalinti suodžius ir kitus nešvarumus.
- Tiesioginis valymas: Specialūs valikliai, įpurškiami tiesiogiai į DPF filtrą, naudojant specialią įrangą.
- Hidrodinaminis valymas: Naudoja aukšto slėgio vandens srovę, siekiant pašalinti suodžius ir kitus nešvarumus iš DPF filtro. Proceso metu vanduo pumpuojamas per filtrą priešinga kryptimi nei įprastai teka išmetamosios dujos.
- Ultragarsinė valymo procedūra: 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.
Profesionalus DPF filtro valymas gali ženkliai prailginti filtro tarnavimo laiką ir išvengti brangaus filtro keitimo.
DPF filtro šalinimas arba išjungimas
DPF filtro pašalinimas arba išjungimas, siekiant išvengti problemų, yra neteisėtas daugelyje šalių, įskaitant Europos Sąjungą. DPF filtrai atlieka svarbų vaidmenį, mažinant dyzelinių automobilių išmetamų teršalų kiekį. Be to, 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.
Prevencija ir tinkama priežiūra
Geriausia strategija išvengti rimtų DPF filtro problemų - reguliari priežiūra ir prevencinės priemonės. Nepaisant visų prevencinių priemonių, anksčiau ar vėliau DPF filtras gali pareikalauti profesionalaus valymo. Reguliari priežiūra, tinkamas vairavimo stilius ir laiku atliktas profesionalus valymas gali ženkliai prailginti DPF filtro tarnavimo laiką ir išvengti rimtų problemų.
Jeigu pastebėjote, kad vyksta DPF filtro valymas, stenkitės neužgesinti automobilio variklio iki kol procesas pasibaigs. Tam tikrais atvejais nutinka taip, kad filtras automatiškai nebeišsivalo ir iškyla priverstinio - mechaninio - filtro valymo poreikis. Šiandien pats populiariausias ir efektyviausias užsikimšusio DPF filtro tvarkymas - jo išėmimas ir išplovimas. Visgi, ši paslauga atliekama tik profesionaliuose servisuose, kurie turi specialiai tam pritaikytą įrangą. Atlikus šią procedūrą, iš jūsų automobilio filtro pašalinama beveik 100 proc. suodžių ir pelenų.
Susidūrėte su DPF filtro veiklos sutrikimu? O galbūt ieškote ir nerandate priežasties, kodėl sutriko automobilio važiavimo kokybė? Nedvejokite kreiptis į specialistus, kurie atliks išsamią transporto priemonės diagnostiką ir aukščiausios kokybės DPF filtro remonto bei valymo darbus.
tags: #nuo #kada #stato #kietuju #daleliu #filtra
