Vad är ett partikelfilter, dess struktur och funktionsprincip

Med införandet av miljönormer, med start 2009, ska alla bilar med självantändande förbränningsmotorer vara utrustade med partikelfilter. Fundera över varför de behövs, hur de fungerar och hur man tar hand om dem.

Vad är ett partikelfilter och hur fungerar det?

Själva konceptet med ett filter visar att delen är involverad i rengöringsprocessen. Till skillnad från ett luftfilter är ett partikelfilter installerat i avgassystemet. Delen är utformad för att minimera utsläpp av skadliga ämnen till atmosfären.

Beroende på produktens kvalitet och filterelementen kan denna del ta bort upp till 90 procent av sotet från avgaserna efter dieselförbränning. Federationsrådets arbete äger rum i två steg:

1. Avlägsnande av sot. Rökgenomträngliga filterelement fångar upp partiklar. De bosätter sig i materialets celler. Detta är filterets huvuduppgift.
2. Regeneration. Detta är ett förfarande för att rengöra cellerna från ackumulerat sot. Det produceras när motorn börjar tappa ström med service associerade system. Med andra ord är regenerering återställandet av cellytans renhet. Olika modifieringar använder sin egen teknik för att rengöra sot.

Var finns ett partikelfilter och vad är det för?

Eftersom SF är inblandad i avgasrengöring installeras den i avgassystemet i en bil som drivs av en dieselmotor. Varje tillverkare utrustar sina bilar med ett system som kan skilja sig från analoger från andra märken. Av denna anledning finns det ingen hård och snabb regel om var filtret ska vara.

I vissa bilar används sotet i kombination med en katalysator, som installeras i alla moderna bilar utrustade med en bensinmotor. I detta fall kan filtret antingen vara framför katalysatorn eller efter det.

Vissa tillverkare (till exempel Volkswagen) har skapat kombinationsfilter som kombinerar funktionerna för både ett filter och en katalysator. Tack vare detta skiljer sig renheten hos avgaserna från en dieselmotor inte från en bensinanalog. Ofta installeras sådana delar omedelbart efter avgasgrenröret så att avgasernas temperatur säkerställer korrekt kemisk reaktion för att neutralisera skadliga ämnen.

Filtrera enhet

I den klassiska versionen liknar DPF-enheten mycket katalysatorn. Den har formen av en metallkolv, bara inuti är den ett hållbart filterelement med en cellstruktur. Detta element är ofta tillverkat av keramik. Filterkroppen har mycket 1 mm mesh.

I kombinerade versioner placeras katalysatorelementen och filterelementet i en modul. Dessutom är en lambdasond, tryck- och avgastemperaturgivare installerade i sådana delar. Alla dessa delar garanterar det mest effektiva avlägsnandet av skadliga partiklar från avgaserna.

Funktioner för drift och drift av partikelfiltret

Livslängden för partikelfilter beror direkt på fordonets driftsförhållanden. Beroende på detta måste bilägaren kontrollera filtrets tillstånd var 50-200 tusen kilometer. Om bilen körs i stadsförhållanden och ofta hamnar i trafikstockningar, kommer filterlivslängden att bli mindre jämfört med den analoga installerad i en bil som körs under lättare förhållanden (långfärdsresor längs motorvägen). Av denna anledning spelar indikatorn för motortimmar för kraftenheten en betydande roll.

Eftersom ett igensatt partikelfilter minskar motorns prestanda, behöver varje bilist periodiskt regenerera avgassystemet. Av stor vikt är också efterlevnaden av bestämmelserna för byte av motorolja. Därför måste bilägaren noga följa biltillverkarens rekommendationer.

Val av dieselolja

Precis som katalysatorn som finns i moderna bensinfordon kan partikelfiltret skadas allvarligt om ägaren av bilen använder fel motorolja. I det här fallet kan smörjmedlet komma in i cylindrarna och brinna ut vid slagets slag.

I det här fallet kommer en stor mängd sot att släppas ut (detta beror på volymen av inkommande olja), som inte bör finnas i bilens avgassystem. Detta sot kommer in i filtercellerna och bildar avlagringar på dem. För dieselmotorer har Association of European Automobile Manufacturers upprättat en motoroljestandard som uppfyller kraven i en miljöstandard på minst Euro4.

Förpackningen med sådan olja kommer att märkas C (med index från 1 till 4). Sådana oljor är utformade specifikt för fordon utrustade med ett system för efterbehandling eller rening av avgaser. På grund av detta ökar livslängden på partikelfiltret.

Automatisk rengöring

Under drift av kraftenheten kan fysiska processer startas som automatiskt rengör partikelfiltret från kolavlagringar. Detta händer när avgaserna som kommer in i filtertanken värms upp till +500 grader och uppåt. Under den så kallade passiva autorengöringen oxideras sotet av glödmediet och bryter av från cellernas yta.

Men för att denna process ska starta måste motorn köra med en viss hastighet under lång tid. När bilen står i bilkö och ofta färdas korta sträckor hinner inte avgaserna värmas upp så mycket. Som ett resultat ansamlas sot i filtret.

För att hjälpa förare som kör sina bilar i detta läge har tillverkare av olika bilkemikalier utvecklat speciella anti-sottillsatser. Deras användning gör att du kan starta automatisk rengöring av filtret vid en avgastemperatur inom +300 grader.

Vissa moderna bilar är utrustade med ett påtvingat regenereringssystem. Den sprutar in lite bränsle som antänds i katalysatorn. På grund av detta värms partikelfiltret upp och plack tas bort. Detta system fungerar på basis av trycksensorer installerade före och efter partikelfiltret. När det är stor skillnad mellan dessa sensorers avläsningar aktiveras regenereringssystemet.

Vissa tillverkare, till exempel Peugeot, Citroen, Ford, Toyota, istället för en extra portion bränsle för att värma upp filtret, använder en speciell tillsats, som finns i en separat tank. Denna tillsats innehåller cerium. Regenereringssystemet tillför periodiskt detta ämne till cylindrarna. Tillsatsen tvångsvärmer upp avgaserna till en temperatur på cirka 700-900 grader. Om bilen är utrustad med en variant av ett sådant system behöver han inte göra något för att rengöra partikelfiltret.

DPF partikelfilter med sluten typ

Dieselpartikelfilter i modern design är indelade i två typer:

• dpf filter av sluten typ;
• FAP-filter med filterelementregenereringsfunktion.

Den första kategorin innehåller element med keramisk honungskaka inuti, som i en katalysator. Ett tunt titanskikt appliceras på väggarna. Effektiviteten hos en sådan del beror på avgastemperaturen - bara i detta fall kommer en kemisk reaktion att inträffa för att neutralisera kolmonoxid. Av denna anledning installeras dessa modeller så nära avgasgrenröret som möjligt.

Vid deponering på en keramisk bikaka med titanbeläggning oxideras sot och kolmonoxid (temperaturen vid vilken reaktionen inträffar måste vara flera hundra grader). Närvaron av sensorer gör det möjligt att diagnostisera ett filterfel i tid, som föraren kommer att få ett meddelande från ECU om bilens städning.

FAP partikelfilter med sluten typ med regenereringsfunktion

FAP-filter är också stängda. Endast de skiljer sig från de tidigare genom självrengöringsfunktionen. Sot ackumuleras inte i sådana kolvar. Cellerna i dessa element är belagda med ett speciellt reagens som reagerar med het rök och tar helt bort partiklar från avgaskanalen vid höga temperaturer.

Vissa moderna bilar är utrustade med ett speciellt spolningssystem som injicerar ett reagens vid rätt tidpunkt när bilen rör sig, på grund av vilket sot avlägsnas redan i de tidiga stadierna av bildningen.

 Ibland används istället för en tillsats ytterligare en del bränsle som brinner ut i själva filtret och ökar temperaturen inuti kolven. Som ett resultat av förbränning avlägsnas alla partiklar helt från filtret.

Partikelfilterregenerering

Vid förbränning av diesel frigörs en stor mängd partiklar. Med tiden sätter sig dessa ämnen på insidan av sotkanalerna, från vilka de täpps igen.

Om du fyller på dåligt bränsle är det mycket troligt att en stor mängd svavel ansamlas i filterelementet. Det förhindrar högkvalitativ förbränning av diesel, främjar en oxidativ reaktion i avgassystemet, vilket gör att dess delar kommer att misslyckas snabbare.

Snabb kontaminering av partikelfiltret kan emellertid också uppstå på grund av felaktig inställning av dieselmotorn. En annan anledning är ofullständig förbränning av luft-bränsleblandningen, till exempel på grund av ett misslyckat munstycke.

Vad är förnyelse?

Filterregenerering betyder rengöring eller återuppbyggnad av igensatta filterceller. Förfarandet i sig beror på filtermodellen. Och även om hur biltillverkaren har satt upp denna process.

I teorin kan sotet inte helt täppas till, eftersom kemiska reaktioner måste äga rum i den. Men i praktiken händer detta ofta (anledningarna anges lite ovan). Av denna anledning har tillverkare utvecklat en självrensande funktion.

Det finns två algoritmer för att utföra regenerering:

• Aktiva;
• Passiv.

Om fordonet inte kan rengöra katalysatorn och filtrera på egen hand kan du göra det här själv. Det kommer att krävas i följande fall:

• Bilen kör sällan långa sträckor (avgaserna har inte tid att värma upp till önskad temperatur);
• Förbränningsmotorn dämpades under regenereringsprocessen;
• Defekta sensorer - ECU tar inte emot erforderliga pulser, varför rengöringsproceduren inte slås på;
• Vid låg bränslenivå sker inte regenerering eftersom det kräver en extra mängd diesel;
• Fel på EGR-ventilen (finns i avgasåtercirkulationssystemet).

Ett tecken på ett igensatt filter är en kraftig minskning av kraftenheten. I det här fallet hjälper tvätten av filterelementet med hjälp av speciella kemikalier att lösa problemet.

Partikelfiltret kräver ingen mekanisk rengöring. Det räcker att ta bort delen från avgassystemet och stänga ett av hålen. Vidare hälls en universalemulator i behållaren. Det hjälper till att ta bort plack utan att behöva köpa en ny del. Vätskan måste täcka den förorenade ytan helt. Under 12 timmar måste delen skakas med jämna mellanrum så att sotet blir bättre efter.

Efter användning av rengöraren tvättas delen under rinnande vatten.  

Passiv förnyelse

Denna process utförs medan motorn går under belastning. När bilen kör på vägen stiger avgastemperaturen i filtret till cirka 400 grader. Dessa förhållanden orsakar en kemisk reaktion för att oxidera sotet.

Under regenereringsprocessen genereras kvävedioxid i sådana filter. Detta ämne verkar på kolföreningarna som utgör sot. Denna process bildar kväveoxid tillsammans med kolmonoxid. Vidare, på grund av närvaron av syre i kaviteten, går dessa två substanser in i en reaktion med det, vilket resulterar i att två andra föreningar bildas: CO₂ och kvävedioxid.

Man bör komma ihåg att en sådan process inte alltid är lika effektiv, därför är det med jämna mellanrum nödvändigt att utföra tvångsrengöring av sotdpf.

Aktiv regenerering

För att förhindra att partikelfiltret misslyckas och inte behöver byta ut det till ett nytt är det nödvändigt att regelbundet rengöra den aktiva ytan på katalysatorn. I stadstrafik eller korta sträckor är det omöjligt att tillhandahålla passiv rengöring av katalysatorn.

I det här fallet är det nödvändigt att starta ett aktivt eller tvångsförfarande. Dess essens beror på följande. Ugr-ventilen stängs (vid behov justeras turbinens drift). Förutom huvuddelen av bränsle bildas en viss mängd luft-bränsleblandning.

Den matas in i cylindern, där den delvis brinner ut. Resten av blandningen kommer in i avgasgrenröret och kommer in i katalysatorn. Där brinner det ut och avgastemperaturen stiger - effekten av en masugn med fläkten påslagen bildas. Tack vare denna effekt bränns partiklarna som ackumuleras i katalysatorcellerna ut.

Ett sådant förfarande är nödvändigt för att den kemiska reaktionen ska fortsätta i katalysatorn. Detta gör att mindre sot tränger in i filtret, vilket i sin tur kommer att öka partikelfiltrets livslängd.

Förutom att rengöra katalysatorn ökar förbränningen av ytterligare en del VTS utanför motorn temperaturen i själva filterkretsen, vilket också delvis bidrar till dess rengöring.

Föraren får reda på att elektroniken utför denna procedur för att kortvarigt öka tomgångshastigheten under en lång resa. Som ett resultat av denna självrengöring kommer mörkare rök att komma ut ur avgasröret (detta är normen, eftersom sot avlägsnas från systemet).

Varför regenerering kan misslyckas och hur man gör en manuell rengöring

Det finns flera anledningar till att partikelfiltret inte regenereras. Till exempel:

• Korta resor, på grund av vilka processen inte hinner starta;
• Regenereringen avbryts på grund av motorstopp;
• En av sensorerna sänder inga avläsningar eller det finns ingen signal från den alls;
• Låg nivå av bränsle eller tillsatser i tanken. Systemet bestämmer hur mycket bränsle eller antipartikeltillsats som behövs för en fullständig regenerering. Om nivån är låg kommer processen inte att starta;
• Fel på EGR-ventilen.

Om maskinen används under sådana förhållanden att självrengöringen inte startar, kan partikelfiltret rengöras manuellt. I detta fall måste den tas bort från fordonet. Därefter måste ett uttag pluggas med en propp och spolvätska hälls i det andra. Med jämna mellanrum måste filtret skakas för att bryta bort sotet.

Det är nödvändigt att avsätta cirka 12 timmar för att tvätta filtret. Efter denna tid dräneras tvätten och själva filtret tvättas med rent rinnande vatten. Även om denna procedur kan utföras självständigt, är det bättre att ta bilen till en bensinstation för att detta ska kombineras med diagnosen av hela avgassystemet. I det här fallet är det inte nödvändigt att spendera så mycket tid. Till exempel har vissa bensinstationer specialutrustning som simulerar processen för filterregenerering genom påtvingad sotförbränning. En speciell värmare och bränsleinsprutning kan användas, som simulerar driften av ett regenereringssystem.

Orsaker till ökad sotbildning

Den viktigaste parametern som påverkar partikelfiltrets renhet är den dåliga kvaliteten på bränslet. Dieselbränsle av denna kvalitet kan ha en stor mängd svavel i staven, vilket inte bara hindrar bränslet från att helt brinna ut, utan också framkallar en oxidativ reaktion av metallen. Om det märktes att systemet efter en nyligen genomförd tankning börjar regenerera oftare, är det bättre att leta efter en annan tankning.

Mängden sot i filtret beror också på inställningarna för själva kraftenheten. Till exempel när injektionen sker felaktigt (den sprutar inte, utan sprutar, på grund av vilket en inhomogen luft-bränsleblandning bildas i en del av kammaren - berikad).

Hur man tar hand om ett partikelfilter

Precis som andra delar som utsätts för påfrestningar, behöver partikelfiltret också periodiskt underhåll. Naturligtvis, om motorn, bränslesystemet och alla sensorer är korrekt konfigurerade i bilen, kommer mindre sot att bildas i sotet och regenerering kommer att ske så effektivt som möjligt.

Det finns dock inget behov av att vänta på att motorfellampan på instrumentbrädan tänds för att kontrollera tillståndet för partikelcellen. Diagnostik av bilen hjälper i de tidiga stadierna för att bestämma igensättning av SF.

Dess livslängd kan förlängas med en speciell spolning eller rengöringsmedel som gör att du snabbt och säkert kan ta bort sotavlagringar från filtret.

Livslängd och byte av partikelfiltret

Trots start av automatisk rengöring blir partikelfiltret fortfarande oanvändbart. Anledningen till detta är det konstanta arbetet i högtemperaturzonen, och under regenerering stiger denna siffra avsevärt.

Vanligtvis, med korrekt motordrift och med högkvalitativt bränsle, kan filtret röra sig cirka 200 tusen kilometer. Men i vissa regioner är högkvalitativt bränsle inte alltid tillgängligt, varför det är nödvändigt att uppmärksamma partikelfiltrets tillstånd tidigare, till exempel var 100 000 km.

Det finns tillfällen då filtret förblir intakt även med en körning på 500 tusen. På ett eller annat sätt måste varje bilist självständigt uppmärksamma fordonets beteende. En nyckelfaktor som tyder på problem med ett partikelfilter är en betydande minskning av motoreffekten. Motorn kommer också att börja ta mycket olja, och blå rök kan dyka upp från avgassystemet och ett okaraktäristiskt ljud i driften av förbränningsmotorn.

Kan partikelfiltret tas bort?

Om du bara säger är det riktigt att göra det. Endast den andra frågan - vad är poängen om bilen i det här fallet inte uppfyller miljönormerna. Dessutom är den elektroniska styrenheten konfigurerad för att styra funktionen hos detta element. Om du tar bort det från systemet uppstår ett permanent programvarufel i elektroniken.

Vissa tar detta steg och lägger en hake av följande skäl:

• Det kommer inte att behövas service på ytterligare en del av maskinen.
• Ett nytt partikelfilter är ganska dyrt;
• Bränsleförbrukningen minskar något, eftersom regenereringsprocessen inte kommer att genomföras.
• Något, men ändå kommer motoreffekten att öka.

Denna lösning har dock många fler nackdelar:

• Det allra första är bristande efterlevnad av miljöstandarder;
• Avgasens färg kommer att förändras märkbart, vilket kommer att skapa ett problem i en storstad, särskilt på sommaren och i trafikstockningar (det finns ändå inte tillräckligt med luft, och sedan tvingar en puffande bil bredvid luftcirkulationen inuti bilen);
• Du kan glömma resor till EU-länderna, eftersom bilen inte kommer att komma över gränsen.
• Om du inaktiverar vissa sensorer kommer styrenhetens programvara att fungera felaktigt. För att lösa problemet måste du skriva om ECU. Kostnaden för firmware är hög och konsekvenserna kan vara oförutsägbara. Återställning av data i kontrollenheten kommer att väcka många frågor som inte gör det möjligt att sälja bilen till ett acceptabelt pris.

Detta är bara några av de negativa aspekterna av DPF-hacket. Men de borde räcka för att tappa idén och börja återställa, rengöra eller köpa ett nytt partikelfilter.

I stället för en slutsats

Att avgöra om partikelfiltret ska tas bort från ett fordons avgassystem är ett personligt beslut för varje bilist. Om problemet med gamla bilar löses på fabriksnivå (SF finns sällan) kommer vissa bilar av den nya generationen inte att fungera alls utan det. Och antalet sådana bilar minskar inte, för en värdig ersättning för dieselmotorn har ännu inte släppts.

Det är bättre att inte experimentera med bilar utrustade med komplexa elektroniska system, eftersom om det finns ett konstant fel kan ECU gå i nödläge.

För mer information om partikelfiltret, se videon:

Partikelfilter, regenerering - vad är det och hur fungerar det?

Video om ämnet

Dessutom erbjuder vi en detaljerad video om hur partikelfiltret regenereras:

Se den här videon innan du skär av partikelfiltret.

Frågor och svar:

Kan partikelfiltret rengöras? För att göra detta måste du ta bort det, fylla det med en speciell rengöringsvätska och efter cirka 8 timmar skölja och sätta på plats. Spolning kan också utföras utan att ta bort delen från bilen.

Hur ofta behöver du byta partikelfilter? Eventuella partikelfilter är igensatta. Vanligtvis krävs dess ersättning i genomsnitt efter 200 tusen kilometer, men detta påverkas av kvaliteten på bränslet, sammansättningen av det militärtekniska samarbetet och antalet driftstimmar.

Kan jag köra utan partikelfilter? Rent tekniskt kommer detta inte att påverka bilen negativt. Men elektroniken kommer ständigt att åtgärda felet, och avgaserna kommer inte att uppfylla ekostandarder.