Doba čtení:5 minut
Filtr pevných částic (DPF) je zařízení pro dodatečnou úpravu výfukových plynů, které zachycuje částice sazí a popela z výfukového proudu vznětového motoru předtím, než opustí výfukovou trubku. Je umístěn ve výfukovém systému a tlačí výfukové plyny skrz porézní stěnovou strukturu a zachycuje jemné částice, které by jinak znečišťovaly vzduch. Výrobci motorů začali montovat DPF tak, aby splňovaly emisní normy EPA z roku 2007, a od té doby jsou součástí dieselových nákladních a osobních vozidel.
Spalování nafty není nikdy dokonale úplné. Každý elektrický zdvih produkuje drobné částice sazí, některé menší než jeden mikron v průměru, které putují výfukovým systémem. DPF zachycuje tyto částice tím, že tlačí výfukové plyny skrz plástev ucpaných kanálů. Plyn prochází porézními stěnami, ale částice nikoli. Nástěnné filtry této konstrukce běžně odstraňují 85 % nebo více sazí z proudu výfukových plynů a za optimálních podmínek mohou dosáhnout účinnosti téměř 100 %.
Filtr pracuje společně s dieselovým oxidačním katalyzátorem (DOC), který je umístěn před DPF v zařízení pro dodatečnou úpravu. DOC přeměňuje uhlovodíky a oxid uhelnatý předtím, než se výfukové plyny dostanou k filtru, což pomáhá filtru DPF dělat jeho práci efektivněji a podporuje proces regenerace.
Nejběžnějším materiálem substrátu DPF je cordierit, keramická sloučenina používaná také v jádrech katalyzátorů. Cordieritové filtry jsou nákladově efektivní, snadno se zabalí do výfukového systému a poskytují vysokou účinnost filtrace. Kompromisem je relativně nízký bod tání kolem 1 200 °C, což může být problém při regeneraci s vysokým zatížením sazemi, pokud selžou ovládací prvky systému.
Karbid křemíku (SiC) je druhou nejčastější volbou. Lépe zvládá teplo, s bodem tání blízko 2 700 °C, ale jako jeden kus je méně tepelně stabilní, takže větší SiC filtry jsou zabudovány do segmentovaných částí spojených speciálním cementem, který se přizpůsobuje tepelné roztažnosti. Jádra SiC jsou dražší než cordierit, ale jsou často zaměnitelná v podobných aplikacích.
Mezi méně obvyklé alternativy patří vláknité keramické filtry, které produkují nižší protitlak výfukových plynů a dokážou zachytit ultrajemné částice pod 100 nanometrů s účinností vyšší než 99 % podle počtu částic. Mezitím mohou být jádra z kovových vláken pro regeneraci elektricky ohřívána. To umožňuje, aby se filtr sám čistil i při nízkých výstupních teplotách.
Regenerace je proces spalování sazí, které se hromadí ve filtru. Protože popel nemůže být oxidován a musí být fyzicky vyčištěn, jinak je nutné vyměnit filtr, regenerace se specificky zaměřuje na saze tím, že je při zvýšených teplotách přemění na oxid uhličitý a vodní páru. Existují tři režimy:
To se děje automaticky během normální jízdy bez jakéhokoli zásahu řidiče nebo zásahu motoru. Když teplota výfukových plynů při trvalé rychlosti na dálnici nebo velkém zatížení dostatečně stoupne, teplo přemění částice sazí na CO2, který neškodně prochází stěnami filtru. Plně naložený návěs běžící po dálnici rychlostí je učebnicový scénář pasivní regenerace. Osobní vozidla musí pravidelně dosahovat rychlosti 50 až 60 mph po dobu 30 až 45 minut, aby se dokončila pasivní regenerace.
Když jízdní podmínky nevytvářejí dostatek tepla pro pasivní regeneraci, převezme řízení motor. Senzory před a za DPF sledují protitlak a teplotu. Jakmile akumulace sazí dosáhne nastavené prahové hodnoty, systém vstřikuje palivo do proudu výfukových plynů. Toto palivo prochází přes DOC, oxiduje a vytváří teplo potřebné ke spálení sazí. Teplota výfukových plynů během aktivní regenerace může dosáhnout 1 500 °F. Proces probíhá automaticky, když se vozidlo pohybuje, a většina řidičů si jej všimne pouze prostřednictvím kontrolky na palubní desce.
Pokud vozidlo tráví většinu času na krátkých jízdách nízkou rychlostí, pasivní a aktivní regenerace nemusí držet krok s hromaděním sazí. Když filtr dosáhne kritické úrovně omezení, je nutná nucená regenerace. Vozidlo musí stát, zatažená parkovací brzda, převodovka v neutrálu a motor zahřátý na provozní teplotu. Řidič nebo technik zahájí cyklus pomocí spínače na palubní desce nebo diagnostického diagnostického nástroje. Proces trvá 20 minut až hodinu v závislosti na motoru a okolních podmínkách. Před zahájením regenerace se vždy ujistěte, že výstup výfuku směřuje mimo konstrukce, vegetaci a jakýkoli hořlavý materiál, protože teploty výfuku jsou extrémní.
Oranžová kontrolka DPF na palubní desce je prvním signálem, že filtr vyžaduje pozornost. Pokud je tato kontrolka ignorována, může vozidlo přejít do režimu sníženého výkonu, někdy nazývaného režim kulhání, aby byl motor a turbo chráněno před vysokým protitlakem, který vytváří ucpaný filtr.
Mezi běžné příčiny zablokování DPF patří:
Poruchy turbodmychadla nebo vstřikovače paliva, které umožňují vstup surového oleje nebo nafty do výfuku, mohou také kontaminovat a předčasně ucpat DPF, což může vyžadovat odborné čištění nebo výměnu.
Nový OEM filtr pevných částic obvykle stojí 3 000 až 10 000 USD v závislosti na platformě vozidla a motoru. U starších nákladních vozidel s vysokým počtem najetých kilometrů tyto náklady často převyšují hodnotu vozidla. Profesionální čištění je výrazně levnější a může obnovit výkon filtru, pokud nahromadění popela nezpůsobí nevratné poškození. Čištění obvykle zahrnuje odstranění filtru a použití stlačeného vzduchu nebo procesu tepelné pece k odstranění popela z kanálů.
Jedna důležitá poznámka:DPF musí být správný díl pro konkrétní kalibraci motoru a emisí. Poddimenzovaný nebo neodpovídající filtr nesplňuje zákonné požadavky na emise a může spouštět trvalé chybové kódy.
Mohu řídit s rozsvícenou kontrolkou DPF? Můžete krátce jet, abyste dosáhli dálnice, kde může dokončit pasivní regeneraci, ale pokračováním v jízdě nízkou rychlostí a ignorováním světla riskujete úplné zablokování. Plně ucpaný DPF může uvést vaše vozidlo do nouzového režimu a potenciálně poškodit turbodmychadlo nebo motor.
Jak často se DPF musí regenerovat? Liší se podle jízdního cyklu. Vozidla, která najedou většinou kilometry po dálnicích, se mohou pasivně regenerovat každých několik set kilometrů. Ty, které se používají především na krátké výlety, mohou potřebovat aktivní nebo nucenou regeneraci častěji. Neexistuje žádný pevný interval, protože závisí na zatížení sazemi.
Je legální odstranit DPF? Ne. Záměrné mazání, deaktivace nebo manipulace s DPF je zakázána EPA a výrobcem a prodejcům odpojovacích zařízení hrozí pokuta až do výše 1 milionu USD. Jednotliví majitelé vozidel mohou také čelit značným sankcím.
Jak dlouho DPF vydrží? Při správné údržbě vydrží mnoho DPF po celou dobu životnosti vozidla. Pro náročné aplikace, jako je platforma Cummins ISX15, jsou intervaly čištění filtru měřeny ve stovkách tisíc kilometrů. Používání správného oleje, kvalitního paliva a vyhýbání se příliš krátkým jízdám výrazně prodlužuje životnost filtru.
Lze DPF vyčistit místo výměny? Ano, v mnoha případech. Popel lze odstranit pomocí stlačeného vzduchu nebo tepelné čistící pece. Saze, které nebyly plně oxidovány, mohou také reagovat na profesionální čištění. Pokud však substrát popraskal nebo se roztavil v důsledku nekontrolované regenerace, čištění jej neobnoví a je nutná výměna.
Udržování vašeho DPF v dobrém stavu začíná používáním správného oleje, doplňováním kvalitní nafty a poskytnutím motoru dostatek času na dokončení regeneračních cyklů. Pokud potřebujete náhradní DPF nebo související komponenty pro dodatečnou úpravu výfukových plynů, CarParts.com má díly, které vám umožní vrátit vaše dieselové vozidlo zpět na silnici. Nakupte v našem úplném katalogu a najděte si přesně to, co se hodí pro vaši jízdu ještě dnes.
Veškeré informace uvedené na této webové stránce slouží pouze pro informační účely a jejich účelem není nahradit konzultaci s profesionálním mechanikem. Přesnost a aktuálnost informací se může od okamžiku zveřejnění změnit.
