Pasaulis vis labiau susirūpinęs ekologija ir klimato kaita, o vienas iš šio susirūpinimo rezultatų yra dyzelinių variklių kietųjų dalelių filtras (angl. DPF - Diesel Particular Filter), randamas beveik kiekviename šiuolaikiniame dyzeliniame automobilyje. Šio filtro paskirtis - sulaikyti suodžių daleles, išmestos iš variklio, ir neleisti joms patekti į aplinką. Jis kaupia suodžius savyje, kol šios gali būti sudegintos pačiame DPF filtre.
Kietųjų dalelių filtrai yra įmontuoti turbodyzelinių variklių išmetamųjų dujų trakte už oksidacijos katalizatoriaus. Jie filtruoja dyzelinui sudegus susidariusias suodžių daleles iš variklio išmetimo sistemos. DPF/FAP (Diesel particulate filter) suodžių filtras skirtas sulaikyti suodžių daleles, kurios susidaro degant dyzeliniam kurui, taip pat sumažinti suodžių dalelių išmetimą į atmosferą su atidirbusiomis dujomis, ir tokiu būdu tenkinti griežtesnių Europos Sąjungos standartų reikalavimus.
DPF filtro sandara ir veikimo principas
Įprastu atveju DPF filtras būna keramikinis (keramika atspari itin aukštoms temperatūroms) ir sudarytas iš daugybės mažų kanalų, kurių kas antras būna uždaras. Tokiu būdu išmetamosios dujos teka pro porėtas sieneles, o suodžiai nusėda filtro viduje ir ten pasilieka. Kanalėliai tokie maži, kad viename kvadratiniame centimetre jų telpa kelios dešimtys. Dujos patenka pro atvirus kanalus priekinėje dalyje. Šie kanalai būna suodinieji, nes juose pasilieka suodžiai. Dėl tokio plataus mažų kanalėlių tinklo ir jo konstrukcijos ypatumų DPF efektyvumas gali siekti 99% ar daugiau procentų.
Išmetamųjų dujų slėgio jutikliai perduoda informaciją apie DPF suodžių filtro užsipildymo lygį. Jie matuoja išmetamųjų dujų slėgio skirtumą prieš DPF filtrą ir už jo (vadinamieji diferenciniai) arba slėgio pokyčius DPF filtre, lyginant su slėgiu kameroje. Didėjant suodžių kiekiui filtre, didėja ir filtro efektyvumas, kadangi susikaupę suodžiai sudaro papildomą sluoksnį, kuris uždaro įeinančias daleles. Tuo pačiu didėja išmetamųjų dujų slėgio priešprieša, kas signalizuoja apie būtinybę atlikti regeneraciją.
DPF regeneracija: aktyvus ir pasyvus procesas
DPF regeneracija - tai procesas, kurio metu sudeginami filtre esantys suodžiai. Ji yra svarbi brangios detalės ilgaamžiškumui, nes savaiminis išsivalymas yra labai svarbus. DPF regeneracija gali vykti dviem pagrindiniais būdais - pasyviai arba aktyviai.
Aktyvi regeneracija
Šiam procesui reikalinga aukšta temperatūra. Tam, kad filtre suodžiai sudegtų, reikia aukštesnės nei 550°C temperatūros. Akivaizdu, kad įprastai veikiantis variklis tokios temperatūros nepasiekia. Todėl naudojamos kelios strategijos, kaip padidinti išmetamųjų dujų temperatūrą. Sistemoje galima naudoti dyzelinį degiklį, kuris kaitina į DPF patenkančias išmetamąsias dujas. Taip pat galima naudoti dyzelino oksidacijos katalizatorių (DOC), kuris oksiduoja dyzeliną per katalizatorių ir taip padidina DPF temperatūrą.
Naudojant tokį katalizatorių išmetamosiose dujose turi būti perteklinio dyzelinio kuro, todėl būna naudojamas papildomas purkštukas (angliavandenilių dozatorius), kuris montuojamas išmetamajame vamzdyje priešais DOC, arba použdegiminio įpurškimo funkcija. Aktyviai regeneracijai visuomet reikia papildomų energijos resursų, t.y., aktyvios regeneracijos metu jūsų automobilio kuro sąnaudos bus didesnės nei veikiant įprastu režimu. Paprastai aktyvios regeneracijos ciklas įprastomis eksploatavimo sąlygomis vidutiniškai trunka nuo 20 iki 30 minučių.
Problemos kyla tuomet, kai vairuotojas, nežinodamas, jog prasidėjo aktyvi DPF filtro regeneracija, atvyksta į reikiamą vietą ir užgesina automobilio variklį. Tokiu atveju regeneracija yra sustabdoma ir kitos kelionės metu pradedama iš naujo. Tačiau jei toks procesas kartojasi ne vieną kartą, ilgainiui galite susidurti ne tik su užsikimšusiu suodžių filtru, bet ir su rimtais automobilio gedimais.
Pasyvi regeneracija
Šiai regeneracijai papildomos energijos nereikia. Ji vyksta ženkliai žemesnėje temperatūroje - nuo 250 iki 400°C. Pasyvios regeneracijos principas yra suodžių oksidacija, kuri vyksta azoto dioksido (NO2) pagalba. Tam, kad išgauti azoto dioksidą iš išmetamosiose dujose esančio azoto monoksido (NO), 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.
Katalizatorių vaidmuo regeneracijoje ir automobiliuose
Katalizatoriai tapo neatsiejama šiuolaikinių automobilių dalimi, nes būtent jie užtikrina, kad į atmosferą patenka mažiau kenksmingų dujų. DPF suodžių filtras panašus į katalizatorių, tačiau skirtas dyzeliniams varikliams. Katalizatorius atskiria stambias daleles, o DPF suodžių filtras atsijoja mažesnes daleles. Jis montuojamas už katalizatoriaus ar išmetimo kolektoriaus.
Katalizatoriaus sandara ir veikimas
Katalizatorius yra sudarytas iš keraminio karkaso (korinio bloko) arba susuktų metalinių plokštelių, tarpinio sluoksnio bei aktyviojo katalitinio sluoksnio. Nerūdijančio plieno korpusas montuojamas dujų išmetimo sistemoje. Aktyvusis katalitinis sluoksnis (dažniausiai iš platinos, paladžio ir radžio) pagreitina chemines reakcijas, bet nedalyvauja jose. Dėl specialaus pagrindo su mikroreljefu, bendrasis katalizinio sluoksnio plotas gali būti iki 20 000 m². Tarpinis sluoksnis yra reikalingas aktyviojo katalitinio sluoksnio darbui užtikrinti. Dažniausiai įkaitimui pagreitinti naudojama korpuso termoizoliacija ir šildytuvai.
Katalizatoriaus paskirtis šiek tiek skiriasi, priklausomai nuo naudojamų degalų. Benzininių variklių katalizatoriai neutralizuoja anglies oksidus ir angliavandenilius, sumažina azoto oksidų kiekį. Jie vadinami trijų funkcijų katalizatoriais. Dyzeliniuose varikliuose katalizatoriai mažina išmetamosiose dujose esantį anglies oksidų, angliavandenilių ir kietųjų dalelių kiekį. Lambda jutikliai matuoja deguonies kiekį išmetamosiose dujose, pranešdami apie oro ir kuro santykį. Jutikliai perduoda signalą į kompiuterį, kuris valdo variklio darbą.
Katalizatoriai yra skirstomi į skirtingas rūšis, pavyzdžiui, metalinius ir keramikinius. Metaliniai katalizatoriai yra laikomi labiau patvariais, jie atlaiko aukštesnę temperatūrą ir gali siekti net iki 1300°C. Keraminiai katalizatoriai, nors labiau išplitę ir ne tokie brangūs, yra trapesni ir atlaiko tik iki 800°C. Katalizatoriai taip pat skirstomi į oksidacinius ir redukcinius: oksidaciniai mažina angliavandenilių ir anglies monoksido kiekį, o redukciniai - azoto oksidų kiekį išmetamosiose dujose.
DPF problemos ir sprendimo būdai
Kaip ir kiekvienas automobilio mazgas, DPF filtras turi savo limitus ir anksčiau ar vėliau jis užsikimš taip, kad paprastuoju būdu neišsivalys. Jei užsidega DPF lemputė, tai dažniausiai reiškia, kad filtras prisipildė suodžių, o regeneracija neįvyko arba buvo nutraukta. Automobilių gamintojai dažniausiai nurodo, jog kokybiškai eksploatuojant automobilį, DPF filtras tinkamai veikti turėtų apie 100-200 tūkst. kilometrų.
Jei jau matote įspėjimą, nepulkite panikuoti. Greičiausiai taip atsitiko dėl to, kad didesnę dalį kilometrų nuvažiuojate trumpais atstumais mieste. Tokiu atveju rekomenduojama išvažiuoti į užmiesčio kelią ir pravažiuoti apie 30 km atstumą pastoviu 90-100 km/h greičiu. Per šį laiką DPF viduje turėtų įvykti regeneracija. Visgi jeigu tai nepadėjo, teks apsilankyti pas meistrus.
Profesionalūs sprendimai užsikimšus DPF
- Priverstinė regeneracija: Specializuoti autoservisai gali atlikti elektroniniu būdu (prijungus kompiuterį) daromą priverstinę regeneraciją. Ši operacija gali užtrukti iki 30 minučių. Užtikrinkite, kad regeneravimo procesas būtų vykdomas saugioje aplinkoje, nes išmetamųjų dujų temperatūra bus labai aukšta.
- Filtro plovimas: Jeigu priverstinė regeneracija nepadeda, filtras gali būti išimtas ir plaunamas. Tai atliekama specialiame įrenginyje suslėgto oro ir specialių chemikalų pagalba. Tai turbūt pats pigiausias būdas norint turėti pilnai funkcionuojantį kietųjų dalelių filtrą.
- Naujo DPF pirkimas: Kitas būdas - pirkti naują DPF. Tokio „malonumo“ kaina su remonto darbais bus keturženklė.
- Filtro pašalinimas ir išprogramavimas: Dar vienas būdas spręsti užsikimšusio DPF problemą (ypatingai pamėgtas lietuvių) - filtro pašalinimas ir jo išprogramavimas. Problema dings visam laikui, automobilis galimai net įgaus naujų jėgų, bet taps taršus ir techniškai netvarkingas. Teoriškai po tokios procedūros automobilis negali praeiti techninės apžiūros. Tinkamai išprogramavus ir išjungus DPF suodžių filtrą, tvarkingas variklis veikia taip pat stabiliai, kaip ir su DPF suodžių filtru, o išmetamų dūmų kiekis nepadidėja arba praktiškai nepadidėja.
Dyzelino kietųjų dalelių filtro veikimas
Priežastys, kodėl katalizatorius gali sugesti
Katalizatorius gali sugesti dėl įvairių priežasčių. Viena iš jų - mechaninis smūgis, pavyzdžiui, automobilio dugnu užkabinus didelį objektą kelyje. Taip pat gali sugesti dėl didelio temperatūrų skirtumo, pavyzdžiui, įvažiavus į gilią balą. Priešlaikinį nusidėvėjimą gali sukelti ir netvarkingi stūmoklio žiedai arba žvakės, ilgą laiką nekeičiamas oro filtras, nekokybiškas kuras.
Sugedusio katalizatoriaus pasekmės
Jeigu katalizatoriaus nepakeisite laiku, galimos rimtos pasekmės. Visų pirma, padidėja aplinkos užterštumas. Antra, variklis gali dirbti su padidintomis kuro sąnaudomis. Trečia, automobilis gali nebeatitikti techninės apžiūros reikalavimų, todėl toks automobilis negali būti eksploatuojamas. Be to, važiuojant su sugedusiu katalizatoriumi taip pat įmanoma sugadinti kitas transporto priemonės dalis, pavyzdžiui, turbokompresorių. Seno katalizatoriaus tikrai nereikia išmesti, nes tai vertinga žaliava, tinkama perdirbimui, o jį pardavus galima šiek tiek užsidirbti.
tags: #kokia #katalizatoriaus #temperatura #vykstant #regeneracijai