Šta je filter za čestice, njegova struktura i princip rada

Uvođenjem ekoloških standarda, počevši od 2009. godine, svi automobili sa samozapaljivim motorima sa unutrašnjim sagorevanjem moraju biti opremljeni filterima za čestice. Razmislite zašto su potrebni, kako rade i kako se brinuti o njima.

Šta je filter za čestice i kako funkcionira?

Sam koncept filtra ukazuje da je taj dio uključen u postupak čišćenja. Za razliku od zračnog filtra, filter za čestice je ugrađen u ispušni sistem. Dio je dizajniran da smanji emisiju štetnih tvari u atmosferu.

Ovisno o kvaliteti proizvoda i filtarskih elemenata, ovaj je dio sposoban ukloniti do 90 posto čađe iz ispušnih plinova nakon sagorijevanja dizel goriva. Rad Vijeća Federacije odvija se u dvije faze:

1. Uklanjanje čađe. Elementi filtra koji propuštaju dim zarobljavaju čestice. Oni se talože u ćelijama materijala. To je glavni zadatak filtra.
2. Regeneracija. Ovo je postupak za čišćenje stanica od nakupljene čađe. Proizvodi se kada motor počne gubiti snagu s povezanim sistemima koji se mogu ispraviti. Drugim riječima, regeneracija je obnavljanje čistoće ćelijske površine. Različite modifikacije koriste vlastitu tehnologiju za čišćenje čađe.

Gdje se nalazi filter za čestice i čemu služi?

Budući da je SF uključen u čišćenje ispušnih plinova, on se ugrađuje u ispušni sistem vozila na pogon na dizel motor. Svaki proizvođač svoje automobile oprema sistemom koji se može razlikovati od analoga drugih marki. Iz tog razloga ne postoji čvrsto pravilo o tome gdje bi filter trebao biti.

U nekim se automobilima čađa koristi zajedno s katalizatorom, koji se ugrađuje u sve moderne automobile opremljene benzinskim motorom. U ovom slučaju, filter može biti ispred katalizatora ili iza njega.

Neki proizvođači (na primjer, Volkswagen) stvorili su kombinirane filtre koji kombiniraju funkcije i filtra i katalizatora. Zbog toga se čistoća ispušnih plinova dizel motora ne razlikuje od benzinskog analoga. Takvi se dijelovi često postavljaju odmah nakon ispušnog razvodnika tako da temperatura ispušnih plinova osigurava pravilnu kemijsku reakciju za neutralizaciju štetnih tvari.

Uređaj za filtriranje

U klasičnoj verziji DPF uređaj je vrlo sličan katalizatoru. Ima oblik metalne tikvice, samo se u njoj nalazi izdržljivi filtarski element sa ćelijskom strukturom. Ovaj element je često izrađen od keramike. Tijelo filtra ima puno mrežice od 1 mm.

U kombiniranim izvedbama, elementi katalizatora i element filtra smješteni su u jedan modul. Pored toga, u takve dijelove ugrađena je lambda sonda, senzori temperature pritiska i ispušnih plinova. Svi ovi dijelovi osiguravaju najefikasnije uklanjanje štetnih čestica iz ispušnih plinova.

Karakteristike rada i rada filtera za čestice

Vek trajanja filtera za čestice direktno zavisi od uslova rada vozila. Ovisno o tome, vlasnik automobila mora provjeriti stanje filtera svakih 50-200 hiljada kilometara. Ako automobil radi u urbanim uvjetima i često se nalazi u prometnim gužvama, tada će vijek trajanja filtera biti manji u odnosu na analogni ugrađen u automobil koji radi u lakšim uvjetima (putovanja na duge udaljenosti autoputem). Iz tog razloga indikator radnih sati motora igra značajnu ulogu.

Budući da začepljen filter za čestice smanjuje performanse motora, svaki vozač mora povremeno regenerirati izduvni sistem. Također je od velike važnosti poštivanje propisa za zamjenu motornog ulja. Stoga se vlasnik automobila mora strogo pridržavati preporuka proizvođača automobila.

Izbor dizel ulja

Baš kao i katalizator koji se nalazi u modernim benzinskim vozilima, filter čestica može se ozbiljno oštetiti ako vlasnik automobila koristi pogrešno motorno ulje. U tom slučaju, mazivo može ući u cilindre i izgorjeti pri hodu.

U tom slučaju će se osloboditi velika količina čađi (ovo ovisi o količini ulaznog ulja), koja ne bi trebala biti prisutna u izduvnom sistemu automobila. Ova čađ ulazi u ćelije filtera i stvara naslage na njima. Za dizel motore, Udruženje evropskih proizvođača automobila uspostavilo je standard za motorno ulje koji ispunjava zahtjeve ekološkog standarda od najmanje Euro4.

Pakovanje sa takvim uljem će biti označeno sa C (sa indeksima od 1 do 4). Takva ulja su dizajnirana posebno za vozila opremljena sistemom za naknadnu obradu ili prečišćavanje izduvnih gasova. Zbog toga se produžava vijek trajanja filtera za čestice.

Automatsko čišćenje

Tokom rada agregata mogu se pokrenuti fizički procesi koji automatski čiste filter čestica od naslaga ugljenika. Ovo se dešava kada se izduvni gasovi koji ulaze u rezervoar filtera zagreju na +500 stepeni i više. Tokom takozvanog pasivnog autočišćenja, čađ se oksidira usijanim medijem i odvaja se od površine ćelija.

Ali da bi ovaj proces započeo, motor mora raditi određenom brzinom dugo vremena. Kada je automobil u saobraćajnoj gužvi i često putuje na kratke udaljenosti, izduvni gasovi nemaju vremena da se zagreju do te mere. Kao rezultat toga, čađ se nakuplja u filteru.

Kako bi pomogli vozačima koji upravljaju svojim automobilima u ovom načinu rada, proizvođači raznih auto hemikalija razvili su posebne aditive protiv čađi. Njihova upotreba vam omogućava da započnete automatsko čišćenje filtera na temperaturi izduvnih gasova unutar +300 stepeni.

Neki moderni automobili opremljeni su sistemom prisilne regeneracije. Ubrizgava malo goriva koje se pali u katalizatoru. Zbog toga se filter čestica zagrijava i plak se uklanja. Ovaj sistem radi na osnovu senzora pritiska instaliranih prije i poslije filtera za čestice. Kada postoji velika razlika između očitavanja ovih senzora, aktivira se sistem regeneracije.

Neki proizvođači, na primjer, Peugeot, Citroen, Ford, Toyota, umjesto dodatnog dijela goriva za zagrijavanje filtera, koriste poseban aditiv koji se nalazi u zasebnom spremniku. Ovaj aditiv sadrži cerij. Sistem regeneracije periodično dodaje ovu supstancu u cilindre. Aditiv prisilno zagrijava izduvne plinove na temperaturu od oko 700-900 stepeni. Ako je automobil opremljen varijacijom takvog sistema, on ne mora ništa da radi da očisti filter za čestice.

DPF filtri za čestice zatvorenog tipa

Dizel filtri za čestice u modernom dizajnu podijeljeni su u dvije vrste:

• dpf filteri zatvorenog tipa;
• fap filtri s funkcijom regeneracije filtarskog elementa.

Prva kategorija uključuje elemente s keramičkim saćem iznutra, kao u katalizatoru. Na njihove zidove nanosi se tanak sloj titana. Učinkovitost takvog dijela ovisi o temperaturi ispušnih plinova - samo će se u tom slučaju dogoditi kemijska reakcija za neutralizaciju ugljičnog monoksida. Iz tog razloga su ovi modeli ugrađeni što je moguće bliže ispušnom razvodniku.

Kada se talože na keramičkom saću sa titanovom oblogom, čađa i ugljični monoksid se oksidiraju (temperatura na kojoj se reakcija mora odvijati nekoliko stotina stepeni). Prisustvo senzora omogućava na vrijeme dijagnosticiranje neispravnosti filtra o čemu će vozač primiti obavijest od ECU-a o urednosti automobila.

FAP filtri za čestice zatvorenog tipa sa funkcijom regeneracije

FAP filtri su takođe zatvorenog tipa. Jedino se oni razlikuju od prethodnih po funkciji samočišćenja. U takvim tikvicama ne nakuplja se čađa. Ćelije ovih elemenata presvučene su posebnim reagensom koji reagira vrućim dimom i pri visokim temperaturama u potpunosti uklanja čestice iz ispušnog trakta.

Neki moderni automobili opremljeni su posebnim sistemom za ispiranje, koji ubrizgava reagens u pravo vrijeme kada se automobil kreće, zbog čega se čađa uklanja već u ranim fazama formiranja.

 Ponekad se umjesto aditiva koristi dodatni dio goriva koji izgara u samom filteru, povećavajući temperaturu u tikvici. Kao rezultat izgaranja, sve čestice se u potpunosti uklanjaju iz filtra.

Regeneracija filtra za čestice

Pri sagorijevanju dizel goriva oslobađa se velika količina čvrstih čestica. S vremenom se te tvari talože na unutrašnjosti kanala čađe, od čega se začepljuju.

Ako napunite loše gorivo, velika je vjerojatnost da će se velika količina sumpora nakupiti u elementu filtra. Sprječava visokokvalitetno sagorijevanje dizel goriva, pospješuje oksidacijsku reakciju u ispušnom sustavu, zbog čega će njegovi dijelovi brže otkazati.

Međutim, može doći i do brze kontaminacije filtra za čestice zbog nepravilnog podešavanja dizel motora. Drugi razlog je nepotpuno sagorijevanje smjese zrak-gorivo, na primjer, zbog otkaza mlaznice.

Šta je regeneracija?

Regeneracija filtra znači čišćenje ili obnovu začepljenih ćelija filtra. Sam postupak ovisi o modelu filtra. I takođe o tome kako je proizvođač automobila postavio ovaj postupak.

U teoriji, čađa se ne može u potpunosti začepiti, jer se u njoj moraju odvijati kemijske reakcije. Ali u praksi se to često događa (razlozi su naznačeni malo gore). Iz tog razloga proizvođači su razvili funkciju samočišćenja.

Postoje dva algoritma za izvođenje regeneracije:

• Aktivan;
• Pasivan.

Ako vozilo samostalno ne može očistiti katalizator i filtrirati, ovaj postupak možete obaviti sami. To će biti potrebno u sljedećim slučajevima:

• Automobil rijetko putuje na velike udaljenosti (ispuh nema vremena da se zagrije na željenu temperaturu);
• Motor s unutarnjim sagorijevanjem prigušen je tijekom procesa regeneracije;
• Neispravni senzori - ECU ne prima potrebne impulse, zbog čega se postupak čišćenja ne uključuje;
• Pri niskom nivou goriva, regeneracija se ne odvija, jer je potrebna dodatna količina dizela;
• Neispravnost EGR ventila (nalazi se u sistemu za recirkulaciju izduvnih gasova).

Znak začepljenog filtra je naglo smanjenje snage jedinice napajanja. U ovom slučaju, pranje filtarskog elementa uz pomoć posebnih kemikalija pomoći će u rješavanju problema.

Filter za čestice ne zahtijeva mehaničko čišćenje. Dovoljno je ukloniti dio iz ispušnog sistema i zatvoriti jednu od rupa. Dalje, u posudu se ulije univerzalni emulator. Pomaže u uklanjanju naslaga bez kupnje novog dijela. Tečnost mora u potpunosti prekriti kontaminiranu površinu. Tijekom 12 sati dio se mora povremeno promućkati kako bi čađa bolje zaostajala.

Nakon upotrebe sredstva za pranje, dio se opere pod mlazom vode.  

Pasivna regeneracija

Ovaj postupak se izvodi dok motor radi pod opterećenjem. Kada se automobil vozi cestom, temperatura ispušnih plinova u filtru raste na oko 400 stepeni. Ovi uslovi izazivaju hemijsku reakciju za oksidaciju čađi.

Tokom procesa regeneracije, u takvim se filtrima stvara azotni dioksid. Ova supstanca djeluje na ugljikove spojeve koji čine čađu. Ovim postupkom nastaje azotni oksid zajedno sa ugljen-monoksidom. Nadalje, zbog prisustva kisika u šupljini, ove dvije supstance stupaju u reakciju s njom, uslijed čega nastaju dva druga spoja: CO₂ i azot dioksida.

Treba imati na umu da takav postupak nije uvijek jednako učinkovit, stoga je povremeno potrebno provoditi prisilno čišćenje čipa čađe.

Aktivna regeneracija

Da biste spriječili da filtar za čestice otkaže i ne mora ga mijenjati u novi, potrebno je povremeno očistiti aktivnu površinu katalizatora. U gradskom saobraćaju ili na kratkim relacijama nemoguće je osigurati pasivno čišćenje katalizatora.

U ovom slučaju mora se pokrenuti aktivni ili prisilni postupak. Njegova suština se svodi na sljedeće. Ugr ventil se zatvara (ako je potrebno izvršavaju se podešavanja rada turbine). Pored glavnog dijela goriva, stvara se određena količina smjese zrak-gorivo.

Uvodi se u cilindar, u kojem djelomično izgara. Ostatak smjese ulazi u ispušni kolektor i ulazi u katalizator. Tamo izgara i temperatura izduvnih gasova raste - stvara se efekt visoke peći s uključenom puhalicom. Zahvaljujući ovom efektu, čestice nakupljene u ćelijama katalizatora izgaraju.

Ovaj postupak je neophodan za nastavak hemijske reakcije u katalitičkom pretvaraču. To će omogućiti da manje čađe uđe u filter, što će pak povećati životni vijek filtra za čestice.

Pored čišćenja katalizatora, sagorijevanjem dodatnog dijela VTS-a izvan motora povećava se temperatura u samom krugu filtra, što također djelomično doprinosi njegovom čišćenju.

Vozač saznaje da elektronika izvodi ovaj postupak kako bi nakratko povećala brzinu praznog hoda tokom dugog putovanja. Kao rezultat ovog samočišćenja, iz ispušne cijevi izlazit će tamniji dim (to je norma jer se čađa uklanja iz sistema).

Zašto regeneracija može ne uspjeti i kako napraviti ručno čišćenje

Postoji nekoliko razloga zašto se filter za čestice ne regeneriše. Na primjer:

• Kratka putovanja, zbog kojih proces nema vremena za početak;
• Regeneracija je prekinuta zbog zaustavljanja motora;
• Jedan od senzora ne prenosi očitanja ili uopće nema signala iz njega;
• Nizak nivo goriva ili aditiva u rezervoaru. Sistem određuje koliko je goriva ili aditiva protiv čestica potrebno za potpunu regeneraciju. Ako je nivo nizak, tada proces neće započeti;
• Kvar EGR ventila.

Ako mašina radi u takvim uslovima da samočišćenje neće započeti, filter za čestice se može očistiti ručno. U tom slučaju se mora ukloniti iz vozila. Zatim se jedna utičnica mora zatvoriti čepom, a tekućina za ispiranje se ulijeva u drugu. Povremeno, filter se mora protresti kako bi se odvojila čađ.

Za pranje filtera potrebno je izdvojiti oko 12 sati. Nakon ovog vremena, pranje se isprazni, a sam filter se ispere čistom tekućom vodom. Iako se ovaj postupak može obaviti samostalno, bolje je odvesti automobil na servis kako bi se to kombiniralo s dijagnozom cijelog izduvnog sistema. U ovom slučaju nije potrebno trošiti toliko vremena. Na primjer, neke benzinske stanice imaju posebnu opremu koja simulira proces regeneracije filtera prisilnim sagorijevanjem čađi. Može se koristiti poseban grijač i ubrizgavanje goriva, koji simulira rad sistema za regeneraciju.

Uzroci povećanog stvaranja čađi

Ključni parametar koji utiče na čistoću filtera za čestice je loš kvalitet goriva. Dizelsko gorivo ovog kvaliteta može imati veliku količinu sumpora u šipci, što ne samo da sprječava potpuno izgaranje goriva, već i izaziva oksidacijsku reakciju metala. Ako se primijeti da nakon nedavnog dopunjavanja gorivom sistem češće počinje regeneraciju, onda je bolje potražiti još jedno punjenje.

Također, količina čađi u filteru ovisi o postavkama samog agregata. Na primjer, kada se ubrizgavanje dogodi pogrešno (ne prska, već prska, zbog čega se u jednom dijelu komore formira nehomogena mješavina zraka i goriva - obogaćena).

Kako se brinuti za filter čestica

Baš kao i ostalim dijelovima koji su izloženi stresu, i filter za čestice treba povremeno održavati. Naravno, ako su motor, sistem za gorivo i svi senzori pravilno konfigurirani u automobilu, tada će se u čađi stvoriti manje čađe i regeneracija će se dogoditi što efikasnije.

Međutim, nema potrebe čekati da se lampica greške motora na kontrolnoj ploči upali kako bi se provjerilo stanje ćelije čestica. Dijagnostika automobila pomoći će u ranim fazama da utvrdi začepljenje SF-a.

Njegov radni vijek može se produžiti korištenjem posebnog ispiranja ili sredstva za čišćenje, koje vam omogućava brzo i sigurno uklanjanje naslaga čađe s filtra.

Vijek trajanja i zamjena filtera za čestice

Uprkos početku automatskog čišćenja, filter za čestice i dalje postaje neupotrebljiv. Razlog tome je stalni rad u zoni visokih temperatura, a tokom regeneracije ova brojka se značajno povećava.

Obično, uz pravilan rad motora i korištenje visokokvalitetnog goriva, filter se može kretati oko 200 tisuća kilometara. Ali u nekim regijama kvalitetno gorivo nije uvijek dostupno, zbog čega je potrebno obratiti pažnju na stanje filtera čestica ranije, na primjer, svakih 100 km.

Postoje slučajevi kada filter ostaje netaknut čak i pri vožnji od 500 hiljada. Na ovaj ili onaj način, svaki vozač mora samostalno obratiti pažnju na ponašanje vozila. Ključni faktor koji ukazuje na probleme sa filterom za čestice je značajno smanjenje snage motora. Također, motor će početi uzimati puno ulja, a iz izduvnog sistema može se pojaviti plavi dim i neuobičajen zvuk u radu motora s unutrašnjim sagorijevanjem.

Može li se ukloniti filter za čestice?

Ako samo kažete, stvarno je to učiniti. Samo drugo pitanje - koja je svrha ako automobil u ovom slučaju neće udovoljavati ekološkim standardima. Uz to, elektronička upravljačka jedinica konfigurirana je za upravljanje radom ovog elementa. Ako ga uklonite iz sistema, u elektronici će se pojaviti trajni kvar softvera.

Neki poduzimaju ovaj korak i stavljaju zamku iz sljedećih razloga:

• Neće biti potrebno servisirati dodatne dijelove stroja;
• Novi filter za čestice prilično je skup;
• Potrošnja goriva je malo smanjena, jer se proces regeneracije neće izvoditi;
• Blago, ali ipak će se snaga motora povećavati.

Međutim, ovo rješenje ima mnogo više nedostataka:

• Prvo je nepridržavanje bilo kakvih ekoloških standarda;
• Boja ispušnih plinova će se zamjetno promijeniti, što će stvoriti problem u velikom gradu, posebno ljeti i u gužvi u prometu (ionako nema dovoljno zraka, a zatim uspuhani automobil pored njega prisiljava cirkulaciju zraka unutar automobila);
• Možete zaboraviti na putovanja u zemlje EU, jer automobil neće moći preko granice;
• Onemogućavanje nekih senzora uzrokovat će kvar softvera upravljačke jedinice. Da biste riješili problem, morat ćete prepisati ECU. Troškovi firmvera su visoki, a posljedice mogu biti nepredvidljive. Resetiranje podataka u upravljačkoj jedinici otvorit će mnoga pitanja koja neće omogućiti prodaju automobila po prihvatljivoj cijeni.

Ovo su samo neki od negativnih aspekata zareza DPF. Ali oni bi trebali biti dovoljni da odustanu od ideje i počnu obnavljati, čistiti ili kupovati novi filter za čestice.

Umjesto zaključka

Odluka da li će se filter za čestice ukloniti iz ispušnog sistema vozila lična je odluka svakog vozača. Ako se u slučaju starih automobila ovaj problem riješi na tvorničkoj razini (SF se rijetko nalazi), tada neki automobili nove generacije uopće neće raditi bez njega. A broj takvih automobila se ne smanjuje, jer dostojna zamjena za dizel motor još nije objavljena.

Bolje je ne eksperimentirati s automobilima opremljenim složenim elektroničkim sustavima, jer ako postoji stalna greška, ECU može preći u hitni način.

Za više informacija o filteru čestica pogledajte video:

Filter za čestice, regeneracija - šta je to i kako funkcionira?

Video na temu

Osim toga, nudimo detaljan video o tome kako se regenerira filter čestica:

Prije nego što izrežete filter za čestice, pogledajte ovaj video.

Pitanja i odgovori:

Da li se filter čestica može očistiti? Da biste to učinili, morate ga ukloniti, napuniti posebnom tekućinom za čišćenje i nakon otprilike 8 sati isprati i staviti na mjesto. Ispiranje se može obaviti i bez vađenja dijela iz automobila.

Koliko često trebate mijenjati filter za čestice? Svaki filter za čestice je začepljen. Obično je njegova zamjena potrebna u prosjeku nakon 200 hiljada kilometara, ali na to utiče kvalitet goriva, sastav vojno-tehničke saradnje i broj radnih sati.

Mogu li voziti bez filtera za čestice? Tehnički, to neće negativno utjecati na automobil. Ali elektronika će stalno ispravljati grešku, a izduvni gasovi neće zadovoljiti ekološke standarde.