Jump to content

Welcome to Vectra Klub Polska

Guest Image

Welcome to Vectra Klub Polska , like most online communities you must register to view or post in our community, but don't worry this is a simple free process that requires minimal information for you to signup. Be apart of Vectra Klub Polska by signing in or creating an account.

  • Start new topics and reply to others
  • Subscribe to topics and forums to get email updates
  • Get your own profile page and make new friends
  • Send personal messages to other members.

Filtr cz�stek sta�ych (DPF, FAP)...


About This File

Producenci zmuszajÄ nas o dbanie o ekologiÄ... Ostatnio na forum doĹÄ mocno rozwinÄĹa siÄ dyskusja o ukĹadzie recyrkulacji spalin... Teraz kolej na opis nastÄpnego wynalazku, filtra czÄstek staĹych (DPF), gdyĹź wÄtków jak go usunÄÄ sÄ aĹź 3, a nie ma Ĺźadnego opisujÄcego jego pracÄ...

Zaczynamy:

DPF ma za zadanie wyĹapanie czÄstek sadzy z naszych spalin, czyli owego charakterystycznego „dymka”, który moĹźna obserwowaÄ za starymi dieslami... Ale czym dokĹadnie jest taka pojedyncza czÄstka sadzy? SkĹada siÄ ona gĹównie z niedopalonych atomów wÄgla pochodzÄcych z paliwa... CaĹkowity wymiar nie przekracza 0,1 mikrometra, lecz zbudowana jest jak „baĹwanek” z pojedynczych „kuleczek” o Ĺrednicach 0,01-0,05mikrometra... Na ich powierzchni osadzajÄ siÄ niedopalone wÄglowodory z paliwa, które mogÄ dyfundowaÄ w jej gĹÄb... Absorbuje teĹź wodÄ, tlenki siarki, tlenki metali i siarczany...

pre_1351442673__1a.gif

CzÄstki sadzy powstajÄ w wyniku spalania paliwa przy niedostatecznej iloĹci tlenu... W komorze spalania przy pewnych warunkach pracy silnika mogÄ siÄ pojawiÄ (i pojawiajÄ siÄ) obszary uboĹźsze w tlen mimo tego, Ĺźe mieszanka ma sumarycznie tlenu spory nadmiar...

Obecnie stosuje sie dwa typy DPF:

- mokry

- suchy

Generalnie maja one bardzo podobnÄ budowÄ... Filtr mokry róĹźni siÄ jedynie tym, Ĺźe auto wyposaĹźone jest w dodatkowo w specjalny (ok. 5l) zbiornik na pĹyn zawierajÄcy tlenek ceru, który jest katalizatorem spalania wspomnianych czÄstek sadzy... PĹyn ten automatycznie dodawany jest do paliwa (ok. 40ml na 60l paliwa)... 5l starcza na okoĹo 80 tys. km... Po tym czasie naleĹźy pĹynu dolaÄ i dodatkowo wypaliÄ DFP w trybie serwisowym...

Filtr suchy zawiera tlenek glinu i tlenek ceru na swojej powierzchni... Nie ma tu Ĺźadnych dodatków do paliwa...

Sam filtr to metalowa puszka gdzieĹ pomiÄdzy kolektorem wydechowym, a tĹumikiem koĹcowym... PoczÄtkowy odcinek tej puszki zajmuje katalizator, którego zadaniem w „normalnym” trybie pracy jest utlenienie tlenku wÄgla (CO) do dwutlenku wÄgla (CO2) oraz dopalenie niespalonych wÄglowodorów (HC)... Ma on budowÄ plastra miodu, który zawiera na powierzchni kanalików zwiÄzki platyny i paladu...

Za katalizatorem znajduje siÄ juĹź wĹaĹciwy DPF... SkĹada siÄ on z ceramicznej struktury zbudowanej z wÄglików krzemu... Struktura ta to system kanalików, z których mniej wiÄcej poĹowa jest Ĺlepa z przodu (kanaĹy wylotowe), a druga poĹowa Ĺlepa z tyĹu (kanaĹy wlotowe)...

pre_1351442698__1b.jpg

Takie uĹoĹźenie powoduje, Ĺźe wszystko co wpadnie do kanaĹów wlotowych musi „przecisnÄc siÄ” przez ich ĹciankÄ do kanaĹów wylotowych... JeĹli ktoĹ tego nie widzi to niech wyobrazi sobie garĹÄ sĹomek, z których co druga byĹaby zaĹlepiona z przodu, a co druga z tyĹu...

pre_1351442721__1c.jpg

Ĺcianki majÄ bardzo rozwiniÄtÄ strukturÄ (sÄ porowate, a nie gĹadkie), a na ich powierzchni umiejscowione sÄ czÄsteczki tlenku glinu i tlenku ceru, które dziaĹajÄ katalitycznie w procesie spalania sadzy... Osadzone sÄ tu teĹź zwiÄzki platyny, które dziaĹajÄ identycznie jak w katalizatorze, choÄ jest tu ich znacznie mniej (ich zawartoĹÄ wzrasta w kierunku od przodu ku tyĹowi DPF)...

CaĹa „puszka” jest o czujnikowana – miÄdzy innymi przez czujniki ciĹnienia i temperatury na wejĹciu i wyjĹciu, sondÄ lambda...

Wspomniane pory w strukturze Ĺcianek filtra sÄ mniejsze niĹź czÄstki sadzy... Sadza zostaje na nich „odcedzona” ze spalin jak „ryĹź z wody”... Jednak nie moĹźe zostaÄ w filtrze, gdyĹź zostaĹby on caĹkowicie pozbawiony przepĹywu... Najlepiej jÄ stamtÄd wypaliÄ...

UkĹad sterujÄcy „wie”, Ĺźe DPF wymaga wypalenia (regeneracji) gĹownie na podstawie róĹźnicy ciĹnieĹ przed i za filtrem... Pod uwagÄ sÄ brane jeszcze sygnaĹy przepĹywomierza i czujnika temperatury w DPF... Na tej podstawie wyliczany jest stopieĹ nasycenia (zapeĹnienia)...

SÄ dwa typy regeneracji DPF:

- pasywna

- aktywna

Regeneracja pasywna nastÄpuje na skutek samoistnego spalania sadzy od temperatury spalin pochodzÄcych z silnika i nie jest inicjowana przez ukĹad sterujÄcy... WystÄpuje gdy temperatura DFP przekroczy 350*C... Takie warunki osiÄgane sÄ przy dynamicznej jeĹşdzie w górnych zakresach obrotów... Wtedy spaliny majÄ duĹźÄ temperaturÄ... Dodatkowo jest ich duĹźo, wiÄc nie schĹodzÄ siÄ zbytnio w ukĹadzie wydechowym od kolektora do DPF, a co za tym idzie bÄdÄ w stanie podgrzaÄ wsad DPF do wymaganej temperatury...

Regeneracja aktywna zachodzi wtedy, gdy spaliny nie osiÄgajÄ wymaganej temperatury, a czujniki ciĹnienia wykazujÄ nasycenie 50-85% (w zaleĹźnoĹci od producenta)... Takie warunki pracy zapewnia jazda z maĹymi prÄdkoĹciami obrotowymi oraz czÄste, ale krótkie odcinki jazdy gdy silnik nie ma czasu siÄ zagrzaÄ... W takich warunkach spaliny na wejĹciu do DPF majÄ temperaturÄ okoĹo 150 – 200*C... Regeneracja aktywna prowadzona jest przez ukĹad sterujÄcy i polega na doĹadowaniu do cylindrów jednej, lub dwóch dodatkowych dawek paliwa gdy waĹ korbowy jest 35* za górnym punktem w fazie rozprÄĹźania... W tym samym czasie sterownik mocniej uchyla elektromagnes przepustnicy aby dostarczyÄ wiÄcej powietrza i zwiÄksza ciĹnienie doĹadowania turbiny... Wszystko po to aby kierowca nie poczuĹ spadku osiÄgów...

Dodatkowa dawka paliwa czÄĹciowo spala siÄ jeszcze w cylindrze podnoszÄc temperaturÄ spalin do okoĹo 200-250*C... NastÄpnie spaliny zawierajÄce mnóstwo niedopalonych wÄglowodorów (HC), tlenku wÄgla (CO) i tlenku azotu (NO) trafiajÄ do katalizatora, gdzie wszystko to zostaje dopalone – HC spalajÄ siÄ do wody i dwutlenku wÄgla (CO2), CO utlenia siÄ do do CO2, a NO do wielotlenkow azotu (NOx)... Zysk energetyczny tego procesu jest tak duĹźy, Ĺźe temperatura wzrasta do 500-550*C... PowstajÄ „czyste” spaliny, które trafiajÄ do wĹaĹciwego DPF... I tu zaczyna siÄ jazda: spalanie sadzy (katalizowane przez tlenki glinu i ceru) czerpie tlen zewszÄd – resztkÄ obecnÄ w spalinach (choÄ nie zuĹźywa caĹej), redukuje CO2 do CO, a NOx do NO – jednym sĹowem to co najbliĹźej zawiera tlen zostaje go pozbawione... I wĹaĹnie po to na ceramicznej powierzchni filtrujÄcej DPF osadzone sÄ zwiÄzki platyny – katalizujÄ one ponowne utlenienie CO do CO2 i NO do NOx (proces ten zachodzi gĹównie na koĹcu DPF, gdzie zawartoĹÄ platyny jest najwiÄksza)... CaĹy proces wypalania bilansowo jest egzoenergetyczny i jeszcze podnosi temperaturÄ gazów o kolejne 50*C...

Regeneracja aktywna moĹźe dodatkowo byÄ stosowana prewencyjnie... Mniej rozbudowane sterowniki przeprowadzajÄ jÄ co 400-500km przebiegu (np. w silnikach z grupy PSA stosowanych w Citroenach, Peugeotach, Fordach, Mazdach i innych)... Sterowniki bardziej rozbudowane prewencyjnÄ regeneracjÄ aktywnÄ uruchamiajÄ na podstawie danych zbieranych z czujników silnika dotyczÄcych jego sposobu uĹźytkowania (np. jak czÄsto filtr jest zapychany, z jakimi obrotami najczÄĹciej pracuje silnik – tak jest np. w naszych silnikach i wie o tym maĹo które ASO) lub w przypadku braku sygnaĹu z któregoĹ z czujników ciĹnienia DPF (tak jest w VW – zapala siÄ wtedy kontrolka, a DPF jest wypalany co 800km bez wzglÄdu na stopieĹ nasycenia)...

Kolejnym czynnikiem opisujÄcym DPF jest tzw. „porównanie masy sadzy”... O parametrze tym wie maĹo które ASO...

Podczas pracy DPF na jego aktywnej powierzchni osadza siÄ nie tylko sadza, ale teĹź olej silnikowy obecny w spalinach... Podczas procesu regeneracji czeĹÄ oleju jest wypalana, jednak caĹkiem sporo jego pozostaĹoĹci zostaje w DPF... Tym samym zmniejsza siÄ jego powierzchnia pracy... Sterownik oblicza iloĹÄ oleju w DPF (czyli zmniejszenie jego powierzchni) na podstawie przebiegu i dostosowuje wielkoĹÄ korekty doliczanej w algorytmie wyliczania stopnia nasycenia... JeĹli w aucie wymieniono DPF na nowy naleĹźy w sterowniku parametr „obliczona masy sadzy” wyzerowaÄ... W drugÄ stronÄ – jeĹli zmieniamy soft silnika to naleĹźy najpierw sczytaÄ „stary” parametr „obliczonej masy sadzy” i taki sam ustawiÄ w nowym sterowniku...

Na koniec o skutecznoĹci filtra – w zaleĹźnoĹci od producenta wyĹapuje on od 85 do blisko 100% czÄstek sadzy...

 Share


×
×
  • Create New...
UP