Filtres de partícules. Propòsit, dispositiu, principi de funcionament

2024 Autora: Erin Ralphs | [email protected]. Última modificació: 2024-02-19 12:51

La introducció de nous estàndards de seguretat ambiental per als automòbils està obligant els fabricants a desenvolupar tecnologies cada cop més avançades que permeten que els seus productes compleixin la normativa. Aquestes aspiracions es deuen a l'aparició de famílies senceres de motors que es caracteritzen per les baixes emissions de productes processats. També s'està treballant en altres àmbits. Així, l'any 2004 va aparèixer un filtre de partícules dièsel, que minimitza la quantitat d'emissions nocives. Tot i que en el moment de la seva aparició no tenia tanta demanda, els desenvolupadors van continuar desenvolupant la idea i avui, segons l'estàndard Euro-5, la presència d'aquest dispositiu en el disseny d'un cotxe és obligatòria.

Per a què serveix un filtre de partícules?

Els dispositius d'aquest tipus són mitjans de posttractament dels gasos d'escapament. Cal tenir en compte de seguida que els filtres de partícules s'utilitzen exclusivament en motors dièsel. A les unitats de gasolina, el seu anàleg és un catalitzador. La tasca principal de la instal·lació és eliminar les substàncies tòxiques de l'escapament. Aquest processament de gasos fa que els cotxes siguin més respectuosos amb el medi ambient. Els filtres poden tenir un disseny diferent, però tots fan la tasca de reduir un 80% els nivells de sutge en les emissions d'escapament.

KMalauradament, realitzar aquesta funció comporta molts altres problemes, la majoria dels quals estan relacionats amb el manteniment del propi filtre. A mesura que es processen els gasos, el dispositiu es contamina i s'ha de netejar. En casos extrems, s'eliminen els filtres de partícules i s'instal·len nous components de posttractament al seu lloc.

Dispositiu de filtre

La unitat es troba darrere del convertidor catalític. Algunes variacions del filtre també permeten la seva combinació estructural amb un neutralitzant oxidatiu. En aquests casos, es troba darrere del col·lector d'escapament, on s'observa la temperatura màxima dels gasos. El component principal és una matriu col·locada en una caixa metàl·lica. En els models estàndard, està fet de carbur de silici, que es distingeix per una estructura cel·lular amb canals de secció transversal petita. En realitat, l'estructura porosa de les parets laterals d'aquests canals garanteix la neteja. És important tenir en compte que el filtre de partícules dièsel només forma part de tot un complex de dispositius i sistemes implicats en el flux de treball. Aquest grup també inclou sensors de temperatura, una unitat de potència, un ordinador de bord, un turbocompressor, etc. Una altra cosa és que el filtre realitza la funció de neteja final i per tant es pot considerar com un enllaç clau, ja que implementa la retenció física de elements nocius.

Principi de funcionament

Tot el procés es pot dividir en dues etapes: filtració directa i regeneració del sutge. En la primera etapa, partícules de sutgesón capturats, després de la qual cosa s'instal·len a les parets del filtre. En aquest sentit, el més problemàtic són les partícules petites de fins a 1 micra de mida, ja que el seu petit pes interfereix amb la retenció. Tot i que la proporció d'aquests elements representa només el 5% del total, són els més perillosos per als humans. No obstant això, els filtres de partícules moderns poden fer front efectivament al processament d'aquestes partícules. La segona etapa és la regeneració dels elements assentats. El fet és que la seva acumulació en grans volums no només perjudica el propi filtre, sinó que també redueix la potència del motor, ja que es forma un obstacle per al pas dels gasos posteriors. En aquest sentit, les mesures per netejar els dispositius de sutge són una part indispensable del manteniment del cotxe.

Neteja de filtres passius

Aquest tipus de neteja es realitza a causa de la influència de les altes temperatures dels gasos d'escapament, que poden arribar als 600 °C. Un altre tipus de mètode de regeneració passiva és la introducció de diversos additius al combustible per garantir una combustió eficient del sutge. En aquest cas, també es produeix l'efecte de la temperatura, però a un nivell de 400-500 °C. El sensor del filtre de partícules, que també controla alguns paràmetres de funcionament del motor, permet controlar els modes d'exposició tèrmica. Tanmateix, en algunes condicions de funcionament del vehicle, el filtratge passiu és inútil o fins i tot impossible.

Neteja activa del filtre

Aquest és un enfocament forçat per a la neteja del filtre, que es basa en un augment especial de la temperatura enentorn dels gasos d'escapament. El sutge acumulat en el procés de manteniment d'aquestes condicions es crema gradualment. El més important en la neteja activa són les maneres en què s'aconsegueixen altes temperatures. Entre els mètodes més comuns es troben la injecció tardana de combustible, la injecció de dièsel a la carrera d'escapament i la calefacció per microones. En alguns casos, la neteja del filtre de partícules també es realitza mitjançant un escalfador elèctric. L'instrument es pot instal·lar al costat d'un dispositiu de neteja, però abans de fer-ho, s'ha de tenir en compte la disposició dels seus components. La recuperació activa també es controla amb la participació de sensors, en particular, s'utilitzen dispositius per mesurar la pressió i la temperatura.

Com treure el filtre de partícules?

Malgrat l'ús de sistemes de neteja moderns, els filtres d'aquest tipus tard o d'hora comencen a interferir amb el funcionament del motor. Això s'expressa per acumulacions de sutge, que no s'eliminen amb els mètodes prescrits. La sortida a aquestes situacions pot ser desmuntar el dispositiu. A més, aquest esdeveniment es realitza en dues etapes. En primer lloc, es realitza una operació mecànica, durant la qual es desmunta directament el filtre de partícules. El preu d'aquest procediment varia de 7 a 12 mil rubles. Per cert, la instal·lació d'un filtre nou s'estima en 30-40 mil rubles, de manera que només uns quants decideixen actualitzar completament el sistema de neteja. El segon pas és eliminar el dispositiu de manera programada fent parpellejar la unitat de control del motor.

Conclusió

Desenvolupadorsd'estàndards mediambientals en relació als cotxes, per descomptat, es preocupen pel futur de la humanitat i s'esforcen per orientar els fabricants cap a les direccions més humanes pel que fa a l'impacte sobre la natura. El producte final del desenvolupament d'una d'aquestes zones van ser els filtres de partícules, que redueixen els efectes nocius sobre el medi ambient. Al mateix temps, els propis automobilistes van rebre molts problemes juntament amb la nova instal·lació. N'hi ha prou amb esmentar la necessitat de controlar regularment l'eficiència de la regeneració del filtre. En cas d'autoneteja insuficient del dispositiu, el propietari del cotxe no té més remei que eliminar aquest bloc o substituir-lo per un filtre nou. Però en ambdós casos, els costos seran inevitables.