Que é un filtro de partículas, a súa estrutura e principio de funcionamento

Coa introdución de normas ambientais, a partir de 2009, todos os coches con motores de combustión interna autoencendidos deben estar equipados con filtros de partículas. Considere por que son necesarios, como funcionan e como coidalos.

Que é un filtro de partículas e como funciona?

O propio concepto de filtro indica que a peza está implicada no proceso de limpeza. A diferenza dun filtro de aire, no sistema de escape instálase un filtro de partículas. A peza está deseñada para minimizar a emisión de substancias nocivas á atmosfera.

Dependendo da calidade do produto e dos elementos filtrantes, esta peza é capaz de eliminar ata o 90 por cento de hollín do escape despois da combustión de gasóleo. O traballo do Consello da Federación desenvólvese en dúas etapas:

1. Retirada de hollín. Os elementos filtrantes permeables ao fume capturan as partículas sólidas. Instálanse nas células do material. Esta é a tarefa principal do filtro.
2. Rexeneración. Este é un procedemento para limpar as células do hollín acumulado. Prodúcese cando o motor comeza a perder potencia cos sistemas asociados que se poden reparar. Noutras palabras, a rexeneración é a restauración da limpeza da superficie celular. Diferentes modificacións utilizan a súa propia tecnoloxía para limpar o hollín.

Onde se atopa un filtro de partículas e para que serve?

Dado que SF participa na limpeza do escape, instálase no sistema de escape dun vehículo accionado por un motor diésel. Cada fabricante equipa os seus coches cun sistema que pode diferir dos análogos doutras marcas. Por este motivo, non hai ningunha regra rápida e rápida sobre onde debería estar o filtro.

Nalgúns coches, o hollín utilízase xunto cun catalizador, que se instala en todos os coches modernos equipados cun motor de gasolina. Neste caso, o filtro pode estar diante do catalizador ou despois del.

Algúns fabricantes (por exemplo, Volkswagen) crearon filtros combinados que combinan as funcións dun filtro e un catalizador. Debido a isto, a limpeza do escape dun motor diésel non difire dun análogo de gasolina. Moitas veces estas pezas instálanse inmediatamente despois do colector de escape para que a temperatura dos gases de escape asegure a reacción química adecuada para neutralizar as substancias nocivas.

Dispositivo de filtro

Na versión clásica, o dispositivo DPF é moi similar ao dispositivo catalizador. Ten a forma dun matraz de metal, só no seu interior hai un elemento filtrante duradeiro cunha estrutura celular. Este elemento adoita estar feito de cerámica. O corpo do filtro ten moita malla de 1 mm.

Nas versións combinadas, os elementos catalizadores e o elemento filtrante sitúanse nun módulo. Ademais, estas pezas están equipadas cunha sonda lambda, sensores de presión e temperatura de gases de escape. Todas estas pezas aseguran a eliminación máis eficiente de partículas nocivas do escape.

Características do funcionamento e funcionamento do filtro de partículas

A vida útil dos filtros de partículas depende directamente das condicións de funcionamento do vehículo. Dependendo diso, o propietario do coche debe comprobar o estado do filtro cada 50-200 mil quilómetros. Se o coche funciona en condicións urbanas e moitas veces se atopa en atascos, entón a vida útil do filtro será menor en comparación co análogo instalado nun coche que funciona en condicións máis lixeiras (viaxes de longa distancia pola estrada). Por este motivo, o indicador de horas de motor da unidade de potencia xoga un papel importante.

Dado que un filtro de partículas obstruído reduce o rendemento do motor, todos os condutores deben rexenerar periodicamente o sistema de escape. Tamén é de gran importancia o cumprimento do calendario de cambio de aceite do motor. Polo tanto, o propietario do coche debe unirse estreitamente ás recomendacións do fabricante do coche.

Selección de gasóleo

Do mesmo xeito que o conversor catalítico que se atopa nos vehículos modernos de gasolina, o filtro de partículas diésel pode resultar seriamente danado se o propietario do coche usa o aceite de motor incorrecto. Neste caso, o lubricante pode entrar nos cilindros e queimar no trazo do trazo.

Neste caso, liberarase unha gran cantidade de hollín (isto depende do volume de aceite entrante), que non debería estar presente no sistema de escape do coche. Este hollín entra nas células do filtro e forma depósitos nelas. Para os motores diésel, a Asociación de Fabricantes de Automóbiles Europeos estableceu unha norma de aceite de motor que cumpre os requisitos dunha norma ambiental de polo menos Euro4.

O paquete con tal aceite levará a etiqueta C (con índices do 1 ao 4). Estes aceites están deseñados especificamente para vehículos equipados cun sistema de tratamento posterior ou purificación de gases de escape. Debido a isto, aumenta a vida útil do filtro de partículas.

Limpeza automática

Durante o funcionamento da unidade de potencia, pódense iniciar procesos físicos que limpan automaticamente o filtro de partículas dos depósitos de carbón. Isto ocorre cando os gases de escape que entran no tanque do filtro quéntanse a +500 graos ou máis. Durante a chamada autolimpeza pasiva, o hollín é oxidado polo medio incandescente e desprendese da superficie das células.

Pero para que este proceso comece, o motor debe funcionar a certa velocidade durante moito tempo. Cando o coche está nun atasco e moitas veces percorre distancias curtas, os gases de escape non teñen tempo para quentar ata tal punto. Como resultado, o hollín acumúlase no filtro.

Para axudar aos condutores que manexan os seus coches neste modo, os fabricantes de diversos produtos químicos para automóbiles desenvolveron aditivos especiais anti-hollín. O seu uso permítelle iniciar a limpeza automática do filtro a unha temperatura dos gases de escape dentro de +300 graos.

Algúns coches modernos están equipados cun sistema de rexeneración forzada. Inxecta algo de combustible que se acende no catalizador. Debido a isto, o filtro de partículas quéntase e elimínase a placa. Este sistema funciona en base a sensores de presión instalados antes e despois do filtro de partículas. Cando hai unha gran diferenza entre as lecturas destes sensores, actívase o sistema de rexeneración.

Algúns fabricantes, por exemplo, Peugeot, Citroen, Ford, Toyota, en lugar dunha porción adicional de combustible para quentar o filtro, usan un aditivo especial, que se atopa nun tanque separado. Este aditivo contén cerio. O sistema de rexeneración engade periodicamente esta substancia aos cilindros. O aditivo quenta por forza os gases de escape a unha temperatura duns 700-900 graos. Se o coche está equipado cunha variación deste sistema, non necesita facer nada para limpar o filtro de partículas.

Filtros de partículas de tipo pechado DPF

Os filtros de partículas diésel de deseño moderno divídense en dous tipos:

• filtros de tipo pechado dpf;
• filtros fap con función de rexeneración de elementos filtrantes.

A primeira categoría inclúe elementos con panal cerámico no interior, como nun convertedor catalítico. Unha fina capa de titanio aplícase ás súas paredes. A eficacia de tal parte depende da temperatura de escape; só neste caso se producirá unha reacción química para neutralizar o monóxido de carbono. Por esta razón, estes modelos instálanse o máis preto posible do colector de escape.

Cando se depositan nun panal de cerámica cun revestimento de titanio, o hollín e o monóxido de carbono oxídanse (a temperatura á que se produce a reacción debe ser de varios centos de graos). A presenza de sensores permítelle diagnosticar a tempo un mal funcionamento do filtro, sobre o que o condutor recibirá unha notificación da ECU no ordenado do coche.

Filtros de partículas de tipo pechado FAP con función de rexeneración

Os filtros FAP tamén son de tipo pechado. Só se diferencian dos anteriores pola función de autolimpieza. O fulgo non se acumula nestes matraces. As células destes elementos están recubertas cun reactivo especial que reacciona co fume quente e elimina por completo as partículas do tracto de escape a altas temperaturas.

Algúns coches modernos están equipados cun sistema de descarga especial, que inxecta un reactivo no momento adecuado cando o coche se move, debido ao cal o hollín xa se elimina nas primeiras fases da formación.

 Ás veces, no canto dun aditivo, úsase unha porción adicional de combustible, que se queima no propio filtro, aumentando a temperatura dentro do matraz. Como resultado da queima, todas as partículas elimínanse completamente do filtro.

Rexeneración do filtro de partículas

Cando se queima combustible diésel libérase unha gran cantidade de partículas. Co paso do tempo, estas substancias instálanse no interior das canles do hollín, do que se tapona.

Se se enche de combustible deficiente, é probable que se acumule unha gran cantidade de xofre no elemento filtrante. Evita a combustión de alta calidade do gasóleo, promove unha reacción oxidativa no sistema de escape, debido a que as súas partes fallarán máis rápido.

Non obstante, tamén pode producirse unha rápida contaminación do filtro de partículas debido a unha axustada incorrecta do motor diésel. Outra razón é a combustión incompleta da mestura aire-combustible, por exemplo, debido a unha boquilla fallada.

Que é a rexeneración?

A rexeneración do filtro significa limpar ou reconstruír celas de filtro obstruídas. O procedemento en si depende do modelo de filtro. E tamén sobre como o fabricante de vehículos configurou este proceso.

En teoría, o hollín non pode atascarse completamente, xa que nel deben producirse reaccións químicas. Pero na práctica, isto ocorre a miúdo (as razóns indícanse un pouco máis arriba). Por este motivo, os fabricantes desenvolveron unha función de autolimpieza.

Hai dous algoritmos para realizar a rexeneración:

• Activo;
• Pasivo.

Se o vehículo non pode limpar só o catalizador e o filtro, pode facer este procedemento vostede mesmo. Será requirido nos seguintes casos:

• O coche rara vez percorre longas distancias (o escape non ten tempo para quentar á temperatura desexada);
• O motor de combustión interna sufriuse durante o proceso de rexeneración;
• Sensores defectuosos: a ECU non recibe os pulsos necesarios, razón pola que non se activa o procedemento de limpeza;
• A un baixo nivel de combustible, a rexeneración non ten lugar, xa que require unha cantidade adicional de gasóleo;
• Mal funcionamento da válvula EGR (localizado no sistema de recirculación de gases de escape).

O sinal dun filtro obstruído é unha forte diminución da potencia da unidade de potencia. Neste caso, lavar o elemento filtrante coa axuda de produtos químicos especiais axudará a resolver o problema.

O filtro de partículas non require limpeza mecánica. Basta con retirar a peza do sistema de escape e pechar un dos buratos. Ademais, un emulador universal é vertido no recipiente. Axuda a eliminar a placa sen ter que mercar unha peza nova. O líquido debe cubrir completamente a superficie contaminada. Durante 12 horas, a peza debe axitarse periodicamente para que o hollín quede mellor.

Despois de usar o limpador, a peza aclárase con auga corrente.  

Rexeneración pasiva

Este proceso realízase mentres o motor funciona baixo carga. Cando o coche circula pola estrada, a temperatura de escape no filtro sobe a uns 400 graos. Estas condicións provocan unha reacción química para oxidar o hollín.

Durante o proceso de rexeneración, nese filtro xérase dióxido de nitróxeno. Esta substancia actúa sobre os compostos de carbono que forman o hollín. Este proceso forma óxido nítrico xunto co monóxido de carbono. Ademais, debido á presenza de osíxeno na cavidade, estas dúas substancias entran nunha reacción con ela, como resultado da cal se forman outros dous compostos: CO₂ e dióxido de nitróxeno.

Paga a pena considerar que este proceso non sempre se produce de xeito igual de eficaz, polo tanto, periodicamente é necesario realizar unha limpeza forzada do hollín dpf.

Rexeneración activa

Para evitar que o filtro de partículas falle e non teña que cambialo por outro novo, é necesario limpar periódicamente a superficie activa do catalizador. No tráfico urbano ou en viaxes a curta distancia, é imposible proporcionar unha limpeza pasiva do catalizador.

Neste caso, é necesario iniciar un procedemento activo ou forzado. A súa esencia resúmese no seguinte. A válvula Ugr péchase (se é necesario, axústanse ao funcionamento da turbina). Ademais da porción principal de combustible, fórmase unha certa cantidade de mestura aire-combustible.

Aliméntase no cilindro, no que se queima parcialmente. O resto da mestura entra no colector de escape e entra no catalizador. Alí arde e aumenta a temperatura de escape, formándose o efecto dun alto forno co soplador acendido. Grazas a este efecto, as partículas acumuladas nas células catalizadoras quéimanse.

Este procedemento é necesario para que a reacción química continúe no convertedor catalítico. Isto permitirá que entre menos hollín no filtro, o que á súa vez aumentará a vida útil do filtro de partículas.

Ademais de limpar o catalizador, a combustión dunha porción adicional de BTC fóra do motor aumenta a temperatura no propio circuíto de filtro, o que tamén contribúe parcialmente á súa limpeza.

O condutor aprende que a electrónica realiza este procedemento para aumentar brevemente a velocidade de ralentí durante unha longa viaxe. Como resultado desta autolimpieza, sairá fume máis escuro do tubo de escape (esta é a norma, xa que o hollín é eliminado do sistema).

Por que pode fallar a rexeneración e como facer unha limpeza manual

Hai varias razóns polas que o filtro de partículas non se rexenera. Por exemplo:

• Viaxes curtas, polo que o proceso non ten tempo para comezar;
• A rexeneración interrómpese debido á parada do motor;
• Un dos sensores non transmite lecturas ou non hai ningún sinal do mesmo;
• Baixo nivel de combustible ou aditivos no depósito. O sistema determina canto combustible ou aditivo antipartículas é necesario para unha rexeneración completa. Se o nivel é baixo, o proceso non comezará;
• Mal funcionamento da válvula EGR.

Se a máquina funciona en condicións que non se inicia a autolimpeza, o filtro de partículas pódese limpar manualmente. Neste caso, debe retirarse do vehículo. A continuación, hai que tapar unha saída cunha cortiza e verter o líquido de lavado na outra. Periódicamente, o filtro debe ser axitado para romper o hollín.

É necesario destinar unhas 12 horas para lavar o filtro. Despois deste tempo, o lavado é drenado e o propio filtro lávase con auga corrente limpa. Aínda que este procedemento pódese realizar de forma independente, é mellor levar o coche a unha estación de servizo para que se combine co diagnóstico de todo o sistema de escape. Neste caso, non é necesario gastar tanto tempo. Por exemplo, algunhas estacións de servizo dispoñen de equipos especiais que simulan o proceso de rexeneración do filtro mediante a queima forzada do hollín. Pódese utilizar un quentador especial e inxección de combustible, que simula o funcionamento dun sistema de rexeneración.

Causas do aumento da formación de hollín

O parámetro clave que afecta á limpeza do filtro de partículas é a mala calidade do combustible. O gasóleo desta calidade pode ter unha gran cantidade de xofre na pentagrama, o que non só evita que o combustible se queime completamente, senón que tamén provoca unha reacción oxidativa do metal. Se se observou que despois dun reabastecemento recente, o sistema comeza a rexenerarse con máis frecuencia, entón é mellor buscar outro reabastecemento.

Ademais, a cantidade de hollín no filtro depende da configuración da propia unidade de potencia. Por exemplo, cando a inxección se produce incorrectamente (non se pulveriza, senón que brota, polo que se forma unha mestura de aire-combustible non homoxénea nunha parte da cámara - enriquecida).

Como coidar un filtro de partículas

Do mesmo xeito que outras pezas sometidas a tensións, o filtro de partículas tamén precisa un mantemento periódico. Por suposto, se o motor, o sistema de combustible e todos os sensores están configurados correctamente no coche, entón formará menos hollín no hollín e a rexeneración producirase do xeito máis eficiente posible.

Non obstante, non hai que esperar a que se ilumine a luz de erro do motor no cadro de instrumentos para comprobar o estado da cela de partículas. O diagnóstico do coche axudará a determinar a obstrución do SF nas primeiras etapas.

A súa vida útil pódese ampliar mediante un lavado ou limpador especial que lle permita eliminar de forma rápida e segura os depósitos de hollín do filtro.

Vida útil e substitución do filtro de partículas

A pesar do inicio da limpeza automática, o filtro de partículas segue quedando inservible. A razón diso é o traballo constante na zona de alta temperatura, e durante a rexeneración esta cifra aumenta significativamente.

Normalmente, cun funcionamento axeitado do motor e usando combustible de alta calidade, o filtro pode moverse uns 200 mil quilómetros. Pero nalgunhas rexións, o combustible de alta calidade non sempre está dispoñible, polo que é necesario prestar atención ao estado do filtro de partículas antes, por exemplo, cada 100 km.

Hai momentos nos que o filtro permanece intacto mesmo cunha carreira de 500 mil. Dun xeito ou doutro, cada condutor debe prestar atención independentemente ao comportamento do vehículo. Un factor clave que indica problemas cun filtro de partículas é unha diminución significativa da potencia do motor. Ademais, o motor comezará a tomar moito aceite e pode aparecer fume azul do sistema de escape e un son pouco característico no funcionamento do motor de combustión interna.

Pódese eliminar o filtro de partículas?

Se só dis, entón é real facelo. Só a segunda pregunta: que sentido ten se o coche neste caso non cumpra as normas ambientais. Ademais, a unidade de control electrónico está configurada para controlar o funcionamento deste elemento. Se o elimina do sistema, producirase un fallo permanente de software na electrónica.

Algúns dan este paso e póñense a pel nas seguintes razóns:

• Non haberá necesidade de reparar unha parte adicional da máquina;
• Un novo filtro de partículas é bastante caro;
• O consumo de combustible redúcese lixeiramente, xa que o proceso de rexeneración non se levará a cabo;
• Pouco, pero aínda así a potencia do motor aumentará.

Non obstante, esta solución ten moitas máis desvantaxes:

• O primeiro é o incumprimento de calquera norma ambiental;
• A cor do escape cambiará notablemente, o que xerará un problema nunha gran cidade, especialmente no verán e nos atascos (de todos os xeitos non hai suficiente aire e, a continuación, un coche soplante ao seu lado obriga a circulación de aire dentro do coche);
• Podes esquecer as viaxes aos países da UE, porque o coche non estará permitido cruzar a fronteira;
• Se desactiva algúns sensores, o software da unidade de control funcionará mal. Para solucionar o problema, terás que volver escribir a ECU. O custo do firmware é alto e as consecuencias poden ser imprevisibles. Restablecer os datos da unidade de control xerará moitas preguntas que non farán posible vender o coche a un prezo aceptable.

Estes son só algúns dos aspectos negativos da muesca DPF. Pero deberían ser suficientes para deixar caer a idea e comezar a restaurar, limpar ou mercar un novo filtro de partículas.

En vez de unha conclusión

Decidir se retirar o filtro de partículas do sistema de escape dun vehículo é unha decisión persoal de todos os condutores. Se no caso dos coches antigos este problema resólvese a nivel de fábrica (poucas veces se atopa SF), entón algúns coches de nova xeración non funcionarán en absoluto sen el. E o número destes automóbiles non diminúe, porque aínda non se lanzou unha digna substitución do motor diésel.

É mellor non experimentar con coches equipados con complexos sistemas electrónicos, xa que se hai un erro constante, a ECU pode entrar en modo de emerxencia.

Para obter máis información sobre o filtro de partículas, vexa o vídeo:

Filtro de partículas, rexeneración: que é e como funciona?

Vídeo sobre o tema

Ademais, ofrecemos un vídeo detallado sobre como se rexenera o filtro de partículas:

Antes de cortar o filtro de partículas, mira este vídeo.

Preguntas e respostas:

Pódese limpar o filtro de partículas? Para iso, cómpre retiralo, enchelo cun líquido de limpeza especial e, despois de aproximadamente 8 horas, enxágüe e poñelo de novo no seu lugar. Tamén se pode realizar o lavado sen retirar a peza do coche.

Cantas veces cómpre cambiar o filtro de partículas? Calquera filtro de partículas está obstruído. Normalmente, a súa substitución é necesaria en media despois de 200 mil quilómetros, pero isto está influenciado pola calidade do combustible, a composición da cooperación militar-técnica e o número de horas de funcionamento.

Podo conducir sen un filtro de partículas? Tecnicamente, isto non afectará negativamente ao coche. Pero a electrónica corrixirá constantemente o erro e o escape non cumprirá os estándares ecolóxicos.