Functionarea filtrului de particule (DPF)

Rolul filtrului de particule este de a separa particulele solide de gazele de eșapament. Filtrul este montat pe galeria de evacuare a motorului și pentru a funcționa corespunzător mai are nevoie de o serie de senzori și de un catalizator de oxidare. Utilizarea unui filtru de particule a devenit oarecum standard odată cu normele Euro 4 care a înjumătățit masa de particule emise comparativ cu normele Euro 3. Din acest motiv majoritatea automobilelor diesel Euro 4 sunt echipate și cu filtru de particule.

renault_1.5_dci_filtru_particule
Foto: Galeria de evacuare a unui motor diesel cu filtru de particule / Sursa: Renault
  1. injectoare piezoelectrice
  2. rampă comună de combustibil (1600 bari)
  3. radiator de răcire a gazelor arse recirculate (EGR)
  4. catalizator de oxidare primar (DOC)
  5. injector pentru regenerarea filtrului
  6. senzor de presiune înainte de filtru
  7. senzor de temperatură intrare catalizator
  8. catalizator de oxidare secundar
  9. senzor de temperatură catalizator
  10. filtru de particule
  11. senzor de temperatură ieșire filtru
  12. senzor de presiune după filtru

Majoritatea filtrelor de particule sunt din material ceramic poros în formă de fagure. Volumul filtrului de particule depinde în principal de debitul de gaze arse. Cu cît cilindreea motorului este mai mare cu atât volumul filtrului trebuie crescut.

opel_astra_j_anulare_filtru_particule_12
Foto: Filtru de particule – secțiune

Cerințele unui filtru de particule sunt extrem de severe:

• filtrarea particulelor extrem de mici de până la 0.01 μm

• reducerea la minim a rezistențelor la curgere a gazelor de evacuare

• filtrarea particulelor în proporție de 95%, în funcție de mărime

• rezistență la temperaturi înalte de până la 1050 °C

anulare_filtru_particule_ford_focus_tulcea_15
Foto: Filtru de particule – secțiune

Datorită procesului de reținere a particulelo,r după un anumit număr de kilometri filtrul trebuie regenerat. Regenerarea filtrului înseamna arderea particulelor stocate în filtru. Dacă regenerarea filtrului nu se produce într-un anumit interval de kilometri, cantitatea de particule poate depăși un prag critic care atrage după sine imposibilitatea regenerării.

Procesul de regenerare presupune continuarea procesului de ardere în filtru. Continuarea arderii în galeria de evacuare, în filtru, se poate face prin două moduri:

•utilizarea unui injector adițional pe galeria de evacuare (al 5-lea injector)

•divizarea injecției de combustibil și întîrzierea post-injecției

Sistemul cu al 5-lea injector utilizează un injector adițional care este montat înaintea catalizatorului de oxidare. Când se dorește regenerarea filtrului se injectează motorină în galeria de evacuare care, datorită prezenței oxigenului din gazele arse și datorită catalizatorului de oxidare, începe să ardă. Temperatura în filtru de particule ajunge în jurul valorii de 800 – 1000 °C particulele fiind arse.

4_al5lea_injector
Foto: Injector adițional pentru regenerarea filtrului de particule / Sursa: Renault

Decizia de a regenera filtrul de particule este luată de calculatorul de injecție pe baza informațiilor primite de la senzori. Cu ajutorul senzorilor de presiune, înainte și după filtru, se estimează gradul de încărcare al filtrului. Cu cât filtrul este mai încărcat cu atât diferența de presiune între cei doi senzori va fi mai mare. Există și sisteme cu un singur senzor montat înaintea filtrului de particule care face diferența dintre presiunea gazelor de evacuare și presiunea atmosferică.

5_regenerare_filtru_particule
Foto: Procesul de regenerare a unui filtru de particule utilizînd sistemul cu al 5-lea injector / Sursa: Renault

1.filtru curat

2. acumulare de particule

3. regenerarea filtrului

Pentru a permite regenerarea filtrului de particule motorul trebuie să se situeze între anumiți parametrii. Temperatura gazelor de evacuare trebuie să fie peste o valoare minimă, turația motorului trebuie de asemenea să fie peste o valoare minimă, pentru a asigura un anumit debit de gaze arse. Dacă pragul de regenerare (cantitatea de particule stocată în filtru) a fost depășit și motorul, datorită condițiilor de exploatare, nu intră în parametrii necesari, calculatorul de injecție poate comanda regenerarea filtrului chiar și la turația de ralanti. În acest caz sarcina motorului va fi crescută, funcționarea se va face cu amestec mai bogat și turația de ralanti crescută.

Frecvența regenerărilor depinde de modul de exploatare al motorului. Cu cât motorul va fi împins mai des către zona de sarcină maximă, cu cât exploatarea se va face la temperaturi scăzute cu atît crește cantitatea de particule din filtru. Având în vedere că regenerarea filtrului presupune utilizarea unei cantități adiționale de combustibil consumul automobilului va crește proporțional cu numărul de regenerări.

6_regenerare_filtru_particule
Foto: Secțiune printr-un filtru de particule și etapele regenerării / Sursa: Opel

1.gaze arse nefiltrate

2. secțiune prin filtrul de particule

3. modul de reținerea a particulelor

4. senzor de presiune după filtru

5. senzor de temperatură

6. fazele funcționării filtrului (A – reținerea particulelor, B – arderea particulelor, regenerarea)

7. gaze arse filtrate

Al doilea mod de regenerare a filtrului de particule, fără utilizarea unui injector adițional, presupune divizarea injecției și întârzierea post-injecției foarte mult astfel încât arderea combustibilului să se producă în filtru.

Animație – Mod de functionare Filtrul de particule (DPF)

Cateva coduri de defect ale fitrului de particule

CodulDescriereLocatia
P2002Eficacitatea filtrului de particule diesel sub limiteBanc 1
P2003Eficacitatea filtrului de particule diesel sub limiteBanc 2
P242FFiltru de particule colmatat – acumulare excesivă de particule
P2452Filtrul de particule – circuitul senzorului de presiune diferențială
P2453Filtrul de particule – circuitul senzorului de presiune diferențială – semnal în afara limitelor
P2454Filtrul de particule – circuitul senzorului de presiune diferențială – semnal sub limita minimă
P2455Filtrul de particule – circuitul senzorului de presiune diferențială – semnal peste limita maximă
P2456Filtrul de particule – circuitul senzorului de presiune diferențială – semnal discontinuu/incoerent
P2458Durata procesului de regenerare a filtrului de particule – incorectă
P2459Frecvența procesului de regenerare a filtrului de particule – incorectă
sursa articol: e-automobile