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.
- injectoare piezoelectrice
- rampă comună de combustibil (1600 bari)
- radiator de răcire a gazelor arse recirculate (EGR)
- catalizator de oxidare primar (DOC)
- injector pentru regenerarea filtrului
- senzor de presiune înainte de filtru
- senzor de temperatură intrare catalizator
- catalizator de oxidare secundar
- senzor de temperatură catalizator
- filtru de particule
- senzor de temperatură ieșire filtru
- 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.
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
- emperaturi înalte de până la 1050 °C
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.
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.
- filtru curat
- acumulare de particule
- regenerarea filtrului de particule
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.
- gaze arse nefiltrate
- secțiune prin filtrul de particule
- modul de reținerea a particulelor
- senzor de presiune după filtru
- senzor de temperatură
- fazele funcționării filtrului (A – reținerea particulelor, B – arderea particulelor, regenerarea)
- 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)
Coduri de defect ale fitrului de particule
| Codul | Descriere | Locatia |
|---|---|---|
| P2002 | Eficacitatea filtrului de particule diesel sub limite | Banc 1 |
| P2003 | Eficacitatea filtrului de particule diesel sub limite | Banc 2 |
| P242F | Filtru de particule colmatat – acumulare excesivă de particule | – |
| P2452 | Filtrul de particule – circuitul senzorului de presiune diferențială | – |
| P2453 | Filtrul de particule – circuitul senzorului de presiune diferențială – semnal în afara limitelor | – |
| P2454 | Filtrul de particule – circuitul senzorului de presiune diferențială – semnal sub limita minimă | – |
| P2455 | Filtrul de particule – circuitul senzorului de presiune diferențială – semnal peste limita maximă | – |
| P2456 | Filtrul de particule – circuitul senzorului de presiune diferențială – semnal discontinuu/incoerent | – |
| P2458 | Durata procesului de regenerare a filtrului de particule – incorectă | – |
| P2459 | Frecvența procesului de regenerare a filtrului de particule – incorectă | – |