Cząstki stałe silników Diesla to mieszanina sadzy i rozpuszczonej frakcji organicznej oraz niespalonych węglowodorów. Największa emisja sadzy ma miejsce w czasie rozruchu silnika i jego pracy w niskiej temperaturze. Każde mocniejsze otwarcie przepustnicy to także większa emisja sadzy, zwłaszcza na niskich obrotach, kiedy to do silnika zostaje podana większa dawka paliwa.
Filtry cząstek stałych mają do spełnienia dwie zasadnicze role. Po pierwsze mają zatrzymać cząstki stałe wydobywające się z silnika, a po drugie mają je wypalić wewnątrz filtra. Dzięki wypalaniu cząstek filtr ma znacznie większą trwałość niż gdyby ten proces nie zachodził. To właśnie brak wypalania powoduje największe problemy z eksploatacją tego urządzenia.
Filtr cząstek stałych, dostępny np. w ofercie firmy Turbojulita montowany jest jedynie w silnikach wysokoprężnych. W zależności od marki pojazdu stosuje się dwa określenia filtrów cząstek stałych: DPF (diesel particulate filter) lub FAP (filtre à particules). Zamontowanie ich w samochodach osobowych miało na celu eliminację czarnego dymu, który jest charakterystyczny dla pojazdów z silnikiem diesla. Filtr jest jednym z elementów układu wydechowego, najczęściej umiejscowionym za katalizatorem.
Opisując w skrócie budowę filtra cząstek stałych, należy w pierwszej kolejności wspomnieć o jego obudowie. Wygląda jak puszka, która jest wykonana z wysokiej jakości stali nierdzewnej odpornej na trudne warunki pracy. Wewnątrz niej znajduje się ceramiczny korpus filtra. W korpusie tym znajdują się niewielkiej średnicy zagęszczone kanały, ułożone równolegle względem siebie.
Każdy z nich ma zamknięty jeden koniec, na przemian raz od strony wlotowej a raz od wylotowej. Dzięki zastosowaniu takiego zabiegu powstaje siatka, przez której porowate ścianki muszą przeniknąć spaliny, aby mogły wydostać się na zewnątrz. Spaliny przeciskając się przez ścianki kanałów wlotowych i przedostając się do wylotowych, zostawiają na ściankach cząstki sadzy. Ścianki wykonane są z węglika krzemu pokrytego tlenkiem cynku i tlenkiem ceru, a czasem dodatkowo osadzone są na nich cząstki platyny.
Oprócz filtra potrzebna jest jeszcze aparatura nim zarządzająca. W celu odpowiedniego zarządzania procesem wypalania sadzy, montowane są czujniki temperatury przed i za filtrem oraz szerokopasmowa sonda lambda, która informuje o jakości spalin wydobywających się z filtra cząstek stałych. Za filtrem zakłada się także czujnik ciśnienia wskazujący stopień napełnienia filtra sadzą.
Należy pamiętać, że raz na jakiś czas filtr cząstek stałych musi zostać poddany regeneracji, np. w serwisie firmy Turbojulita. Gromadzące się w filtrze cząstki sadzy stopniowo zapychają go, co wpływa na zmniejszenie wydajności. W niektórych samochodach stosuje się filtry jednorazowe, które są wymieniane po napełnieniu.
Filtry cząstek stałych, które podlegają regeneracji można podzielić na dwa typy: mokry oraz suchy. Dla filtra suchego zastosowanie ma regeneracja aktywna i pasywna. Regeneracja pasywna odbywa się bez udziału sterownika silnika i ma miejsce, gdy temperatura spalin osiąga 350-500 st. Celsjusza. Regeneracja aktywna zachodzi jedynie przy ingerencji sterownika silnika i odbywa się w temperaturze ok. 600 st. Celsjusza. O konieczności regeneracji informuje nas komputer pokładowy.
Regeneracja filtrów mokrych odbywa się przez dodawanie specjalnego płynu do paliwa. Obniża on temperaturę spalania sadzy, co umożliwia regenerację filtra.
Reklama