Partikelfilters. Doel, apparaat, werkingsprincipe

2024 Auteur: Erin Ralphs | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-02-19 18:13

De introductie van nieuwe milieuveiligheidsnormen voor auto's dwingt fabrikanten om steeds geavanceerdere technologieën te ontwikkelen waarmee hun producten aan de regelgeving kunnen voldoen. Dergelijke ambities zijn te wijten aan de opkomst van hele families van motoren die worden gekenmerkt door lage emissies van verwerkte producten. Ook op andere terreinen wordt gewerkt. Zo verscheen in 2004 een roetfilter, die de hoeveelheid schadelijke uitstoot minimaliseert. Hoewel het op het moment van verschijnen niet zo veel gevraagd was, bleven de ontwikkelaars het idee ontwikkelen en tegenwoordig is de aanwezigheid van dit apparaat in het ontwerp van een auto verplicht, volgens de Euro-5-norm.

Waarvoor dient een roetfilter?

Apparaten van dit type zijn middelen voor nabehandeling van uitlaatgassen. Er moet meteen worden opgemerkt dat roetfilters uitsluitend in dieselmotoren worden gebruikt. In benzine-eenheden is hun analoog een katalysator. De belangrijkste taak van de installatie is het verwijderen van giftige stoffen uit de uitlaat. Een dergelijke verwerking van gassen maakt auto's milieuvriendelijker. Filters kunnen verschillen in ontwerp, maar ze hebben allemaal de taak om het roetgeh alte in uitlaatemissies met 80% te verminderen.

KHelaas brengt het uitvoeren van deze functie veel andere problemen met zich mee, waarvan de meeste te maken hebben met het onderhoud van het filter zelf. Naarmate gassen worden verwerkt, raakt het apparaat vervuild en moet het worden gereinigd. In extreme gevallen worden roetfilters verwijderd en worden er nieuwe nabehandelingscomponenten voor in de plaats geïnstalleerd.

Filter apparaat

De unit bevindt zich achter de katalysator. Sommige variaties van het filter maken ook de structurele combinatie met een oxidatieve neutralisator mogelijk. In dergelijke gevallen bevindt het zich achter het uitlaatspruitstuk, waar de maximale temperatuur van de gassen wordt genoteerd. Het hoofdbestanddeel is een matrix die in een metalen behuizing is geplaatst. In standaardmodellen is het gemaakt van siliciumcarbide, dat zich onderscheidt door een celstructuur met kanalen met kleine dwarsdoorsnede. Eigenlijk zorgt de poreuze structuur van de zijwanden in deze kanalen voor de reiniging. Het is belangrijk op te merken dat het roetfilter slechts een onderdeel is van een heel complex van apparaten en systemen die bij de workflow betrokken zijn. Tot deze groep behoren ook temperatuursensoren, een vermogenseenheid, een boordcomputer, een turbolader, enz. Een ander ding is dat het filter de eindreinigingsfunctie vervult en daarom als een belangrijke schakel kan worden beschouwd, aangezien het de fysieke retentie van schadelijke elementen.

Werkingsprincipe

Het hele proces kan in twee fasen worden verdeeld: directe filtratie en roetregeneratie. In de eerste fase, roetdeeltjesworden opgevangen, waarna ze zich op de wanden van het filter nestelen. In dit opzicht zijn de meest problematische kleine deeltjes tot 1 micron groot, omdat hun geringe gewicht de retentie verstoort. Hoewel het aandeel van dergelijke elementen slechts 5% van het totaal vertegenwoordigt, zijn ze het gevaarlijkst voor de mens. Moderne roetfilters kunnen de verwerking van dergelijke deeltjes echter goed aan. De tweede fase is de regeneratie van de bezonken elementen. Het feit is dat hun accumulatie in grote volumes niet alleen het filter zelf schaadt, maar ook het motorvermogen vermindert, omdat er een obstakel wordt gevormd voor de doorgang van volgende gassen. In dit opzicht zijn maatregelen voor het reinigen van roetdeeltjes een onmisbaar onderdeel van auto-onderhoud.

Passieve filterreiniging

Dit type reiniging wordt gerealiseerd door de invloed van hoge temperaturen van uitlaatgassen, die wel 600 °C kunnen bereiken. Een ander type passieve regeneratiemethode is de introductie van verschillende additieven in de brandstof om een efficiënte roetverbranding te garanderen. In dit geval treedt ook het effect van temperatuur op, maar op het niveau van 400-500 °C. Met de roetfiltersensor, die ook enkele bedrijfsparameters van de motor regelt, kunt u de thermische blootstellingsmodi bewaken. In sommige bedrijfsomstandigheden van voertuigen is passieve filtering echter nutteloos of zelfs onmogelijk.

Actieve filterreiniging

Dit is een geforceerde benadering van filterreiniging, die afhankelijk is van een speciale temperatuurstijging inuitlaatgas omgeving. Het roet dat zich ophoopt tijdens het handhaven van dergelijke omstandigheden, brandt geleidelijk uit. Het belangrijkste bij actieve reiniging is de manier waarop hoge temperaturen worden bereikt. Een van de meest gebruikelijke methoden zijn late brandstofinjectie, dieselinjectie op de uitlaatslag en microgolfverwarming. In sommige gevallen wordt de reiniging van het roetfilter ook uitgevoerd door een elektrische verwarming. Het instrument kan naast een reinigingsapparaat worden geïnstalleerd, maar voordat u dit doet, moet u goed nadenken over de lay-out van de componenten. Actief herstel wordt ook gecontroleerd met de deelname van sensoren - met name apparaten voor het meten van druk en temperatuur worden gebruikt.

Hoe het roetfilter te verwijderen?

Ondanks het gebruik van moderne reinigingssystemen, gaan filters van dit type vroeg of laat de werking van de motor verstoren. Dit komt tot uiting in ophopingen van roet, die niet met de voorgeschreven methoden worden verwijderd. De uitweg uit dergelijke situaties kan zijn om het apparaat te demonteren. Bovendien wordt dit evenement in twee fasen uitgevoerd. Allereerst wordt een mechanische bewerking uitgevoerd, waarbij het roetfilter direct wordt gedemonteerd. De prijs van deze procedure varieert van 7 tot 12 duizend roebel. Trouwens, de installatie van een nieuw filter wordt geschat op 30-40 duizend roebel, dus slechts enkelen besluiten het reinigingssysteem volledig bij te werken. De tweede stap is om het apparaat programmatisch te verwijderen door de motorregeleenheid te laten knipperen.

Conclusie

Ontwikkelaarsvan milieunormen met betrekking tot auto's, natuurlijk, geven ze om de toekomst van de mensheid en streven ze ernaar om fabrikanten te oriënteren in de richtingen die het meest humaan zijn in termen van impact op de natuur. Het eindproduct van de ontwikkeling van een van deze gebieden waren roetfilters, die de schadelijke effecten op het milieu verminderen. Tegelijkertijd kregen automobilisten zelf veel problemen met de nieuwe installatie. Het volstaat te vermelden dat de efficiëntie van de filterregeneratie regelmatig moet worden gecontroleerd. Bij onvoldoende zelfreiniging van het apparaat heeft de autobezitter geen andere keuze dan dit blok te verwijderen of te vervangen door een nieuw filter. Maar in beide gevallen zijn de kosten onvermijdelijk.