Regeneracija je vrlo važna jer prepunjavanje filtra može uzrokovati oštećenje motora zbog previsokog povratnog tlaka ispušnih plinova, a sam filtar također može puknuti ili biti uništen. Produkti koje filtar uhvati su uglavnom čestice ugljika s apsorbiranim ugljikovodicima.
| Poz. | Rezervni dio br | Ime |
| A | - | Prednja strana s izmjeničnim zatvorenim ćelijama |
| B | - | Pogled sa strane koji prikazuje protok ispušnih plinova koji prolazi kroz filtar i čestice koje se skupljaju u filtru |
| C | - | Stražnja strana s izmjeničnim zatvorenim ćelijama |
DPF koristi tehnologiju filtriranja koja se temelji na filtru s katalitičkim premazom. DPF je izrađen od silicijevog karbida u čeličnom spremniku koji ima izvrsnu otpornost na toplinski udar i karakteristike toplinske vodljivosti. DPF je dizajniran da zadovolji operativne potrebe za održavanjem optimalnog protutlaka.
Porozna površina filtra sastoji se od tisuća malih paralelnih kanala koji se nalaze uzdužno u odnosu na ispušni sustav. Susjedni kanali u filteru se naizmjenično zatvaraju na kraju. Ovaj dizajn prisiljava ispušni plin da prolazi kroz porozne stijenke filtra, koji djeluju kao filtarski medij. Krutine koje su prevelike da bi mogle proći kroz poroznu površinu skupljaju se i pohranjuju u kanale.
Ako se krute tvari koje se skupljaju na filtru ne uklone, može doći do ometanja prolaza ispušnih plinova. Za uklanjanje krutih čestica koristi se proces regeneracije u kojem se krute čestice spaljuju.
Proces regeneracije koristi NO2 za uklanjanje čestica iz DPF-a. NO2 stvara katalizator prije DPF-a. Katalizator stvara temperaturu veću od 250°C (482°F), razinu na kojoj počinje proces regeneracije.
Regeneracija DPF-a kontrolirana je temperaturom ispušnih plinova i DPF-om. DPF ima površinu filtera s "wash coat" tretmanom, koji uključuje platinu i druge aktivne komponente i sličan je tretmanu katalizatora. Na određenoj temperaturi, ispušni plin i DPF "kaput za pranje" aktiviraju izgaranje čestica uz oksidaciju ugljičnog monoksida i ugljikovodika.
Temperature ispuha i DPF-a kontrolira DPF softver u ECM-u. Softver za DPF prati opterećenje DPF-a na temelju stila vožnje, prijeđene udaljenosti i signala sa senzora diferencijalnog tlaka i senzora temperature. Kada se postigne unaprijed određena razina volumena krutih čestica, DPF se aktivno regenerira. Provodi se u suradnji s ECM-om reguliranjem različitih funkcija upravljanja motorom, kao što su:
- ubrizgavanje goriva
- regulacija protoka usisanog zraka pomoću prigušnice
- recirkulacija ispušnih plinova
- kontrola tlaka prednabijanja
Proces regeneracije moguć je zahvaljujući elastičnosti motora s common-rail sustavom ubrizgavanja, koji osigurava preciznu kontrolu dovoda goriva, tlaka goriva i ubrizgavanja. Ovi parametri su temeljni za osiguranje učinkovitog procesa regeneracije.
Za regeneraciju DPF-a koriste se dva filtera - aktivni i pasivni.
Pasivna regeneracija
Pasivna regeneracija ne zahtijeva posebnu intervenciju sustava upravljanja motorom i odvija se tijekom normalnog rada motora. Zbog pasivne regeneracije, krute čestice taložene u DPF-u polako se pretvaraju u ugljični dioksid. Ovaj proces je aktivan kada temperatura DPF-a dosegne 250°C (482°F). Pri velikim brzinama i velikom opterećenju motora ovaj proces postaje kontinuiran.
Tijekom pasivne regeneracije samo se dio krutih tvari pretvara u ugljični dioksid. To je zato što je proces kemijske reakcije učinkovit samo unutar normalnog radnog temperaturnog raspona od 250°C do 500°C (482°F do 932°F).
Iznad ovog temperaturnog raspona, učinkovitost pretvaranja čestica u ugljični dioksid raste s povećanjem temperature DPF-a. Takve temperature mogu se postići samo aktivnim procesom regeneracije.
Aktivna regeneracija
Aktivna regeneracija počinje kada volumen čestica u DPF-u dosegne graničnu razinu koju nadzire ili određuje upravljački softver DPF-a. Izračuni praga uzimaju u obzir stil vožnje, prijeđenu udaljenost i signale protutlaka sa senzora diferencijalnog tlaka.
U pravilu se aktivna regeneracija odvija svakih 725 km, ali učestalost regeneracije ovisi o uvjetima vožnje vozila. Na primjer, kada se automobil vozi s malim opterećenjem u gradskom prometu, aktivna regeneracija će se događati češće. To je uzrokovano bržim nakupljanjem čestica u DPF-u u usporedbi s načinima rada kada se vozilo vozi velikom brzinom i dolazi do pasivne regeneracije.
DPF softver sadrži brojač kilometara koji pokreće regeneraciju i služi kao rezerva aktivne regeneracije. Regeneracija se zahtijeva na temelju prijeđene udaljenosti osim ako nije pokrenuta signalom protutlaka sa senzora diferencijalnog tlaka.
Aktivna regeneracija DPF-a počinje kada temperatura DPF-a poraste do temperature izgaranja krutih čestica. Temperatura DPF-a raste zbog povećanja temperature ispušnih plinova. To se postiže uvođenjem dodatnog ubrizgavanja nakon prethodnog i glavnog ubrizgavanja.
Softver za DPF prati signale iz dva temperaturna senzora DPF-a kako bi odredio temperaturu DPF-a. Ovisno o temperaturi DPF-a, DPF softver zahtijeva od ECM-a da izvede jedan ili dva dodatna ciklusa ubrizgavanja goriva:
- Prvo dodatno ubrizgavanje goriva usporava izgaranje unutar cilindra, što povećava temperaturu ispušnih plinova.
- Drugo dodatno ubrizgavanje goriva događa se kasnije u ciklusu takta snage. Gorivo djelomično izgara u cilindru; dio neizgorjelog goriva ulazi u ispušni sustav, gdje pokreće egzotermnu reakciju u katalizatoru, dodatno povećavajući temperaturu DPF-a.
Proces aktivne regeneracije traje oko 20 minuta. Prva faza povećava temperaturu DPF-a na 500°C (932°F). Druga faza dodatno povećava temperaturu DPF-a na 600°C (1112°F), što je optimalna temperatura za izgaranje čestica. Ova temperatura se održava 15-20 minuta kako bi se krute tvari u DPF-u potpuno sagorjele. Proces izgaranja pretvara čestice ugljika u ugljični dioksid i vodu.
Temperaturu aktivne regeneracije DPF-a pažljivo kontrolira DPF softver kako bi se održala potrebna temperatura od 600°C (1112°F) na ulazu DPF-a. Sustav upravljanja temperaturom osigurava da se granice radne temperature turbopunjača i katalizatora ne prekorače. Ulazna temperatura turbopunjača ne smije prijeći 830°C (1526°F), temperatura katalizatora ne smije prijeći 800°C (1472°F), a izlazna temperatura mora ostati ispod 750°C (1382°F).
Tijekom aktivne regeneracije odvijaju se sljedeći procesi kojima upravlja ECM:
- Turbopunjač se održava u potpuno otvorenom položaju. To minimizira prijenos topline od ispušnog plina do turbopunjača i smanjuje brzinu protoka ispušnog plina, omogućujući optimalno zagrijavanje DPF-a. Ako vozač želi povećati okretni moment, lopatice turbopunjača mogu se zatvoriti ako je potrebno.
- Prigušni ventil se zatvara jer to pomaže povećati temperaturu ispušnih plinova i smanjuje brzinu protoka ispušnih plinova, što smanjuje vrijeme potrebno da se DPF zagrije na svoju optimalnu temperaturu.
- Ventil povrata ispušnih plinova (EGR) se zatvara. Korištenje EGR-a smanjuje temperaturu ispušnih plinova i stoga ne dopušta postizanje optimalne temperature DPF-a.
Ako se, zbog uporabe vozila i/ili stila vožnje, proces aktivne regeneracije ne može provesti ili se DPF ne može regenerirati, trgovac može izvršiti prisilnu regeneraciju DPF-a. To se može učiniti tako da vozite vozilo dok motor ne postigne normalnu radnu temperaturu i zatim vozite brzinom od najmanje 48 km/h tijekom 20 minuta ili tako da vozilo povežete s dijagnostičkim sustavom odobrenim od Land Rovera koji će vam pomoći da stručnjak izvršiti postupak regeneracije za čišćenje DPF-a.
Komentari na ovaj članak