Dízel üzemanyag égéstermék szűrő (Freelander 2)

A DPF a kipufogórendszerben, a katalizátor mögött található. A DPF fő jellemzője a regenerálódási képessége. A regeneráció a szűrőben rekedt szilárd részecskék elégetése, amely megakadályozza a szűrő eltömődését és lehetővé teszi a kipufogógázok szabad áthaladását. A regenerációs folyamat kiszámított időközönként megy végbe, és az autó vezetője számára nem észlelhető.

A regeneráció nagyon fontos, mert a szűrő túltöltése a túl magas kipufogó-ellennyomás miatt a motor károsodását okozhatja, és maga a szűrő is eltörhet vagy megsemmisülhet. A szűrő által felfogott termékek főként szénrészecskék abszorbeált szénhidrogénekkel.

Pozíció.	Alkatrész sz	Név
A	-	Elülső oldal váltakozó zárt cellákkal
B	-	Oldalnézetben a szűrőn áthaladó kipufogógáz-áramlás és a szűrőben összegyűlő részecskék láthatók
C	-	Hátoldal váltakozó zárt cellákkal

A DPF katalitikus bevonatú szűrőn alapuló szűrési technológiát alkalmaz. A DPF acéltartályba burkolt szilícium-karbidból készül, amely kiváló hősokkállósággal és hővezető képességgel rendelkezik. A részecskeszűrőt úgy tervezték, hogy megfeleljen az üzemi igényeknek az optimális ellennyomás fenntartása érdekében.



A szűrő porózus felülete több ezer kis párhuzamos csatornából áll, amelyek a kipufogórendszerhez képest hosszirányban helyezkednek el. A szűrő szomszédos csatornái a végén felváltva zárva vannak. Ez a kialakítás arra kényszeríti a kipufogógázt, hogy áthaladjon a szűrő porózus falain, amelyek szűrőközegként működnek. A porózus felületen való átjutáshoz túl nagy szilárd csavargokat összegyűjtik és a csatornákban tárolják.

Ha a szűrőn összegyűlt szilárd csavargokat nem távolítják el, a kipufogógázok áthaladását akadályozhatja. A szilárd részecskék eltávolítására regenerációs eljárást alkalmaznak, melynek során a szilárd részecskéket elégetik.

A regenerációs folyamat NO2-t használ a részecskék eltávolítására a részecskeszűrőből. Az NO2-t a katalizátor termeli a részecskeszűrő előtt. A katalizátor 250°C-ot (482°F) meghaladó hőmérsékletet generál, amelyen a regenerációs folyamat megindul.

A részecskeszűrő regenerációját a kipufogógáz hőmérséklete és a részecskeszűrő szabályozza. A DPF szűrőfelülete "wash coat" kezeléssel rendelkezik, amely platinát és egyéb aktív komponenseket tartalmaz, és hasonló a katalizátor kezeléséhez. Egy bizonyos hőmérsékleten a kipufogógáz és a DPF "mosóréteg" a szén-monoxid és a szénhidrogének oxidációja mellett a részecskék égését is aktiválja.

A kipufogógáz és a DPF hőmérsékletét az ECM DPF szoftvere szabályozza. A DPF szoftver figyeli a DPF terhelést a vezetési stílus, a megtett távolság, valamint a nyomáskülönbség- és hőmérséklet-érzékelők jelei alapján. Ha a szilárd részecske térfogatának egy előre meghatározott szintjét elérjük, a DPF aktívan regenerálódik. Az ECM-mel együttműködve hajtják végre a különféle motorkezelési funkciók szabályozásával, mint például:

• üzemanyag-befecskendezés
• a beszívott levegő áramlásának szabályozása fojtószelep segítségével
• kipufogógáz-visszavezetés
• nyomásfokozó szabályozás

A regenerációs folyamat a motor rugalmasságának köszönhetően a közös nyomócsöves befecskendező rendszerrel lehetséges, amely biztosítja az üzemanyag-ellátás, az üzemanyagnyomás és a befecskendezés pontos szabályozását. Ezek a paraméterek alapvetőek a hatékony regenerációs folyamat biztosításához.

A DPF regenerálásához két szűrőt használnak - aktív és passzív.

Passzív regeneráció

A passzív regeneráció nem igényel különleges beavatkozást a motorvezérlő rendszertől, és a motor normál működése során történik. A passzív regeneráció következtében a DPF-ben lerakódott szilárd részecskék lassan szén-dioxiddá alakulnak. Ez a folyamat akkor aktív, ha a részecskeszűrő hőmérséklete eléri a 250°C-ot (482°F). Nagy sebességnél és nagy motorterhelésnél ez a folyamat folyamatossá válik.

A passzív regeneráció során a szilárd csavargoknak csak egy része alakul át szén-dioxiddá. Ennek az az oka, hogy a kémiai reakció folyamata csak a 250°C és 500°C közötti normál üzemi hőmérsékleti tartományban hatékony.

E hőmérsékleti tartomány felett a részecskék szén-dioxiddá alakításának hatékonysága a DPF hőmérsékletének növekedésével növekszik. Ilyen hőmérsékleteket csak aktív regenerációs folyamattal lehet elérni.

Aktív regeneráció

Az aktív regeneráció akkor kezdődik, amikor a DPF-ben lévő részecskék mennyisége elér egy olyan küszöbértéket, amelyet a DPF vezérlőszoftvere figyel vagy határoz meg. A küszöbszámítások figyelembe veszik a vezetési stílust, a megtett távolságot és a nyomáskülönbség-érzékelőtől érkező ellennyomás jeleket.



Az aktív regeneráció általában 725 km-enként történik, de a regeneráció gyakorisága a jármű vezetési körülményeitől függ. Például, ha egy autó enyhe rakomány mellett közlekedik városi forgalomban, gyakrabban történik meg az aktív regeneráció. Ezt a részecskék gyorsabb felhalmozódása okozza a DPF-ben, mint azokhoz az üzemmódokhoz képest, amikor a jármű nagy sebességgel halad, és passzív regeneráció történik.

A DPF szoftver egy kilométer-számlálót tartalmaz, amely elindítja a regenerációt és az aktív regeneráció biztonsági mentését szolgálja. A regenerálást a megtett távolság alapján kérik, kivéve, ha azt a nyomáskülönbség-érzékelőtől érkező ellennyomás jel kezdeményezi.

Az aktív részecskeszűrő regeneráció akkor kezdődik, amikor a DPF hőmérséklete a szilárd részecskék égési hőmérsékletére emelkedik. A DPF hőmérséklete a kipufogógáz hőmérsékletének emelkedése miatt nő. Ezt úgy érik el, hogy az előzetes és a főinjekció után egy további injekciót adnak be.

A DPF szoftver két DPF hőmérséklet érzékelő jeleit figyeli a DPF hőmérséklet meghatározásához. A DPF hőmérsékletétől függően a DPF szoftver egy vagy két további üzemanyag-befecskendezési ciklus végrehajtására kéri az ECM-et:

• Az első további üzemanyag-befecskendezés lelassítja az égést a hengerben, ami növeli a kipufogógáz hőmérsékletét.
• A második kiegészítő üzemanyag-befecskendezés később történik a teljesítménylöket ciklusában. Az üzemanyag részben eléget a hengerben; az el nem égett üzemanyag egy része a kipufogórendszerbe kerül, ahol exoterm reakciót indít el a katalizátorban, tovább növelve a DPF hőmérsékletét.

Az aktív regenerációs folyamat körülbelül 20 percet vesz igénybe. Az első fázis a DPF hőmérsékletét 500°C-ra (932°F) emeli. A második fázis tovább növeli a részecskeszűrő hőmérsékletét 600°C-ra (1112°F), ami az optimális hőmérséklet a részecskék elégetéséhez. Ezt a hőmérsékletet 15-20 percig fenntartjuk, hogy a DPF-ben lévő szilárd csavargok teljesen leégjenek. Az égési folyamat során a szénrészecskék szén-dioxiddá és vízzé alakulnak.



A DPF aktív regenerációs hőmérsékletét a DPF szoftver gondosan szabályozza, hogy fenntartsa a szükséges 600°C-os (1112°F) hőmérsékletet a DPF bemeneténél. A hőmérséklet-szabályozó rendszer biztosítja, hogy a turbófeltöltő és a katalizátor üzemi hőmérsékleti határait ne lépjék túl. A turbófeltöltő bemeneti hőmérséklete nem haladhatja meg a 830°C-ot (1526°F), a katalizátor hőmérséklete nem haladhatja meg a 800°C-ot (1472°F), a kimeneti hőmérséklet pedig nem haladhatja meg a 750°C-ot (1382°F).

Az aktív regeneráció során a következő folyamatok mennek végbe, amelyeket az ECM szabályoz:

• A turbófeltöltőt teljesen nyitott helyzetben tartják. Ez minimálisra csökkenti a kipufogógáz és a turbófeltöltő közötti hőátadást, és csökkenti a kipufogógáz áramlási sebességét, lehetővé téve a részecskeszűrő optimális fűtését. Ha a vezető növelni kívánja a nyomatékot, a turbófeltöltő lapátokat szükség esetén be lehet zárni.
• A fojtószelep bezárul, mivel ez segít növelni a kipufogógáz hőmérsékletét és csökkenti a kipufogógáz áramlási sebességét, ami csökkenti azt az időt, amely alatt a DPF felmelegszik az optimális hőmérsékletre.
• A kipufogógáz-visszavezető (EGR) szelep bezárul. Az EGR használata csökkenti a kipufogógáz hőmérsékletét, és ezért nem teszi lehetővé az optimális DPF hőmérséklet elérését.

Ha a járműhasználat és/vagy vezetési stílus miatt az aktív regenerálási folyamat nem hajtható végre, vagy a részecskeszűrő nem regenerálható, a kereskedő végrehajthat kényszerített részecskeszűrő regenerálást. Ez megtehető úgy, hogy addig vezeti a járművet, amíg a motor el nem éri a normál üzemi hőmérsékletet, majd legalább 48 km/h sebességgel halad 20 percig, vagy csatlakoztatja a járművet egy Land Rover által jóváhagyott diagnosztikai rendszerhez, amely segít szakember végezze el a regenerációs eljárást a DPF tisztításához.