Filtr produktów spalania oleju napędowego (Freelander 2)

DPF znajduje się w układzie wydechowym, za katalizatorem. Główną cechą DPF jest jego zdolność do regeneracji. Regeneracja polega na spalaniu cząstek stałych uwięzionych w filtrze, co zapobiega zatykaniu filtra i umożliwia swobodny przepływ spalin. Proces regeneracji zachodzi w wyliczonych odstępach czasu i jest niezauważalny dla kierowcy samochodu.

Regeneracja jest bardzo ważna, ponieważ przepełnienie filtra może spowodować uszkodzenie silnika na skutek zbyt dużego przeciwciśnienia spalin, a sam filtr może również pęknąć lub ulec zniszczeniu. Produkty wychwytywane przez filtr to głównie cząstki węgla wraz z zaabsorbowanymi węglowodorami.

Poz.	Nr części zamiennej	Nazwa
A	-	Przód z naprzemiennie zamkniętymi komórkami
B	-	Widok z boku przedstawiający przepływ spalin przechodzący przez filtr i cząstki stałe gromadzące się w filtrze
C	-	Tylna strona z naprzemiennie zamkniętymi komórkami

DPF wykorzystuje technologię filtracji opartą na filtrze z powłoką katalityczną. Filtr DPF wykonany jest z węglika krzemu zamkniętego w stalowym pojemniku, który charakteryzuje się doskonałą odpornością na szok termiczny i przewodnością cieplną. Filtr DPF zaprojektowano tak, aby spełniał potrzeby operacyjne w zakresie utrzymania optymalnego przeciwciśnienia.



Porowata powierzchnia filtra składa się z tysięcy małych, równoległych kanalików, rozmieszczonych wzdłużnie w stosunku do układu wydechowego. Sąsiednie kanały w filtrze są na końcu naprzemiennie zamykane. Taka konstrukcja wymusza przejście gazów spalinowych przez porowate ścianki filtra, które pełnią rolę medium filtrującego. Substancje stałe zbyt duże, aby przejść przez porowatą powierzchnię, gromadzą się i gromadzą w kanałach.

Jeśli ciała stałe gromadzące się na filtrze nie zostaną usunięte, przepływ gazów spalinowych może zostać utrudniony. Aby usunąć cząstki stałe, stosuje się proces regeneracji, podczas którego cząstki stałe są spalane.

W procesie regeneracji NO2 usuwa cząstki stałe z filtra DPF. NO2 jest wytwarzany przez katalizator przed filtrem DPF. Katalizator generuje temperatury przekraczające 250°C (482°F), czyli poziom, od którego rozpoczyna się proces regeneracji.

Regeneracja DPF jest kontrolowana na podstawie temperatury spalin i DPF. Powierzchnia filtra DPF jest pokryta "powłoką płuczącą", która zawiera platynę i inne składniki aktywne i jest podobna do obróbki katalizatora. W określonej temperaturze spaliny i "płaszcz płuczący" DPF aktywują spalanie cząstek stałych, a także utlenianie tlenku węgla i węglowodorów.

Temperaturą spalin i DPF steruje oprogramowanie DPF w ECM. Oprogramowanie DPF monitoruje obciążenie DPF na podstawie stylu jazdy, przebytej odległości oraz sygnałów z czujników różnicy ciśnień i czujników temperatury. Po osiągnięciu określonego poziomu objętości cząstek stałych następuje aktywna regeneracja filtra DPF. Odbywa się to we współpracy z ECM poprzez regulację różnych funkcji zarządzania silnikiem, takich jak:

• wtrysk paliwa
• regulacja przepływu powietrza dolotowego za pomocą przepustnicy
• recyrkulacja spalin
• kontrola ciśnienia doładowania

Proces regeneracji jest możliwy dzięki elastyczności silnika z układem wtryskowym Common Rail, który zapewnia precyzyjną kontrolę podawania paliwa, ciśnienia paliwa i wtrysku. Parametry te mają fundamentalne znaczenie dla zapewnienia skutecznego procesu regeneracji.

Do regeneracji DPF wykorzystuje się dwa filtry – aktywny i pasywny.

Regeneracja pasywna

Regeneracja pasywna nie wymaga specjalnej interwencji ze strony układu sterującego silnikiem i zachodzi podczas normalnej pracy silnika. W wyniku regeneracji pasywnej cząstki stałe osadzone w filtrze DPF powoli przekształcają się w dwutlenek węgla. Proces ten jest aktywny, gdy temperatura DPF osiągnie 250°C (482°F). Przy dużych prędkościach i dużym obciążeniu silnika proces ten ma charakter ciągły.

Podczas regeneracji pasywnej tylko część substancji stałych przekształcana jest w dwutlenek węgla. Dzieje się tak, ponieważ proces reakcji chemicznej jest skuteczny tylko w normalnym zakresie temperatur roboczych od 250°C do 500°C (482°F do 932°F).

Powyżej tego zakresu temperatur skuteczność przekształcania cząstek stałych w dwutlenek węgla wzrasta wraz ze wzrostem temperatury filtra DPF. Takie temperatury można osiągnąć jedynie poprzez aktywny proces regeneracji.

Aktywna regeneracja

Aktywna regeneracja rozpoczyna się, gdy ilość cząstek stałych w DPF osiągnie poziom progowy monitorowany lub określany przez oprogramowanie sterujące DPF. Obliczenia progowe uwzględniają styl jazdy, przebytą odległość i sygnały ciśnienia wstecznego z czujnika różnicy ciśnień.



Z reguły regeneracja czynna następuje co 725 km, jednak częstotliwość regeneracji uzależniona jest od warunków jazdy pojazdu. Przykładowo, gdy samochód jedzie z niewielkim obciążeniem w ruchu miejskim, aktywna regeneracja będzie występować częściej. Jest to spowodowane szybszym gromadzeniem się cząstek stałych w filtrze DPF w porównaniu do trybów, w których pojazd jedzie z dużą prędkością i następuje regeneracja pasywna.

Oprogramowanie DPF zawiera licznik przebiegu, który inicjuje regenerację i służy do wspomagania aktywnej regeneracji. Regeneracja jest żądana na podstawie przebytej odległości, chyba że jest inicjowana przez sygnał przeciwciśnienia z czujnika różnicy ciśnień.

Aktywna regeneracja DPF rozpoczyna się, gdy temperatura DPF wzrośnie do temperatury spalania cząstek stałych. Temperatura filtra DPF wzrasta w wyniku wzrostu temperatury spalin. Osiąga się to poprzez wprowadzenie dodatkowego wtrysku po wtrysku wstępnym i głównym.

Artykuł jest oparty na informacjach ze strony internetowej www.lrman.ru

Oprogramowanie DPF monitoruje sygnały z dwóch czujników temperatury DPF w celu określenia temperatury DPF. W zależności od temperatury DPF oprogramowanie DPF żąda od ECM wykonania jednego lub dwóch dodatkowych cykli wtrysku paliwa:

• Pierwszy dodatkowy wtrysk paliwa spowalnia spalanie wewnątrz cylindra, co powoduje wzrost temperatury spalin.
• Drugi dodatkowy wtrysk paliwa następuje później w cyklu suwu mocy. Paliwo jest częściowo spalane w cylindrze; część niespalonego paliwa przedostaje się do układu wydechowego, gdzie inicjuje reakcję egzotermiczną w katalizatorze, dodatkowo zwiększając temperaturę filtra DPF.

Proces aktywnej regeneracji trwa około 20 minut. Pierwsza faza zwiększa temperaturę DPF do 500°C (932°F). Druga faza dodatkowo podnosi temperaturę DPF do 600°C (1112°F), co stanowi optymalną temperaturę do spalania cząstek stałych. Tę temperaturę utrzymuje się przez 15-20 minut, aby całkowicie wypalić cząstki stałe w filtrze DPF. Proces spalania przekształca cząstki węgla w dwutlenek węgla i wodę.



Temperatura aktywnej regeneracji DPF jest dokładnie kontrolowana przez oprogramowanie DPF, aby utrzymać wymaganą temperaturę 600°C (1112°F) na wlocie DPF. System zarządzania temperaturą zapewnia, że dopuszczalne temperatury pracy turbosprężarki i katalizatora nie zostaną przekroczone. Temperatura na wlocie turbosprężarki nie może przekraczać 830°C (1526°F), temperatura katalizatora nie może przekraczać 800°C (1472°F), a temperatura na wylocie nie może przekraczać 750°C (1382°F).

Podczas regeneracji aktywnej zachodzą następujące procesy kontrolowane przez ECM:

• Turbosprężarka pozostaje w pozycji całkowicie otwartej. Minimalizuje to przenoszenie ciepła ze spalin do turbosprężarki i zmniejsza natężenie przepływu spalin, umożliwiając optymalne ogrzewanie filtra DPF. Jeśli kierowca chce zwiększyć moment obrotowy, łopatki turbosprężarki można w razie potrzeby zamknąć.
• Zawór przepustnicy zamyka się, ponieważ pomaga to zwiększyć temperaturę spalin i zmniejsza natężenie przepływu spalin, co skraca czas potrzebny na rozgrzanie filtra DPF do optymalnej temperatury.
• Zawór recyrkulacji spalin (EGR) zamyka się. Zastosowanie EGR obniża temperaturę spalin i w związku z tym nie pozwala na osiągnięcie optymalnej temperatury DPF.

Jeżeli ze względu na użytkowanie pojazdu i/lub styl jazdy nie można przeprowadzić procesu aktywnej regeneracji lub nie można zregenerować DPF, dealer może przeprowadzić wymuszoną regenerację DPF. Można to zrobić, jeżdżąc pojazdem, aż silnik osiągnie normalną temperaturę roboczą, a następnie jechać z prędkością co najmniej 48 km/h przez 20 minut, lub podłączając pojazd do zatwierdzonego przez firmę Land Rover systemu diagnostycznego, który pomoże. specjalista wykona procedurę regeneracji mającą na celu oczyszczenie filtra DPF.