Regenerácia je veľmi dôležitá, pretože preplnenie filtra môže spôsobiť poškodenie motora v dôsledku príliš vysokého protitlaku výfukových plynov a aj samotný filter sa môže zlomiť alebo zničiť. Produkty zachytené filtrom sú najmä častice uhlíka s absorbovanými uhľovodíkmi.
| Poz. | Náhradný diel č | Meno |
| A | - | Predná strana so striedavo uzavretými bunkami |
| B | - | Pohľad zboku zobrazujúci prietok výfukových plynov prechádzajúci cez filter a častice, ktoré sa zhromažďujú vo filtri |
| C | - | Zadná strana so striedajúcimi sa uzavretými bunkami |
DPF využíva filtračnú technológiu založenú na filtri s katalytickým povlakom. DPF je vyrobený z karbidu kremíka uzavretého v oceľovej nádobe, ktorá má vynikajúcu odolnosť proti tepelným šokom a tepelnú vodivosť. DPF je navrhnutý tak, aby spĺňal prevádzkové potreby na udržanie optimálneho protitlaku.
Pórovitý povrch filtra pozostáva z tisícok malých paralelných kanálikov umiestnených pozdĺžne vo vzťahu k výfukovému systému. Susedné kanály vo filtri sú na konci striedavo uzavreté. Táto konštrukcia núti výfukové plyny prechádzať cez porézne steny filtra, ktoré fungujú ako filtračné médium. Pevné látky príliš veľké na to, aby prešli cez porézny povrch, sa zhromažďujú a ukladajú v kanáloch.
Ak sa pevné častice, ktoré sa hromadia na filtri, neodstránia, môže byť zablokovaný priechod výfukových plynov. Na odstránenie pevných častíc sa používa proces regenerácie, pri ktorom dochádza k spaľovaniu pevných častíc.
Proces regenerácie využíva NO2 na odstránenie častíc z DPF. NO2 je generovaný katalyzátorom pred DPF. Katalytický konvertor generuje teploty presahujúce 250°C (482°F), čo je úroveň, pri ktorej začína proces regenerácie.
Regenerácia DPF je riadená teplotou výfukových plynov a DPF. DPF má povrch filtra s úpravou "wash coat", ktorá obsahuje platinu a ďalšie aktívne zložky a je podobná úprave katalyzátora. Pri určitej teplote "wash coat" výfukových plynov a DPF aktivuje okrem oxidácie oxidu uhoľnatého a uhľovodíkov aj spaľovanie pevných častíc.
Teploty výfukových plynov a DPF sú riadené softvérom DPF v ECM. Softvér DPF monitoruje zaťaženie DPF na základe štýlu jazdy, prejdenej vzdialenosti a signálov zo snímačov diferenčného tlaku a snímačov teploty. Keď sa dosiahne vopred stanovená úroveň objemu pevných častíc, DPF sa aktívne regeneruje. Vykonáva sa v spolupráci s ECM reguláciou rôznych funkcií riadenia motora, ako napríklad:
- vstrekovanie paliva
- regulácia prietoku nasávaného vzduchu pomocou škrtiacej klapky
- recirkulácia výfukových plynov
- ovládanie plniaceho tlaku
Proces regenerácie je možný vďaka elasticite motora so systémom vstrekovania common-rail, ktorý zabezpečuje presné riadenie dodávky paliva, tlaku paliva a vstrekovania. Tieto parametre sú nevyhnutné na zabezpečenie efektívneho procesu regenerácie.
Na regeneráciu DPF slúžia dva filtre – aktívny a pasívny.
Pasívna regenerácia
Pasívna regenerácia nevyžaduje špeciálny zásah zo strany riadiaceho systému motora a prebieha počas normálnej prevádzky motora. Vďaka pasívnej regenerácii sa pevné častice usadené v DPF pomaly premieňajú na oxid uhličitý. Tento proces je aktívny, keď teplota DPF dosiahne 250°C (482°F). Pri vysokých rýchlostiach a veľkom zaťažení motora sa tento proces stáva nepretržitým.
Pri pasívnej regenerácii sa len časť pevných látok premení na oxid uhličitý. Je to preto, že proces chemickej reakcie je účinný len v rámci normálneho rozsahu prevádzkových teplôt od 250°C do 500°C (482°F až 932°F).
Nad týmto teplotným rozsahom sa účinnosť premeny pevných častíc na oxid uhličitý zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou DPF. Takéto teploty je možné dosiahnuť iba prostredníctvom aktívneho regeneračného procesu.
Aktívna regenerácia
Aktívna regenerácia začína, keď objem častíc v DPF dosiahne prahovú úroveň, ktorá je monitorovaná alebo určená riadiacim softvérom DPF. Výpočty prahu berú do úvahy štýl jazdy, prejdenú vzdialenosť a signály spätného tlaku zo snímača diferenčného tlaku.
K aktívnej regenerácii dochádza spravidla každých 725 km, ale frekvencia regenerácie závisí od jazdných podmienok vozidla. Napríklad, keď auto jazdí s miernym zaťažením v mestskej premávke, aktívna regenerácia bude prebiehať častejšie. Je to spôsobené rýchlejším hromadením pevných častíc v DPF v porovnaní s režimami, keď vozidlo jazdí vysokou rýchlosťou a dochádza k pasívnej regenerácii.
Softvér DPF obsahuje počítadlo kilometrov, ktoré spúšťa regeneráciu a slúži na zálohovanie aktívnej regenerácie. Regenerácia sa vyžaduje na základe prejdenej vzdialenosti, pokiaľ nie je iniciovaná signálom spätného tlaku zo snímača diferenčného tlaku.
Aktívna regenerácia DPF začína, keď teplota DPF stúpne na teplotu spaľovania pevných častíc. Teplota DPF sa zvyšuje v dôsledku zvýšenia teploty výfukových plynov. To sa dosiahne zavedením dodatočnej injekcie po predbežnej a hlavnej injekcii.
Softvér DPF monitoruje signály z dvoch snímačov teploty DPF na určenie teploty DPF. V závislosti od teploty DPF softvér DPF požaduje, aby ECM vykonal jeden alebo dva dodatočné cykly vstrekovania paliva:
- Prvé dodatočné vstrekovanie paliva spomalí spaľovanie vo vnútri valca, čím sa zvýši teplota výfukových plynov.
- K druhému dodatočnému vstrekovaniu paliva dôjde neskôr v cykle hnacieho zdvihu. Palivo sa čiastočne spaľuje vo valci; časť nespáleného paliva vstupuje do výfukového systému, kde iniciuje exotermickú reakciu v katalyzátore, čím ďalej zvyšuje teplotu DPF.
Proces aktívnej regenerácie trvá približne 20 minút. Prvá fáza zvýši teplotu DPF na 500°C (932°F). Druhá fáza ďalej zvyšuje teplotu DPF na 600°C (1112°F), čo je optimálna teplota pre spaľovanie pevných častíc. Táto teplota sa udržiava 15-20 minút, aby sa úplne spálili pevné látky v DPF. Proces spaľovania premieňa uhlíkové častice na oxid uhličitý a vodu.
Teplota aktívnej regenerácie DPF je starostlivo kontrolovaná softvérom DPF, aby sa udržala požadovaná teplota 600°C (1112°F) na vstupe DPF. Systém riadenia teploty zabezpečuje, že nie sú prekročené limity prevádzkovej teploty turbodúchadla a katalyzátora. Vstupná teplota turbodúchadla nesmie prekročiť 830°C (1526°F), teplota katalyzátora nesmie prekročiť 800°C (1472°F) a výstupná teplota musí zostať pod 750°C (1382°F).
Počas aktívnej regenerácie prebiehajú nasledujúce procesy riadené ECM:
- Turbodúchadlo je udržiavané v úplne otvorenej polohe. To minimalizuje prenos tepla z výfukových plynov do turbodúchadla a znižuje prietok výfukových plynov, čo umožňuje optimálne zahrievanie DPF. Ak si vodič želá zvýšiť krútiaci moment, v prípade potreby sa dajú zavrieť lopatky turbodúchadla.
- Škrtiaca klapka sa zatvorí, pretože to pomáha zvyšovať teplotu výfukových plynov a znižuje prietok výfukových plynov, čím sa skracuje čas potrebný na zahriatie DPF na optimálnu teplotu.
- Ventil recirkulácie výfukových plynov (EGR) sa zatvorí. Použitie EGR znižuje teplotu výfukových plynov a preto neumožňuje dosiahnuť optimálnu teplotu DPF.
Ak z dôvodu používania vozidla a/alebo štýlu jazdy nie je možné vykonať proces aktívnej regenerácie alebo nie je možné regenerovať DPF, predajca môže vykonať nútenú regeneráciu DPF. Dá sa to dosiahnuť buď jazdou s vozidlom, kým motor nedosiahne normálnu prevádzkovú teplotu a potom jazdou rýchlosťou aspoň 48 km/h po dobu 20 minút, alebo pripojením vozidla k diagnostickému systému schválenému spoločnosťou Land Rover, ktorý vám pomôže odborník vykoná regeneračnú procedúru na čistenie DPF.
Komentáre k tomuto článku