Modul de funcționare al filtrului de particule diesel (DPF)

    Emisia de particule este o particularitate a motorului diesel, în comparație cu motorul pe benzină. În funcție de procesul de ardere și punctul de funcționare al motorului, emisiile conțin în mare parte particule de carbon precum și aerosoli sau sulfiți.

    Particulele sunt emisii poluante cu impact nociv asupra mediului (miros urât, vizibilitate scăzută, depuneri) și a sănătății omului (efect cancerigen).

    Datorită efectelor negative ale emisiilor de particule, organismele de reglementare a transportului rutier a impus reducerea progresivă a acestora. Începând cu normele de poluare Euro 1 până la Euro 6 emisiile de particule au fost reduse de 28 de ori.

Nivelul de emisii de particule reglementat pentru comunitatea europeană

Foto: Nivelul de emisii de particule [g/km] reglementat pentru comunitatea europeană
Sursa: e-automobile.ro

    Producătorii, pentru a putea omologa și comercializa automobilele cu motoare diesel, au dezvoltat sisteme de reducere a poluării pre și post-ardere.

    Emisia de particule se datorează arderii incomplete a combustibilului. Acest fenomen se poate diminua prin optimizarea procesului de injecție și ardere (pre-ardere) sau tratarea gazelor de evacuare (post-ardere).

    În categoria post tratării gazelor de evacuare intră și filtru de particule al unui motor diesel. Rolul filtrului de particule este de a separa particulele solide de gazele de eșapament. Filtrul este montat pe galeria de evacuare a motorului și pentru a funcționa corespunzător mai are nevoie de o serie de senzori și de un catalizator de oxidare. Utilizarea unui filtru de particule a devenit oarecum standard odată cu normele Euro 4 care a înjumătățit masa de particule emise comparativ cu normele Euro 3. Din acest motiv majoritatea automobilelor diesel Euro 4 sunt echipate și cu filtru de particule.

Galeria de evacuare a unui motor diesel cu filtru de particule

Foto: Galeria de evacuare a unui motor diesel cu filtru de particule
Sursa: Renault

  1. injectoare piezoelectrice
  2. rampă comună de combustibil (1600 bari)
  3. radiator de răcire a gazelor arse recirculate (EGR)
  4. catalizator de oxidare primar (DOC)
  5. injector pentru regenerarea filtrului
  6. senzor de presiune înainte de filtru
  7. senzor de temperatură intrare catalizator
  8. catalizator de oxidare secundar
  9. senzor de temperatură catalizator
  10. filtru de particule
  11. senzor de temperatură ieșire filtru
  12. senzor de presiune după filtru

    Majoritatea filtrelor de particule sunt din material ceramic poros în formă de fagure. Volumul filtrului de particule depinde în principal de debitul de gaze arse. Cu cît cilindreea motorului este mai mare cu atât volumul filtrului trebuie crescut.

Filtru de particule - secțiune

Foto: Filtru de particule – secțiune
Sursa: Wikimedia Commons

    Cerințele unui filtru de particule sunt extrem de severe:

  • filtrarea particulelor extrem de mici de până la 0.01 μm
  • reducerea la minim a rezistențelor la curgere a gazelor de evacuare
  • filtrarea particulelor în proporție de 95%, în funcție de mărime
  • rezistență la temperaturi înalte de până la 1050 °C

Structura ceramică a unui filtru de particule

Foto: Structura ceramică a unui filtru de particule
Sursa: Wikimedia Commons

    Datorită procesului de reținere a particulelo,r după un anumit număr de kilometri filtrul trebuie regenerat. Regenerarea filtrului înseamna arderea particulelor stocate în filtru. Dacă regenerarea filtrului nu se produce într-un anumit interval de kilometri, cantitatea de particule poate depăși un prag critic care atrage după sine imposibilitatea regenerării.

    Procesul de regenerare presupune continuarea procesului de ardere în filtru. Continuarea arderii în galeria de evacuare, în filtru, se poate face prin două moduri:

  • utilizarea unui injector adițional pe galeria de evacuare (al 5-lea injector)
  • divizarea injecției de combustibil și întîrzierea post-injecției

    Sistemul cu al 5-lea injector utilizează un injector adițional care este montat înaintea catalizatorului de oxidare. Când se dorește regenerarea filtrului se injectează motorină în galeria de evacuare care, datorită prezenței oxigenului din gazele arse și datorită catalizatorului de oxidare, începe să ardă. Temperatura în filtru de particule ajunge în jurul valorii de 800 – 1000 °C particulele fiind arse.

Injector adițional pentru regenerarea filtrului de particule

Foto: Injector adițional pentru regenerarea filtrului de particule
Sursa: Renault

    Decizia de a regenera filtrul de particule este luată de calculatorul de injecție pe baza informațiilor primite de la senzori. Cu ajutorul senzorilor de presiune, înainte și după filtru, se estimează gradul de încărcare al filtrului. Cu cât filtrul este mai încărcat cu atât diferența de presiune între cei doi senzori va fi mai mare. Există și sisteme cu un singur senzor montat înaintea filtrului de particule care face diferența dintre presiunea gazelor de evacuare și presiunea atmosferică.

Procesul de regenerare a unui filtru de particule utilizînd sistemul cu al 5-lea injector

Foto: Procesul de regenerare a unui filtru de particule utilizînd sistemul cu al 5-lea injector
Sursa: Renault

  1. filtru curat
  2. acumulare de particule
  3. regenerarea filtrului

    Pentru a permite regenerarea filtrului de particule motorul trebuie să se situeze între anumiți parametrii. Temperatura gazelor de evacuare trebuie să fie peste o valoare minimă, turația motorului trebuie de asemenea să fie peste o valoare minimă, pentru a asigura un anumit debit de gaze arse. Dacă pragul de regenerare (cantitatea de particule stocată în filtru) a fost depășit și motorul, datorită condițiilor de exploatare, nu intră în parametrii necesari, calculatorul de injecție poate comanda regenerarea filtrului chiar și la turația de ralanti. În acest caz sarcina motorului va fi crescută, funcționarea se va face cu amestec mai bogat și turația de ralanti crescută.

    Frecvența regenerărilor depinde de modul de exploatare al motorului. Cu cât motorul va fi împins mai des către zona de sarcină maximă, cu cât exploatarea se va face la temperaturi scăzute cu atît crește cantitatea de particule din filtru. Având în vedere că regenerarea filtrului presupune utilizarea unei cantități adiționale de combustibil consumul automobilului va crește proporțional cu numărul de regenerări.

Secțiune printr-un filtru de particule și etapele regenerării

Foto: Secțiune printr-un filtru de particule și etapele regenerării
Sursa: Opel

  1. gaze arse nefiltrate
  2. secțiune prin filtrul de particule
  3. modul de reținerea a particulelor
  4. senzor de presiune după filtru
  5. senzor de temperatură
  6. fazele funcționării filtrului (A - reținerea particulelor, B - arderea particulelor, regenerarea)
  7. gaze arse filtrate

    Al doilea mod de regenerare a filtrului de particule, fără utilizarea unui injector adițional, presupune divizarea injecției și întârzierea post-injecției foarte mult astfel încât arderea combustibilului să se producă în filtru.

Animație - Filtrul de particule (DPF)

Sursa: Jhonson Matthey

Codurile de defect OBD ale filtrului de particule

Codul Descriere Locația
P2002 Eficacitatea filtrului de particule diesel sub limite Banc 1
P2003 Eficacitatea filtrului de particule diesel sub limite Banc 2
P242F Filtru de particule colmatat – acumulare excesivă de particule -
P2452 Filtrul de particule – circuitul senzorului de presiune diferențială -
P2453 Filtrul de particule – circuitul senzorului de presiune diferențială – semnal în afara limitelor -
P2454 Filtrul de particule – circuitul senzorului de presiune diferențială – semnal sub limita minimă -
P2455 Filtrul de particule – circuitul senzorului de presiune diferențială – semnal peste limita maximă -
P2456 Filtrul de particule – circuitul senzorului de presiune diferențială – semnal discontinuu/incoerent -
P2458 Durata procesului de regenerare a filtrului de particule - incorectă -
P2459 Frecvența procesului de regenerare a filtrului de particule – incorectă -

Video – regenerarea unui filtru de particule utilizând post-injecția întârziată

Pentru a comenta articolul trebuie să vă înregistrați!

Comentarii

Curatare filtru particule
Miercuri, 01 Iulie 2015
Autovehiculele PSA (Citroën, Peugeot, Ford, Volvo,Mazda) au instalat un sistem special de dozare aditiv FAP. Dispozitivul are propriul rezervor si cu ajutorul unei pompe de injectie dozeaza in mod automat in rezervorul de carburant cantitatea de aditiv necesara regenerarii periodice a filtrului de particule FAP. Celelate marci nu au acest sistem cu aditiv!

Raportează comentariul
Ovi_ivO
Marți, 30 Iunie 2015 Votează 3 / 5Votează 3 / 5Votează 3 / 5Votează 3 / 5Votează 3 / 5
Care este diferenta intre filtrul de particule USCAT si cel cu aditiv ?

Raportează comentariul
Curatare filtru particule
Duminică, 31 Mai 2015
Cand apar probleme la filtru particule ,cel mai important este identificarea cauzei! Daca nu este remediat problema din ce cauza s-a infundat filtrul de particule ,atunci filtrul curatat sau nou se va incarca cu funingine din nou! Cauze des intalnite: furtun intercooler, furtun turbo spart, senzor presiune diferential sau conducte senzor presiune defecte, termostat, ulei necorespunzator(uleiurile 5w40 nu sunt bune), senzor temperatura defect, lipsa aditiv si valva EGR blocat(Ford Focus 1.6 TDCi), clapeta galerie admisie si clapeta acceleratie defect (Audi/VW 2.0 TDi, 2.7-3.0 TDi), releu bujii incandescente (BMW), injectoare, turbo defect, teava flexibila distrusa! Daca testerul sau mecanicul nu a gasit nici o problema la motor atunci filtru de particule s-a infundat din cauze normale! Dupa 200000 km aproape toate filtrele se incarca cu resturi de cenusa ramase dupa regenerari! Nu trebuie schimbat filtrul din aceasta cauza! Daca filtrul nu arata urme de uzuri (nu este ars, topit sau nu lipsesc bucati din elementul filtrant) atunci puteti trimite la curatat fara grija! Important este sa alegeti o firma cu autorizata care va da garantie minim 12 luni!

Raportează comentariul
Gordius Odorhei
Sâmbătă, 30 Mai 2015 Votează 5 / 5Votează 5 / 5Votează 5 / 5Votează 5 / 5Votează 5 / 5
O solutie poate sa fie si curatarea filtrului dpf/fap professional!

Raportează comentariul
Curatare filtru particule
Sâmbătă, 30 Mai 2015
In ziua de azi un motor cu filtru particule nu mai este o problema mare si foarte costisitoare ,daca dupa aparitia martorului dpf pe bord masina este imediat pus pe tester! In cele mai multe cazuri problema vine de la un senzor, furtun spart ,termostat sau ulei necorespunzator! Majoritatea serviceurilor recomanda Anularea DPF! Spuneti nu! Nu lasati sa distruga un sistem care lucreaza bine, doar ca s-a stricat un senzor sau s-a spart un furtun! Toate masinile la care a fost anulat DPF scot fum! Nu am vazut nici o masina cu dpf anulat care sa nu scoata fum! Anularea cu spargerea elementului filtrant costa minim 250 euro! Daca nu sunteti multumit pentru ca masina scoate fum, atunci trebuie sa cumparati filtru particule second hand sau nou, plus trebuie pus softul original inapoi! Aceste cheltuieli se ridica la 400-500 euro! Deci in total 650-750 euro! Cel mai important este testul ,care trebuie facut cat mai repede si cu un tester compatibil cu masina dvs.! Nu cheltuiti inaite sa stiti problema motorului!

Raportează comentariul

Login

Logo motorul anului