A dízel regenerációs ciklus folyamata
A dízel részecskeszűrőt, amelyet általában DPF-nek neveznek, a dízelmotorokban használják a kipufogógáz káros részecskéinek a csapdába ejtésére. A motorból kijövő tökéletlen égésből származó koromrészecskék, valamint a kipufogógáz-levegőkeverék ugyan távozik a kipufogón keresztül, de az aktív szűrés hatására felhalmozódnak a részecskeszűrőbe a károsanyagok, így nem kerülnek ki a természetbe, a levegőbe. Ezeket a felhalmozódott koromrészecskéket a kipufogógáz hőmérsékletének emelése (regeneráció) égetheti el, így megakadályozva a levegőszennyeződést, mely tisztább Földet eredményez.
A kipufogógáz hőmérsékletét az ECU (motorvezérlő) érzékeli a regeneráció során. A hőmérsékleti adatokat a DPF-re helyezett hőérzékelők segítségével továbbítják az ECU-hoz, így kiszámítható a pontos kipufogógáz-hőmérséklet emeléséhez szükséges mennyiség.
Dízel részecskeszűrő működése
A regeneráció folyamatai
A szűrő belsejében felhalmozódott részecskéket égéssel kell eltávolítani, hogy elkerüljék az eltömődést. A regenerációnak különféle stratégiái vannak:
Passzív regeneráció
A részecskéket folyamatosan égetik az ECU beavatkozása nélkül. Ezt 3000 fordulat / perc sebességgel érik el a normál közúti sebesség mellett. Természetesen ez az opció nem jelenti azt, hogy tökéletesen kitisztulna a DPF szűrő, egy minimális segítséget jelent a szűrőnek.
A DPF keresztmetszeti ábrája
Útmutató a Nissan Terrano 2700 dízel vezérléséhez
Aktív regeneráció
A kipufogógáz hőmérséklete általában nem éri el azt a szintet, amely a városi használat során szükséges a passzív regenerálás befejezéséhez. Így az nem tisztítható, és a szűrő belsejébe tovább telítődik a korom. Amikor eléri az eltömődési küszöböt (18 gramm), az ECU kiváltja az aktív regenerációt.
A dízel részecskeszűrőn belül összegyűjtött koromrészecskék lerakódás szintjét az ECU-be beprogramozott 2 modell alapján lehetséges kiszámítani:
- A vezető profilján alapuló számítási modell, amely a telítettséget kiszámítja a kipufogógáz-hőmérséklet-érzékelőkből és az oxigénérzékelőkből származó specifikus jelek/értékek alapján.
- A második modell úgy számolja ki a telítettséget,hogy a nyomáskülönbség-érzékelőtől, a hőmérséklet-érzékelőktől és a levegő áramlásmérőjétől kapott jelek végzi el a pontos számításokat.
A kipufogón a DPF szűrő bemenete és kimenete között elhelyezett nyomáskülönbség-érzékelők mérik a szűrőben a telítettség szintjét nyomáskülönbség alapján. Ha a DPF szűrő eltömődését érzékelők segítségével észleljük, megnő az ECU-hoz (motorvezérlő) jutó feszültség. Az ECU tehát emeli a kipufogógáz hőmérsékletét 550-650 Celsius fokos szintre.
Hogyan biztosítható a hőmérséklet emelkedése?
- Be kell állítani a légáramlást/légáramot
- Az EGR szelepet inaktíválni kell, tehát az ECU kikacsolja a kipufogógáz visszavezetést.
Mi történik ha csak rövid távon használjuk az autót?
Rövid távolság használata esetén lehetetlen elérni a regenerációhoz szükséges hőmérsékletet. A DPF figyelmeztető lámpa világít, ha a telítettség szintje elérte azt a szintet (24 gramm), hogy szükségessé vált az aktív. Ez a jelzés arra hívja fel a vezető figyelmét, hogy tegyen meg egy regenerációs utat (húzassa ki a járművet igazából). Más szavakkal, a járművet egy bizonyos távolságig megfelelő sebességgel kell használni, és a DPF regenerálásához szükséges hőmérsékletet kell elérni. Ezt nevezzük erőltetett regeneráció-nak.
Mit tehetünk ha sikertelen a regeneráció?
Sikertelen erőltett regenerálás esetén, illetve ha a telítettség szintje már meghaladta a kritikus határértéket (40 gramm), a DPF jelző és a motor figyelmeztető lámpái (hibakód jelenik meg) világítanak. Ebben az esetben a motorvezérlő blokkolja az aktív regenerálódást a DPF szűrő védelme érdekében.
Dízel üzemanyag összehasonlítás
Ezen a ponton külső beavatkozás szükséges, és a kialakult problémát részecskeszűrő tisztítással lehet helyrehozni!
DPF tisztítási folyamat
A DPF professzionális tisztítást igényel 100.000 km vagy 5000 motoróránként.
A dízel részecskeszűrő (DPF) egy olyan szűrő, amely felfogja és tárolja a kipufogókormot, hogy csökkentsék a dízelautók károsanyag-kibocsátását. A Diesel Particulate Filter (DPF) egy kerámia szűrő, amely több ezer apró csatornával rendelkezik, amelyek felfogják a kormot, és megakadályozzák, hogy a részecskék (akár 1 mikron) kilépjenek a kipufogócsőből. A belső szerkezetet kémiai katalizátorréteg borítja, amely kis mennyiségben tartalmaz nemesfémeket, általában platinát vagy palládiumot.
A kipufogógázból származó részecskék vagy korom mennyiségének csökkentése érdekében elég magasra kell emelni az égéstér hőmérsékletét, hogy csökkentse a részecskék képződését.
Üzemanyagtank méret - Smart Forfour 454
2009 után gyártott dízelüzemű személyautóknak és teherautóknak rendelkezniük kell DPF-vel, és bizonyos esetekben szelektív katalizátorcsökkentő (SCR) rendszerrel. Ezek az összetevők együttműködve csökkentik, és megfelelő működés esetén eltávolítják az összes káros nitrogén-oxidokat és kormot a kipufogórendszerből. Ez megnöveli a motor élettartamát, ugyanakkor tisztítja a levegőt.
A részecskeszűrőt rendszeresen tisztítani kell. A koromrészecskék a DPF burkolatához tapadnak, miközben a motor jár, a szűrő lassan eltömődik azoktól a részecskéktől, amelyeket arra terveztek, hogy eltávolítsák a kipufogóból.
A DPF karbantartásának legjobb módja, ha megbizonyosodik arról, hogy teljesen képes regenerálódni, amikor tele van kormmal. A Terra Clean-nél azt tanácsoljuk, hogy a sofőrök rendszeresen 30-50 percet futtassák dízelmotoros járműveiket állandó sebességgel autópályán vagy A-úton, hogy segítsék a szűrő kiürítését.
A részecskeszűrő regenerálás, vagyis másnéven részecskeszűrő kiégetés magának a szerkezetnek a működésébe van belekódolva. A részecskeszűrő regeneráció kb. 10-15%-os telítettségi szintnél indul be. Ez használattól függően kb. 500-700 kilométerenként következik be, de extrém városi használat mellett akár 200 kilométerenként is megtörténhet.
A részecskeszűrő élettartama sem végtelen. Általában 150 és 200 ezer kilométer alatt még a kíméletesen használt DPF is tönkremegy, eltömődik.
Jól működő DPF nélkül az Ön járműve sem fog megfelelően teljesíteni.
Általában, ha a szűrő eltömődik, vagy hiba lép fel a rendszerben, narancssárga fény jelenik meg a műszerfalon.
A környezetvédelemben elsődleges cél, hogy a járművekből származó légszennyező anyagok kibocsátását egyre lejjebb szorítsák. A jármű elektronikája szenzorokkal folyamatosan figyeli, hogy mennyi korom gyűlt össze a szűrőben és időnként a kipufogógáz extra magas hőmérsékletét felhasználva egyszerűen elégeti a felgyülemlett kormot.
A megfelelő üzemi feltételek esetén a kocsi magától elkezdi a regenerációt, amit ma már szinte minden modell jelez is a műszerfalon. Nagyon fontos, hogy amíg a regeneráció folyamatban van, vagyis a jelzése aktív a műszerfalon, addig ne álljunk meg az autóval, sőt, visszaváltással, magasabb fordulatszámon való járatással segíthetjük is a folyamatot.
Ha menet közben nem sikerül a tisztítás, akkor egy idő után a megtelt szűrő miatt az autónk le fog tiltani, nem engedi nyomni a gázt, a maradék teljesítmény pedig éppen arra lesz elegendő, hogy eljussunk egy szervizbe, ahol a regeneráció megtörténhet. Ezt úgy csinálják, hogy a járműre rákötik a számítógépet, amely regeneráció módba kapcsol, a motort 4000-es fordulaton tartják, és kikényszerítik a tisztítást.
Előfordulhat, hogy annyira rossz a helyzet, hogy a DPF-et nem lehet regenerálni. Ekkor sajnos nincs más megoldás, a szűrőt cserélni kell, de ez nem olcsó mulatság.
Sajnos nagy "divat" az is, hogy "kivágják" a DPF rendszert az autóból. Ez hatalmas hiba! A mai gépjárművek nem úgy lettek kialakítva, hogy részecskeszűrő nélkül működjenek, és a DPF eltávolítás utáni hibalehetőségek egy új DPF rendszer sokszoros árát is kitehetik, nem is beszélve az eszméletlen környezetszennyezésről amit ez okoz!
Az aktív regenerációs rendszerek lényege, hogy a DPF első szobájának számító oxidációs katalizátorban a megfelelő motorvezérlés miatt jelentősen megemelkedik a hőmérséklet, a gázolajhoz kevert adalékanyag (Eolys) pedig csökkenti a regenerációhoz szükséges hőmérséklet küszöböt. Nagy hátránya ezeknek a rendszereknek, hogy az adalékanyag véglegesen lerakódik a szűrőben, és így jobb esetben 180, rosszabb esetben akár már 100 ezer kilométer megtétele után ki kell cserélni a szűrőt.
Vitathatatlan, hogy a dízelmotorok és a dízel emissziótechnika sokat fejlődött az elmúlt évtizedekben. Egy dízelmotor kipufogógázai merőben más összetételűek, mint az Otto-motor esetében. A HC és CO emisszió a dízelmotorok esetén kedvezőbb, alacsonyabb szintű. Viszont a rákkeltő nitrogén-oxidok kibocsájtása jelentősen túllépi az Otto-motorét, ráadásul dízelmotor esetében szilárd részecskék is megjelennek a kipufogógázban.
Euro5 előírások teljesítése esélytelen részecskeszűrő alkalmazása nélkül.
A koromszűrő valóban hatékonyan tárolja el magában a koromrészecskéket, viszont ezzel a dolgok még nincsenek megoldva, ugyanis a szűrő nem képes végtelen mennyiségű részecskét eltárolni.
Van viszont egy probléma: a regeneráció segítségével nem tud minden maradéktalanul kiégni a szűrőből. Emiatt a részecskeszűrők élettartama - jó esetben - 200-250e km. Átlagosan ennyi futásteljesítmény után telítődik a szűrő hamuval, ezután a szűrőt cserélni vagy tisztítani kell.
Amíg a hamutartalom nem éri el a számított maximumot, a regenerálási ciklus a következőképpen megy végbe: ha az ECU a részecskeszűrő koromtelítettségét feltételezi (méri, ill. számítja), egy bizonyos határérték felett elindítja a regenerációt, és folytatja egy alsó telítettségi érték eléréséig. Ezt a legtöbb gyártó különböző módon oldotta meg. Legtöbb esetben egy kb. 10-20 perces folyamatról van szó, amikor pl. utóbefecskendezés(ek) segítségével (vagy számos egyéb módon) a kipufogógázok hőmérsékletét jelentősen megnöveljük.
Ha egy autó pl. taxi-üzemben kizárólag a belvárosban, vagy extrém rövid távokon közlekedik, esetleg valami egyéb hiba miatt magasabb a koromkibocsátása, előfordulhat, hogy az ECU nem fogja tudni elkezdeni a regenerációkat, vagy a regenerációk sorozatban félbeszakadnak. Ezt előbb-utóbb hibajelző lámpával hálálja meg, esetleg lekorlátozott nyomatékkal. Ebből az állapotból nem minden rendszer hozható ki egyszerűen egy autópályás meghajtással. Ilyenkor a korlátozott nyomaték miatt eleve nem teljesíthetőek a regenerálás feltételei.
Fontos megjegyeznünk, hogy a részecskeszűrővel kapcsolatos problémák túlnyomó részét az generálja, ha a motor felől lényegesen nagyobb mennyiségű korom érkezik, mint az elvárható volna. Ez általában motorikus problémákra utalhat (pl. befecskendező porlasztó, EGR-rendszer, stb.), emiatt a koromszűrőt nem hibáztathatjuk.
További probléma lehet, hogy a regeneráció során a többlet-gázolaj nem ég el rendesen, egy része annak a motorolajat hígítja.
Amennyiben a regenerációs folyamat feltételei nem teljesülnek, a legtöbb esetben lehetőség van a gépkocsi álló helyzetében történő ún. kényszer regenerálásra, melyet - egy feltételrendszer teljesülése esetén - diagnosztikai teszter segítségével indíthatunk el.
Gyakran a szervizek ajánlanak olyan tüzelőanyag-adalékokat, melyek használata esetén a korom gyulladási hőmérséklete lecsökken, így esély lehet városi használat mellett is a részecskeszűrő koromtartalmának kiégésére.
Amennyiben a részecskeszűrőt kicseréljük, ezt az ECU-val "közölni kell".
Tapasztalataink szerint legtöbbször nem magával a koromszűrővel van probléma. A részecskeszűrővel összefüggő hibák, hibakódok, műszerfali jelzések legnagyobb része vagy elektromos alkatrész hibából, vezetékezési hibából, vagy abból adódik, hogy a részecskeszűrő valami egyéb tényező miatt a vártnál gyorsabban telítődik. Ennek a hátterében leggyakrabban a kipufogógáz-visszavezetési hiba, szívóoldali tömítetlenség, vagy porlasztási hiba áll.
Az Euro 6-os környezetvédelmi szabvány olyan határértéket ír elő a dízelmotorok nitrogén-oxid kibocsájtására, amit a cikkünk elején tárgyalt kipufogógáz-visszavezetés nem lesz képes megoldani.
A kopás mértékét jól mutatja a fotónk. A légtömegmérő által mért levegőmennyiség egy része itt távozik, az eredmény a turbó fokozottabb igénybevétele és fokozottabb koromképződés. Még rosszabb a helyzet pl. egyes BMW motorok esetében, itt a vékony tengely fáradásos törése következhet be, a pillangószelep égéstérbe kerülése óriási kiadást okoz.
A VAG DPF egy androidos alkalmazás, amely lehetővé teszi a dízelkibocsátási rendszerhez kapcsolódó érzékelők széles skálájának figyelését, nyomon követését és naplózását. Az alkalmazás lehetővé teszi, hogy online, vagy akár naplózva nyomon kövessük a DPF regenerációt, a DPF regenerálási ciklusát és ami a legfontosabb, hogy láthatjuk a szűrő olajhamu-tartalmával kapcsolatos információkat.
A regeneráció időtartama cirka 12 perc volt, ebből egyharmada alapjáraton történt, ugyanis tudni kell, hogy a regeneráció alapjáraton is gond nélkül végbemegy. Ellenben jobb menet közben végigcsinálni, mert a motort igen nagy hőterhelés éri. Látható, hogy a be és kimenő kipufogógázok hőmérséklete 500 °C felett van.
Új dízelmotoros autó részecske- (DPF) vagy más néven koromszűrő nélkül nem kerülhet forgalomba. A DPF a ma érvényben lévő Euro 5 kipufogógáz-előírás teljesítéséhez nélkülözhetetlen.
A részecskeszűrő egészségünk védelmében kifejtett áldásos hatása mellett az üzemeltetőknek, javítóknak meglehetősen gyakran okoz gondot. A gépjármű mozgását korlátozó vagy megakadályozó nehézségek számára nem kedvező üzemi viszonyok vagy motorirányítási problémák miatt következnek be. A javítás - időt rabló szervizműveletek mellett - gyakran hosszas szerviz-ügyfél vitákhoz vezet és komoly összegekre rúg.
A részecskeszűrő felépítése: A kipufogógázt porózus kerámia szűri meg. A kipufogógázból a részecske a szűrő belső falán, részben a szűrőfalba behatolva lerakódik. Ezt a szűrőt falszűrőnek nevezzük.
A szűrőegységet négyzet vagy hatszög keresztmetszetű, tengelyirányú csatornák alkotják. A csatornák fele a belépőoldalon nyitott és a kilépőoldalon zárt. A csatornába a kipufogógáz belépve a csatornafalon áthaladva jut a szomszédos, ún. kilépő csatornába. A kilépő csatorna a motoroldal felől zárt és a kipufogócső felé nyitott.
A szűrők a 15 nm és az 500 nm (0,5 µm) közötti tartományban is 90 tömeg%-os hatásfokkal szűrik ki a részecskéket, az ennél nagyobbakat természetesen 100%-os hatásfokkal.
A szűrőbe, annak belső falfelületére és a szűrőfal járataiba bekerülnek olyan anyagok, melyek a gépjárműbe épített DPF-ből nem távolíthatóak el, tehát a szűrő ezen anyagok tekintetében nem regenerálható.
Melyek ezek?
tags: #dízel #regenerációs #ciklus #folyamata