Kvēpu filtrs: funkcijas
Kvēpu filtrs, kas tas ir? Šodien mēs uzzināsim, ko sauc par dīzeļa daļiņu filtru, kas ir motora izplūdes sistēmas elements, kādus uzdevumus un funkcijas tas veic, kā arī to, kur ierīce bieži atrodas konkrētā transportlīdzekļa modelī. Turklāt mēs jums pastāstīsim, kāpēc kvēpu filtrs ir uzstādīts automašīnām, kas aprīkotas ar dīzeļdzinējiem, vai daļa ir jāapkalpo, kāda ir filtra elementa struktūra un dizains un kāda veida izplūdes sistēmas sastāvdaļas pastāv. Noslēgumā runāsim par to, kā daļiņu filtrs atšķiras no izplūdes gāzu katalizatora un vai transportlīdzekļa spēkstacija var darboties bez šī mehānisma.
Pēdējos gados uz planētas ir norisinājusies plaša mēroga cīņa par tīru automašīnu izpūtēju, valstu valdībām izstrādājot lielas un dārgas programmas transportlīdzekļu oglekļa dioksīda emisiju samazināšanai. Protams, tas ir saprotams, jo vairāk automašīnu uz Zemes kļūst, jo vairāk tās piesārņo vidi, kā rezultātā, pēc zinātnieku domām, veidojas ozona caurumi, kas izraisa siltumnīcas efektu. Tāpēc daudzi lielie automašīnu ražotāji gadu no gada cenšas izstrādāt īpašas ierīces, kas paredzētas kaitīgo vielu daudzuma samazināšanai izplūdes gāzēs. Kā mēs zinām, gandrīz visi mūsdienu benzīna dzinēji ir aprīkoti ar katalizatoriem, kurus tautā sauc par izplūdes gāzu katalizatoriem. Tomēr, kas attiecas uz dīzeļdzinējiem, citiem ir atšķirīgs dizains, un izplūdes gāzes tiek attīrītas atšķirīgi, jo izdalītajās vielās ir daudz kvēpu. Lai atmosfērā neizdalītu kvēpus no izplūdes gāzēm, tika izgudroti īpaši daļiņu filtri.
Dīzeļdegvielas daļiņu filtrs tiek uzstādīts tāpat kā katalizators benzīna motoros automašīnas izplūdes sistēmā. Jebkuras mūsdienu automašīnas izplūdes sistēma ir diezgan sarežģīts mehānismu un sastāvdaļu komplekts, un tas, neskatoties uz visu ārējo izpildes vienkāršību. Galvenā atšķirība starp dīzeļa agregātu un benzīna agregātu ir darbības princips un spēkstacijas aizdedzes sistēma. Dīzeļdzinēji nav aprīkoti ar aizdedzes svecēm, un degviela tiek aizdedzināta augsta spiediena un ātras sildīšanas dēļ. Tāpēc šādos darbības ciklos nevis vienkāršam filtram vajadzētu iztīrīt izplūdes gāzes no viena un tā paša kvēpu, bet gan tādam, kura sastāvā ir īpaši filtrēšanas komponenti.
1. MĒRĶIS, FUNKCIJAS UN KĀ DARBOJAS kvēpu filtrs atšķirībā no katalizatora.
Tātad, ko sauc par dzinēja daļiņu filtru? Daļiņu filtrs ir īpaša ierīce, kas attīra dīzeļa spēkstacijas izplūdes vai izplūdes gāzes no kvēpu daļiņām, kas nonāk vidē. Atsauces nolūkā mēs atzīmējam, ka, pateicoties daļiņu filtra izmantošanai, kaitīgo vielu emisija atmosfērā tiek samazināta par aptuveni 75-85 procentiem. Tādējādi filtra elementa galvenais uzdevums ir kvēpu notveršana motora izplūdes sistēmas darbības laikā. Pirmie dīzeļdegvielas daļiņu filtri transportlīdzekļos ir uzstādīti kopš 2002. gada un sākotnēji tika izmantoti tikai kravas automašīnās.
Kopš 2008. gada filtru izmantošana izplūdes gāzu attīrīšanai no kvēpiem automašīnām ar dīzeļdzinējiem ir kļuvusi par obligātu procedūru. Tas viss bija tieši saistīts ar Euro 5 vides standarta ieviešanu. Vienkāršā izteiksmē daļiņu filtrs ir viena no izpūtēja sastāvdaļām, kas iziet cauri un attīra izplūdes gāzes. Ņemiet vērā, ka nevajadzētu jaukt daļiņu filtru ar katalizatoru, jo pirmais komponents galvenokārt cīnās tikai ar kvēpu, kas ir dīzeļdegvielā, un otrais elements tieši cīnās ar izplūdes gāzēm, kuru vielas ir jebkura veida degvielā.
Kā darbojas daļiņu filtrs? Jebkura filtra, kas paredzēts izplūdes gāzu attīrīšanai no kvēpu, darbība sastāv no 2 galvenajiem posmiem. Pirmajā posmā kvēpu daļiņas tiek notvertas un iziet no motora. Pateicoties filtra īpašajai struktūrai, kas sastāv no smalka tīkla materiāla, uz tā sienām nosēžas kvēpu daļiņas. Atsauces nolūkā ņemiet vērā, ka ne visas mazās daļiņas var notvert ar filtru, parasti vielas, kuru izmērs ir no 0,1 līdz 0,5 mikroniem, filtra elementos nepaliek un tālāk pa izplūdes cauruli nonāk izpūtējā. Tomēr šādu daļiņu īpatsvars nav liels, apmēram 10 procenti.
Ņemiet vērā, ka laika gaitā automašīnas darbības laikā daļiņu filtrs tiek pakāpeniski aizsērējis, kas noved pie spēkstacijas jaudas samazināšanās. Tāpēc laiku pa laikam trokšņa slāpētāja sastāvdaļa ir jātīra vai jāveic procedūra, ko sauc par reģenerāciju, kas, starp citu, ir izplūdes gāzu attīrīšanas no kvēpiem otrais posms. Reģenerācija ir filtra iekšpusē esošā smalkā tīkla materiāla attīrīšanas process no pārmērīgu kvēpu nogulšņu veidošanās uz tā. Tādējādi izplūdes gāzu attīrīšanas no kaitīgām vielām pirmais posms sastāv no kvēpu uzkrāšanās filtra iekšienē, bet otrajā – uzkrāto nogulšņu noņemšanā.
Kam domāts daļiņu filtrs, ja ir katalizators? Kā jau teicām iepriekš, daļiņu filtrs ir paredzēts lielākā mērā, lai attīrītu izplūdes gāzu no kvēpiem dīzeļdzinējos, kas darbojas ar dīzeļdegvielu, un katalizatoru kaitīgu atkritumu attīrīšanai attiecībā uz motoriem, kas darbojas ar benzīnu, kur kvēpu kā tāda nav. Tomēr mēs atzīmējam, ka šodien daži automašīnu ražotāji, izmantojot Vācijas koncerna “VAG” piemēru, ir izstrādājuši īpašus kombinētus filtru elementus, kas vienā korpusā apvieno gan katalizatoru, gan “kvēpus”, tas ir, notiek sava veida dubultā attīrīšana no visu veidu piesārņotājiem, motora izplūdes gāzēs.
Kāda ir kombinētā filtra būtība? Šāda filtrēšanas elementa būtība vai galvenā iezīme ir tā struktūra. Fakts ir tāds, ka filtra korpusa iekšpusē ir standarta šūnas ar mazas sekcijas kanāliem, kas izgatavoti no silīcija karbīda, to uzdevums ir apkarot kaitīgu vielu daļiņas. Bet galvenā iezīme ir šūnas ķermeņa sānu sienas, kas izgatavotas no katalītiskā materiāla, parasti titāna. Tieši filtru korpusa sāni veicina tādu vielu kā oglekļa dioksīds un oglekļa monoksīds sadedzināšanu un oksidēšanu. Tādējādi kombinētais komponents ir divi filtri vienā, tas ir, dubultā tīrīšanas efektivitāte.
2. DAĻIŅU FILTRU REĢENERĀCIJAS ĪPAŠĪBAS. FILTRU ELEMENTU VEIDI
Kā mēs tagad zinām, gandrīz jebkurš daļiņu filtrs ir jāatjauno vai jātīra. Tomēr ne velti mēs izjaucām kombinēto filtra elementa tipu. Fakts ir tāds, ka, pateicoties kombinētajam katalizatoram ar daļiņu filtru, nogulsnes var notīrīt pasīvi. Katalizators spēj uzkarsēt daļiņu filtru līdz ļoti augstai temperatūrai, kas var sasniegt 500-600 grādus pēc Celsija. Pateicoties šai temperatūrai, daļiņu filtrs tiek attīrīts no nogulsnēm, sadedzinot vai oksidējot tajā esošās kaitīgās daļiņas.
Kvēpu filtra tīrīšana (pasīvā), tās darbības (ķīmiskā reakcija):
– Sākumā reakcijā nonāk slāpekļa savienojumi ar skābekli, šī darbība notiek katalizatorā, kā rezultātā veidojas slāpekļa dioksīds;
– Tad izveidojies slāpekļa dioksīds reaģē ar kvēpu vai nogulsnēm filtrā, kā rezultātā slāpekļa oksīds veidojas ar oglekļa monoksīdu;
– Pēdējā posmā slāpekļa oksīds ar oglekļa monoksīdu reaģē ar skābekli, kā rezultātā veidojas slāpekļa dioksīds un oglekļa dioksīds.
Tādējādi, kā redzam, pateicoties pasīvajai metodei, filtra elements tiek iztīrīts no kvēpu un bez mūsu līdzdalības. Tomēr jāpatur prātā, ka, ja automašīna netiek lietota ilgu laiku vai tiek izmantota tikai nelielos attālumos, tad kvēpu daļiņas var pilnībā neizdegt vai vienkārši nepietiek temperatūras šim procesam. Šajā gadījumā jums būs jāizmanto daļiņu filtra piespiedu tīrīšana. Uzziņai ņemiet vērā, ka dažiem dīzeļdzinējiem ir īpaša funkcija, kas atjauno kvēpus, kad motors darbojas ar lielu ātrumu, paaugstinot darba temperatūru filtra iekšienē līdz 700 grādiem pēc Celsija. Tik augstas temperatūras dēļ filtra iekšpusē sāk notikt ķīmiskas reakcijas, kas arī, kā jau aprakstījām iepriekš, oksidē kvēpu nogulsnes šūnās.
Daļiņu filtra pasīvā reģenerācija ir automātiska automašīnas filtra elementa atjaunošanas metode, kurai nav nepieciešama cilvēka iejaukšanās. Visas procedūras pamatā ir īpaši sensori, kas pārraida informāciju uz elektronisko vadības bloku. Šī informācija bieži attiecas uz gaisu, izplūdes gāzu temperatūru pirms un pēc filtra, kā arī spiedienu filtra elementa iekšpusē. Norādei ņemiet vērā, ka tad, kad filtra tīrīšana ir beigusies, spiediens komponenta iekšienē tiek automātiski izlīdzināts, kas norāda uz reģenerācijas procesa beigām.
Nākamā makrodaļiņu filtru grupa, kas bieži tiek uzstādīta uz dīzeļdzinējiem, nav aprīkota ar katalizatoru. Precīzāk, tos var aprīkot ar izplūdes gāzu neitralizatoru, bet tas ir uzstādīts atsevišķi no “kvēpu”, kā likums, tā priekšā, un tie nekādā veidā nesaskaras viens ar otru, tas ir, tie ir divi atsevišķi komponenti. Atsauces nolūkā mēs atzīmējam, ka šāda struktūra izplūdes gāzu tīrīšanas ziņā tiek izmantota franču automašīnām “Peugeot” un “Citroen”, kā arī amerikāņu “Ford”, “Cadillac”, kā arī japāņu “Toyota” ar “Lexus”.
Sistēma ar atsevišķu katalizatoru un daļiņu filtru atšķiras no kombinētās sistēmas, kas apvieno abus filtru elementus. Filtra reģenerācija šādās automašīnās notiek aptuveni 1 reizi 300–500 kilometru nobraukumā automātiskajā režīmā, degvielā ievadot īpašu ķīmisku piedevu. Šāda veida piedevas pamatā ir sarežģīta viela, ko sauc par ceriju. Kad kvēpu filtrs ir aizsērējis, dīzeļdegvielas iesmidzināšanas sistēma injicē piedevu spēkstacijas cilindru sadedzināšanas kamerās. Kad veidojas izplūdes gāzes, filtra iekšpusē veidojas ļoti augsts spiediens ar temperatūru aptuveni 750 grādi pēc Celsija, un filtra elements šajā brīdī tiek uzkarsēts līdz sarkanai.
Kāpēc labāk izmantot cerija bāzes piedevas? Fakts ir tāds, ka tāda viela kā cerijs nesadalās dīzeļdegvielā, tā tiek piegādāta kopā ar gāzēm tieši filtrā, kur tā nokļūst uz karstā sieta komponentes un sāk degt, vienlaikus paaugstinot temperatūru līdz pat 800–900 grādiem pēc Celsija. Pateicoties Cerium, kvēpi sāk oksidēties un sadegt. Atkal augstas temperatūras un spiediena dēļ daļiņu filtra reģenerācija efektīvi attīra filtra elementa šūnas un sienas. Atsauces nolūkā mēs atzīmējam, ka materiāli, no kuriem izgatavota automašīnas izplūdes sistēma, ir ļoti izturīgi un iztur temperatūru virs 1000 grādiem pēc Celsija, tādēļ izplūdes trakta daļu iznīcināšana nevar notikt.
Kas attiecas uz degvielas piedevu, to pērk atsevišķi īpašā traukā, un, pēc ražotāja domām, parasti tās pietiek apmēram 15-20 tūkstošiem kilometru. Tomēr, izmantojot zemas kvalitātes dīzeļdegvielu, tīrīšanas piedevas ilgumu var samazināt par 20–30 procentiem, tāpēc labāk netaupīt uz šādas autoķīmijas un iegādāties oriģinālu, pārbaudītu tehnisko šķidrumu.
Apkopojot iepriekš minēto, mēs atzīmējam, ka kvēpu filtrs ir ierīce, kas ir paredzēta apkārtējā gaisa tīrīšanai, pateicoties tā efektīvajām filtrēšanas īpašībām. Ir vērts atzīmēt, ka, ja kvēpu filtrs tiek noņemts no izplūdes sistēmas, automašīna varēs darboties labāk, tas ir, ar lielāku efektivitāti, jo izplūdes caurulē nebūs šķēršļu. Mūsdienās lielākā daļa dīzeļdzinēju automašīnu īpašnieku, lai taupītu degvielu un palielinātu spēkstacijas jaudu, piespiedu kārtā izslēdz īpašu motora vārstu, ko sauc par EGR / EGR vārstu.