מהו פילטר חלקיקים, מבנהו ועקרון פעולתו

עם כניסת התקנים הסביבתיים, החל משנת 2009, כל המכוניות עם מנועי בעירה פנימית מתלקחים חייבות להיות מצוידות במסנני חלקיקים. שקול מדוע הם נחוצים, כיצד הם פועלים וכיצד לטפל בהם.

מהו פילטר חלקיקים וכיצד הוא עובד?

עצם הרעיון של פילטר מצביע על כך שהחלק מעורב בתהליך הניקוי. בניגוד למסנן האוויר, מסנן החלקיקים מותקן במערכת הפליטה. החלק נועד למזער את פליטת החומרים המזיקים לאטמוספרה.

תלוי באיכות המוצר ואלמנטים המסננים, חלק זה מסוגל להוציא עד 90 אחוז מהפיח מהפליטה לאחר בעירת סולר. עבודת מועצת הפדרציה מתרחשת בשני שלבים:

1. הסרת פיח. אלמנטים פילטר חדירים לעשן לוכדים חומר חלקיקי. הם מתמקמים בתאי החומר. זו המשימה העיקרית של המסנן.
2. הִתחַדְשׁוּת. זהו הליך לניקוי התאים מפיח שהצטבר. הוא מיוצר כאשר, עם מערכות הקשורות לשירות, המנוע מתחיל לאבד כוח. במילים אחרות, התחדשות היא השבת הניקיון של פני התא. שינויים שונים משתמשים בטכנולוגיה משלהם לניקוי פיח.

היכן ממוקם פילטר חלקיקים ולמה הוא מיועד?

מכיוון ש- SF עוסק בניקוי פליטה, הוא מותקן במערכת הפליטה של ​​מכונית המונעת על ידי מנוע דיזל. כל יצרן מצייד את מכוניותיה במערכת שעשויה להיות שונה מאנלוגים של מותגים אחרים. מסיבה זו אין כלל קשה ומהיר היכן צריך להיות המסנן.

בחלק מהמכוניות נעשה שימוש בפחמן שחור בשילוב עם זרז, המותקן בכל המכוניות המודרניות המצוידות במנוע בנזין. במקרה זה, המסנן יכול להיות מול הממיר הקטליטי או אחריו.

חלק מהיצרנים (למשל פולקסווגן) יצרו פילטרים משולבים המשלבים את הפונקציות של פילטר וגם של זרז. הודות לכך, ניקיון הפליטה ממנוע דיזל אינו שונה מאנלוג בנזין. לעתים קרובות, חלקים כאלה מותקנים מיד לאחר סעפת הפליטה כך שטמפרטורת גזי הפליטה מבטיחה את התגובה הכימית הנכונה לנטרול חומרים מזיקים.

מכשיר סינון

בגרסה הקלאסית, מכשיר ה- DPF דומה מאוד לממיר הקטליטי. יש לו צורה של בקבוק מתכת, רק בתוכו יש אלמנט סינון עמיד עם מבנה תא. אלמנט זה עשוי לעיתים קרובות מקרמיקה. גוף המסנן כולל הרבה רשת 1 מ"מ.

בגרסאות משולבות, אלמנטים הזרז ואלמנט הפילטר ממוקמים במודול אחד. בנוסף, בחלקים כאלה מותקנים חיישני טמפרטורה, חיישני לחץ וגז פליטה. כל החלקים הללו מבטיחים הסרה יעילה ביותר של חלקיקים מזיקים מהפליטה.

תכונות הפעולה והתפעול של מסנן החלקיקים

חיי השירות של מסנני חלקיקים תלויים ישירות בתנאי ההפעלה של הרכב. בהתאם לכך, בעל הרכב צריך לבדוק את מצב המסנן כל 50-200 אלף ק"מ. אם המכונית מופעלת בתנאים עירוניים ולעיתים קרובות מוצאת את עצמה בפקקים, אזי חיי הפילטר יהיו פחותים בהשוואה לאנלוגי המותקן במכונית המופעלת בתנאים קלים יותר (נסיעות בינעירוניות לאורך הכביש המהיר). מסיבה זו, מחוון שעות המנוע של יחידת הכוח משחק תפקיד משמעותי.

מאחר שמסנן חלקיקים סתום מפחית את ביצועי המנוע, כל נהג צריך לחדש מעת לעת את מערכת הפליטה. כמו כן, ישנה חשיבות רבה לעמידה בתקנות החלפת שמן מנוע. לפיכך, על בעל הרכב להיצמד היטב להמלצות יצרן הרכב.

בחירת שמן דיזל

בדיוק כמו הממיר הקטליטי שנמצא ברכבי בנזין מודרניים, מסנן החלקיקים עלול להינזק קשות אם בעל המכונית משתמש בשמן מנוע שגוי. במקרה זה, חומר הסיכה יכול להיכנס לתוך הצילינדרים ולהישרף במכה של השבץ.

במקרה זה, תשתחרר כמות גדולה של פיח (הדבר תלוי בנפח השמן הנכנס), אשר לא אמור להיות קיים במערכת הפליטה של ​​המכונית. פיח זה חודר לתאי הסינון ויוצר עליהם משקעים. עבור מנועי דיזל, איגוד יצרני הרכב האירופאים קבע תקן שמן מנוע העומד בדרישות תקן סביבתי של לפחות יורו4.

האריזה עם שמן כזה תסומן C (עם מדדים מ-1 עד 4). שמנים כאלה מתוכננים במיוחד עבור כלי רכב המצוידים במערכת טיפול לאחר או טיהור גזי פליטה. בשל כך, חיי השירות של מסנן החלקיקים גדלים.

ניקוי אוטומטי

במהלך פעולת יחידת הכוח, ניתן להתחיל תהליכים פיזיים המנקים אוטומטית את מסנן החלקיקים ממשקעי פחמן. זה קורה כאשר גזי הפליטה הנכנסים למיכל המסנן מחוממים ל-+500 מעלות ומעלה. במהלך מה שנקרא ניקוי אוטומטי פסיבי, הפיח מתחמצן על ידי תווך הליבון ומתנתק מפני השטח של התאים.

אבל כדי שתהליך זה יתחיל, המנוע חייב לפעול במהירות מסוימת במשך זמן רב. כאשר המכונית נמצאת בפקק ולרוב נוסע למרחקים קצרים, לגזי הפליטה אין זמן להתחמם עד כדי כך. כתוצאה מכך, פיח מצטבר בפילטר.

כדי לעזור לנהגים המפעילים את המכוניות שלהם במצב זה, יצרני כימיקלים שונים לרכב פיתחו תוספים מיוחדים נגד פיח. השימוש בהם מאפשר לך להתחיל בניקוי אוטומטי של המסנן בטמפרטורת גז הפליטה בטווח של +300 מעלות.

כמה מכוניות מודרניות מצוידות במערכת התחדשות מאולצת. הוא מזריק מעט דלק שמתלקח בממיר הקטליטי. בשל כך, מסנן החלקיקים מתחמם והפלאק מוסר. מערכת זו פועלת על בסיס חיישני לחץ המותקנים לפני ואחרי מסנן החלקיקים. כאשר יש הבדל גדול בין הקריאות של חיישנים אלו, מערכת ההתחדשות מופעלת.

יצרנים מסוימים, למשל, פיג'ו, סיטרואן, פורד, טויוטה, במקום מנה נוספת של דלק לחימום המסנן, משתמשים בתוסף מיוחד, הממוקם במיכל נפרד. תוסף זה מכיל סריום. מערכת ההתחדשות מוסיפה מעת לעת את החומר הזה לגלילים. התוסף מחמם בכוח את גזי הפליטה לטמפרטורה של כ-700-900 מעלות. אם המכונית מצוידת בווריאציה של מערכת כזו, הוא לא צריך לעשות שום דבר כדי לנקות את מסנן החלקיקים.

מסנני חלקיקים מסוג DPF סגור

מסנני חלקיקי דיזל בעיצוב מודרני מחולקים לשני סוגים:

• מסננים מסוג dpf סגור;
• מסנני FAP עם פונקציית התחדשות אלמנט המסנן.

הקטגוריה הראשונה כוללת אלמנטים שבתוכם חלת דבש קרמית, כמו בממיר קטליטי. שכבת טיטניום דקה מוחלת על קירותיהם. היעילות של חלק כזה תלויה בטמפרטורת הפליטה - רק במקרה זה תתרחש תגובה כימית לנטרול פחמן חד חמצני. מסיבה זו, מודלים אלה מותקנים קרוב ככל האפשר לסעפת הפליטה.

כאשר הם מופקדים על חלת דבש קרמית עם ציפוי טיטניום, פיח ופחמן חד חמצני מתחמצן (הטמפרטורה בה התגובה מתרחשת חייבת להיות כמה מאות מעלות). נוכחותם של חיישנים מאפשרת לאבחן תקלה במסנן בזמן, עליה יקבל הנהג הודעה מה- ECU על המסדרון של המכונית.

מסנני חלקיקים מסוג FAP סגורים עם פונקציית התחדשות

מסנני FAP הם גם מסוג סגור. רק הם נבדלים מהקודמים על ידי פונקציית הניקוי העצמי. פיח לא מצטבר בבקבוקונים כאלה. תאי היסודות הללו מצופים בתגובה מיוחדת המגיבה עם עשן חם ומסירה לחלוטין חלקיקים ממערכת הפליטה בטמפרטורות גבוהות.

יש מכוניות מודרניות המצוידות במערכת שטיפה מיוחדת, שבזמן הנכון מזריקה ריאגנט בעת תנועת המכונית, שבגללה הוצאת פיח כבר בשלבי ההתהוות הראשונים.

 לפעמים, במקום תוסף, משתמשים בחלק נוסף של דלק שנשרף בפילטר עצמו, מה שמגדיל את הטמפרטורה בתוך הבקבוקון. כתוצאה משריפה, כל החלקיקים מוסרים לחלוטין מהפילטר.

התחדשות פילטר חלקיקים

כאשר סולר נשרף, משתחררת כמות גדולה של חומר חלקיקי. עם הזמן חומרים אלה מתמקמים בחלק הפנימי של תעלות הפיח, שמהן הוא נסתם.

אם אתה מתמלא בדלק רע, יש סבירות גבוהה שכמות גדולה של גופרית תצטבר באלמנט המסנן. זה מונע בעירה איכותית של סולריום, מקדם את התגובה החמצונית במערכת הפליטה, שבגללה חלקיה נכשלים מהר יותר.

עם זאת, זיהום מהיר של מסנן החלקיקים יכול להתרחש גם בגלל כוונון לא נכון של מנוע הדיזל. סיבה נוספת היא בעירה לא מלאה בתערובת דלק האוויר, למשל, בגלל זרבובית שנכשלה.

מהי התחדשות?

התחדשות פילטר פירושה ניקוי או שחזור תאי פילטר סתומים. ההליך עצמו תלוי במודל המסנן. וגם על האופן שבו יצרן הרכב קבע את התהליך הזה.

בתיאוריה, הפיח לא יכול להיסתם לחלוטין, מכיוון שתגובות כימיות חייבות להתרחש בו. אך בפועל, זה קורה לעיתים קרובות (הסיבות מצוינות קצת למעלה). מסיבה זו יצרנים פיתחו פונקציה לניקוי עצמי.

ישנם שני אלגוריתמים לביצוע התחדשות:

• פָּעִיל;
• פאסיבי.

אם הרכב אינו מסוגל לנקות את הזרז ולסנן בכוחות עצמו, תוכלו לבצע הליך זה בעצמכם. זה יידרש במקרים הבאים:

• המכונית ממעטת לנסוע למרחקים ארוכים (לפליטה אין זמן להתחמם לטמפרטורה הרצויה);
• מנוע הבעירה הפנימית הושתק במהלך תהליך ההתחדשות;
• חיישנים פגומים - ה- ECU אינו מקבל את הפולסים הנדרשים ולכן הליך הניקוי אינו נדלק;
• ברמת דלק נמוכה התחדשות אינה מתרחשת, מכיוון שהיא דורשת כמות נוספת של סולר;
• תקלה בשסתום EGR (ממוקמת במערכת מחזור גז הפליטה).

סימן למסנן סתום הוא ירידה חדה בהספק יחידת הכוח. במקרה זה שטיפת אלמנט הפילטר בעזרת כימיקלים מיוחדים תעזור לפתור את הבעיה.

מסנן החלקיקים אינו דורש ניקוי מכני. זה מספיק כדי להסיר את החלק ממערכת הפליטה ולסגור את אחד החורים. יתר על כן, אמולטור אוניברסלי מוזג למיכל. זה עוזר להסיר פלאק בלי צורך לקנות חלק חדש. הנוזל חייב לכסות לחלוטין את המשטח המזוהם. במשך 12 שעות, יש לטלטל את החלק מעת לעת כדי שהפיח יישאר מאחור טוב יותר.

לאחר השימוש במנקה, החלק נשטף במים זורמים.  

התחדשות פסיבית

תהליך זה מתבצע בזמן שהמנוע פועל בעומס. כשהמכונית נוסעת על הכביש, טמפרטורת הפליטה במסנן עולה לכ -400 מעלות. תנאים אלה מעוררים תגובה כימית לחמצון הפיח.

בתהליך ההתחדשות נוצר חנקן דו חמצני במסננים כאלה. חומר זה פועל על תרכובות הפחמן המרכיבות פיח. תהליך זה יוצר תחמוצת החנקן יחד עם פחמן חד חמצני. יתר על כן, בשל הימצאות חמצן בחלל, שני חומרים אלה נכנסים לתגובה איתו, וכתוצאה מכך נוצרות שתי תרכובות אחרות: CO₂ וחנקן דו חמצני.

יש לזכור שתהליך כזה אינו תמיד יעיל באותה מידה, לכן, מעת לעת יש צורך בניקוי מאולץ של ה- dpf פיח.

התחדשות פעילה

כדי למנוע מסנן החלקיקים להיכשל ולא להחליף אותו למסנן חדש, יש צורך לנקות מעת לעת את המשטח הפעיל של הזרז. בתנועה עירונית או בנסיעות קצרות, אי אפשר לספק ניקוי פסיבי של הזרז.

במקרה זה, יש צורך להתחיל בהליך פעיל או מאולץ. מהותו מסתכמת בדברים הבאים. שסתום ה- Ugr נסגר (במידת הצורך מבצעים התאמות לתפעול הטורבינה). בנוסף לחלק העיקרי של הדלק, נוצרת כמות מסוימת של תערובת דלק אוויר.

הוא מוזרק לגליל, בו הוא נשרף חלקית. שארית התערובת נכנסת לסעפת הפליטה ונכנסת לזרז. שם הוא נשרף וטמפרטורת הפליטה עולה - נוצרת ההשפעה של תנור פיצוץ כשהמפוח מופעל. הודות לאפקט זה, החלקיקים המצטברים בתאי הזרז נשרפים.

הליך כזה הוא הכרחי להמשך התגובה הכימית בממיר הקטליטי. זה יאפשר פחות פיח להיכנס למסנן, מה שבתורו יאריך את חיי מסנן החלקיקים.

בנוסף לניקוי הזרז, הבעירה של חלק נוסף של ה- VTS מחוץ למנוע מעלה את הטמפרטורה במעגל הפילטר עצמו, מה שתורם חלקית גם לניקויו.

הנהג לומד כי האלקטרוניקה מבצעת הליך זה בכדי להגביר את מהירות הסרק בזמן נסיעה ארוכה. כתוצאה מניקוי עצמי זה, ייצא עשן כהה יותר מצינור הפליטה (זו הנורמה, מכיוון שפיח מוסר מהמערכת).

מדוע התחדשות יכולה להיכשל וכיצד לבצע ניקוי ידני

ישנן מספר סיבות מדוע מסנן החלקיקים אינו מתחדש. לדוגמה:

• נסיעות קצרות, שבגללן אין לתהליך זמן להתחיל;
• התחדשות מופסקת עקב עצירת מנוע;
• אחד החיישנים אינו משדר קריאות או שאין ממנו אות כלל;
• רמה נמוכה של דלק או תוספים במיכל. המערכת קובעת כמה דלק או תוסף אנטי-חלקיקים נדרש להתחדשות מלאה. אם הרמה נמוכה, התהליך לא יתחיל;
• תקלה בשסתום EGR.

אם המכונה מופעלת בתנאים כאלה שהניקוי העצמי לא יתחיל, ניתן לנקות את מסנן החלקיקים באופן ידני. במקרה זה, יש להסיר אותו מהרכב. לאחר מכן, שקע אחד חייב להיות מחובר בפקק, ונוזל שטיפה מוזג לתוך השני. מדי פעם, יש לנער את המסנן כדי לשבור את הפיח.

יש צורך להקצות כ-12 שעות לשטיפת המסנן. לאחר זמן זה, הכביסה מנוקזת, והפילטר עצמו נשטף במים זורמים נקיים. למרות שהליך זה יכול להתבצע באופן עצמאי, עדיף לקחת את המכונית לתחנת שירות כדי שזה ישלב עם אבחון מערכת הפליטה כולה. במקרה זה, אין צורך להשקיע כל כך הרבה זמן. לדוגמה, בחלק מתחנות השירות יש ציוד מיוחד המדמה תהליך של התחדשות מסננים על ידי שריפת פיח מאולצת. ניתן להשתמש בתנור חימום מיוחד והזרקת דלק, המדמה את פעולתה של מערכת רגנרציה.

גורמים להיווצרות פיח מוגברת

הפרמטר המרכזי המשפיע על ניקיון מסנן החלקיקים הוא האיכות הירודה של הדלק. סולר באיכות זו יכולה להכיל כמות גדולה של גופרית בתא, מה שלא רק מונע מהדלק לשרוף לחלוטין, אלא גם מעורר תגובה חמצונית של המתכת. אם הבחין כי לאחר תדלוק אחרון, המערכת מתחילה להתחדש לעתים קרובות יותר, אז עדיף לחפש תדלוק אחר.

כמו כן, כמות הפיח במסנן תלויה בהגדרות של יחידת הכוח עצמה. לדוגמה, כאשר ההזרקה מתרחשת בצורה שגויה (היא אינה מרססת, אלא מתפרצת, עקב כך נוצרת תערובת אוויר-דלק לא הומוגנית בחלק אחד של החדר - מועשר).

כיצד לטפל במסנן חלקיקים

בדיוק כמו חלקים אחרים המצויים במתח, גם פילטר החלקיקים זקוק לתחזוקה תקופתית. כמובן שאם המנוע, מערכת הדלק וכל החיישנים מוגדרים כהלכה ברכב, אז פחות פיח ייווצר בפיח, והתחדשות תתרחש ביעילות רבה ככל האפשר.

עם זאת, אין צורך להמתין שנורת השגיאה במנוע על לוח המחוונים תידלק כדי לבדוק את מצב תא החלקיקים. אבחון המכונית יעזור בשלבים הראשונים לקבוע את סתימת ה- SF.

ניתן להאריך את חיי השירות שלו באמצעות שטיפה או חומר ניקוי מיוחד, המאפשרים לך להסיר במהירות ובבטיחות משקעי פיח מהפילטר.

חיי שירות והחלפת מסנן החלקיקים

למרות תחילת הניקוי האוטומטי, מסנן החלקיקים עדיין הופך לבלתי שמיש. הסיבה לכך היא העבודה המתמדת באזור הטמפרטורה הגבוהה, ובמהלך התחדשות נתון זה עולה באופן משמעותי.

בדרך כלל, עם פעולת מנוע תקינה ושימוש בדלק איכותי, המסנן מסוגל לנוע כ-200 אלף קילומטרים. אבל באזורים מסוימים, דלק באיכות גבוהה לא תמיד זמין, ולכן יש צורך לשים לב למצב מסנן החלקיקים מוקדם יותר, למשל, כל 100 ק"מ.

יש מקרים שבהם המסנן נשאר שלם גם עם הפעלה של 500 אלף. כך או אחרת, על כל נהג לשים לב באופן עצמאי להתנהגות הרכב. גורם מפתח המעיד על בעיות במסנן חלקיקים הוא ירידה משמעותית בהספק המנוע. כמו כן, המנוע יתחיל לקחת הרבה שמן, ועשן כחול עשוי להופיע ממערכת הפליטה וצליל לא אופייני בפעולת מנוע הבעירה הפנימית.

האם ניתן להסיר את מסנן החלקיקים?

אם אתה רק אומר, אז זה אמיתי לעשות את זה. רק השאלה השנייה - מה הטעם אם המכונית במקרה זה לא תעמוד בסטנדרטים סביבתיים. בנוסף, יחידת הבקרה האלקטרונית מוגדרת לשלוט בהפעלת אלמנט זה. אם תסיר אותו מהמערכת, תתרחש כשל קבוע בתוכנה במוצרי האלקטרוניקה.

יש שעושים את הצעד הזה ומניחים דבק מהסיבות הבאות:

• לא יהיה צורך בשירות חלק נוסף של המכונה;
• מסנן חלקיקים חדש הוא די יקר;
• צריכת הדלק מופחתת מעט מכיוון שתהליך ההתחדשות לא יבוצע;
• מעט, אך עדיין כוח המנוע יגדל.

עם זאת, לפיתרון זה חסרונות רבים נוספים:

• הראשון הוא אי עמידה בתקנים סביבתיים כלשהם;
• צבע האגזוז ישתנה בצורה ניכרת, מה שיצור בעיה בעיר גדולה, במיוחד בקיץ ובפקקים (ממילא אין מספיק אוויר, ואז מכונית מתנפחת לצידה מאלצת את זרימת האוויר בתוך המכונית);
• אתה יכול לשכוח מטיולים למדינות האיחוד, מכיוון שהמכונית לא תתאפשר מעבר לגבול;
• השבתת חיישנים מסוימים תגרום לתקלה בתוכנת יחידת הבקרה. כדי לפתור את הבעיה תצטרך לשכתב את ה- ECU. עלות הקושחה גבוהה והתוצאות יכולות להיות בלתי צפויות. איפוס הנתונים ביחידת הבקרה יעלה הרבה שאלות שלא יאפשרו למכור את המכונית במחיר מקובל.

אלה רק חלק מההיבטים השליליים של חריץ ה- DPF. אבל הם צריכים להספיק בכדי להפיל את הרעיון ולהתחיל לשחזר, לנקות או לקנות מסנן חלקיקים חדש.

במקום מסקנה

ההחלטה אם להסיר את מסנן החלקיקים ממערכת הפליטה של ​​הרכב היא החלטה אישית של כל נהג. אם במקרה של מכוניות ישנות בעיה זו נפתרת ברמת המפעל (SF נמצא לעתים נדירות), אז יש מכוניות מהדור החדש שלא יעבדו בלעדיה. ומספר המכוניות האלו לא יורד, כי טרם שוחרר תחליף ראוי למנוע הדיזל.

עדיף לא להתנסות במכוניות המצוידות במערכות אלקטרוניות מורכבות, שכן אם יש שגיאה מתמדת, ה- ECU יכול לעבור למצב חירום.

למידע נוסף על פילטר החלקיקים ראו בסרטון:

פילטר חלקיקים, התחדשות - מה זה ואיך זה עובד?

סרטון על הנושא

בנוסף, אנו מציעים סרטון מפורט על האופן שבו מסנן החלקיקים מתחדש:

לפני שאתה חותך את מסנן החלקיקים, צפה בסרטון זה.

שאלות ותשובות:

האם ניתן לנקות את מסנן החלקיקים? לשם כך יש להסיר אותו, למלא בנוזל ניקוי מיוחד ולאחר כ-8 שעות לשטוף ולהניח במקום. ניתן לבצע שטיפה גם ללא הוצאת החלק מהמכונית.

באיזו תדירות אתה צריך להחליף את מסנן החלקיקים? כל מסנן חלקיקים סתום. לרוב, החלפתו נדרשת בממוצע לאחר 200 אלף קילומטרים, אך הדבר מושפע מאיכות הדלק, מהרכב שיתוף הפעולה הצבאי-טכני וממספר שעות הפעילות.

האם אני יכול לנהוג ללא מסנן חלקיקים? מבחינה טכנית, זה לא ישפיע לרעה על המכונית. אבל האלקטרוניקה תתקן כל הזמן את השגיאה, והמפלט לא יעמוד בתקנים אקולוגיים.