Diesel Particulate Filter – DPF (Diesel Particulate Filter) – Technické stránky Škoda Karoq

Filtr pevných částic se dnes používá všude a je instalován na všech vznětových motorech vozidel VAG, včetně Škody Karoq.

Filtr pevných částic se skládá z monolitického buněčného nosiče vyrobeného z porézního karbidu křemíku, na který je nastříkán povlak titaničitanu hlinitého. Keramický nosič obsahuje velké množství úzkých paralelních kanálků. Každý z těchto kanálů je na jedné straně otevřený a na druhé uzavřený, přičemž otevřené a uzavřené kanály, například na sací straně, se střídají v „šachovnicovém vzoru“. Kanály otevřené na sací straně tedy fungují jako sací kanály, ty otevřené na výfukové straně fungují jako výfukové kanály a stěny oddělující jeden kanál od druhého fungují jako filtry. Stěny filtru jsou porézní a potažené nosnou vrstvou oxidu kovu, jako je oxid hlinitý. Na tuto nosnou vrstvu je nanesena tenká aktivní vrstva katalyzátorů – ušlechtilé kovy platina a palladium.

Vzdělávací video: Design filtru pevných částic vyvinutý společností Volkswagen

Výfukové plyny obsahující částice sazí jsou vedeny přes porézní filtrační stěny vstupních kanálů. V tomto případě plyny procházejí póry a částice sazí jsou zadržovány ve vstupních kanálech.

Aby se filtr pevných částic nezanášel částicemi sazí a neztratil své kvality, je nutné jej pravidelně regenerovat. Během procesu regenerace se částice sazí nahromaděné ve filtru spálí (zoxidují).

Existuje několik typů regenerace filtru pevných částic:
• pasivní regenerace;
• fáze ohřevu;
• aktivní regenerace;
• regenerace během speciálního regeneračního zájezdu realizovaného klientem;
• regenerace za provozních podmínek.

Pasivní regenerace

Při pasivní regeneraci dochází k neustálému spalování částic sazí bez zapojení řídicího systému motoru. K tomu dochází především v podmínkách vysokého zatížení motoru. K takto vysoké zátěži dochází například při jízdě po dálnici konstantní vysokou rychlostí. Teplota výfukových plynů dosahuje 350–500 °C. Při těchto teplotách částice sazí chemicky reagují s oxidem dusičitým a přeměňují se na oxid uhličitý (oxid uhličitý).

Fáze ohřevu

Když jsou oxidační katalyzátor a filtr pevných částic ještě studené, systém řízení motoru provede dva nebo tři (v závislosti na konkrétních podmínkách) další vstřiky paliva bezprostředně po hlavním vstřiku. To se provádí za účelem co nejrychlejšího uvedení oxidačního katalyzátoru a filtru pevných částic na provozní teplotu.
Palivo vstupující do válců po hlavním vstřiku zvyšuje teplotu spalování. Toto dodatečné teplo je přenášeno proudem výfukových plynů do katalyzátoru a filtru pevných částic a ohřívá je.
Fáze zahřívání je ukončena, jakmile katalyzátor a filtr pevných částic dosáhnou provozní teploty a udrží ji po určitou dobu.

Aktivní regenerace

Ve většině provozních podmínek motoru je teplota výfukových plynů příliš nízká pro pasivní regeneraci. Protože částice sazí nevyhoří, hromadí se ve filtru. Když hladina naplnění filtru sazí dosáhne určité hodnoty, systém řízení motoru spustí proces aktivní regenerace. Částice sazí se spalují při teplotě výfukových plynů 550–650 °C a mění se na oxid uhličitý.

Provádění aktivní regenerace

Hladinu naplnění filtru pevných částic vypočítává řídicí jednotka motoru na základě dvou předem naprogramovaných vzorců plnění.
Jeden model je založen na analýze použitého stylu jízdy s přihlédnutím k signálům ze snímačů teploty výfukových plynů a lambda sondy.
Jiný model odhaduje míru zaplnění filtru pevných částic na základě jeho vnitřního aerodynamického odporu. U tohoto modelu je náplň filtru určena signály ze snímače tlaku výfukových plynů 1 G450 a snímače teploty výfukových plynů a také hodnotou hmotnostního průtoku výfukových plynů vypočítanou řídicí jednotkou motoru.

Opatření přijatá řídicí jednotkou motoru ke zvýšení teploty výfukových plynů během
aktivní regenerace:
• Snížení přístupu vzduchu k válcům pomocí škrticí klapky.
• Ke zvýšení teploty spalování se provede jeden nebo dva dodatečné vstřiky krátce po „pozdním“ hlavním vstřiku.
• Jedna další injekce s poměrně velkým zpožděním po hlavní. V tomto případě přídavné palivo ve válci nehoří, ale odpařuje se ve spalovací komoře.
• Nespálené uhlovodíky v palivových parách se v neutralizátoru oxidují (spalují). Teplo uvolněné při tomto procesu se s proudem plynu dostává k filtru pevných částic a zvyšuje teplotu výfukových plynů na jeho vstupu na přibližně 620 °C.
• K výpočtu množství paliva pro takto „pozdní“ vstřik využívá řídicí jednotka motoru signál ze snímače teploty výfukových plynů 3 G495, umístěného před filtrem pevných částic.
• Aby řidič během regenerace nezaznamenal změnu točivého momentu, je odpovídajícím způsobem upraven plnící tlak.

Regenerace během speciálního regeneračního zájezdu prováděného klientem

Při používání auta výhradně pro jízdy na krátké vzdálenosti nestihne výfukový trakt vytvořit dostatečně vysoké teploty, aby filtr pevných částic prošel regenerací včetně aktivní regenerace. Když hladina naplnění filtru pevných částic dosáhne mezní hodnoty, rozsvítí se kontrolka filtru pevných částic na sdruženém přístroji. Tato kontrolka informuje řidiče, že je vyžadována regenerační jízda.

Při takovém výletu je potřeba jet po krátkou dobu co nejrovnoměrněji a bez vypínání motoru. Díky tomu se vytvoří dostatečně vysoká teplota výfukových plynů a podmínky pro úspěšnou regeneraci zůstanou po určitou dobu konstantní.

Regenerace v provozních podmínkách

Pokud regenerační jízda nedosáhla svého cíle a hladina naplnění filtru pevných částic je 40 gramů, rozsvítí se kromě kontrolky filtru pevných částic také kontrolka systému předžhavení. Na displeji sdruženého bloku přístrojů se zobrazí zpráva „Chyba motoru“. „Pokračujte na čerpací stanici.“

Řidič je tak upozorněn na nutnost kontaktovat nejbližší servisní stanici. V této situaci, aby nedošlo k poškození filtru pevných částic, řídicí jednotka motoru zablokuje režim aktivní regenerace. Filtr pevných částic lze v tomto případě regenerovat pouze na čerpací stanici pomocí testeru.

Servisní regenerace filtru pevných částic pomocí skeneru VAS:

Můžete to udělat sami pomocí skeneru VAS 5054A od Aliexpress. Přečtěte si více:
VAS 5054A – výběr, nákup, práce s testerem:
https://karoqs.ru/forum/threads/38/

Regenerace založená na ujetých kilometrech

„Regenerace na základě najetých kilometrů“ – regenerace filtru pevných částic při dosažení určitého počtu najetých kilometrů.
Řídicí jednotka motoru automaticky zahájí aktivní regeneraci bez ohledu na stupeň zaplnění filtru pevných částic, pokud regenerace nebyla provedena v posledních 750 km (nebo nebyla-li provedená regenerace úspěšná).
„Regenerace podle počtu najetých kilometrů“ je doplňkovou pojistkou proti přeplnění filtru pevných částic.

Při běžícím motoru vždy vyhoří malé množství oleje. Část spáleného oleje se usadí ve filtru pevných částic jako popel. Tento olejový popel nelze odstranit aktivní regenerací filtru. Pro zajištění funkčnosti filtru pevných částic je nutné při kontrole zkontrolovat hmotnost nahromaděného popela pomocí testeru. Pokud tato hmotnost překročí limitní hodnotu, je nutné vyměnit filtr pevných částic.

Spalování sazí ve filtru pevných částic na jednoduchém příkladu:

Filtr pevných částic pro vznětové motory, Filtr pevných částic DPF — Technické stránky Volkswagen

Filtr pevných částic Dieselový filtr pevných částic se skládá z monolitického komůrkového nosiče vyrobeného z porézního karbidu křemíku, na který je nastříkán povlak titaničitanu hlinitého. Keramický nosič obsahuje velké množství úzkých paralelních kanálků. Každý z těchto kanálů je na jedné straně otevřen a na druhé uzavřen.