Bộ lọc hạt. Mục đích, thiết bị, nguyên lý hoạt động

2024 Tác giả: Erin Ralphs | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-02-19 19:59

Sự ra đời của các tiêu chuẩn an toàn môi trường mới cho ô tô đang buộc các nhà sản xuất phải phát triển ngày càng nhiều công nghệ tiên tiến hơn cho phép sản phẩm của họ tuân thủ các quy định. Những khát vọng như vậy là do sự xuất hiện của toàn bộ họ động cơ được đặc trưng bởi lượng khí thải thấp của các sản phẩm đã qua chế biến. Công việc cũng đang được tiến hành trong các lĩnh vực khác. Vì vậy, vào năm 2004, bộ lọc hạt động cơ diesel đã xuất hiện, giúp giảm thiểu lượng khí thải độc hại. Mặc dù vào thời điểm xuất hiện, nhu cầu của nó không quá rộng rãi, các nhà phát triển vẫn tiếp tục phát triển ý tưởng và ngày nay, theo tiêu chuẩn Euro-5, sự hiện diện của thiết bị này trong thiết kế ô tô là bắt buộc.

Bộ lọc hạt dùng để làm gì?

Các thiết bị loại này là phương tiện xử lý sau khí thải. Cần lưu ý ngay rằng bộ lọc hạt được sử dụng riêng trong động cơ diesel. Trong các đơn vị xăng, chất tương tự của chúng là chất xúc tác. Nhiệm vụ chính của việc lắp đặt là loại bỏ các chất độc hại ra khỏi khí thải. Việc xử lý khí như vậy làm cho ô tô trở nên thân thiện hơn với môi trường. Các bộ lọc có thể khác nhau về thiết kế, nhưng chúng đều thực hiện nhiệm vụ giảm 80% lượng muội than trong khí thải.

KThật không may, việc thực hiện chức năng này kéo theo rất nhiều vấn đề khác, hầu hết đều liên quan đến việc bảo trì chính bộ lọc. Khi xử lý khí, thiết bị sẽ bị ô nhiễm và cần được làm sạch. Trong trường hợp nghiêm trọng, các bộ lọc hạt sẽ được gỡ bỏ và các bộ phận sau xử lý mới được lắp đặt vào vị trí của chúng.

Thiết bị lọc

Bộ phận này nằm phía sau bộ chuyển đổi xúc tác. Một số biến thể của bộ lọc cũng cho phép kết hợp cấu trúc của nó với chất trung hòa oxy hóa. Trong những trường hợp như vậy, nó được đặt phía sau ống xả, nơi ghi nhận nhiệt độ tối đa của khí. Thành phần chính là một ma trận được đặt trong một hộp kim loại. Trong các mô hình tiêu chuẩn, nó được làm bằng cacbua silic, được phân biệt bằng cấu trúc tế bào với các kênh tiết diện nhỏ. Trên thực tế, cấu trúc xốp của các bức tường bên trong các kênh này đảm bảo việc làm sạch. Điều quan trọng cần lưu ý là bộ lọc hạt động cơ diesel chỉ là một phần của toàn bộ tổ hợp các thiết bị và hệ thống tham gia vào quy trình làm việc. Nhóm này cũng bao gồm cảm biến nhiệt độ, bộ nguồn, máy tính trên bo mạch, bộ tăng áp, v.v. Một điều nữa là bộ lọc thực hiện chức năng làm sạch cuối cùng và do đó có thể được coi là một liên kết chính, vì nó thực hiện việc lưu giữ vật lý của yếu tố có hại.

Nguyên tắc làm việc

Toàn bộ quá trình có thể được chia thành hai giai đoạn - lọc trực tiếp và tái tạo bồ hóng. Ở giai đoạn đầu, các hạt muộiđược chụp lại, sau đó chúng lắng đọng trên thành của bộ lọc. Về vấn đề này, vấn đề khó khăn nhất là các hạt nhỏ có kích thước tới 1 micron, vì trọng lượng nhỏ của chúng cản trở việc lưu giữ. Mặc dù tỷ lệ các nguyên tố như vậy chỉ chiếm 5% tổng số, nhưng chúng là những nguyên tố nguy hiểm nhất đối với con người. Tuy nhiên, các bộ lọc hạt hiện đại có thể đối phó hiệu quả với việc xử lý các hạt như vậy. Giai đoạn thứ hai là sự tái sinh của các phần tử đã lắng. Thực tế là sự tích tụ của chúng với khối lượng lớn không chỉ gây hại cho bản thân bộ lọc mà còn làm giảm công suất động cơ, vì một chướng ngại vật được hình thành cho sự di chuyển của các khí tiếp theo. Về vấn đề này, các biện pháp làm sạch các thiết bị bám muội là một phần không thể thiếu trong quá trình bảo dưỡng ô tô.

Làm sạch bộ lọc thụ động

Loại làm sạch này được thực hiện do ảnh hưởng của nhiệt độ cao của khí thải, có thể lên tới 600 ° C. Một loại phương pháp tái sinh thụ động khác là đưa các chất phụ gia khác nhau vào nhiên liệu để đảm bảo quá trình đốt cháy muội than hiệu quả. Trong trường hợp này, ảnh hưởng của nhiệt độ cũng xảy ra, nhưng ở mức 400-500 ° C. Cảm biến lọc hạt, cũng kiểm soát một số thông số hoạt động của động cơ, cho phép bạn theo dõi các chế độ tiếp xúc nhiệt. Tuy nhiên, trong một số điều kiện vận hành của xe, tính năng lọc thụ động là vô ích hoặc thậm chí là không thể.

Làm sạch bộ lọc tích cực

Đây là một cách tiếp cận bắt buộc để làm sạch bộ lọc, dựa trên sự gia tăng nhiệt độ đặc biệt trongmôi trường khí thải. Muội tích tụ trong quá trình duy trì điều kiện như vậy dần dần bị cháy hết. Điều chính trong làm sạch tích cực là các cách đạt được nhiệt độ cao. Trong số các phương pháp phổ biến nhất là phun nhiên liệu muộn, phun dầu diesel trên hành trình xả và gia nhiệt bằng lò vi sóng. Trong một số trường hợp, việc làm sạch bộ lọc hạt cũng được thực hiện bằng lò sưởi điện. Thiết bị có thể được lắp đặt bên cạnh thiết bị làm sạch, nhưng trước khi làm như vậy, cần xem xét cẩn thận cách bố trí các bộ phận của thiết bị đó. Phục hồi tích cực cũng được kiểm soát với sự tham gia của các cảm biến - đặc biệt, các thiết bị đo áp suất và nhiệt độ được sử dụng.

Làm thế nào để loại bỏ bộ lọc hạt?

Bất chấp việc sử dụng các hệ thống làm sạch hiện đại, các bộ lọc kiểu này sớm muộn gì cũng bắt đầu can thiệp vào hoạt động của động cơ. Điều này được thể hiện bằng sự tích tụ của muội than, chúng không được loại bỏ bằng các phương pháp quy định. Cách thoát khỏi những tình huống như vậy có thể là tháo dỡ thiết bị. Hơn nữa, sự kiện này được thực hiện trong hai giai đoạn. Trước hết, một hoạt động cơ học được thực hiện, trong đó bộ lọc hạt được tháo dỡ trực tiếp. Giá của thủ tục này dao động từ 7 đến 12 nghìn rúp. Nhân tiện, việc lắp đặt một bộ lọc mới ước tính khoảng 30 - 40 nghìn rúp, vì vậy chỉ một số ít quyết định cập nhật hoàn toàn hệ thống làm sạch. Bước thứ hai là tháo thiết bị theo chương trình bằng cách nhấp nháy bộ điều khiển động cơ.

Kết

Nhà phát triểncủa các tiêu chuẩn môi trường liên quan đến ô tô, tất nhiên, họ quan tâm đến tương lai của nhân loại và cố gắng định hướng các nhà sản xuất theo hướng nhân đạo nhất về tác động đến thiên nhiên. Sản phẩm cuối cùng của quá trình phát triển một trong những lĩnh vực này là bộ lọc hạt, giúp giảm tác hại lên môi trường. Đồng thời, bản thân những người lái xe cũng nhận được rất nhiều vấn đề cùng với việc lắp đặt mới. Chỉ cần đề cập đến sự cần thiết phải thường xuyên theo dõi hiệu quả của quá trình tái sinh bộ lọc. Trong trường hợp không đủ khả năng tự vệ sinh thiết bị, chủ xe không còn cách nào khác là phải tháo khối này hoặc thay thế bằng bộ lọc mới. Nhưng trong cả hai trường hợp, chi phí sẽ là không thể tránh khỏi.