Регенерація відіграє дуже важливу роль, оскільки переповнення фільтра може призвести до пошкодження двигуна через надмірно високий зворотний тиск відпрацьованих газів, а також можлива поломка або руйнування самого фільтра. Продукти, що уловлюються фільтром, - це в основному частинки вуглецю з абсорбованими вуглеводнями.
| Поз. | № запасної частини | Найменування |
| A | - | Лицьова сторона з закритими осередками, що чергуються |
| B | - | Вид збоку, що показує потік ОГ, що проходить через фільтр, і тверді частинки, що збираються у фільтрі |
| C | - | Задня сторона з закритими осередками, що чергуються |
DPF використовує технологію фільтрації на основі фільтра з каталітичним покриттям. DPF виконаний з карбіду кремнію, укладеного в сталевий контейнер, який має відмінну опірність до ударних теплових впливів і характеристик теплопровідності. DPF розроблено з урахуванням експлуатаційних потреб для підтримки оптимального протитиску.
Пориста поверхня фільтра складається з тисяч маленьких паралельних каналів, розташованих поздовжньо до випускної системи. Суміжні канали у фільтрі впереміж закриті з кінця. Така конструкція змушує ОГ проходити через пористі стінки фільтра, які виконують роль середовища, що фільтрує. Тверді продукти занадто великі для того, щоб пройти через пористу поверхню, збираються і зберігаються в каналах.
Якщо тверді продукти, що збираються на фільтрі, не видаляються, може бути утруднено проходження вихлопних газів. Для видалення твердих частинок служить процес регенерації, у якому тверді частинки спалюються.
У процесі регенерації видалення твердих частинок з DPF використовується NO2. NO2 генерується каталітичним нейтралізатором перед DPF. Каталітичний нейтралізатор генерує температури, що перевищують 250°C (482°F) - рівень, у якому починається процес регенерації.
DPF регенерація керується температурою ОГ та DPF. DPF має фільтруючу поверхню з обробкою "wash coat", яка включає платину та інші активні компоненти і аналогічна обробці каталітичного нейтралізатора. При певній температурі ОГ та DPF "wash coat" активує спалювання твердих частинок на додаток до окислення монооксиду вуглецю та вуглеводнів.
Температура ОГ і DPF контролюється програмним забезпеченням DPF в ЄСМ. Програмне забезпечення DPF відстежує навантаженість DPF на основі стилю водіння, пройденої відстані та сигналів від датчиків диференціального тиску та датчиків температури. При досягненні заданого рівня обсягу твердих частинок відбувається активна регенерація DPF. Вона здійснюється у взаємодії з ЄСМ за допомогою регулювання різних функцій керування двигуном, таких як:
- уприскування палива
- регулювання витрати повітря, що всмоктується, за допомогою дроселя
- рециркуляція відпрацьованих газів
- керування тиском наддуву
Процес регенерації можливий завдяки еластичності двигуна із системою упорскування "common-rail", який забезпечує точне регулювання подачі палива, тиску палива та упорскування. Ці параметри є основними забезпечення ефективного процесу регенерації.
Для регенерації DPF використовуються два фільтри - активний та пасивний.
Пасивна регенерація
Для пасивної регенерації не потрібно спеціального втручання системи управління двигуном, вона відбувається при нормальній роботі двигуна. Внаслідок пасивної регенерації тверді частинки, що осіли в DPF, повільно перетворюються на двоокис вуглецю. Цей процес активний, коли температура DPF досягає 250°C (482°F). При високих швидкостях та великому навантаженні на двигун цей процес стає безперервним.
У результаті пасивної регенерації лише частина твердих частинок перетворюється на двоокис вуглецю. Це з тим, що процес хімічної реакції ефективний лише межах діапазону нормальної робочої температури від 250°C до 500°C (від 482°F до 932°F).
Вище цього температурного діапазону ефективність перетворення твердих частинок двоокис вуглецю зростає зі зростанням температури DPF. Таких температур можна досягти лише за допомогою процесу активної регенерації.
Активна регенерація
Активна регенерація починається, коли обсяг твердих частинок DPF досягає порогового рівня, який відстежує або визначає керуюче програмне забезпечення DPF. Розрахунок порогових значень враховує стиль керування автомобілем, пройдену відстань та сигнали протитиску від датчика диференціального тиску.
Як правило, активна регенерація відбувається кожні 725 км, але при цьому частота регенерації залежить від умов руху автомобіля. Наприклад, під час руху автомобіля з невеликим навантаженням у міському потоці активна регенерація відбуватиметься частіше. Це спричинено швидшим накопиченням твердих частинок у DPF порівняно з режимами, коли автомобіль рухається на високій швидкості та відбувається пасивна регенерація.
Програмне забезпечення DPF містить лічильник пробігу, який ініціює регенерацію і служить для резервування активної регенерації. Регенерація запитується на підставі пройденої відстані, якщо вона не була ініційована сигналом протитиску датчика диференціального тиску.
Активна регенерація DPF починається, коли температура DPF піднімається до температури згоряння твердих частинок. Температура DPF збільшується за рахунок збільшення температури ОГ. Це досягається шляхом введення додаткового упорскування після попереднього та основного упорскування.
Програмне забезпечення DPF відстежує сигнали від двох температурних датчиків DPF визначення температури DPF. Залежно від температури DPF, програмне забезпечення DPF посилає запит в ЄСМ на виконання одного або двох циклів додаткового впорскування палива:
- Перше додаткове упорскування палива уповільнює згоряння всередині циліндра, що збільшує температуру ОГ.
- Друге додаткове упорскування палива відбувається пізніше в ході циклу робочого такту. Паливо частково згоряє у циліндрі; частина незгорілого палива потрапляє в систему випуску, де воно ініціює екзотермічну реакцію каталітичному нейтралізаторі, ще більше збільшуючи температуру DPF.
Процес активної регенерації займає приблизно 20 хвилин. Перша фаза підвищує температуру DPF до 500°C (932°F). Друга фаза збільшує температуру DPF до 600°C (1112°F), що є оптимальною температурою для згоряння твердих частинок. Ця температура підтримується протягом 15-20 хвилин для повного спалювання твердих частинок DPF. Процес спалювання перетворює частинки вуглецю в двоокис вуглецю та воду.
Температура активної регенерації DPF ретельно контролюється програмним забезпеченням DPF для підтримки необхідної температури 600°C (1112°F) на впускному отворі DPF. Система управління температурою не дозволяє перевищити експлуатаційні температурні межі турбокомпресора та каталітичного нейтралізатора. Температура на впуску турбокомпресора не повинна перевищувати 830°C (1526°F), температура каталітичного нейтралізатора не повинна перевищувати 800°C (1472°F), а температура на виході повинна залишатися нижче 750°C (1382°F).
Під час активної регенерації відбуваються такі процеси, керовані ЄСМ:
- Турбокомпресор підтримується повністю від критому положенні. Це мінімізує теплопередачу від ОГ до турбокомпресора і скорочує швидкість потоку ОГ, що дозволяє досягти оптимального розігріву DPF. Якщо водій забажає збільшити момент, що крутить, при необхідності, лопатки турбокомпресора можуть бути закриті.
- Дросельна заслінка закривається, оскільки це допомагає збільшити температуру ОГ і скорочує швидкість потоку ОГ, що скорочує час розігріву DPF до оптимальної температури.
- Закривається клапан системи рециркуляції відпрацьованих газів (EGR). Використання EGR скорочує температуру ОГ і тому не дозволяє досягти оптимальної температури DPF.
Якщо внаслідок використання автомобіля та/або стилю керування автомобілем процес активної регенерації не може бути здійснений або неможливо регенерувати DPF, дилер може виконати примусову регенерацію DPF. Це можна зробити або здійснивши поїздку на автомобілі, поки двигун не розігріється до нормальної робочої температури, після чого необхідно продовжувати рух зі швидкістю не нижче 48 км/год протягом 20 хвилин, або підключивши до автомобіля діагностичну систему, схвалену компанією Land Rover, яка допоможе спеціалісту виконати процедуру регенерації для очищення DPF.
Коментарі до цієї статті