Filter pevných častíc

Filter pevných častíc (iné názvy: filter tuhých častíc, filter častíc, filter sadzí, filter proti sadziam; angl. (diesel) particulate filter, skrátene (D)PF; nem. (Diesel)ruß(partikel)filter, skrátene (D)RPF; franc. filter à particules, skrátene FAP) je zariadenie určené na filtráciu pevných častíc alebo sadzí z výfukových plynov vznetového motora. Filter pevných častíc obvykle odstráni 85% alebo viac sadzí, za určitých podmienok môže dosiahnuť efektivitu takmer 100%.

Rez filtrom pevných častíc motora Nissan M9R

Existujú filtre, ktoré sú na jedno použitie a po „naplnení“ popolom sa menia za nové. Iné sú navrhnuté tak, aby spálili nahromadené častice jednak pasívne (pomocou jedného katalyzátora), alebo aktívnymi prostriedkami. K tým patrí napríklad ohrievanie filtra pevných častíc na spaľovaciu teplotu pomocou paliva; naprogramovanie motora na dobu, kedy je filter plný spôsobom, ktorý zvyšuje teplotu výfukových plynov aby vzniklo vyhorenie sadzí; produkcia vysokého množstva NO_x aby sa dosiahla oxidácia nahromadeného popola, prípadne prostredníctvom iných metód. Tento proces je známy ako „regenerácia filtra“.

Čistenie sa tiež považuje za súčasť pravidelnej údržby, a musí byť vykonané opatrne, aby nedošlo k poškodeniu filtra. Porucha vstrekovačov paliva alebo turbokompresorov má za následok kontamináciu filtra surovou naftou alebo motorovým olejom; vtedy sa môže vyžadovať prípadné mechanické čistenie.

Filter pevných častíc bol vyvinutý hlavne pre mestský cyklus prevádzky vozidla, keď má motor najvyššiu produkciu sadzí. Proces regenerácie prebieha vo vyšších a konštantných rýchlostiach, čo všeobecne nie je možné dosiahnuť v meste. Vozidlá jazdiace výhradne pri nízkych otáčkach a rýchlostiach mestskej dopravy môžu vyžadovať periodické výjazdy vyššou rýchlosťou mimo mesta, aby sa dokázal filter pevných častíc vyčistiť.

Ak vodič ignoruje varovné svetlo a jazdí príliš dlho s vozidlom v mestskom cykle, nemusí regenerácia filtra pevných častíc prebehnúť správne a regenerácia pokračuje opakovane. To zväčša vedie k takej poruche filtra pevných častíc, keď je potrebná jeho výmena.

FAP filter

Francúzska automobilka PSA využíva odlišnú technológiu spaľovania častíc. Do nádrže je automaticky pri každom tankovaní pridávané aditívum. Aditívum obsahuje látku cerín. Toto aditívum zabezpečuje dokonalejšie spálenie častíc pri nižších teplotách, ako je tomu v klasických DPF filtroch a tak znížiť záťaž pre motor a výfukové potrubie. Pre FAP filter je to približne 450°C oproti 600°C pri DPF. Teplota výfukových spalín sa zvyšuje takzvaným "piatym taktom", post vstrekovaním paliva do výfukového potrubia. Životnosť filtra FAP je závislá od možností regenerácie, spravidla 80 000-260 000 kilometrov. Aditívum vystačí približne na 200 000 kilometrov, kedy je odporúčané ho doplniť. Cerín je vysoko karcinogénna látka ktorá sa nespaľuje, zostáva zachytená vo filtri FAP a prevádzkou ho po čase upchá a znefunkční.

Pozitíva

• Zníženie emisií pevných častíc
• Výfukový systém je po dobu funkčnosti takmer bez zápachu a viditeľných sadzí
• Emisie sú spaľované spravidla pri rýchlosti vyššej ako 60 km/h, prevažne mimo mestských častí
• Automobil plní náročnejšie emisné normy

Negatíva

• Obmedzená životnosť filtra a zvýšené výdaje spojené s jeho poruchovosťou / prevádzkou
• Využívanie paliva pri regeneračnom cykle zvyšuje spotrebu paliva
• Postupným zanášaním filtra stúpa jeho odpor voči výfukovým plynom a zvyšuje spotrebu paliva
• Zvýšená spotreba paliva produkuje zvýšené emisie CO₂ ďalšie častice NO_x, ktoré sú dôsledkom zvýšeného objemu kyslíka za účelom zabezpečenia možnosti horenia nafty vo filtri pevných častíc
• Krátka životnosť v mestskom cykle, v mestskom cykle a pri krátkych trasách neprebehne regenerácia správne, alebo úplne. Filter sa znehodnotí oveľa skôr ako pri dialničnej a mimomestskej premávke
• Zvýšená teplota výfukového potrubia a zvýšený odpor výfukového potrubia, negatívne vplýva na komponenty motora a ich životnosť.
• Trvalá závada filtra môže poškodiť alebo znefunkčniť motor, v drvivej vačšine prípadov však riadiaca jednotka motora túto závadu rozpozná pomocou senzorov diferenčného tlaku a uvedie motor do tzv. núdzového režimu, kedy motor má veľmi obmedzený výkon

Pozri aj

• Katalyzátor
• Výfuk
• Výfukový zvod
• Filtrácia výfukových plynov

Iné projekty

Commons

• Commons ponúka multimediálne súbory na tému Filter pevných častíc

Zdroj

• Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článkov Diesel particulate filter na anglickej Wikipédii a Filtre à particules na francúzskej Wikipédii.