Hej tamo! Kao dobavljač filtera za dizel čestice (DPF), bio sam u gušti razumijevanja svih najsitnijih detalja o tome kako ti filteri rade. Jedan ključni faktor koji ima ogroman uticaj na regeneraciju DPF-a je temperatura izduvnih gasova. Dakle, zaronimo odmah u to i vidimo kako ova temperatura utiče na cijeli proces regeneracije.
Prvo, šta je DPF i zašto je regeneracija važna? Filter za dizel čestice je uređaj ugrađen u dizel motore za hvatanje i uklanjanje čestica (PM) iz izduvnih plinova. Čestice uključuju stvari kao što su čađ i pepeo, koji su štetni po životnu sredinu i ljudsko zdravlje. Vremenom, kako DPF zadržava sve više i više PM, on se začepljuje. Ako ga ne očistimo, performanse motora će pasti, potrošnja goriva će se povećati, a to može dovesti i do oštećenja motora. Tu dolazi regeneracija. Regeneracija je proces sagorevanja zarobljenog PM-a u DPF-u kako bi se obnovio njegov kapacitet filtriranja.
Sada, hajde da pričamo o temperaturi izduvnih gasova. Temperatura izduvnih gasova igra ključnu ulogu u pasivnoj i aktivnoj regeneraciji DPF-a.
Pasivna regeneracija
Pasivna regeneracija se događa prirodno kada je temperatura izduvnih gasova dovoljno visoka da sagori čađ u DPF-u. Obično, da bi došlo do pasivne regeneracije, temperatura izduvnih gasova treba da bude oko 250 - 450°C. Kada motor radi pod visokim opterećenjem, kao kada se vozite po autoputu stalnom brzinom, temperatura izduvnih gasova može dostići ove nivoe.
Na ovim povišenim temperaturama, kiseonik u izduvnom gasu reaguje sa česticama čađi zarobljene u DPF-u. Hemijska reakcija je proces oksidacije, gdje se čađ (uglavnom ugljik) spaja s kisikom i formira ugljični dioksid (CO₂). Ova reakcija je egzotermna, što znači da oslobađa toplotu. Oslobođena toplota može dodatno povećati temperaturu unutar DPF-a, čineći proces regeneracije efikasnijim.
Međutim, ako je temperatura izduvnih gasova preniska, recimo ispod 250°C, pasivna regeneracija se neće dogoditi. Ovo se često dešava tokom gradske vožnje, gde su česta zaustavljanja i startovanja. Motor radi u uslovima niskog opterećenja, a temperatura izduvnih gasova ne dostiže nivo potreban za oksidaciju čađi. Kao rezultat toga, čađ se nakuplja u DPF-u, a filter se brže začepljuje.
Aktivna regeneracija
Kada pasivna regeneracija ne može pratiti nakupljanje čađi, potrebna je aktivna regeneracija. Aktivna regeneracija je umjetno pokrenut proces koji podiže temperaturu izduvnih plinova kako bi sagorjela zarobljena čađ. Postoji nekoliko načina za povećanje temperature ispušnih plinova za aktivnu regeneraciju.
Jedna uobičajena metoda je ubrizgavanje dodatnog goriva u izduvni sistem. Ovo dodatno gorivo sagoreva u izduvnim gasovima, oslobađajući toplotu i podižući temperaturu. Drugi način je prilagođavanje radnih parametara motora, kao što je poboljšanje vremena ubrizgavanja goriva, što također može povećati temperaturu izduvnih plinova.
Da bi aktivna regeneracija bila uspješna, potrebno je podići temperaturu izduvnih plinova na oko 600 - 650°C. Na ovoj temperaturi, čađ brzo sagorijeva, a DPF se čisti. Ali važno je pažljivo kontrolirati temperaturu. Ako temperatura postane previsoka, iznad 700°C, može oštetiti DPF podlogu. Podloga je obično napravljena od keramičkih materijala, a prekomjerna toplina može uzrokovati pucanje ili topljenje, čineći DPF beskorisnim.
Utjecaj na performanse i dugovječnost DPF-a
Temperatura izduvnih gasova ne utiče samo na proces regeneracije, već i na ukupne performanse i dugovečnost DPF-a. Ako je temperatura izduvnih gasova konstantno preniska, DPF će zahtijevati češće aktivne regeneracije. Česte aktivne regeneracije mogu povećati potrošnju goriva jer se dodatno gorivo koristi za podizanje temperature. Štaviše, svaki aktivni ciklus regeneracije stavlja stres na DPF, što može smanjiti njegov životni vijek.
S druge strane, ako je temperatura izduvnih plinova previsoka, to može uzrokovati termički stres na DPF-u. Kao što je ranije spomenuto, pregrijavanje može oštetiti podlogu. Osim toga, visoke temperature također mogu uzrokovati sinterovanje katalizatora plemenitih metala (ako ih ima) u DPF-u. Sinterovanje je proces u kojem se čestice katalizatora spajaju, smanjujući njihovu površinu, a time i njihovu katalitičku aktivnost.
Katalizatori i temperatura izduvnih gasova
Katalizatori se često koriste u DPF-ovima za snižavanje temperature na kojoj dolazi do oksidacije čađi. Dostupne su različite vrste katalizatora, kao nprSCR katalizator na bazi Cu,SCR katalizator certificiran od strane Kineskog klasifikacijskog društva sa standardom emisije NOx boljim od Euro VI, iSCR katalizator na bazi vanadija.
Ovi katalizatori rade tako što pružaju alternativni put reakcije sa nižom energijom aktivacije za reakciju oksidacije čađi. Drugim riječima, olakšavaju reakciju čađi s kisikom na nižim temperaturama. Na primjer, uz pomoć katalizatora, oksidacija čađi može započeti na oko 200 - 250°C umjesto uobičajenih 250 - 450°C bez katalizatora.
Monitoring i kontrola
Da bi se osigurala pravilna regeneracija DPF-a, neophodno je pratiti temperaturu izduvnih gasova. Moderni dizel motori opremljeni su senzorima temperature u izduvnom sistemu. Ovi senzori kontinuirano mjere temperaturu izduvnih plinova i šalju podatke upravljačkoj jedinici motora (ECU).
ECU koristi ove informacije da odredi kada je potrebna aktivna regeneracija. Ako opterećenje čađi u DPF-u dostigne određeni nivo i temperatura ispušnih plinova je preniska za pasivnu regeneraciju, ECU će pokrenuti aktivni ciklus regeneracije. On će kontrolisati ubrizgavanje goriva i druge parametre motora kako bi podigao temperaturu izduvnih gasova na nivo koji je potreban za sagorevanje čađi.
Zaključak
U zaključku, temperatura izduvnih gasova je kritičan faktor u regeneraciji dizel filtera čestica. Bilo da se radi o pasivnoj ili aktivnoj regeneraciji, potrebna je odgovarajuća temperatura da bi se sagorela zarobljena čađ i održao efikasan rad DPF-a. Kao dobavljač DPF-a, znam koliko je važno razumjeti ove procese kako bismo našim kupcima pružili najbolje proizvode.
Ako ste na tržištu za visokokvalitetne DPF-ove ili imate bilo kakva pitanja o regeneraciji DPF-a i temperaturi izduvnih plinova, ne ustručavajte se kontaktirati. Tu smo da vam pomognemo da pronađete savršeno rješenje za potrebe vašeg dizel motora.
Reference
- Heywood, JB (1988). Osnove motora sa unutrašnjim sagorevanjem. McGraw - Hill.
- Bosch, R. (2007). Automotive Handbook. Robert Bosch GmbH.
