Tárgyak:
- Általános
- A koromrészecskék eredete
- Részecskeszűrő működése
- Öngeneráló részecskeszűrő
- Félig nyitott részecskeszűrő
- Dízelmotor kipufogógázai
összesen:
Dízelmotoroknál részecskeszűrőt használnak. A részecskeszűrő célja, hogy a kipufogógázokat átengedje, és visszatartsa a koromrészecskéket. Napjainkban az új autókban minden dízelmotor részecskeszűrővel van felszerelve, hogy megfeleljen a szigorú környezetvédelmi követelményeknek. Egyes nagyvárosokban már tilos a részecskeszűrő nélküli „piszkos” dízelautók és a katalizátor nélküli benzinmotoros autók vezetése.
A koromrészecskék eredete:
Koromrészecskék mindig a dízelmotorok égési folyamata során keletkeznek. A korom a tökéletlen égés jele. A koromrészecskék kis széngömbök, amelyek magja tiszta szénből áll, átmérője körülbelül 0,05 mikromilliméter. Bizonyos káros anyagok, köztük a szénhidrogének, a kén és a fém-oxidok megtapadnak ennek a szénnek a magjában. Egyes szénhidrogének károsak lehetnek az egészségre.
A koromrészecskék képződése és mennyisége elsősorban a használattól, a levegőellátástól, a befecskendezéstől és a motor égésétől függ. Különösen oxigénhiány esetén nő a koromkibocsátás, mivel a keverék túl dús, és ezért az égés nem teljes. A chiptuning a túlzott koromkibocsátás oka is lehet.
A koromrészecskék mérete gyakorlatilag megegyezik az örvénykamrás, közvetlen befecskendezéses, közös nyomócsöves és egységinjektoros indirekt befecskendezésű dízelmotorokban.
A részecskeszűrő működése:
A részecskeszűrő méhsejt alakú, szilícium-karbidból készült kerámia testből áll, amely fémházban van elhelyezve. A kerámia test számos párhuzamos, mikroszkopikus járatból áll, amelyek az egyik oldalon felváltva záródnak.
Amikor a kipufogógázok átfolynak a részecskeszűrőn, a részecskék a bemeneti csatornákban maradnak, míg a kipufogógáz többi gáznemű komponense áthalad a szűrő porózus falain.
Öngeneráló részecskeszűrő:
Egy önképződő részecskeszűrő blokkolja a motor által kibocsátott összes korom körülbelül 90%-át. Mivel sok koromrészecske egy idő után az önképződő részecskeszűrőben marad, az intézkedések nélkül eltömődne. Ennek elkerülése érdekében a szűrőt rendszeresen regenerálni kell (200-1000 km-enként). Ezt nevezik „regenerációs folyamatnak”. Ez azt jelenti, hogy a felgyülemlett koromszemcséket elégetik. Égéskor a részecskék ártalmatlan anyagokká szén-dioxiddá és vízzé alakulnak. A katalitikus bevonattal nem rendelkező részecskeszűrőknél a koromrészecskék égési hőmérséklete legalább 600ºC, de a kipufogógázok gyakran nem elég melegek ehhez. A koromrészecskék elégetéséhez a következő módszerek használhatók:
- Részecskeszűrő katalitikus bevonattal:
Az ilyen típusú részecskeszűrő katalitikus bevonattal rendelkezik, amely lehetővé teszi a koromrészecskék 250 °C hőmérsékleten történő elégetését. A részecskeszűrőt azonban a lehető legközelebb kell elhelyezni a motorhoz, különben sok hő vész el. Ezt a regenerálási módot többek között a félig nyitott és folyamatosan regenerálódó részecskeszűrőknél alkalmazzák. - Használjon oxidációs katalizátort: Oxidációs katalizátorral a kipufogógázokban lévő nitrogén-oxidok részben nitrogén-dioxiddá alakulnak. Ez a nitrogén-dioxid nagyon reaktív, ami azt jelenti, hogy a korom sokkal könnyebben meggyullad, ezért alacsonyabb hőmérsékleten. Az oxidációs katalizátor ezért mindig a részecskeszűrő elé kerül, általában közvetlenül a kipufogócső után is. Néha még 2 ilyen katalizátort is beépítenek. (lásd a képet)
- Külső fűtés: Izzítóspirál vagy tüzelőanyag-befecskendező szelep kipufogóba helyezésével elérhető a szükséges hőmérséklet a koromszemcsék meggyújtásához. Ezt a motorvezérlő egység vezérli. Ez regisztrálja a nyomáskülönbség-érzékelők értékeit, amelyek a szűrő előtt és után mérik, hogy a részecskeszűrő kezd megtelni.
- Kiegészítő tüzelőanyag-befecskendezés: A kipufogólöket során a fúvókákhoz extra üzemanyag hozzáadásával a kipufogógáz hőmérséklete megemelkedik, ami regenerációt eredményezhet.
Félig nyitott részecskeszűrő:
A félig nyitott részecskeszűrőket olyan autókhoz tervezték, amelyek alapkivitelben nincsenek felszerelve részecskeszűrővel. Ezért ezt a típusú részecskeszűrőt utólag kell beszerelni. Egyre kevesebb a félig nyitott részecskeszűrők száma, mert minden új autó alapfelszereltségben részecskeszűrővel van felszerelve.
A félig nyitott részecskeszűrők nyitott szerkezettel rendelkeznek, amely lehetővé teszi a kipufogógázok akadálytalan átáramlását a szűrőn. A koromrészecskék egy része megtapad a falakon. A szűrő belsejében katalitikus bevonat van, amely lehetővé teszi a koromszemcsék alacsony hőmérsékleten történő regenerálását (égetését). A regeneráció folyamatosan magas hőmérsékleten megy végbe. A szűrő eltömődésének esélye kicsi, feltéve, hogy a szűrőt időnként felmelegítik. A legnagyobb hátrány, hogy a károsanyag-kibocsátást optimális körülmények között legfeljebb 60%-kal, a kevésbé optimális körülmények között pedig – ami a normál használat során gyakran előfordul – csak 30%-kal lehet csökkenteni.
Dízelmotor kipufogógázai:
A jobb oldali képen és az alábbi magyarázatban láthatod, hogy miből állnak egy dízelmotor kipufogógázai.
- 67% nitrogén (N2)
- 12% szén-dioxid (CO2)
- 11% víz (H2O)
- 10% oxigén
- 0,3% egyéb anyagok, beleértve a koromrészecskéket (PM), szénhidrogéneket (HC), nitrogén-oxidokat (NOx), szén-monoxidot (CO).
Az NOx-kibocsátás csökkentése érdekében a dízelmotorok egyre gyakrabban használnak ilyet SCR katalizátor AdBlue adagolórendszerrel.
