Filtros de partículas. Propósito, dispositivo, principio de funcionamiento

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Última modificación: 2024-02-19 14:12

La introducción de nuevos estándares de seguridad ambiental para automóviles está obligando a los fabricantes a desarrollar tecnologías cada vez más avanzadas que permitan que sus productos cumplan con las regulaciones. Tales aspiraciones se deben a la aparición de familias enteras de motores que se caracterizan por bajas emisiones de productos procesados. También se está trabajando en otras áreas. Entonces, en 2004, apareció un filtro de partículas diesel, que minimiza la cantidad de emisiones nocivas. Aunque en el momento de su aparición no tenía tanta demanda, los desarrolladores continuaron desarrollando la idea, y hoy, de acuerdo con el estándar Euro-5, la presencia de este dispositivo en el diseño de un automóvil es obligatoria.

¿Para qué sirve un filtro de partículas?

Los dispositivos de este tipo son medios de tratamiento posterior de los gases de escape. Cabe señalar de inmediato que los filtros de partículas se utilizan exclusivamente en motores diésel. En unidades de gasolina, su análogo es un catalizador. La tarea principal de la instalación es eliminar las sustancias tóxicas del escape. Tal procesamiento de gases hace que los automóviles sean más ecológicos. Los filtros pueden tener un diseño diferente, pero todos realizan la tarea de reducir los niveles de hollín en las emisiones de escape en un 80 %.

KDesafortunadamente, realizar esta función conlleva muchos otros problemas, la mayoría de los cuales están relacionados con el mantenimiento del filtro en sí. A medida que se procesan los gases, el dispositivo se contamina y debe limpiarse. En casos extremos, se retiran los filtros de partículas y se instalan nuevos componentes de postratamiento en su lugar.

Dispositivo de filtrado

La unidad está ubicada detrás del convertidor catalítico. Algunas variaciones del filtro también permiten su combinación estructural con un neutralizador oxidativo. En tales casos, se encuentra detrás del colector de escape, donde se anota la temperatura máxima de los gases. El componente principal es una matriz colocada en una caja de metal. En los modelos estándar, está hecho de carburo de silicio, que se distingue por una estructura celular con canales de pequeña sección transversal. En realidad, la estructura porosa de las paredes laterales de estos canales asegura la limpieza. Es importante señalar que el filtro de partículas diésel es solo una parte de todo un complejo de dispositivos y sistemas que intervienen en el flujo de trabajo. Este grupo también incluye sensores de temperatura, una unidad de potencia, una computadora de a bordo, un turbocompresor, etc. Otra cosa es que el filtro realiza la función de limpieza final y, por lo tanto, puede considerarse como un eslabón clave, ya que implementa la retención física de elementos nocivos.

Principio de funcionamiento

Todo el proceso se puede dividir en dos etapas: filtración directa y regeneración de hollín. En la primera etapa, las partículas de hollínson capturados, después de lo cual se asientan en las paredes del filtro. En este sentido, las más problemáticas son las partículas pequeñas de hasta 1 micra de tamaño, ya que su pequeño peso interfiere en la retención. Aunque la proporción de dichos elementos representa solo el 5% del total, son los más peligrosos para los humanos. Sin embargo, los filtros de partículas modernos pueden hacer frente con eficacia al procesamiento de dichas partículas. La segunda etapa es la regeneración de los elementos asentados. El hecho es que su acumulación en grandes volúmenes no solo daña el filtro en sí, sino que también reduce la potencia del motor, ya que se forma un obstáculo para el paso de los gases posteriores. En este sentido, las medidas para limpiar los dispositivos de hollín son una parte indispensable del mantenimiento del automóvil.

Limpieza pasiva del filtro

Este tipo de limpieza se realiza debido a la influencia de las altas temperaturas de los gases de escape, que pueden alcanzar los 600 °C. Otro tipo de método de regeneración pasiva es la introducción de varios aditivos en el combustible para asegurar una combustión eficiente del hollín. En este caso, también se produce el efecto de la temperatura, pero al nivel de 400-500 °C. El sensor del filtro de partículas, que también controla algunos parámetros de funcionamiento del motor, le permite monitorear los modos de exposición térmica. Sin embargo, en algunas condiciones de funcionamiento del vehículo, el filtrado pasivo es inútil o incluso imposible.

Limpieza activa del filtro

Este es un enfoque forzado para la limpieza del filtro, que se basa en un aumento de temperatura especial enentorno de gases de escape. El hollín acumulado en el proceso de mantenimiento de tales condiciones se quema gradualmente. Lo principal en la limpieza activa son las formas en que se alcanzan las altas temperaturas. Entre los métodos más comunes se encuentran la inyección tardía de combustible, la inyección de diésel en la carrera de escape y el calentamiento por microondas. En algunos casos, la limpieza del filtro de partículas también se realiza mediante un calentador eléctrico. El instrumento se puede instalar junto a un dispositivo de limpieza, pero antes de hacerlo, se debe prestar especial atención a la disposición de sus componentes. La recuperación activa también se controla con la participación de sensores; en particular, se utilizan dispositivos para medir la presión y la temperatura.

¿Cómo quitar el filtro de partículas?

A pesar del uso de modernos sistemas de limpieza, los filtros de este tipo tarde o temprano comienzan a interferir con el funcionamiento del motor. Esto se expresa por acumulaciones de hollín, que no se eliminan con los métodos prescritos. La salida de tales situaciones puede ser desmantelar el dispositivo. Además, este evento se lleva a cabo en dos etapas. En primer lugar, se realiza una operación mecánica durante la cual se desmonta directamente el filtro de partículas. El precio de este procedimiento varía de 7 a 12 mil rublos. Por cierto, la instalación de un nuevo filtro se estima en 30-40 mil rublos, por lo que solo unos pocos deciden actualizar completamente el sistema de limpieza. El segundo paso es eliminar el dispositivo de forma programática haciendo parpadear la unidad de control del motor.

Conclusión

Desarrolladoresde las normas ambientales en relación con los automóviles, por supuesto, se preocupan por el futuro de la humanidad y se esfuerzan por orientar a los fabricantes hacia las direcciones que son más humanas en términos de impacto en la naturaleza. El producto final del desarrollo de una de estas áreas fueron los filtros de partículas, que reducen los efectos nocivos sobre el medio ambiente. Al mismo tiempo, los automovilistas recibieron muchos problemas junto con la nueva instalación. Baste mencionar la necesidad de monitorear regularmente la eficiencia de la regeneración del filtro. En caso de autolimpieza insuficiente del dispositivo, el propietario del automóvil no tiene más remedio que eliminar este bloqueo o reemplazarlo por un filtro nuevo. Pero en ambos casos, los costos serán inevitables.