Rodzaje zanieczyszczeń DPF

Sadza - produkt powstający w trakcie niepełnego spalania paliw.

Najogólniej możemy wyróżnić dwa rodzaje akumulacji sadzy :

1. Akumulacja porów - cząstki stałe osadzają się w sieci porów wewnątrz materiału ścianki filtra.

Chociaż tylko niewielka część całkowitej sadzy gromadzi się w mikroporach filtra, przyczynia się to do gwałtownego wzrostu spadku ciśnienia w filtrze.

W zależności od poziomu załadowania sadzy i typu filtra akumulacja porów może w niektórych przypadkach stanowić 50% spadku ciśnienia filtra, lub nawet więcej.

2. Zbrylowanie sadzy - wraz ze wzrostem ładunku sadzy w sieci porów, warstwa cząstek zaczyna tworzyć się wzdłuż powierzchni ścianek w kanałach wlotowych, a dominującym mechanizmem filtracji staje się filtracja zbrylania sadzy.

Popioły

Popiół gromadzi się w DPF podczas długotrwałego użytkowania, jako niepalny materiał pozostawiony po regeneracji filtra i utlenianiu sadzy. Popiół składa się z różnych związków metali pochodzących z dodatków smarnych, pierwiastków śladowych w paliwie oraz zużycia silnika i produktów korozji.

Jak pokazano na fig. 1, popiół może zajmować dużą część objętości filtra, ponieważ może gromadzić się w cienkiej warstwie wzdłuż ścian kanału lub zajmować miejsce w kierunku tylnej części kanałów filtra. Jednym z efektów gromadzenia popiołu jest zmniejszenie efektywnej objętości filtra, lub obszaru filtracji, i zmniejszenie zdolności magazynowania sadzy. Odkładanie się popiołu zmienia również rozkład nagromadzonej sadzy, zwykle przesuwając ją w kierunku przedniej części filtra. Te połączone zjawiska przyczyniają się do ograniczenia średnicy kanału i zmniejszenia efektywnej długości kanałów filtra. W rezultacie popiół przyczynia się do zwiększenia ograniczenia przepływu spalin.

Po drugie, warstwa popiołu fizycznie oddziela zgromadzoną sadzę od katalizatora spalin ( np. cząstki platyny ), który może być osadzony na powierzchni ścianek DPF. Zapobiega to nie tylko kontaktowi cząstek sadzy z katalizatorem spalin, ale dodatkowo zwiększa wymaganą długość dyfuzji do utleniania sadzy wspomaganego przez NO2 ( dwutlenek azotu ).

Rysunek 1 najlepiej ilustruje wielkość problemu, ponieważ przedstawia udział popiołu w całkowitej masie materiału nagromadzonego w DPF (popiół i sadza), przyjmując maksymalne obciążenie 6 g / L

Na podstawie rys. 2, po zaledwie 53 000 km użytkowania na drodze, około 50% materiału zgromadzonego w DPF stanowi popiół. Innymi słowy, ilość popiołu jest równa ilości sadzy przy maksymalnym dopuszczalnym limicie obciążenia sadzą wynoszącym 6 g / L. Ponadto, po 240 000 km, popiół to ponad 80% materiału uwięzionego w DPF, w tym mniejszość to sadza.

Zanieczyszczenia olejem silnikowym powstałe w wyniku nieszczelnego układu dolotowego ( np. awaria turbosprężarki ). Olej dostaje się do wkładu filtra  ( monolitu ) gdzie ulega procesowi spiekania.

 

Rys. 2 - Spiekanie oleju Rys. 3 - Awaria systemu Adblue