به حداکثر رساندن طول عمر و انطباق ناوگان از طریق مدیریت پیشرفته فیلتر ذرات دیزل

عملکرد اصلی فیلتر ذرات دیزل

A فیلتر ذرات دیزل یک دستگاه کنترل آلایندگی ضروری است که برای جذب و سوزاندن دود سیاه، دوده و ذرات معلق (PM) از اگزوز موتور دیزل طراحی شده است. با استفاده از یک ساختار لانه زنبوری سرامیکی متخلخل، یک واحد به درستی کار می کند بیش از 95 درصد ذرات مضر موجود در هوا قبل از فرار به جو برای حفظ این راندمان و جلوگیری از فلج شدن فشار برگشتی موتور، فیلتر باید به طور دوره ای تحت بازسازی حرارتی قرار گیرد تا دوده کربن انباشته شده را بسوزاند و آن را به خاکستر بی ضرر تبدیل کند.

همانطور که استانداردهای آلایندگی در سطح جهانی سخت تر می شود، ماشین آلات سنگین، ناوگان تدارکات تجاری و خودروهای دیزلی مسافربری کاملاً به این تله های شیمیایی و فیزیکی پیچیده متکی هستند. نادیده گرفتن چرخه های حرارتی یا تعادل های شیمیایی مورد نیاز برای حفظ یک تله ذرات به سادگی به محیط زیست آسیب نمی رساند. این منجر به محدودیت شدید موتور، کاهش مصرف سوخت و در نهایت خرابی کاتالیزور می شود که می تواند هزاران دلار برای جایگزینی هزینه داشته باشد.

ترکیب فیزیکی و مکانیک فیلتراسیون

فضای داخلی یک زیرلایه ذرات دیزلی استاندارد بسیار متفاوت از مبدل کاتالیزوری جریان عبوری سنتی است. به‌جای اینکه گاز مستقیماً از کانال‌های باز عبور کند، گاز خروجی را از طریق یک سیستم پیچیده و یکپارچه جریان دیواری مجبور می‌کند.

معماری یکپارچه دیوار جریان

هسته فیلتر معمولاً از کوردیریت، کاربید سیلیکون یا الیاف فلزی سرامیکی . ساختار دارای کانال های موازی است که به طور متناوب در انتهای مخالف وصل می شوند. با ورود گاز خروجی به یک کانال باز، به دوشاخه ترمینال برخورد می کند و مجبور می شود از منافذ میکروسکوپی دیواره کانال خارج شود. در حالی که گازها به راحتی از این دیواره های متخلخل عبور می کنند، ذرات دوده کربن نسوخته در داخل دیواره سلولی به دام می افتند.

انتقال از دوده به خاکستر

دوده یک ترکیب آلی متشکل از هیدروکربن های نسوخته است که می تواند از طریق گرمای موضعی از بین برود. از طرف دیگر خاکستر از مواد معدنی مشتق شده از فلزات روغن موتور، افزودنی های فلزی ضد سایش و آلاینده های سوخت تشکیل شده است. در حالی که دوده در طول عملیات استاندارد سوخته می شود، خاکستر را نمی توان سوزاند و به طور دائم در پشت سلول های فیلتر جمع می شود و در نهایت نیاز به تمیز کردن مکانیکی دارد.

علم چرخه های بازسازی

از آنجا که بستر فیزیکی ظرفیت محدودی برای ذخیره دوده دارد، ماژول کنترل موتور (ECM) سطح محدودیت را به طور مداوم با استفاده از سنسورهای فشار دیفرانسیل نظارت می کند. وقتی بارگیری دوده به یک آستانه بحرانی می رسد - معمولاً در اطراف ظرفیت حجمی 45 تا 60 درصد - سیستم یک توالی بازسازی را برای رفع انسداد راه اندازی می کند.

• بازسازی غیر فعال: این به طور طبیعی زمانی اتفاق می‌افتد که وسیله نقلیه تحت بار زیاد یا سرعت‌های بالا کار می‌کند، مانند رانندگی پایدار در بزرگراه. دمای گاز خروجی به طور طبیعی می رسد 350 تا 500 درجه سانتی گراد ، به دی اکسید نیتروژن موجود در کاتالیزور اجازه می دهد تا به طور مداوم دوده به دام افتاده را بدون تغییر پارامترهای موتور اکسید کند.
• بازسازی فعال: هنگامی که یک وسیله نقلیه بیش از حد بیکار می شود یا مسافت های اولیه را در ترافیک توقف و حرکت می راند، دمای اگزوز به آستانه احتراق غیرفعال نمی رسد. ECM با شروع تزریق سوخت در اواخر چرخه مستقیماً به سیلندرها یا انژکتور هیدروکربنی جریان اگزوز پاسخ می دهد. این سوخت خام در داخل کاتالیزور اکسیداسیون دیزل می سوزد و به طور مصنوعی دمای فیلتر را بالا می برد 600 درجه سانتیگراد یا بالاتر برای اجبار احتراق دوده
• بازسازی اجباری ثابت: اگر یک وسیله نقلیه چندین نشانه بازسازی فعال را نادیده بگیرد، فشار برگشتی به طور خطرناکی بالا می‌رود و حالت موتور «لنگش خانه» را راه‌اندازی می‌کند. تکنسین ها باید یک اسکنر عیب یاب را وصل کنند تا در زمانی که وسیله نقلیه پارک شده است، یک توالی فرسودگی ثابت فرمان دهد و موتور را تا یک ساعت در دورهای بالا کار کند.

معیارهای عملکرد و تشخیص عملیات

حفظ یک محیط بهینه اگزوز نیاز به ردیابی تغییرات سنسور دارد. درک واریانس بین یک فیلتر تمیز و یک واحد به شدت آسیب دیده، از ترک‌های فاجعه‌بار ساختاری یا ذوب شدن ناشی از رویدادهای حرارتی فرار موضعی جلوگیری می‌کند.

هنگامی که مقادیر فشار دیفرانسیل علیرغم چرخه های متوالی بازسازی فعال به طور مداوم بالا باقی می ماند، نشان می دهد که هسته به جای دوده توسط خاکستر غیر قابل احتراق محدود شده است. ادامه کار سیستم در این حالت باعث خفگی شدید اگزوز، کاهش توان خروجی و منجر به ترک خوردگی مهر و موم های توربوشارژر می شود.

درایورهای اولیه خرابی زودرس فیلتر

در حالی که آرایه های کنترل انتشار برای طول عمر طراحی شده اند، تعمیر و نگهداری ضعیف موتور می تواند به سرعت یک هسته فیلتر جدید را خراب کند. اجتناب از این نقاط خرابی رایج برای کارآمد نگه داشتن ناوگان تجاری دیزل ضروری است.

استفاده از روغن های روان کننده نامناسب

موتورهای دیزلی مدرن مجهز به سخت‌افزار پس‌فرآوری به روغن‌های موتور تخصصی کم SAPS (خاکستر سولفاته پایدار، فسفر و گوگرد) نیاز دارند. استفاده از روغن های دیزل سنگین استاندارد منجر به غلظت بالای ترکیبات فلزی در جریان اگزوز می شود. این فلزات به طور دائم کانال های لانه زنبوری را با خاکستر غیر قابل سوختن مسدود می کنند. کاهش طول عمر قطعه به نصف .

گسل های بالادست و فیس پلاگ هیدروکربنی

خرابی انژکتورهای سوخت، توربوشارژرهای معیوب که روغن به داخل ورودی نشت می‌کند، یا نشتی دریچه‌های گردش مجدد گاز اگزوز (EGR) می‌تواند باعث شود که مقدار بیش از حد روغن خام یا سوخت سطح جلوی فیلتر را بپوشاند. این وضعیت که به عنوان فیس پلاگیگ شناخته می شود، جریان اگزوز را مسدود می کند و می تواند در حین بازسازی فعال مشتعل شود و باعث ایجاد سنبله های حرارتی شود که هسته سرامیکی داخلی را می شکند.

پروتکل گام به گام تمیز کردن و خاکستر زدایی مکانیکی

هنگامی که ذخیره سازی خاکستر به ظرفیت خود رسید، مجموعه باید از شاسی جدا شود و با استفاده از تجهیزات مخصوص خارج از برد درمان شود. این فرآیند تعمیر و نگهداری تخصصی نیاز به یک توالی سازمان یافته برای پاکسازی ایمن زباله های فلزی به دام افتاده دارد.

1. پیش بازرسی و تست جریان: پوشش را از نظر ترک های خارجی، آسیب به نخ سنسور یا جابجایی زیرلایه داخلی بررسی کنید. هسته را روی یک میز تست جریان نصب کنید تا خطوط پایه محدودیت اولیه را بر حسب فوت مکعب در دقیقه (CFM) تعیین کنید.
2. تمیز کردن هوا چاقو پنوماتیک: فیلتر را درون یک کابین انفجار خودکار قرار دهید. چاقوهای هوای فشار بالا کانال‌های باز را از هر دو انتها به طور همزمان اسکن می‌کنند و خاکستر شل را از سلول‌ها به سیستم خلاء جمع‌آوری فیلتر شده بیرون می‌دهند.
3. پخت حرارتی کنترل شده: واحد فیلتر را در یک کوره سنگین قرار دهید. به تدریج دما را تا حدودی افزایش دهید 500 درجه سانتیگراد در یک پنجره هشت ساعته برای اکسید کردن هر گونه باقی مانده کربن سرسخت و محکم بسته بندی شده به پودر خاکستر شل.
4. خاکستر زدایی پنوماتیک ثانویه: اجازه دهید دستگاه کاملاً خنک شود تا دمای اتاق در محیط قرار گیرد. برای پاک کردن باقیمانده خاکستر پخته شده، آن را به کابینت انفجار برگردانید.
5. اعتبار سنجی پس از خدمت: آزمایش جریان CFM را مجدداً اجرا کنید و اختلاف وزن را ثبت کنید تا استخراج کل خاکستر مشخص شود. یک توالی تمیز کردن موفق باید بهبود یابد 95% یا بیشتر از ظرفیت جریان اصلی کارخانه .