Засоряющие материалы DPF
Сажа – продукт, образующийся при неполном сгорании топлива.
Как правило, можно выделить два типа накопления сажи:
1. Накопление пор – твердые частицы оседают в сети пор внутри материала стенки фильтра.
Хотя в микропорах фильтра скапливается лишь небольшая часть сажи, она способствует резкому увеличению перепада давления в фильтре.
В зависимости от уровня сажевой нагрузки и типа фильтра накопление пор может в некоторых случаях привести к падению давления на фильтре на 50% или даже больше.
2. Сажная корка – по мере увеличения заряда сажи в сети пор начинает формироваться слой частиц вдоль поверхности стенок входных каналов, и сажевая корка становится доминирующим механизмом фильтрации.
Пепел
Зола накапливается в DPF при длительной эксплуатации в виде негорючего материала, остающегося после регенерации фильтра и окисления сажи. Зола состоит из различных соединений металлов, полученных из смазочных присадок, микроэлементов в топливе и износе двигателя, а также продуктов коррозии.
Как показано на рис. 1, зола может занимать большую часть объема фильтра, так как она может скапливаться в тонком слое вдоль стенок канала или занимать пространство ближе к задней части каналов фильтра. Одним из последствий накопления золы является уменьшение полезного объема фильтра или площади фильтрации и уменьшение емкости накопления сажи. Отложение золы также изменяет распределение сажи, обычно перемещая ее к передней части фильтра. Эти комбинированные явления способствуют уменьшению диаметра канала и уменьшению эффективной длины каналов фильтра. В результате зола способствует увеличению противодавления выхлопного потока.
Во-вторых, слой золы физически отделяет сажу, накапливающуюся от каталитических металлов (например, частиц платины), которые могут осаждаться на поверхности стенок ДСФ. Это не только предотвращает контакт частиц сажи с каталитическими металлами, но дополнительно увеличивает необходимую диффузионную длину для окисления сажи, поддерживаемой NO2 (двуокисью азота).
Рисунок 1 лучше всего иллюстрирует масштаб проблемы, поскольку он представляет долю золы в общей массе материала, накопленного в DPF (зола и сажа), при максимальной нагрузке 6 г/л.
На основании рисунка 2, всего после 53 000 км пробега около 50% материала, накопленного в сажевом фильтре, составляет зола. Другими словами, количество золы равно количеству сажи при предельно допустимой нагрузке по саже 6 г/л. Кроме того, после 240 000 км зола составляет более 80% материала, попавшего в сажевый фильтр, включая меньшинство сажи.
Загрязнение моторного масла в результате негерметичной системы впуска двигателя (например, отказ турбонагнетателя). Масло попадает в патрон фильтра (монолит), где и сгорает.
