تجديد مرشح جسيمات الديزل

يتمتع مرشح جسيمات الديزل (DPF) بكفاءة ترشيح عالية لجزيئات السخام، والتي يمكن أن تصل إلى 60% إلى 90%. أثناء الترشيح، تتراكم الجسيمات في مرشح الجسيمات، مما يؤدي إلى زيادة الضغط الخلفي لعادم محرك الديزل. عندما يصل الضغط الخلفي للعادم إلى 16 كيلو باسكال إلى 20 كيلو باسكال، يبدأ أداء محرك الديزل في التدهور. لذلك، يجب إزالة الجسيمات بانتظام لاستعادة مرشح الجسيمات إلى حالته الأصلية، أي التجديد. التحدي الأكبر الذي يواجه DPF هو مشكلة التجديد. طريقة تجديد مرشح الجسيمات هي بشكل أساسي أكسدة الجسيمات، وعناصر أكسدة الجسيمات هي درجة الحرارة العالية وإثراء الأكسجين ووقت الأكسدة. في الواقع، درجة حرارة العادم لمحركات الديزل تكون بشكل عام أقل من 500 درجة، وخاصة درجة حرارة العادم لبعض الحافلات التي تعمل في الظروف الحضرية أقل من 300 درجة. تتمثل المشكلة الرئيسية لتجديد مرشح الجسيمات في تقليل درجة حرارة نقطة التوازن، حيث تكون سرعة تكوين الجسيمات والأكسدة متساوية، ويكون الضغط الخلفي ثابتًا نسبيًا، ويكون النظام في حالة توازن. ترتبط درجة حرارة نقطة التوازن بمعدل التدفق، وتكوين الجسيمات، ومحتوى أكاسيد النيتروجين، وتركيز الكبريت، وتكوين السخام، ومعلمات المحرك والوقود. تتضمن طرق تجديد DPF التجديد النشط والتجديد السلبي. تشمل طرق التجديد النشطة الشائعة تجديد تسخين حقن الوقود بالموقد، وتجديد التسخين الكهربائي، وتجديد تسخين الميكروويف، وتجديد التسخين بالأشعة تحت الحمراء. تجديد تسخين الموقد هو وضع موقد عند مدخل مرشح الجسيمات، ورش الديزل والهواء الثانوي، وإشعال جزيئات السخام في مرشح الجسيمات بعد الاحتراق للتجديد. تتطلب هذه الطريقة توفير وقود إضافي ودرجة حرارة ثابتة للموقد، لذلك يلزم وجود مجموعة من نظام التحكم في الضبط التلقائي لضبط إمدادات الوقود والهواء الثانوي. بالإضافة إلى ذلك، فإن هذا الموقد لديه متطلبات معينة لقيادة السيارة، مثل عدم التسارع بشكل حاد أثناء التجديد. إذا تم تسريع عملية التجديد بشكل حاد، فإن تدفق الهواء سوف يطفئ اللهب المتجدد، بحيث لا يحترق الوقود بالكامل، مما يتسبب في انبعاث دخان أبيض من السيارة. تجديد التدفئة الكهربائية هو تسخين مرشح الجسيمات عن طريق التسخين الكهربائي لتعزيز اشتعال جزيئات السخام. على الرغم من أن طريقة التجديد هذه لن تسبب أي دخان، إلا أن التدفئة الكهربائية لها متطلبات عالية نسبيًا لنظام التحكم، ويجب حل مشكلة الاستهلاك العالي للطاقة أثناء استخدام السيارة. ليس من السهل على محركات الديزل الصغيرة والمتوسطة الحجم تلبية متطلبات الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، فإن التسخين غير المتساوي سوف يسبب تجديدًا غير متساوٍ لجسم الفلتر، ويكون جسم الفلتر عرضة لارتفاع درجة الحرارة والتلف المحلي. يستخدم تجديد التسخين بالميكروويف خصائص التسخين الانتقائية والتسخين الحجمي الفريدة لأفران الميكروويف لتشكيل مصدر حرارة موزع مكانيًا داخل جسم الفلتر، وتسخين جزيئات السخام المترسبة على جسم الفلتر، وتسخين وإشعال جزيئات السخام في الموقع. تحقيق تجديد جسم الفلتر يشير تسخين الميكروويف إلى تسخين جسم بتردد يتراوح من 300 ميجاهرتز إلى 300 جيجاهرتز. وهو يختلف عن طرق التدفئة العامة. إنه تسخين حجمي ناتج عن فقدان العزل الكهربائي في المجال الكهرومغناطيسي. وتنتقل طاقتها على شكل موجات كهرومغناطيسية عبر الفضاء أو الوسط. ترتبط عملية التسخين ارتباطًا وثيقًا باستقطاب الجزيئات داخل المادة. تكمن التقنية الرئيسية لتجديد تسخين الميكروويف في كيفية إثارة أكبر عدد ممكن من الأوضاع في تجويف الرنين والتحكم في درجة حرارة احتراق جزيئات السخام في التجويف لمنع تلف جسم الفلتر بسبب درجة الحرارة الزائدة. بالمقارنة مع طرق التسخين الأخرى، فإن تجديد التسخين بالأشعة تحت الحمراء يتميز بخصائص التسخين الانتقائي، ويمكنه تسخين الجسم الساخن مباشرة، وتقصير الوقت الذي يستغرقه الجسم الساخن لتسخينه إلى درجة الحرارة المطلوبة، وتقليل استهلاك الطاقة؛ تكنولوجيا تجديد الأشعة تحت الحمراء لديها كفاءة تجديد عالية. الحد الأقصى لدرجة حرارة التجديد مناسبة، وتدرج درجة حرارة جسم الفلتر صغير، وهو مناسب جدًا لتجديد سيراميك قرص العسل. ترتبط مزايا التسخين بالأشعة تحت الحمراء ارتباطًا وثيقًا بآلية التسخين الخاصة به. من منظور آلية التسخين بالأشعة تحت الحمراء، عندما يكون الطول الموجي الإشعاعي لمصدر الإشعاع متسقًا مع الطول الموجي الامتصاصي للجسم المشعع، فإن الأخير يمتص كمية كبيرة من طاقة الأشعة تحت الحمراء، وبالتالي يغير ويكثف حركة جزيئاته، مما يحقق تأثير التدفئة والتدفئة. تشتمل طرق التجديد السلبي الشائعة على نظام مرشح التجديد التحفيزي الإضافي للوقود ونظام CRT (مرشح التجديد المستمر) ونظام CCRT. إن مادة الوقود المضافة لنظام مرشح التجديد الحفزي الإضافي للوقود هي عبارة عن محفز مذاب في الوقود. بعد الاحتراق في المحرك، يدخل إلى العادم ويتم التقاطه بواسطة المرشح مع الجزيئات، مما يجعل الجزيئات والمكونات النشطة المحفزة على اتصال وثيق، وهو ما يعادل إضافة محفز إلى الجزيئات لتقليل درجة حرارة التجديد الجسيمات. العيب هو أن إضافات الوقود ستعرض صحة الإنسان للخطر عند دخولها الغلاف الجوي مع عادم السيارات. يتكون CRT من مؤكسد (DOC) ومرشح جسيمات (DPF بدون طلاء محفز). عندما يمر عادم محرك الديزل عبر محول الأكسدة الحفاز، عند درجة حرارة تتراوح من 200 درجة إلى 600 درجة، يتأكسد أول أكسيد الكربون والهيدروكربون بشكل كامل تقريبًا إلى ثاني أكسيد الكربون وH2O، ويتم تحويل NO إلى NO2. ثم تتم أكسدة NO2 لتوليد ثاني أكسيد الكربون من الجزيئات الموجودة في مرشح الجسيمات، ويتم تقليل NO2 إلى NO، وبالتالي تحقيق الغرض من تجديد الجزيئات. تجدر الإشارة إلى أنه لا يمكن استخدام هذا النظام إلا في محركات الديزل منخفضة الكبريت، لأن محفز الأكسدة يمكنه أكسدة الكبريت وزيادة عدد الجزيئات. وفي الوقت نفسه، يتطلب التجديد السلبي درجة حرارة عادم مناسبة. ليس من الجيد أن تكون درجة الحرارة مرتفعة جدًا أو منخفضة جدًا. إذا كانت درجة الحرارة منخفضة جدًا، فإن معدل أكسدة NO2 يكون بطيئًا جدًا؛ إذا كانت درجة الحرارة مرتفعة جدًا، يتم تسريع تحلل ثاني أكسيد النيتروجين ويمكن تكوين كمية غير كافية من ثاني أكسيد النيتروجين. نطاق درجة حرارة التجديد لـ CRT هو 240 درجة ~ 450 درجة، ويتطلب التجديد أن تكون نسبة أكاسيد النيتروجين/PM في العادم أكبر من 20:1. يتكون نظام CCRT أيضًا من مؤكسد (DOC) ومرشح جسيمات (DPF)، لكن حامل مرشح الجسيمات (DPF) الخاص بـ CCRT مغطى بمحفز، بحيث يمكن أن يستمر أكسيد النيتروجين المتولد في المؤكسد في توليد ثاني أكسيد النيتروجين في مرشح الجسيمات لأكسدة المواد الجسيمية، بحيث يمكن للنظام إزالة المواد الجسيمية بشكل كامل من المرشح. وتتمثل ميزة نظام CCRT في أنه يتمتع بظروف أكثر استرخاءً للتجديد، ويمكن أن تعمل درجة حرارة العادم المنخفضة ونسبة أكاسيد النيتروجين/الجسيمات المنخفضة في العادم على تجديد النظام.
ومع ذلك، في عملية التجديد المذكورة أعلاه، تتم إزالة رواسب الكربون الموجودة داخل DPF فقط، ولا يمكن تقليل مواد الرماد التي لا تحتوي على رواسب كربون وتحللها على الإطلاق. يأتي هذا الرماد أساسًا من المكونات الموجودة في زيت المحرك والوقود. نظرًا لأنه لا يمكن حرق الرماد، يتم تقليل الحجم الفعال لمرشح الجسيمات، وسوف تتدهور وظيفة مرشح الجسيمات بعد فترة زمنية معينة. لذلك، بالنسبة لمركبات الديزل المزودة بـ DPF، يجب اختيار زيت المحرك منخفض الرماد أولاً ويجب تنظيف DPF وتجديده بانتظام لضمان كفاءة التحويل الفعلية لـ DPF، وتقليل انبعاث الملوثات، وإطالة عمر خدمة DPF، تقليل تكاليف الصيانة اللاحقة وتقليل فقدان طاقة المحرك وتقليل استهلاك الوقود. للتنظيف المنتظم لـ DPF، يمكنك اختيار منتجات عامل التنظيف المستوردة الأصلية Liqui Moly DPF الألمانية - منظف مرشح جسيمات الديزل LM-5169 وسائل تنظيف مرشح جسيمات الديزل LM-5171. LM-5169 عبارة عن مشتت تنظيف فعال للغاية يمكنه إذابة المواد بسرعة مثل دخان الكربون والرماد الملتصق بسطح DPF. LM-5171 هو سائل تنظيف فعال. عند استخدامه بعد استخدام منظف جزيئات الديزل Liqui Moly، يمكنه توزيع الجزيئات المذابة أثناء عملية التنظيف حول الجدار الداخلي لمادة DPF وحرقها. ولذلك، فإن الاستخدام المنتظم لهذا المنتج يمكن أن يطيل عمر خدمة DPF بشكل كبير، ويقلل تكلفة الصيانة والاستبدال لاحقًا، ويقلل بشكل فعال من انبعاثات الجسيمات.