عیب یابی جریان در فیلتر DPF: راهنمای جامع فنی
فیلتر ذرات جامد دیزل (Diesel Particulate Filter یا به اختصار DPF) به عنوان یک جزء کلیدی در سیستم کنترل آلایندگی خودروهای دیزلی، نقش بسیار مهمی در کاهش ذرات مضر خروجی از اگزوز دارد. جریان گازهای خروجی از موتور و عبور آنها از فیلتر DPF برای عملکرد بهینه فیلتر حیاتی است. در این مقاله، به صورت جامع و فنی به عیبیابی جریان در فیلتر DPF خواهیم پرداخت و به بررسی علل، روشهای تشخیص و راهکارهای رفع مشکلات مربوط به آن میپردازیم.
فیلتر DPF و اهمیت جریان صحیح گازهای خروجی
فیلتر DPF با جذب ذرات کربنی و دیگر ذرات جامد از دود موتور دیزلی، به کاهش آلودگیهای محیط زیست کمک میکند. این فیلتر در مسیر جریان دود قرار گرفته و باعث میشود هوای خروجی از اگزوز تر و پاکیزهتر شود. اما موفقیت این عملکرد بستگی زیادی به جریان صحیح گاز دارد که تحت تاثیر عوامل مختلفی قرار میگیرد.
ساختار و عملکرد جریان گاز در فیلتر DPF
فیلتر DPF از ساختار سرامیکی متخلخل ساخته شده است که کانالهای ریزی دارد و باعث میشود دود از داخل این کانالها عبور کند. ذرات معلق در دود در دیوارهها گیر میکنند و پس از مدتی با حرارت بالا (رِژِنِریشن یا احیا) سوزانده میشوند. جریان گاز به صورت یکنواخت و بدون محدودیت باید از این کانالها عبور کند تا عملکرد فیلتر بهینه باقی بماند.
علل کاهش و اختلال در جریان گاز فیلتر DPF
کاهش جریان گاز و مشکلات مرتبط با آن میتواند موجب افزایش فشار پشت فیلتر، کاهش عملکرد موتور و افزایش مصرف سوخت شود. برخی از مهمترین علل مشکلات جریان در DPF عبارتند از:
۱. گرفتگی و انسداد فیلتر
ذرات کربنی و خاکستر ناشی از احتراق سوخت به مرور زمان در داخل فیلتر انباشته میشوند. اگر رِژِنِریشن به درستی انجام نشود، این ذرات باقی میمانند و موجب مسدود شدن کانالها و کاهش عبور جریان گاز میشوند. در نتیجه فشار باک و مقاومت افزایش مییابد و به موتور آسیب میرساند.
۲. خرابی سنسورهای فشار و دما
برای کنترل وضعیت DPF، سنسورهایی مانند سنسور فشار Differential Pressure Sensor و سنسور دمای دود مورد استفاده قرار میگیرند. خرابی یا کالیبراسیون اشتباه این سنسورها میتواند دادههای نادرستی به ECU موتور ارسال کند و باعث اختلال در مدیریت جریان گاز و عملیات رِژِنِریشن شود.
۳. نشت یا ترک در فیلتر و کانالهای دود
هرگونه شکاف، ترک یا اتصال نامناسب در سیستم اگزوز و بخش فیلتر DPF میتواند باعث نشت گاز شود و جریان گاز را غیر یکنواخت و ناکافی کند.
۴. کیفیت پایین سوخت و روغن موتور
استفاده از سوختهای با ترکیبات غیر استاندارد یا روغن موتور نامناسب موجب تولید ذرات بیشتر و رسوبات فراوانتر میشود که به انسداد سریعتر فیلتر DPF منجر میشود.
روشهای تشخیص مشکلات جریان در فیلتر DPF
تشخیص زود هنگام و درست مشکلات جریان گاز در DPF باعث پیشگیری از آسیبهای هزینهبر و کنترل بهتر آلایندگیها میشود. در ادامه مهمترین روشهای تشخیصی مرور شدهاند:
اندازهگیری اختلاف فشار قبل و بعد از فیلتر
یکی از رایجترین روشها استفادۀ سنسور اختلاف فشار (ΔP) است که فشار هوای دود قبل و بعد از فیلتر را اندازهگیری میکند. افزایش این اختلاف فشار نشانه کاهش جریان و گرفتگی فیلتر است. به طور نمونه، مقادیر ΔP بالاتر از 300-500 پاسکال نشاندهنده انسداد جدی هستند که نیاز به پاکسازی دارد.
ثبت خطا (کدهای DTC) در واحد کنترل موتور (ECU)
کامپیوتر موتور معمولاً در صورت مشاهده فشار غیر عادی یا دمای غیر متعارف خطاهایی ثبت میکند. استفاده از دستگاه دیاگ خودرو برای خواندن این کدهای خطا از راهکارهای موثر است. کدهای متداول مرتبط با DPF شامل :
- P2002 – کارایی پایین فیلتر DPF
- P2458 – فشار بالای دیفرانسیلی فیلتر ذرات
- P242F – خرابی سنسور دما در DPF
بررسی بصری و بازرسی فنی
باز کردن فیلتر DPF و بررسی داخلی آن با ابزارهای تصویربرداری حرارتی و آنالیز رسوبات میتواند به تشخیص دقیق میزان گرفتگی و آسیب مکانیکی کمک کند.
اندازهگیری جریان گاز دود با دستگاههای تخصصی
استفاده از دستگاههای جریانسنج گاز دود که توانایی اندازهگیری دقیق نرخ جریان و فشار دود را دارند، برای تحلیل علمی عملکرد جریان در DPF بسیار موثر است.
راهکارهای رفع عیب جریان در فیلتر DPF
بر اساس تشخیص مشکلات، روشهای متنوعی برای تعمیر و بهینهسازی جریان گاز در DPF وجود دارد:
پاکسازی (رِژِنِریشن) فیلتر DPF
رِژِنِریشن فرایندی است که طی آن دمای بالای دود موجب سوزاندن ذرات انباشته شده در فیلتر میشود. این عملیات به سه صورت انجام میشود:
- رژِنِریشن فعال: ECU از طریق تزریق سوخت اضافی جهت افزایش دمای اگزوز استفاده میکند.
- رِژِنِریشن غیرفعال: در شرایط معمول و سرعت بالا، دمای اگزوز خود به خود بالا میرود.
- رِژِنِریشن اجباری: توسط دستگاه دیاگ و در تعمیرگاه صورت میگیرد.
تعویض یا تمیزکاری فیلتر DPF
در مواردی که رسوبات و خاکستر بسیار زیاد باشد یا آسیب ساختاری وجود داشته باشد، تعویض فیلتر کامل یا تمیزکاری مکانیکی/شیمیایی توسط تجهیزات تخصصی انجام میشود.
تعویض سنسورها و بررسی اتصالات
در صورت خرابی سنسورهای فشار یا دما، باید همانند سنسور مدار فشار، اقدام به تعویض آنها نمود و اتصالات و سیم کشی را کنترل کرد.
استفاده از سوخت و روغن موتور با کیفیت استاندارد
برای کاهش تولید ذرات و افزایش عمر فیلتر، تأمین سوخت و روغن موتور مناسب با استانداردهای توصیه شده توسط سازنده ضروری است.
بررسی و تعمیر سیستم اگزوز
رفع هرگونه نشت یا خرابی در اگزوز، تضمین جریان درست دود و جلوگیری از آسیب به فیلتر است.
نتیجهگیری
فیلتر DPF به عنوان قلب سیستم کنترل آلایندگی موتورهای دیزلی، به جریان صحیح گازهای خروجی وابسته است. شناخت و عیب یابی درست مشکلات جریان شامل انسداد فیلتر، خرابی سنسورها و مشکلات مکانیکی، به وسیله تجهیزات فنی و دانش استاندارد، تضمین کننده عملکرد بهینه این فیلتر و کاهش آلایندگیهای محیط زیست میباشد. نگهداری منظم، نظارت دقیق و استفاده از روشهای علمی در عیبیابی میتواند طول عمر فیلتر DPF را افزایش دهد و هزینههای ناشی از تعمیرات سنگین را کاهش دهد.