Diesel Particulate Filter – Bộ lọc hạt diesel (DPF) là thiết bị được thiết kế để loại bỏ các hạt diesel hoặc muội than khỏi khí thải của động cơ diesel.
DPF đóng vai trò quan trọng trong việc giảm lượng khí thải từ xe diesel bằng cách giữ lại muội than và tro. Chúng được làm từ vật liệu gốm và cần được tái tạo định kỳ để đốt cháy muội than tích tụ. Tái tạo DPF rất cần thiết để duy trì chức năng của bộ lọc. Có hai loại tái tạo: thụ động, tự động xảy ra trong quá trình vận hành xe bình thường và chủ động, bao gồm các biện pháp bổ sung để tăng nhiệt độ khí thải để đốt cháy muội than.
Nếu quá trình tái tạo thụ động và chủ động không thành công, có thể cần phải tái tạo khi đỗ xe. Quá trình này yêu cầu xe phải đứng yên và có thể mất tới một giờ, tùy thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau. Điều quan trọng là phải đảm bảo khí thải được dẫn ra xa các vật liệu dễ cháy trong quá trình này.
Các triệu chứng của DPF bị tắc bao gồm hiệu suất xe giảm và đèn cảnh báo màu cam trên bảng điều khiển. Tắc nghẽn có thể do các hành trình ngắn, tốc độ thấp; bảo dưỡng kém; dầu không đúng; nhiên liệu chất lượng thấp hoặc chạy xe ở mức nhiên liệu thấp.
Việc thay thế DPF có thể tốn kém, dao động từ 3.000 đến 10.000 đô la. Việc bảo dưỡng thường xuyên và hiểu cách thức hoạt động của DPF có thể giúp bạn tránh phải thay thế tốn kém.
Bộ lọc hạt Diesel là gì?
DPF là thiết bị xử lý khí thải sau khi xả, giữ lại các hạt vật chất như bồ hóng và tro.
Để giảm lượng khí thải từ xe chạy bằng dầu diesel, bộ lọc hạt diesel sẽ thu và lưu trữ muội thải, phải được đốt cháy định kỳ để tái tạo bộ lọc. Quá trình tái tạo sẽ đốt cháy muội thải dư thừa lắng đọng trong bộ lọc, giúp ngăn ngừa khí thải độc hại và khói đen mà bạn thường thấy phát ra từ xe chạy bằng dầu diesel khi tăng tốc.
Các nhà sản xuất động cơ sử dụng DPF để giữ lại các hạt vật chất nhằm đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải EPA 2007.
Các triệu chứng của bộ lọc hạt diesel bị tắc
Thông thường, bộ lọc hạt diesel bị tắc là do những chuyến đi ngắn với tốc độ thấp. Xe chạy ở tốc độ thấp trong những chuyến đi ngắn không thể đáp ứng được yêu cầu để bộ lọc tự làm sạch.
DPF cũng có thể hỏng do bảo dưỡng kém. Tuổi thọ của bộ lọc hạt diesel khác nhau tùy theo ứng dụng. Ví dụ, bộ lọc của động cơ Cummins ISX15 có chu kỳ làm sạch lên đến 400.000 đến 600.000 dặm—mặc dù nó sẽ cần phải tái tạo trước khi đạt mốc 400.000 dặm.
DPF có thể hỏng sớm hơn nếu không được bảo dưỡng tốt. Ngoài ra, tắc nghẽn bộ lọc có thể do sử dụng loại dầu không phù hợp, thay đổi hiệu suất, sử dụng nhiên liệu chất lượng thấp hoặc thậm chí là thường xuyên chạy xe ở mức nhiên liệu thấp.
Vậy làm sao bạn có thể biết được bộ lọc của mình có bị tắc không? Thông thường, khi bộ lọc bị tắc hoặc xảy ra lỗi trong hệ thống, đèn cảnh báo màu cam sẽ xuất hiện trên bảng điều khiển của bạn. Đèn này khác nhau tùy theo nhà sản xuất nhưng thường xuất hiện giống như hình ảnh bên dưới. Khi đèn này sáng lên, bạn biết rằng bộ lọc của mình rất có thể bị tắc và có thể cần phải tái tạo.
Cũng giống như hai hạt chính đang được lọc, có hai loại làm sạch cần thiết. Tái tạo làm sạch muội than bằng cách chuyển đổi carbon thành carbon dioxide và tro được loại bỏ bằng cách tháo bộ lọc và làm sạch trong máy bằng khí nén.
Tái tạo bộ lọc hạt diesel: Làm thế nào để bảo dưỡng DPF?
Chìa khóa để duy trì DPF là đảm bảo nó có thể tự tái sinh khi đầy muội than (kích hoạt đèn cảnh báo). Hai loại tái sinh bao gồm thụ động và chủ động.
Tái tạo thụ động
Bên trong thiết bị xử lý sau (ATD), khí thải đầu tiên đi qua chất xúc tác oxy hóa diesel (DOC), sau đó đi qua bộ lọc hạt để giữ các hạt bồ hóng. Quá trình tái tạo thụ động xảy ra khi nhiệt trong động cơ tích tụ đến mức mà bồ hóng hoặc carbon kết hợp với oxy để tạo ra carbon dioxide. Vì carbon dioxide là khí nên nó có thể đi qua bộ lọc.
Mặt khác, tro đã là sản phẩm phụ của quá trình đốt cháy nên không có lượng nhiệt nào từ động cơ có thể chuyển hóa được nó. Theo thời gian, tro sẽ tích tụ đến mức phải tháo bộ lọc ra và vệ sinh. Sau đó, bộ lọc này có thể được lắp lại và sử dụng lại.
Quá trình tái tạo thụ động xảy ra khi xe được lái bình thường dưới tải; người lái xe không biết rằng quá trình này đang diễn ra. Nó có thể không phải lúc nào cũng giữ cho DPF sạch nên bộ lọc có thể phải trải qua quá trình tái tạo chủ động.
Tái tạo chủ động
Tái tạo thụ động là một phần của hoạt động bình thường của động cơ; tuy nhiên, tái tạo chủ động đòi hỏi động cơ phải chủ động hành động. Ví dụ, một chiếc xe tải chở đầy khoảng 30 tấn hàng di chuyển trên đường cao tốc sẽ tạo ra đủ nhiệt trong động cơ để xảy ra phản ứng hóa học—đó là tái tạo thụ động.
Tái tạo chủ động diễn ra khi động cơ không tạo ra đủ nhiệt cần thiết. Ví dụ khi một chiếc xe tải không chở đầy hàng. Khi mức bồ hóng đạt đến một điểm nhất định, động cơ sẽ phun nhiên liệu vào luồng khí thải, luồng khí này đi qua chất xúc tác oxy hóa và oxy hóa nhiên liệu để tạo ra nhiệt. Nhiệt tạo ra từ quá trình oxy hóa nhiên liệu sau đó được sử dụng để chuyển đổi bồ hóng thành carbon dioxide.
Cả quá trình tái tạo chủ động và thụ động đều diễn ra tự động và không cần sự can thiệp của người lái. Quá trình tái tạo chủ động có thể diễn ra tự động bất cứ lúc nào xe đang di chuyển. Nhiệt độ khí thải có thể đạt tới 1500 F (800 C). Người lái xe không biết quá trình tái tạo chủ động đang diễn ra ngoại trừ một số đèn trên bảng điều khiển bổ sung đang sáng. Dấu hiệu lớn nhất cần chú ý để xác định xem quá trình này có đang diễn ra hay không là đèn ‘nhiệt độ khí thải cao’, đèn này sẽ bật sáng khi bộ định lượng xử lý sau bắt đầu phun, làm tăng nhiệt độ trong thiết bị xử lý sau.
Khi khả năng tái tạo thụ động và chủ động không hiệu quả
Khi điều kiện vận hành không cho phép làm sạch DPF bằng cách tái tạo chủ động hoặc thụ động, xe có thể cần tái tạo khi đỗ do người vận hành kích hoạt.
Để thực hiện được điều này thì xe phải đứng yên. Tài xế hoặc kỹ thuật viên đưa động cơ đến nhiệt độ vận hành và bắt đầu tái tạo khi đỗ bằng cách kích hoạt các nút điều khiển trên bảng điều khiển. Quá trình này có thể mất từ 20 phút đến một giờ, tùy thuộc vào điều kiện môi trường xung quanh và loại động cơ hoặc hệ thống DPF.
