Konštrukcia a pracovný princíp dpf

Konštrukcia DPF

Filter pevných častíc (DPF) odstraňuje pevné častice z výfukových plynov dieselového motora pomocou fyzickej filtrácie. K dispozícii je veľa typov filtrov, ale najbežnejším je keramický monolit (kordierit alebo karbid kremíka) so štruktúrou včelieho plástu.

Filter pevných častíc je podobný kazetám v katalyzátoroch (prierez – včelí plást). Kanáliky v kazete však majú väčší priemer a pórovité steny. Okrem toho sú potiahnuté katalytickým povlakom, ktorý tvorí základ pre častíce katalytických kovov.
Kanály zaslepené na výstupnej strane sa nazývajú vstupné kanály – nimi výfukové plyny padajú do filtra. Na druhej strane, kanály so zatvorenými koncami na vstupnej strane sú výstupné kanály, z ktorých unikajú výfukové plyny.

Výfukové plyny, ktoré chcú prejsť takouto prekážkou musia preniknúť cez póry, čím zanechávajú väčšie častice zachytené vo vnútri zaslepených kanálikov.

Monolity

Sú vyrobené z kordieritu, karbidu kremíka alebo titaničitanu hlinitého.

Steny kazety filtra (monolitu) majú štruktúru jemných pórov, ktoré sú vo výrobnom procese starostlivo kontrolované. Celková pórovitosť materiálu je obvykle medzi 45 a 50% alebo viac, zatiaľ čo priemerná veľkosť pórov je obvykle medzi 10 a 20 μm. Filtračný mechanizmus v monolitických stenových filtroch je kombináciou filtrácie penetrácie a zhlukovania sadzí. Filtrácia penetrácie je dominantným mechanizmom, pretože pevné častice sa usadzujú v pórovej sieti vo vnútri materiálu stienky. Keď sa zvyšuje obsah sadzí, vrstva častíc sa vytvára pozdĺž povrchu steny vo vstupných kanáloch a dominantným mechanizmom sa vtedy stáva filtrácia zhlukovania sadzí. Monolitické filtre majú obvykle filtračnú účinnosť medzi asi 70 a 95% všetkých pevných častíc.

Katalytický povlak

Hlavnou funkciou katalytického povlaku je poskytnúť substrát pre katalytické (ušľachtilé) kovy. Okrem toho sa katalytický povlak môže fyzicky oddeliť a zabrániť nežiaducim reakciám medzi zložkami komplexného katalytického systému.

Materiály katalytického povlaku zahŕňajú oxidy anorganických základných kovov, ako je oxid hlinitý, oxid kremičitý, oxid ceričitý, oxid titaničitý, oxid zirkoničitý a zeolity.

Niektoré z nich sa používajú ako nosiče katalyzátorov, iné sa pridávajú do katalytického povlaku ako promótory alebo stabilizátory, ešte iné majú katalytickú aktivitu.

Dobré materiály katalytického povlaku sa vyznačujú vysokou tepelnou stabilitou.

Katalytický povlak sa nanáša na monolit zo suspenzie na vodnej báze.

Katalytické kovy (ušľachtilé)

Katalyzátor (y) ušľachtilých kovov môžu byť prítomné v suspenzii katalytického povlaku alebo sa tiež používajú v druhej fáze nazývanej impregnácia. Počas impregnácie sa potiahnutý katalytickým povlakom monolit ponorí do vodného roztoku obsahujúceho katalytické prekurzory.

Prisušený katalyzátor sa vysuší a kalcinuje do konečnej formy. Počas kalcinácie sa prekurzory katalyzátora rozkladajú a vytvárajú konečný katalyzátor, zvyčajne kov alebo oxid kovu. Najbežnejšie katalyzátory sú kovy platinovej skupiny (PGM), ako samotná platina (Pt), paládium (Pd) a ródium (Rh).

Keramická rohož

Je ovinutá okolo monolitu. Zabezpečuje tepelnú izoláciu, chráni pred mechanickými otrasmi a vibráciami vozidla.