Sodrēju filtri benzīna dzinējiem

 
 
 
  Tas, kas vēl nesen šķita fantastika, šodien jau ir realitāte: benzīna dzinējus sāk aprīkot ar sodrēju fltriem un šādi modifcētu automobiļu pamazām kļūst arvien vairāk.
   
  Sodrēju filtrs, DPF, GPF, сажевый фильтр
  GPF tuvplānā.
   
 

Benzīna sodrēju fltrs ieguva nosaukumu GPF – Gasoline Particulate Filter. Par pirmo automobili ar šādu fltru 2014. gadā kļuva MercedesBenz MSS500. Pareizāk sakot – MB S500 ir pat divi šādi fltri: pa vienam katrā no V veida dzinēja izplūdes kolektoriem.

Ap 2017. gadu, sakarā ar ekoloģisko normatīvu pastiprināšanos, ar GPF aprīkoto automobiļu skaits sāka pieaugt. Tikai viena no kompānijām, kas ražo GPF – Cornig, 2018. gadā Eiropas autoražotājiem piegādājusi ap miljonu šādu ierīču.

2017. gadā 2. paaudzes VW Tiguan ar dzinēju 1,4 TSI, 110 kW tika aprīkota ar benzīna sodrēju fltru. Sākot ar 2018. gada martu, GPF sāka parādīties 2,0 litru, 4 cilindru BMW motoros. Drīzumā šis saraksts kļūs ievērojami garāks. Dīzeļdzinēju sodrēju fltri DPF un jaunie GPF savā ziņā ir līdzīgi, tomēr ir arī atšķirības.
   
  Sodrēju filtrs, DPF, GPF, сажевый фильтр
  VW Tiguan II ar dzinēju 1,4 TSI un tajā iemontēto benzīna sodrēju fltru.
   
 

Filtru parādīšanās iemesls

Kādreiz tika uzskatīts, ka benzīna dzinēji nerada kvēpus, tomēr šodien šī informācija nav vairs gluži pareiza. Degšanas rezultātā arī benzīna dzinējā var veidoties ļoti sīkas, cietas daļiņas. Tam par iemeslu ir benzīna tiešās iesmidzināšanas tehnoloģijas ieviešana. Šī iemesla dēļ ekoloģiskajā standartā Eiro-5a automobiļiem ar tiešo iesmidzināšanu jau iekļauts maksimālais pieļaujamais cieto daļiņu apjoms.

Tiešās iesmidzināšanas priekšrocības ir acīmredzamas: zemāks degvielas patēriņš, augsta efektīvā jauda un zemāks kopējo kaitīgo izmešu daudzums. Bet ir kāda nianse. Benzīna dzinējos ar tiešo iesmidzināšanu zemā temperatūrā degvielas lāsītes pirms sadedzināšanas ar grūtībām pāriet gāzveida stāvoklī.

Cēlonis ir tiešais, tāpēc arī pārāk īsais ceļš no sprauslas līdz sadegšanas kamerai. Tas veicina sodrēju veidošanos pirmajās minūtēs pēc auksta dzinējas iedarbināšanas.

Dzinējos ar sadalīto iesmidzināšanu (ieplūdes kolektorā) šāda problēma ir novērsta: Degvielai jāveic garāks ceļš un šajā ceļā veidojas maisījuma virpuļi, kas gandrīz pilnībā iztvaicē sīkos degvielas pilienus.

Vai daudz sodrēju rodas 1 – 2 minūtēs pēc auksta motora iedarbināšanas? Mūsdienu ekoloģiskās normas ir tik stingras, ka pat šis nelielais daudzums tiek uzskatīts par kritisku. Kaitīgo izmešu apjoma samazināšanai tiek izmantoti divu veidu paņēmieni: dzinēja iekšpusē un ārpus tā.

Dzinēja iekšpusē izmantotie paņēmieni

Katrs autoražotājs izmanto savus individuālos paņēmienus, bet vispārējais princips ir viens un tas pats: precīzākas iesmidzināšanas pielietojums. Konkrētas konstruktīvās izmaiņas varam apskatīt piemērā ar diviem dzinējiem: VW EA211 − 1,2 TSI un 1,4 l TSI.

Šīs dzinēju saimes paredzētas automobiļu modeļu līnijām ar šķērsām novietotu dzinēju (MQB). Izstrādes laikā jau no paša sākuma tika pievērsta liela uzmanība cieto daļiņu apjoma samazināšanai izplūdes gāzēs. Galvenie pieņemtie mēri – iesmidzināšanas spiediena paaugstināšana, sadegšanas kameras formas maiņa, pārveidotas sprauslas un vēl citi iesmidzināšanas momenti.

Iepriekšējai EA111 saimei spiediens tiešās iesmidzināšanas sistēmā sasniedza 40 līdz 50 bārus tukšgaitā, bet maksimālais spiediens − 130 bārus.

EA211 dzinēju saimei degvielas spiediens tukšgaitā tika paaugstināts līdz 140 bāriem, bet maksimālais spiediens sasniedza apmēram 350 bārus. Tā rezultātā veidojas mazāki degvielas pilieni, kuri vieglāk iztvaiko. Uz šo brīdi tas ir pietiekami, lai iekļautos ekoloģiskajos normatīvos – kādēļ tad nepieciešams sodrēju fltrs? Izskaidrojums ir vienkāršs.
   
  Sodrēju filtrs, DPF, GPF, сажевый фильтр
  Automobiļa VW Tiguan II ar dzinēju 1,4 TSI izplūdes gāzu sistēmā ar sodrēju fltru tiek izmantotas divas palaidējas lambda zondes. 1 – Lambda zonde pirms neitralizatora GX10, 2 – Dzinēja tuvumā novietotais benzīna sodrēju fltrs ar iebūvētu trīskomponentu neitralizatoru, 3 – Lambda zonde pēc neitralizatora GX7, 4 – Trīskomponentu neitralizators, 5 − Silfons. Tā kā dzinēja tuvumā novietotais sodrēju fltrs klāts ar katalītisku pārklājumu, daži avoti dēvē to arī par četrkomponentu katalītisko neitralizatoru.
   
 

Benzīna sodrēju fltrs

Pirmais šīs ierīces parādīšanās iemesls – ekoloģiskās normas drīzumā kļūs vēl stingrākas. Otrais iemesls – katram autoražotājam eksistē tāds jēdziens, kā modeļu rindas vidējā izmešu norma.

Šajā normā jāiekļaujas, pretējā gadījumā var nākties maksāt visai prāvu soda naudu. Tieši šīs vidējās izmešu apjoma normas dēļ katra ražotāja modeļu klāstā iekļauti elektromobiļi. Lai gan bieži vien elektromobiļu ražošana neatmaksājas, to kaitīgo izmešu nulles līmenis palīdz samazināt visas modeļu rindas vidējo līmeni. Citiem vārdiem sakot – izdevīgāk ir ražot elektromobiļus, nekā maksāt soda naudas.

Otrs paņēmiens, kas ļauj samazināt modeļu līnijas vidējos kaitīgo izmešu rādītājus, benzīna sodrēju fltrs, kurš tiek uzstādīts visvairāk ražotajos modeļos.

Apskatīsim kārtējo piemēru – dzinēju VW 1,4 TSI. Sodrēju fltrs ar katalītisko pārklājumu atrodas dzinēja tiešā tuvumā: GPF atloks saskaras ar turbokompresoru: tas nodrošina maksimāli ātru sasilšanu līdz reģenerācijai nepieciešamajai temperatūrai.

Daudzas nianses kopīgas ar dīzeļdzinējiem: jāizmanto mazpelnu eļļas, eksistē faktori, kuri veicina fltra piesārņošanos, var gadīties, ka reizēm jāveic reģenerācijas braucieni – ar noteiktu ātrumu un noteiktu dzinēja apgriezienu skaitu, vai arī jāveic reģenerācijas procedūra autoservisā.

Bet ir arī labas ziņas. Tā kā dzinējos ar tiešo iesmidzināšanu sodrēji veidojas tikai aukstās startēšanas laikā un īsu brīdi pēc tam, reģenerācija nepieciešama visai reti, bet GPF resursam jābūt lielākam par DPF resursu. Paies neilgs laiks, un arvien lielākam skaitam autovadītāju radīsies iespēja pašiem pārbaudīt, vai tas tiešām tā ir.

Kopumā par GPF interneta forumos parādās divi retoriski jautājumi. Pirmais – līdz kādai pakāpei iespējams sarežģīt iekšdedzes dzinēja konstrukciju, lai panāktu nulles izmešu līmeni? Aktuālāks tomēr laikam ir otrais jautājums: kad kļūs lētāki akumulatori, un pāriet uz elektromobiļiem būs vieglāk?
 
 
 
 
 

подготовлено brauc.com; car-use.lv ®