فرضت اللوائح التي تم إدخالها على مستوى الولايات والمستوى الفيدرالي معايير معينة للانبعاثات لمركبات الديزل والمعدات الثقيلة. أحد هذه المعايير، الذي تم تقديمه في عام 2007، يتطلب من معدات الديزل أن تتميز بمرشحات خاصة تسمى مرشحات جسيمات الديزل (DPFs). تلعب هذه المرشحات دورًا مهمًا في التقاط وإزالة السخام والمواد الجزيئية الأخرى من غازات العادم لمحركات الديزل.

تعد مرشحات جسيمات الديزل جزءًا من مجموعة واسعة من التطبيقات المعروفة مجتمعة باسم Tier 4 Technologies. المستوى 4 ، التي أنشأتها وكالة حماية البيئة، تنص على تخفيضات كبيرة في انبعاثات أكسيد النيتروجين (NOx) وانبعاثات المواد الجسيمية من خلال استخدام تقنيات جديدة لخفض الانبعاثات.

للوفاء بمتطلبات تشريعات المستوى 4، يجب أن تستخدم المعدات الثقيلة الجديدة التي تعمل بالديزل مرشحات DPF وتقنيات المستوى 4 الأخرى. ولذلك، يجب على مديري الأساطيل والمشغلين على حدٍ سواء فهم تعقيدات مرشحات جسيمات الديزل وكيفية الحفاظ على عملها على النحو الأمثل. في هذه المقالة، سنتناول أساسيات مرشحات جسيمات الديزل، بما في ذلك وظيفتها ومتطلبات صيانتها.

أساسيات مرشحات جسيمات الديزل

إن فهم دور مرشحات جسيمات الديزل يبدأ بفهم جسيمات الديزل. غالبًا ما يشار إليها باسم جسيمات الديزل، وتتكون هذه المادة من خليط من الجزيئات الصغيرة المنبعثة أثناء عملية الاحتراق في محرك الديزل.

وتشكل هذه الجسيمات، التي تتكون أساسًا من الكربون والرماد والكبريتات والسيليكات، مخاطر بيئية وصحية كبيرة. ومن المعروف أن هذه الجسيمات قادرة على اختراق الرئتين والمساهمة في مشاكل الجهاز التنفسي والقلب والأوعية الدموية.

في معدات البناء الثقيلة، مثل الحفارات والجرافات والرافعات، يقع DPF داخل نظام العادم. عادة، يتم وضعه في مجمع العادم أو بالقرب من المحرك حيث يمكنه التقاط الجسيمات بشكل فعال قبل انبعاثها إلى الغلاف الجوي.

هذا القرب من المحرك ومشعب العادم يسمح لـ DPF بالعمل بكفاءة، وذلك باستخدام حرارة غازات العادم للمساعدة في حرق الجسيمات المتراكمة.

لدى DPF تأثير ملحوظ على نظام العادم للآلات الثقيلة. فهو لا يقلل فقط من انبعاث الجسيمات الضارة ولكنه يؤثر أيضًا على الضغط الخلفي في نظام العادم. يمكن أن تؤثر زيادة الضغط الخلفي على أداء المحرك و كفاءة الوقود . تعد الصيانة المنتظمة لـ DPF أمرًا ضروريًا لضمان عمله بفعالية دون التأثير سلبًا على أداء المحرك أو كفاءة استهلاك الوقود.

المكونات ذات الصلة

يعد DPF مجرد مكون واحد من شبكة أكبر من المكونات المصممة لتقليل الملوثات. تتضمن هذه المكونات المهمة التي تعمل جنبًا إلى جنب مع إطار سياسات التنمية ما يلي::

1. محفزات أكسدة الديزل (DOC): يتم عادةً وضع محفز أكسدة الديزل في أعلى مصدر سائل أد بلو AdBlue®. وهو يشبه المحول الحفاز، حيث يقوم بتحويل المكونات الضارة في تيار العادم إلى مكونات أقل ضررًا مثل ثاني أكسيد الكربون والماء.
2. التخفيض التحفيزي الانتقائي (SCR): التخفيض التحفيزي الانتقائي هو تقنية رئيسية أخرى تكمل DPF. وهو يتضمن تفاعلًا كيميائيًا حيث يتم حقن أد بلو AdBlue® في تيار العادم، مما يؤدي إلى تحويل أكاسيد النيتروجين إلى نيتروجين وبخار ماء.
3. سائل عادم الديزل (DEF): يتيح DEF العملية التي تحدث في نظام SCR، حيث يتم تحويل أكاسيد النيتروجين إلى نيتروجين وماء. تعتمد كفاءة نظام SCR بشكل كبير على جودة واتساق أد بلو AdBlue®.

نظرة عامة على عملية الترشيح

تم تصميم مرشحات جسيمات الديزل خصيصًا لإزالة الجسيمات من غاز عادم محركات الديزل، مما يلعب دورًا حاسمًا في تقليل الانبعاثات. يلتقط الفلتر جزيئات السخام والرماد أثناء مرور غازات العادم من خلاله.

يتكون قلب DPF عادةً من مادة خزفية تتشكل في هيكل قرص العسل. يوفر هذا الهيكل مساحة سطحية كبيرة لالتقاط المواد الجسيمية مع السماح للغازات بالتدفق من خلالها. يتم احتجاز الجزيئات في المسام الصغيرة لجدران الفلتر، مما يمنعها من الانطلاق في الغلاف الجوي.

أحد الجوانب الرئيسية لوظيفة DPF هو تجديد الفلتر، وهي عملية حرق الجزيئات المتراكمة في DPF. مع مرور الوقت، يمكن أن يتراكم السخام والرماد المحصور، مما يؤدي إلى انخفاض الكفاءة واحتمال الانسداد.

ولمواجهة ذلك، يتضمن التجديد زيادة درجة حرارة المرشح إلى النقطة التي يتم فيها حرق السخام، وتحويله إلى رماد غير ضار وثاني أكسيد الكربون.

هناك نوعان أساسيان من التجديد: المستمر (أو السلبي) والنشط (أو الدوري). يحدث التجديد المستمر أثناء التشغيل العادي للمحرك، في حين أن التجديد الدوري هو عملية يبدأها نظام التحكم في المحرك عندما تكتشف المستشعرات تراكمًا مفرطًا للجسيمات.

تشمل العلامات المبكرة لانسداد جسيمات الديزل (DPF) انخفاض أداء المحرك وزيادة استهلاك الوقود وزيادة ملحوظة في ضغط الهواء دخان العادم . قد يقوم نظام التشخيص الموجود على متن السيارة أيضًا بتشغيل ضوء تحذير يشير إلى وجود مشكلة في DPF.

يعد إيلاء اهتمام وثيق لهذه العلامات أمرًا بالغ الأهمية لمنع حدوث مشكلات أكثر خطورة وضمان الامتثال لمعايير الانبعاثات.

الصيانة الوقائية لـ DPF

تعد الصيانة الفعالة لمرشحات جسيمات الديزل أمرًا ضروريًا لمنع الانسداد والفشل المحتمل. يوصى بإجراء عمليات فحص وتنظيف منتظمة لضمان الأداء الأمثل.

تشمل الأعراض الأولية الأكثر شيوعًا لمشكلات DPF انخفاض قوة المحرك وزيادة استهلاك الوقود وضوء تحذير لوحة القيادة. تشير هذه العلامات غالبًا إلى وجود مرشح مسدود أو خلل في عملية التجديد.

عادةً ما تنشأ مشكلات الصيانة من عدم كفاية عملية التجديد، وغالبًا ما يكون ذلك بسبب الرحلات القصيرة المتكررة التي تمنع نظام العادم من الوصول إلى درجات الحرارة المطلوبة للتجديد السلبي.

يجب إجراء التجديد النشط وفقًا لإرشادات الشركة المصنعة، عادةً كل 300 إلى 500 ساعة من التشغيل، اعتمادًا على ظروف الاستخدام.

مع مرور الوقت، قد يحتاج DPF والمكونات المرتبطة به، مثل أجهزة الاستشعار ومحفز أكسدة الديزل، إلى الاستبدال. استبدال DPF يمكن أن تكون مكلفة ، والتي تتراوح غالبًا بين عدة آلاف من الدولارات، اعتمادًا على نوع الجهاز وطرازه.

في الحالات القصوى، يمكن أن يتسبب انسداد جسيمات الديزل (DPF) تمامًا في إيقاف تشغيل المحرك، مما يؤدي إلى توقف التشغيل ونفقات إضافية. تعد الصيانة المنتظمة والاهتمام الدقيق بأي علامات تحذيرية أمرًا بالغ الأهمية لتجنب هذه المشكلات وضمان سلامة معداتك الثقيلة على المدى الطويل.

الأفكار النهائية

عادي الصيانة الوقائية يعد استخدام DPFs والمكونات المرتبطة بها أمرًا حيويًا لضمان طول عمر وكفاءة محركات الديزل في المعدات الثقيلة. تمنع الصيانة الدورية الانسداد والفشل، مما يساعدك على تجنب الإصلاحات المكلفة وتوقف التشغيل.

إذا واجه محركك مشكلات، فقد تكون مرتبطة بفشل DPF. عندما يحدث هذا، قد تتأثر المكونات ذات الصلة أيضًا. عندما يحين وقت استبدالها، لا تبحث أكثر من متجر MechLink. كتالوجنا المتنامي لقطع غيار OEM وأجزاء ما بعد البيع يغطي أسطولك. يجد مكونات المحرك , مجموعات الخدمة والمرشحات والأجهزة والمزيد. لا يمكنك العثور على ما تحتاجه بالضبط؟ الوصول إلى مخصصة لدينا خبراء الأجزاء لتقديم طلب مخصص.