Wprowadzenie do tematu
Z uwagi na większe wymagania wobec nowoczesnych silników, zaostrzone przepisy ochrony środowiska, a także większe zapotrzebowanie klientów na rozwiązania komfortowe, zadania filtracyjne w pojazdach silnikowych są bardzo różnorodne i kompleksowe.
Podczas, gdy pierwsze samochody były wyposażone w najprostsze filtry olejowe, do których dołączyły później filtry zasysanego powietrza i filtry paliwa, w dzisiejszych czasach mamy do czynienia z szeroką paletą zadań filtracyjnych. Dopiero ich spełnienie gwarantuje nienaganną pracę silnika oraz poszczególnych komponentów przez cały okres użytkowania pojazdu. Fotografia 1 przedstawia obszary pojazdu, w których odbywa się filtracja, separacja i czyszczenie. Na pierwszy rzut oka można dostrzec, że zadania są bardzo zróżnicowane i wymagają zastosowania specjalnych rodzajów filtrów, nie tylko ze względu na różne miejsca zamontowania. Wielu zadań filtracyjnych nie można dzisiaj postrzegać jako odrębnych funkcji – są one częściowo ze sobą powiązane, stanowią element systemu i w ramach złożonych procesów spełniają funkcje i wymagania wykraczające poza zadania separacji w ścisłym tego słowa znaczeniu. Jest to pokazane na przykładzie filtracji powietrza (fot. 2). Oprócz istotnego odpylania powietrza zasysanego przez silnik, ponad 95 proc. nowych pojazdów silnikowych produkowanych w Europie wyposażonych jest w funkcję oczyszczania powietrza wnętrza z cząstek i szkodliwych substancji w formie gazowej. W zbiorniku paliwa stosowane są coraz częściej wkłady filtracyjne mające na celu zatrzymywanie cząstek i ad-sorpcyjne usuwanie oparów paliwa z powietrza uchodzącego podczas tankowania.Najmniejsze kropelki paliwa w przedmuchu (blow-
-by-gas) (stały, silnie pulsujący strumień gazów i par, który w wyniku nieszczelności między tłokiem, pierścieniami tłokowymi i ścianą cylindrów jest wprowadzany do skrzyni korbowej i musi być odprowadzany z silnika do strumienia zasysanego) są separowane za pomocą ele-mentów koalescencyjnych (separatorów włóknowych lub dyfuzyjnych), separatorów cyklonowych lub odśrodkowych, aby spełnić zaostrzone normy emisji spalin. Jednocześnie separatory te zapobiegają tworzeniu osadu, np. na łopatkach turbosprężarki doładowanych silników wysokoprężnych lub awariom systemów wtryskowych wywołanych przez osady węgla z olejów krakowych.
Fot. 1. Przegląd zastosowań filtrów w samochodzie osobowym.
W pojazdach użytkowych powietrze w pneumatycznych układach hamulcowych musi być osuszane przez adsorpcyjne osuszacze powietrza, aby zapewnić sprawność hamulców także przy niskich temperaturach. Filtracja spalin silników wysokoprężnych – mimo wszystkich rozwiązań technicznych i konstrukcyjnych oraz postępu, który osiągnięto w ostatnim czasie w zakresie budowy silników – będzie prawdopodobnie ponownie należeć do ważnych zadań najbliższej przyszłości. Oprócz separacji cząstek sadzy największe wyzwanie w tym przypadku stanowi stała i/lub okresowa regeneracja filtra (ceramicznego).
Fot. 2. Cele i mechanizmy filtracji powietrza w pojazdach silnikowych.
Fot. 3. Cele i mechanizmy filtracji płynów w pojazdach silnikowych.
Fotografia 3 przedstawia różne rodzaje filtracji płynów samochodowych. Istotną kwestią jest oczyszczanie oleju silnikowego. Ponadto w filtrach oleju przekładniowego lub w celu zabezpieczenia agregatów hydraulicznych są stosowane niezwykle odporne na zanieczyszczenia chemiczne media filtracyjne o długim okresie użytkowania, które w wyniku stałego postępu technicznego muszą odznaczać się coraz większą skutecznością. To samo dotyczy filtrów paliwa, które stanowią kolejny istotny temat podjęty w niniejszej książce, oraz stosowanych w tym przypadku mediów. W szczególności filtry paliwa do silników wysokoprężnych i benzynowych z wtryskiem bezpośrednim zostały w ostatnich latach znacznie ulepszone, by mogły sprostać wymaganiom nowoczesnych systemów wtryskowych. Oprócz filtracji wody chłodzącej, która sprawdziła się przede wszystkim w pojazdach użytkowych, w przyszłości być może zajdzie także konieczność filtracji wodnego roztworu mocznika. Po wejściu w życie zaostrzonych – w odniesieniu do tlenku azotu – norm emisji spalin (np. normy EURO-4 lub EURO-5) wymagana będzie technika SCR (selektywnej redukcji katalitycznej), umożliwiająca dotrzymanie bardzo rygorystycznego ograniczenia emisji NOx.
Na podstawie książki
“Filtracja w pojazdach silnikowych”, Verlag Moderne Industrie, Wydawnictwo MANN+HUMMEL.
Z uwagi na większe wymagania wobec nowoczesnych silników, zaostrzone przepisy ochrony środowiska, a także większe zapotrzebowanie klientów na rozwiązania komfortowe, zadania filtracyjne w pojazdach silnikowych są bardzo różnorodne i kompleksowe.
Podczas, gdy pierwsze samochody były wyposażone w najprostsze filtry olejowe, do których dołączyły później filtry zasysanego powietrza i filtry paliwa, w dzisiejszych czasach mamy do czynienia z szeroką paletą zadań filtracyjnych. Dopiero ich spełnienie gwarantuje nienaganną pracę silnika oraz poszczególnych komponentów przez cały okres użytkowania pojazdu. Fotografia 1 przedstawia obszary pojazdu, w których odbywa się filtracja, separacja i czyszczenie. Na pierwszy rzut oka można dostrzec, że zadania są bardzo zróżnicowane i wymagają zastosowania specjalnych rodzajów filtrów, nie tylko ze względu na różne miejsca zamontowania. Wielu zadań filtracyjnych nie można dzisiaj postrzegać jako odrębnych funkcji – są one częściowo ze sobą powiązane, stanowią element systemu i w ramach złożonych procesów spełniają funkcje i wymagania wykraczające poza zadania separacji w ścisłym tego słowa znaczeniu. Jest to pokazane na przykładzie filtracji powietrza (fot. 2). Oprócz istotnego odpylania powietrza zasysanego przez silnik, ponad 95 proc. nowych pojazdów silnikowych produkowanych w Europie wyposażonych jest w funkcję oczyszczania powietrza wnętrza z cząstek i szkodliwych substancji w formie gazowej. W zbiorniku paliwa stosowane są coraz częściej wkłady filtracyjne mające na celu zatrzymywanie cząstek i ad-sorpcyjne usuwanie oparów paliwa z powietrza uchodzącego podczas tankowania.Najmniejsze kropelki paliwa w przedmuchu (blow-
-by-gas) (stały, silnie pulsujący strumień gazów i par, który w wyniku nieszczelności między tłokiem, pierścieniami tłokowymi i ścianą cylindrów jest wprowadzany do skrzyni korbowej i musi być odprowadzany z silnika do strumienia zasysanego) są separowane za pomocą ele-mentów koalescencyjnych (separatorów włóknowych lub dyfuzyjnych), separatorów cyklonowych lub odśrodkowych, aby spełnić zaostrzone normy emisji spalin. Jednocześnie separatory te zapobiegają tworzeniu osadu, np. na łopatkach turbosprężarki doładowanych silników wysokoprężnych lub awariom systemów wtryskowych wywołanych przez osady węgla z olejów krakowych.
Fot. 1. Przegląd zastosowań filtrów w samochodzie osobowym.
W pojazdach użytkowych powietrze w pneumatycznych układach hamulcowych musi być osuszane przez adsorpcyjne osuszacze powietrza, aby zapewnić sprawność hamulców także przy niskich temperaturach. Filtracja spalin silników wysokoprężnych – mimo wszystkich rozwiązań technicznych i konstrukcyjnych oraz postępu, który osiągnięto w ostatnim czasie w zakresie budowy silników – będzie prawdopodobnie ponownie należeć do ważnych zadań najbliższej przyszłości. Oprócz separacji cząstek sadzy największe wyzwanie w tym przypadku stanowi stała i/lub okresowa regeneracja filtra (ceramicznego).
Fot. 2. Cele i mechanizmy filtracji powietrza w pojazdach silnikowych.
Fot. 3. Cele i mechanizmy filtracji płynów w pojazdach silnikowych.
Fotografia 3 przedstawia różne rodzaje filtracji płynów samochodowych. Istotną kwestią jest oczyszczanie oleju silnikowego. Ponadto w filtrach oleju przekładniowego lub w celu zabezpieczenia agregatów hydraulicznych są stosowane niezwykle odporne na zanieczyszczenia chemiczne media filtracyjne o długim okresie użytkowania, które w wyniku stałego postępu technicznego muszą odznaczać się coraz większą skutecznością. To samo dotyczy filtrów paliwa, które stanowią kolejny istotny temat podjęty w niniejszej książce, oraz stosowanych w tym przypadku mediów. W szczególności filtry paliwa do silników wysokoprężnych i benzynowych z wtryskiem bezpośrednim zostały w ostatnich latach znacznie ulepszone, by mogły sprostać wymaganiom nowoczesnych systemów wtryskowych. Oprócz filtracji wody chłodzącej, która sprawdziła się przede wszystkim w pojazdach użytkowych, w przyszłości być może zajdzie także konieczność filtracji wodnego roztworu mocznika. Po wejściu w życie zaostrzonych – w odniesieniu do tlenku azotu – norm emisji spalin (np. normy EURO-4 lub EURO-5) wymagana będzie technika SCR (selektywnej redukcji katalitycznej), umożliwiająca dotrzymanie bardzo rygorystycznego ograniczenia emisji NOx.
Na podstawie książki
“Filtracja w pojazdach silnikowych”, Verlag Moderne Industrie, Wydawnictwo MANN+HUMMEL.
Komentarze (0)