Diesel Particulate Filter (DPF) คืออะไร

สำหรับรถยนต์ที่ใช้ BlueTEC(SCR)  Diesel Particulate Filter (DPF) จะอยู่ใกล้แผงกันร้อนในห้องเครื่อง โดยรวมอยู่กับ Oxidation Catalytic Converter ซึ่งจะแตกต่างกับ BlueTEC(NSK) ที่ Diesel Particulate Filter (DPF) จะอยู่ใต้พื้นรถ และเป็นชิ้นส่วนที่แยกออกจาก Oxidation Catalytic Converter

Diesel Particulate Filter (DPF) มีหน้าที่

1.      กรองและเก็บเขม่าคาร์บอนจากกระบวนการการเผาไหม้ในเครื่องยนต์

2.      นำเขม่าคาร์บอนที่เก็บไว้มาเผาไหม้ในช่วง DPF Regeneration

Diesel Particulate Filter (DPF) ประกอบด้วย ชั้นกรองแบบรังผึ้งที่ทำจากซิลิกอนคาร์ไบด์ และเคลือบด้วยแพลตตินัม โดยแต่ละช่องจะมีทางเข้าออกเพียงทางเดียว ซึ่งอาจจะเป็นที่ทางเข้าหรือทางออกก็ได้ เพื่อให้แก๊สไอเสียผ่านผนังชั้นกรองแบบรังผึ้งไป

 

แก๊สไอเสียจะผ่านรูพรุนของชั้นกรองแบบรังผึ้งและถูกดักไว้ กล่องเครื่อง CDI จะวัดค่าจากผลต่างระหว่างความดันของแก๊สไอเสียก่อนเข้าและหลังออกจาก Diesel Particulate Filter (DPF) ในช่วง Regeneration และในช่วง Regeneration นี้ เขม่าคาร์บอนจะถูกเผาไหม้ และกำมะถัน (Sulfur) จะถูกแยกออกมา

ในการเผาไหม้เขม่าคาร์บอนนี้ ต้องใช้อุณหภูมิที่สูงกว่า 600^oC ซึ่งไม่ได้เกิดขึ้นในช่วงการทำงานตามปกติของเครื่องยนต์ดีเซล ดังนั้นกล่องเครื่อง CDI จึงต้องเพิ่มอุณหภูมิในท่อไอเสียเพื่อเผาไหม้เขม่าคาร์บอน โดยคำนวนจาก ปริมาณอากาศที่เข้าลิ้นปีกผีเสื้อ, การฉีดน้ำมันในจังหวะที่ 2, การสร้างความร้อนใน Diesel Particulate Filter (DPF)

หมายเหตุ : ถ้าขับรถในระยะทางสั้นๆ ช่วง Regeneration จะไม่ทำงาน เพราะไม่สามารถทำอุณหภูมิให้สูงถึง 600^oC ได้ทัน

Read More

Oxidation Catalytic Converter คืออะไร

Oxidation Catalytic Converter ทำจากเซรามิคมีลักษณะเป็นช่องสี่เหลี่ยมเล็กๆคล้ายรังผึ้ง ให้แก๊สสามารถไหลผ่านได้ตลอด (Ceramic Monolith) ได้ถูกนำมาใช้ในเครื่องยนต์ดีเซล เพื่อเปลี่ยนสภาพไฮโดรคาร์บอน (HC) ที่ยังไม่ได้เผาไหม้ และคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ที่เกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงดีเซล ให้เป็นแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) และน้ำ (H₂O)

แก๊สไอเสียก่อนที่จะไหลเข้า Oxidation Catalytic Converter จะประกอบด้วย

1.      ไฮโดรคาร์บอน (HC)

2.      คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO)

3.      ออกไซด์ของไนโตรเจน (NO_x) ได้แก่ NO และ NO₂

แต่เมื่อแก๊สไอเสียผ่าน Oxidation Catalytic Converter แล้วจะประกอบไปด้วย

1.      น้ำ (H₂O)

2.      คาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂)

3.      ออกไซด์ของไนโตรเจน (NO_x) ได้แก่ NO และ NO₂

อย่างไรก็ตามก้อนเซรามิคลักษณะรังผึ้ง (Ceramic Monolith) มีความเปราะบางมาก ถ้าถูกกระแทกแรงๆ จะแตกออกได้ง่าย จึงมีการหุ้มฉนวนกันกระแทกอีกชั้นหนึ่งเพื่อลดแรงกระแทก

Read More

การทำงานของ BlueTEC (NSK) ในรถที่ใช้เครื่องยนต์ดีเซล

หลังจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงดีเซลในห้องเผาไหม้แล้ว จะเกิดไอเสียซึ่งประกอบด้วย คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO), คาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂), ไฮโดรคาร์บอน (HC), ออกไซด์ของไนโตรเจน (NO_x)และเขม่าคาร์บอน ซึ่งแก๊สไอเสียจะถูกกรองด้วย Oxidation Catalytic Converter ที่อยู่ใกล้ๆเครื่องยนต์, NO_x Storage Catalytic Converter (NSK), Diesel Particulate Filter (DPF) และ SCR Catalytic Converter

คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) และไฮโดรคาร์บอน (HC) จะถูกออกซิไดซ์ให้เป็น คาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) และน้ำ (H₂O) ที่ Oxidation Catalytic Converter เป็นอันดับแรก จากนั้นเมื่อแก๊สไอเสียผ่านไปยัง NO_x Storage Catalytic Converter (NSK) ออกไซด์ของไนโตรเจน (NO_x) จะถูกเปลี่ยนให้เป็นแก๊สไนโตรเจน (N₂)และน้ำ (H₂O)

Diesel Particulate Filter (DPF) ที่อยู่ถัดจาก NO_x Storage Catalytic Converter (NSK) จะกรองเขม่าคาร์บอนและจะเผาไหม้เขม่าคาร์บอนนี้อีกครั้งให้เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) และ SCR Catalytic Converter จะสร้างแอมโมเนียจากการทำปฏิกิริยาทางเคมี มากำจัดออกไซด์ของไนโตรเจน (NO_x) ที่ยังหลงเหลืออยู่

แก๊สไอเสีย ที่ผ่านมายังหม้อพักท่อไอเสียส่วนใหญ่จึงมีแต่คาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂)และไอน้ำ พร้อมที่จะปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมต่อไป

Read More

การทำงานของ BlueTEC (SCR) ในรถที่ใช้เครื่องยนต์ดีเซล

หลังจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงดีเซลในห้องเผาไหม้แล้ว จะเกิดไอเสียซึ่งประกอบด้วย คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO), คาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂), ไฮโดรคาร์บอน (HC), ออกไซด์ของไนโตรเจน (NO_x)และเขม่าคาร์บอน ซึ่งแก๊สไอเสียจะถูกกรองด้วย Oxidation Catalytic Converter, Diesel Particulate Filter (DPF) และ SCR Catalytic Converter โดยส่วนที่เป็น Oxidation Catalytic Converter, Diesel Particulate Filter (DPF) จะทำงานเหมือนกับในระบบ BlueTEC (NSK)

เมื่อไม่มี NO_x Storage Catalytic Converter (NSK) แล้ว ออกไซด์ของไนโตรเจน (NO_x) ที่เกิดจากการเผาไหม้จะถูกดักจับที่ SCR Catalytic Converter ด้วยน้ำยา AdBlue^R ในปริมาณ 3-5% ของปริมาณการใช้เชื้อเพลิง โดยกล่องควบคุมในรถยนต์อาจจะสั่งให้ฉีดมากขึ้นได้ตามอุณหภูมิการใช้งานและความเร็วรถ

น้ำยา AdBlue^R จะถูกฉีดในตำแหน่งที่ถัดจาก Diesel Particulate Filter (DPF) ด้วยวาล์ววัด AdBlue^R (AdBlue^R metering valve) ซึ่งน้ำยา AdBlue^R จะผสมกับแก๊สไอเสียตามเส้นทางจากวาล์ววัด AdBlue^R (AdBlue^R metering valve) จนถึง SCR Catalytic Converter

ใน SCR Catalytic Converter ก็ยังคงมีแอมโมเนีย (NH₃) เพื่อเปลี่ยน ออกไซด์ของไนโตรเจน (NO_x) ให้เป็นแก๊สไนโตรเจน (N₂) และน้ำ (H₂O) อย่างไรก็ตามแอมโมเนีย (NH₃)ที่เก็บไว้ใน SCR Catalytic Converter ไม่ได้ถูกใช้ทันที แต่จะถูกใช้ก็ต่อเมื่อเป็นช่วงที่น้ำยา AdBlue^R  หยุดฉีด (น้ำยา AdBlue^R จะฉีดออกมาในช่วงสั้นๆ จากนั้นก็จะหยุดลง เพื่อให้เกิดการทำปฏิกิริยาได้ทุกหยด)

Read More

BlueTEC เพื่อประโยชน์สำหรับผู้ใช้งานและสิ่งแวดล้อม

ในระหว่างการเผาไหม้ในเครื่องยนต์ดีเซลนั้น จะเกิดออกไซด์ของไนโตรเจน (NO_X­) ซึ่งจะมีความเข้มข้นมากหรือน้อยก็แล้วแต่อุณหภูมิและความดันในการเผาไหม้ออกมาด้วย

หากพยายามออกแบบให้เครื่องยนต์ดีเซลปล่อย NO_X น้อยลง เครื่องยนต์นั้นจะปล่อยเขม่าคาร์บอนและสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงมากขึ้น ซึ่งจะขัดกับหลักการออกแบบที่ต้องการให้เครื่องยนต์มีประสิทธิภาพในการทำงาน ใช้เชื้อเพลิงให้น้อย แต่ได้กำลังมาก จึงนับว่าเป็นปัญหาที่ยากทีเดียวสำหรับวิศวกรออกแบบที่ต้องออกแบบเครื่องยนต์ดีเซลให้มีการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ (ภายใต้อุณหภูมิที่สูง) แต่ต้องไม่ปล่อย NO_X ออกมาด้วย

BlueTEC จะช่วยลด NO_X ในแก๊สไอเสียด้วยน้ำยา AdBlue^R ซึ่งน้ำยานี้จะถูกเปลี่ยนเป็นแอมโมเนีย (NH₃) แล้วทำปฏิกิริยากับ NO_X ให้กลายเป็นแก๊สไนโตรเจน (N₂) และน้ำ (H₂O) ที่ SCR Catalytic Converter ดังนั้น BlueTEC จะทำให้เครื่องยนต์ดีเซลมีประสิทธิภาพในการทำงานสูงสุด มีเขม่าน้อย และทำให้ใช้เชื้อเพลิงน้อยลง นอกจากนี้ BlueTEC ยังเป็นระบบที่ไม่มีการสึกหรอจากการใช้งานเลย แต่ต้องมีการเติม AdBlue^R เป็นระยะๆ

Read More

AdBlue คืออะไร

AdBlue^R เป็นชื่อเรียกทางการค้าของ German Association of the Automobile Industry (VDA) ซึ่งเป็นของเหลวที่ใช้บำบัดมลพิษในท่อไอเสียของรถยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์ดีเซล (Diesel Exhaust Fluid - DEF) โดย AdBlue^R เป็นสารละลายยูเรียเหลวที่ใช้กับระบบ SCR (Selective Catalytic Reduction System) เพื่อลดความเข้มข้นของ NO_X จากเครื่องยนต์ดีเซลให้น้อยลง

ระบบ SCR (Selective Catalytic Reduction System) มีความไวต่อสภาพปนเปื้อนของสารละลายยูเรียสูง ดังนั้นตัวทำละลายจึงเป็นน้ำกลั่น AdBlue^R จึงเป็นสารละลายยูเรียที่เกิดจากการสังเคราะห์ มีลักษณะไม่มีสี ไม่มีพิษและมีความบริสุทธิ์สูง อย่างไรก็ตาม AdBlue^R อาจจะทำลายโลหะบางประเภทได้ จึงต้องเก็บอยู่ในถังที่ทำจากวัสดุที่ไม่ทำปฎิกิริยากับ AdBlue^R แยกต่างหาก

หากน้ำยา AdBlue^R ในระบบมีระดับต่ำ ระบบของรถจะแจ้งเตือนให้เติมน้ำยา AdBlue^R ที่หน้าปัดของรถ แต่หากปล่อยให้น้ำยา AdBlue^R หมดจากระบบ รถจะไม่สามารถวิ่งได้จนกว่าจะมีการเติม AdBlue^R เข้าไป ซึ่งเป็นไปตามมาตรฐาน EURO5

หมายเหตุ : การเติมน้ำยา AdBlue^R 1 ลิตร รถสามารถวิ่งได้ประมาณ 1000 กิโลเมตร

Read More