Problemi di comprensione con il DPF...! Stampelle inadatte? (molto testo)

Ciao a tutti gli appassionati di meccanica,

Da un po' di tempo, mi sto chiedendo perché in Germania i filtri antiparticolato diesel (DPF) non siano incentivati. Anzi, persino i produttori di automobili sono sempre meno disposti, nonostante le promesse contrarie fatte all'IAA del 2003, a installare volontariamente i DPF. Invece, sempre più produttori di veicoli stanno cercando di raggiungere lo standard di emissioni EU4 con metodi convenzionali (l'ultimo ad aderire è ora la Toyota).

Perché tutto questo?

Quindi, ho riflettuto a lungo su questo.
Un filtro è (come ho imparato a scuola) una struttura con una certa dimensione delle maglie, che trattiene le sostanze più grandi di tale dimensione. La dimensione delle maglie non può essere scelta in modo da essere infinitamente piccola, altrimenti non ci sarebbe più alcun flusso.
Attualmente, i filtri antiparticolato (DPF) hanno una "dimensione delle maglie" di 5-3µm. Pertanto, tutte le particelle inferiori a 3µm passano attraverso il filtro senza essere filtrate. A causa della loro natura, le dimensioni delle particelle nei motori diesel sono di 0,09µm (indipendentemente dal tipo di motore e dall'uso). Questo le rende troppo piccole per essere filtrate dal DPF. Di conseguenza, il DPF può filtrare solo aggregati di particelle (particelle che si sono aggregate). Tuttavia, questa aggregazione è il risultato di processi di combustione inefficienti. In questo modo, il DPF rimuove solo il prodotto di processi di combustione inefficienti. Ecco perché Volkswagen sta probabilmente promuovendo attivamente un sistema di pulizia dei gas di scarico all'interno della camera di combustione.

Cosa succede al filtrato?
Per evitare che il filtro antiparticolato si intasino permanentemente, questi vengono bruciati in particelle più piccole attraverso un processo chiamato rigenerazione. Questo avviene a una temperatura di circa 500-600°C. Questa è la temperatura precisa a cui si formano le furane e le diossine (per quanto ne so, queste sostanze non sono del tutto innocue).

Queste particelle più piccole sono sospettate di causare danni ai polmoni.
Il corpo umano è in grado di filtrare particelle di dimensioni superiori a 150 nm (0,15 µm) attraverso le mucose. Le particelle più piccole possono raggiungere i polmoni, dove vengono eliminate dalle "cellule fagocitiche" del corpo (se il corpo è sano). Come si può notare, la dimensione delle particelle dannose è ben al di sotto della soglia di filtrazione del DPF. Pertanto, il DPF produce proprio particelle di dimensioni tali da poter raggiungere i polmoni. Almeno, sicuramente non è in grado di filtrare le particelle più piccole che raggiungono i polmoni.

Il ciclo EU4 richiede una massa massima di particolato di 0,025 g/km. I veicoli dotati di filtro antiparticolato (DPF) raggiungono, secondo l'omologazione del KBA, 0,004 g/km. Ciò significa una filtrazione di 0,021 kg/km. Su 100.000 km, questo corrisponderebbe a 2,1 kg. Per compensare questo valore, il DPF dovrebbe essere più pesante. Tuttavia, grazie al processo di rigenerazione, questi 2,1 kg vengono quasi completamente bruciati e rimossi. Poiché la massa delle particelle non può essere distrutta, deve essere mantenuta. Considerando l'intero ciclo di funzionamento, il DPF offre un miglioramento solo durante il ciclo di misurazione.
Non sono riuscito a trovare misurazioni effettuate durante il processo di rigenerazione (ogni 500-1000 km).
Il processo di rigenerazione richiede energia aggiuntiva, che si traduce in un maggiore consumo.

A cosa serve, quindi, il DPF?
Solo per tranquillizzare gli ambientalisti?
Hanno mai pensato, in Greenpeace, a cosa stanno chiedendo?
Perché i produttori di automobili cercano ancora di ostacolare gli sforzi per prevenire la formazione di particolato nei motori? Il PDF non è meglio, neanche lui!


Spero che non ci siano errori grossolani, per favore, correggimi.


Ecco un altro piccolo esercizio di logica:
Un'auto diesel di classe EU4 può emettere al massimo 0,025 grammi di particolato per chilometro. Ciò equivale a 2,5 kg di particolato ogni 100.000 chilometri percorsi. Durante questo periodo, il veicolo necessita di circa 2-3 set di pneumatici e almeno un set di pastiglie dei freni. La quantità di particolato derivante dalla polvere di frenatura e dall'usura è sicuramente superiore a quella prodotta dalle emissioni del motore.


Ecco alcune altre fonti:
Purtroppo, non posso accedere a URL esterni, quindi non posso tradurre il testo da quella pagina web.
Purtroppo, non posso accedere a URL esterni, quindi non posso tradurre il testo presente nell'indirizzo web fornito.
Purtroppo, non posso accedere a URL esterni, quindi non posso tradurre il testo presente nell'indirizzo web fornito.
Purtroppo, non posso accedere a URL esterni, quindi non posso tradurre il testo presente nell'indirizzo web fornito.

Mmm, le piccole particelle non vengono incenerite durante il processo di rigenerazione? Ho letto qualcosa del genere una volta.

Ciao WarLord.

WarLord ha scritto:

Hmm, le piccole particelle non vengono incenerite durante il processo di rigenerazione? Ho letto qualcosa del genere una volta. Ciao WarLord

Esattamente di questo si tratta.
Non si verifica nulla di più che la vaporizzazione delle particelle durante il processo di rigenerazione, trasformandole in dimensioni più piccole e adatte a raggiungere i polmoni.

A proposito: le particelle/la fuliggine sono cenere.

Ciao Bertil.

È vero quello che hai scritto, ma c'è un'altra ragione per cui l'industria automobilistica non si interessa a questa questione.
Ti sei mai accorto che, ad esempio, Peugeot non ottiene esenzioni fiscali per i suoi motori diesel HDI con filtro antiparticolato? Questo perché, sebbene trattengano le particelle di fuliggine, producono quantità eccessive di altri inquinanti, e i signori di Mercedes-Benz e Volkswagen si sono resi conto che tutto questo sforzo non è economicamente vantaggioso. Pertanto, Volkswagen preferisce puntare su una combustione pulita, in cui le emissioni nocive sono mantenute al minimo e le emissioni di fuliggine sono ridotte grazie a una combustione ottimizzata.
È importante mantenere la quantità di fuliggine al minimo, e come hai già menzionato, alla fine la fuliggine filtrata viene bruciata, e quindi finisce di nuovo sulla strada e nei polmoni.

Certo, nessun problema. Ecco la traduzione:

Se mi sbaglio, per favore, correggimi.

In questo caso, bisogna anche dare una lezione all'ADAC.

Possono solo gridare in modo populista contro i filtri antiparticolato, invece di approfondire le questioni sottostanti.

Dubito fortemente che qui (ADAC) si stia agendo nell'interesse degli automobilisti, in termini di tutela ambientale e bassi costi di gestione (consumo di carburante, additivi).

Definendo 'particelle' come 'emissioni visibili di fumo', le azioni degli ambientalisti più estremisti perdono molta della loro enfasi... spesso è questo che conta davvero per loro. E per questo motivo, si rifugiano nelle loro auto 'eco-friendly' e ci riempiono la testa di discorsi sulla sostenibilità e sul risparmio di risorse nell'industria automobilistica (sia nuova che usata)... poveri noi.

Di recente, ho guidato dietro a una HDI senza filtro. Non c'è da stupirsi che a qualcuno abbiano montato un filtro difettoso...

Secondo me, la questione delle emissioni di particolato è comunque una totale assurdità.
Già ora, i veicoli emettono meno particelle di quelle che aspirano dall'aria attraverso il filtro dell'aria.

Chiedete a un sostenitore dei gatti con quale tipo di macchina taglia l'erba. Se usa un tosaerba a benzina, chiedetegli se sa quanto dovrebbe percorrere in auto per 30 minuti di tosaerba per emettere la stessa quantità di sostanze inquinanti.


Ciao Gremlin.

Ciao,



Chiedete a un sostenitore dei gatti con quale tipo di macchina taglia l'erba. Se usa un tosaerba a benzina, chiedetegli se sa quanto dovrebbe percorrere in auto per 30 minuti di tosaerba per emettere la stessa quantità di sostanze inquinanti.


Esistono ormai anche i pezzi con catalizzatore ?

Forse sarebbe utile, prima di tutto, ripulire i veicoli commerciali più grandi e inquinanti.

Ciao,

Citazione:

Forse sarebbe opportuno iniziare ripulendo prima i veicoli commerciali più inquinanti.

Sì, anch'io la penso così. A Berlino, ho spesso guidato dietro agli autobus dei mezzi pubblici, che emettevano enormi nuvole di fumo ad ogni accelerazione, e spesso, agli incroci, si può vedere un tubo di 10 cm di un camion da cui fuoriesce una densa nuvola che viene aspirata direttamente negli impianti di ventilazione delle auto vicine.

Ma non credo che questo argomento abbia molte possibilità in un paese che vuole spostare tutto il trasporto di merci su strada...

Da qualche parte c'era una percentuale che indicava la quota di emissioni di gas di scarico dei veicoli diesel privati, e secondo me, in Germania, era inferiore al 10%, ma proprio questa quota è oggetto di dibattito politico.

Cordiali saluti,

Jan.

Ciao a tutti!

L'argomento dei filtri antiparticolato è un problema che mi crea da tempo notevoli fastidi. Quale persona sensata potrebbe mai avere l'idea di ridurre l'efficienza del motore aumentando la contropressione dei gas di scarico, tramite l'iniezione supplementare per la rigenerazione e aumentando la capacità termica del sistema di scarico prima del catalizzatore?
Ci sono subito due aspetti negativi da considerare in questa situazione:
Certo, ecco la traduzione:

1. (Nessun testo fornito) Si producono maggiori quantità di CO2, NOx e CO a causa del maggiore consumo.
2. L'affidabilità dei veicoli ne risente, poiché le funzioni degli sistemi di controllo elettronico e i sensori del sistema di gestione del motore diventano sempre più complessi, e inoltre si aggiunge la possibilità di guasti dovuti al filtro antiparticolato (DPF), che può intasarsi, rompersi, ecc.

E a cosa serve tutto questo? In definitiva, serve a raccogliere le particelle per un periodo di tempo prolungato e poi rilasciarle in forma altamente concentrata. Ottimo, un approccio fantastico!

Il dilemma nasce dal conflitto di obiettivi: non è possibile ridurre contemporaneamente le emissioni di particolato e di NOx. Se si volesse ridurre solo le emissioni di particolato, si potrebbe semplicemente far funzionare il motore con un eccesso di aria, il che sarebbe un compito relativamente semplice per qualsiasi sviluppatore di software. Si può semplicemente spostare la curva di riferimento per la riduzione delle emissioni di particolato verso una quantità di iniezione inferiore, oppure, in alternativa, si può aumentare leggermente la curva di pressione di sovralimentazione (o una combinazione di entrambi).
Purtroppo, questo a sua volta porta a un eccesso di ossigeno maggiore nella camera di combustione, a temperature di combustione più elevate e, di conseguenza, a una maggiore produzione di NOx.

Forse sarebbe meglio sviluppare un concetto valido per i catalizzatori di accumulo NOx per motori diesel e far funzionare i motori completamente senza EGR .
In questo modo, si aumenterebbe ulteriormente l'affidabilità e si eliminerebbe quel fastidioso "ritardo" nella risposta dell'acceleratore quando si accelera bruscamente, perché non sarebbe più necessario che la valvola EGR si chiudesse prima di aumentare la quantità di aria fresca.

Per rigenerare il catalizzatore di stoccaggio NOx, è necessario garantire, a intervalli specifici, che i gas di scarico non contengano più ossigeno. Questa condizione non si verifica nemmeno con il motore diesel a pieno carico .
Nonostante ciò, non dovrebbe rappresentare un grande problema tecnico. Si potrebbe, ad esempio, installare una sorta di sistema di post-combustione (come una candela a fiamma) nel sistema di scarico, che utilizzerebbe l'ossigeno residuo per la combustione. Idealmente, questo post-combustore dovrebbe essere posizionato ancora nel collettore di scarico, a monte della turbina, in modo che almeno una parte dell'energia possa essere utilizzata .
Per evitare che il postbruciatore produca fuliggine, la quantità di carburante deve essere regolata con precisione (ad esempio, tramite una sonda lambda nel sistema di scarico).
Forse qualcuno mi attaccherà e dirà: "Prima ha argomentato contro la riduzione dell'efficienza causata dai filtri antiparticolato (DPF) e ora vuole realizzare lui stesso un'iniezione supplementare inefficiente e aumentare la complessità del sistema di controllo attraverso la regolazione della sonda lambda."
Assolutamente corretto, posso solo dire questo, ma credo che il bilancio energetico sia comunque migliore rispetto ai sistemi DPF, soprattutto se il catalizzatore si trova prima del turbocompressore .
Un'altra possibile soluzione potrebbe essere l'utilizzo di un combustibile diverso dal diesel, un combustibile che bruci senza produrre particolato. Ad esempio, si potrebbe utilizzare una piccola bombola di gas, dalla quale una quantità specifica di gas verrebbe immessa nel sistema di scarico per bruciare l'ossigeno residuo. In caso di dosaggio eccessivo, gli idrocarburi incombusti (CO) provenienti dal gas verrebbero ossidati in CO2 e H2O da un catalizzatore ossidante posto a valle. Per una soluzione di questo tipo, non sarebbe necessaria una apparecchiatura di dosaggio così precisa.

Vediamo cosa ne pensate del mio elaborato tecnico .

Saluti.
Alex.

Ciao a tutti,

Purtroppo, la questione dei filtri antiparticolato ha ormai perso completamente di significato. Inizialmente, l'idea era quella di eliminare le particelle, sia attraverso il filtro che attraverso miglioramenti nella tecnologia del motore. La discussione si è fatta sempre più accesa, e improvvisamente ogni motore diesel (a patto che si trattasse di un'auto!!!) è diventato un potenziale causa di cancro ai polmoni. Proprio nel momento di picco di questa discussione, i marketer francesi hanno avuto l'idea (e bisogna ammetterlo, non avrebbero potuto scegliere un momento migliore) di diventare leader con motori diesel "puliti", installando rapidamente un filtro su vecchi motori HDI Euro 3, un filtro che era ancora in fase di sviluppo, solo per attirare acquirenti. Purtroppo, come scrive Bertil, questo sistema sembra funzionare solo in condizioni normali, ma non dopo che il catalizzatore si è bruciato. È anche sorprendente che le auto, pur essendo conformi allo standard Euro 3, abbiano avuto difficoltà a raggiungere i requisiti... Si trattava probabilmente di un espediente di marketing, e come tale ha avuto successo, dato che i tassi di crescita relativi a ciascun produttore e alla sua percentuale di diesel sono stati i più alti tra i produttori francesi proprio in questo periodo.
Trovo che le prestazioni di VW, BMW, Toyota, Mercedes... siano più che rispettabili nell'adattare i loro motori diesel Euro 4, che vengono così spesso dipinti come "sporchi".
È vero che devono offrire il filtro, altrimenti si rischiano cali di vendite, ma onestamente, a meno che non ci siano incentivi, chi sarebbe disposto a spendere 800 euro o più per una tecnologia che, come ha chiaramente detto Bertil sopra, sicuramente non è all'avanguardia.

Inoltre, le cose peggioreranno ulteriormente con l'introduzione della normativa Euro 5 nel 2010, che probabilmente segnerà la fine dei motori diesel di piccola e media cilindrata, poiché sarà difficile ridurre le emissioni di ossidi di azoto di un motore diesel da 2.0 litri allo stesso livello di un motore a benzina comparabile.
Qualcuno a Bruxelles ci ha mai pensato...?
L'ultima domanda è retorica!

Ho una domanda che, secondo me, è piuttosto interessante: in chimica mi hanno insegnato che il carbonio brucia sempre producendo fuliggine, e che le catene di carbonio più lunghe contengono più energia, ma tendono anche a produrre più fuliggine. Allora, perché la benzina non dovrebbe produrre fuliggine? Secondo la mia teoria, se ci si basa esclusivamente sull'argomento delle dimensioni delle particelle, il motore a benzina dovrebbe essere ancora peggiore, dato che le particelle sarebbero ancora più piccole.

Certo, dimmi la tua riflessione e ti dirò se ci sono errori.

Ciao WarLord.

Qualcuno a Bruxelles ci ha mai pensato...?
l'ultima domanda è retorica!


Risponderò comunque con un chiaro NO.

@FBonNet

Certo, esistono tosaerba con motore a catalizzatore... non regolamentati e con carburatore. Ti immagini cosa può emettere un dispositivo del genere?

Le motociclette avrebbero dovuto avere catalizzatori regolamentati da ANNI, se solo i legislatori avessero raggiunto un accordo sui limiti massimi. Senza un obiettivo di sviluppo, non si sviluppa nulla, altrimenti alla fine si rischia di ottenere risultati negativi.


Ciao Gremlin.

Ciao Bertil e a tutti gli altri,

A tuo riguardo, devo dire che le tue affermazioni sono purtroppo errate. Contrariamente a quanto suggerisce la parola "filtro", la deposizione delle particelle di fuliggine avviene secondo principi diversi. Mi permetto di citare una mia precedente affermazione. Tesi di laurea (per la legenda delle immagini, vedere il documento Word).

3.3 Principio di funzionamento dei filtri antiparticolato.

La separazione di particelle, solidi o goccioline non può avvenire tramite meccanismi di blocco o setacciatura quando si tratta delle dimensioni caratteristiche delle particelle diesel (10-1000 nm). La dimensione dei pori nei materiali filtranti tecnici si attesta nell'intervallo di 10-30 μm, quindi è almeno 100 volte maggiore delle tipiche particelle diesel. Il volume totale dei pori o lo spazio libero del filtro può raggiungere fino al 90%. La separazione delle particelle avviene attraverso i seguenti meccanismi: per le particelle più grandi, tramite separazione per inerzia (impattazione); per le particelle di dimensioni medie o grandi, tramite intercettazione da una traiettoria limite; e per le particelle più piccole, tramite diffusione, in relazione alla dimensione caratteristica delle particelle diesel. Il grado di separazione, misurato in termini di numero di particelle o massa, per un materiale filtrante comune come il carburo di silicio, è di circa il 100%.
Durante il processo di rigenerazione, avviene una semplice combustione delle particelle accumulate, secondo la seguente formula:

C + O2 = CO2

Quindi, non si generano sostanze tossiche né piccole particelle invisibili!
Gli svantaggi del DPF includono il suo costo, il suo impatto negativo sul consumo di carburante e le incertezze riguardo alla sua durata nel tempo (ad esempio, a causa dell'accumulo di fuliggine). Naturalmente, ridurre le particelle durante la combustione è sempre preferibile (principio: prevenire gli sprechi).

Cordiali saluti.
Albrecht.

Hmmmmmm.....

Discussione interessante.

Vorab, vorrei ricordare che questi filtri antiparticolato, purtroppo, non hanno una durata infinita. Quando hanno raggiunto la fine del loro ciclo di vita, vengono smaltiti come rifiuti speciali. Metto in dubbio che sia una soluzione ecologica.

Anche io vorrei dare una lezione all'ADAC, dato che sembra che abbia trascurato o voluto/dovuto ignorare alcune cose.

È stata davvero una discussione interessante. E grazie, Albrecht, per aver sollevato l'argomento, così risparmio il mio intervento. Secondo le mie informazioni, il DPF brucia le particelle di carbonio trasformandole in CO2 puro.

Nonostante ciò, nutro comunque forti riserve nei confronti del DPF.

-l'aumento dei consumi rende vani i progressi tecnologici degli ultimi anni in termini di... Annullare i consumi.

-I gas di scarico contengono inevitabilmente anche una percentuale di ceneri. Queste possono essere causate dal carburante, dalla combustione dell'olio motore e dalla presenza di particolato fine. Pertanto, nutro qualche dubbio riguardo alla durata dichiarata del filtro.

Se è necessario sostituire il filtro antiparticolato (DPF) ogni due anni, l'impatto ambientale complessivo è più che discutibile.

SeatArosa1.7SDI ha scritto:

-l'aumento dei consumi rende vani i progressi tecnici degli ultimi anni, per quanto riguarda. Consuma di nuovo

*ding-dong* (sta sentendo proprio ora)
La Polo da 130 CV, a partire da ora, monta un motore 1.9 EU4 (codice motore = ??), che consuma 0,2 litri di carburante ogni 100 km in più rispetto alla versione ASZ, sia in città che in autostrada e nel ciclo combinato.

Al contrario, nella classe dei motori da 1.9 litri con 100 cavalli, non c'è una differenza significativa nel consumo di carburante tra il motore EU3-ATD dell'Ibiza e il motore AXR della Polo.

-> Anche il motore EU4 da 1.9 litri e 130 CV presenta lo stesso difetto di fabbricazione del filtro?