Filtros de partículas diésel FAP

 

- ¿Qué es un filtro antipartículas?

- El origen de las partículas

- D.P.F. Filtro de partículas diésel

- F.A.P. Filtro antipartículas

- ¿Por qué se atasca el filtro?

- Filtros Iresa Ing


 

¿Qué es un filtro antipartículas?

El filtro antipartículas o trampa es el único dispositivo disponible económicamente conveniente para reducir la carbonilla emitida por un motor diésel por combustión incompleta. El sistema F.A.P., usado actualmente en los coches diésel, se demuestra capaz de eliminar hasta el 99,7% de las partículas, mientras que con un D.P.F. se llega al 95%. Se trata de un monolito fabricado en carburo de silicio impregnado con platino y paladio en el que los canales están alternativamente abiertos y cerrados; el gas que entra en el filtro es forzado a circular por la particular geometría de las paredes sumamente porosas, donde deja las partículas de carbonilla, saliendo limpio (Fig.1).

Esquema de circulación de las partículas de carbonilla

Con el tiempo y en función de cómo se usa el motor, el filtro se atasca por la acumulación de partículas de carbonilla. Está prevista la regeneración espontánea del filtro, provocada por la electrónica de gestion del motor, en el D.P.F., o bien catalizada del fluido Eolys, en el F.A.P. En ambos casos, pero no siempre, el procedimiento tiene éxito, por lo que no hace falta intervenir reemplazando el filtro. Es, en cambio, inútil el lavado o regenerado del filtro una vez tras otra en cuanto que el agua o el producto usado saldrán por zonas porosas libres de partículas, resultando ineficaz sobre aquellas zonas muy sucias y seriamente taponadas por carbonilla endurecida.

Iresa Ingeniería produce filtros antipartículas, tanto nuevos como de repuesto, específicos para casi todos los modelos de coche existentes en el mercado. Desde Iresa Ingeniería le proponemos, además, la reconstrucción del filtro mediante la sustitución del monolito por un producto nuevo de igual calidad. Iresa Ingeniería desaconseja, en cambio, cualquier técnica de lavado en coches ya muy usados, puesto que estudios técnicos realizados sobre numerosos filtros han evidenciado que al cabo de varios lavados se originan problemas colaterales y consecuencias dañinas para el correcto funcionamiento del filtro (ahondamientos sucesivos).

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El origen de las partículas

En un motor diésel a combustión estequiométrica, las partículas emitidas son cero, mientras que en el empleo normal de un coche son frecuentes los regímenes transitorios en que la bomba envía más gasóleo del que momentáneamente necesita (por ej., durante una brusca aceleración). A causa de la inyección, el gasóleo es pulverizado en pequeñas gotas, algunas de las cuales no se queman totalmente, originando así partículas llamadas sutiles que pueden tener dimensiones del orden del micrón (carbonilla). Las temperaturas de los gases de escape no son suficientes para quemar este gasóleo no quemado, que resulta, por lo tanto, emitido en la descarga de gases. Las partículas predominantes están compuestas de material carbonoso y para eliminarlo hace falta quemarlo (oxidarlo). Este proceso se llama regeneración. La oxidación de las partículas ocurre espontáneamente en presencia de O2 a temperaturas de cerca de 600°C, pero en los coches diésel el gas de descarga no supera los 300-400°C . Se usan entonces dos técnicas:

A)- Se aumenta la temperatura de los gases descargados (D.P.F.).

B)- Se aumenta la temperatura de oxidación con la ayuda de los catalizadores (F.A.P.).

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D.P.F. Filtro de partículas diésel

Para eliminar las partículas es necesario crear condiciones para el auto-encendido de una combustión lenta que las transforme en CO2, agua y óxidos de nitrógeno. Se usa entonces un filtro en seco, una trampa que retiene las partículas y que con el paso del tiempo se atasca. El consiguiente aumento de la presión y de la temperatura produce el auto-encendido de la combustión lenta que quema todas las partículas, con lo que se vacía el filtro, regenerándolo. Los productos resultantes de la reacción son: CO2, NOx y H2O.

El calentamiento del gas se consigue inyectando una dosis suplementaria de combustible que se quema en contacto con el gas caliente, afectando a una buena parte de la carbonilla (post-combustión).

sistema DPF

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F.A.P. Filtro antipartículas

El F.A.P. no tiene nada diferente del D.P.F. en cuanto que ambos consisten en una trampa con canales abiertos y cerrados capaz de retener las partículas, pero es distinto el sistema para facilitar la combustión de la carbonilla, reduciendo el número de regeneraciones espontáneas del filtro. Antes del filtro es inyectada una solución que contiene óxido de cerio, un catalizador capaz de capturar y liberar oxígeno según la composición temporal del gas.

La inyección produce una bajada de la temperatura de encendido de las partículas y aglutina la carbonilla. Los productos de la combustión atraviesan el catalizador y son transformados en CO2, agua y óxidos de nitrógeno. Las partículas quemadas son retenidas por el filtro.

El filtro, además, está impregnado con una mezcla de platino y paladio que contribuye al proceso de oxidación quemando todavía más partículas.

Además, la presencia de un catalizador oxidante antes del filtro asegura una regeneración continua. Luego el catalizador no puede ser eliminado por el riesgo de un rápido atasco del filtro.

También el empleo de un F.A.P. no impregnado reduce la eficiencia del sistema, por lo que el atasco del filtro será más rápido.

En conclusión, D.P.F. y F.A.P. son, en sustancia, la misma cosa, pero lo que cambia es el método utilizado para reducir el número de revisiones de mantenimiento del filtro que deberán ser realizadas.


FAP filtro antipartículas

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¿Por qué se atasca el filtro?

La electrónica de a bordo es capaz de gestionar la limpieza del filtro iniciando sólo las necesarias regeneraciones a causa de los continuos controles sobre la diferencia de presión (presostato diferencial electrónico) y sobre la diferencia de temperatura (sonda K). A pesar de eso, un uso no adecuado del motor produce en todo caso un rápido atasco del filtro.

En efecto, si se hacen sobre todo recorridos urbanos, la producción de partículas es excesiva y las condiciones para la regeneración (altas temperaturas de los gases), son muy pocas, por lo que un F.A.P. o un D.P.F. puede atascarse después de entre 5.000 y 10.000 kilómetros solamente.

Si, en cambio, se hace mucha autopista, las temperaturas siempre son muy altas y la combustión siempre es estequiométrica, las partículas son mínimas y las regeneraciones menos frecuentes. El atasco podría llegar a no producirse nunca o, al menos, después de entre 150.000 y 200.000 kilómetros. La sustitución del filtro resulta, por tanto, obligatoria.

Es inútil lavarlo porque el agua o la solución usada sólo saldrán a través de las zonas porosas todavía libres de partículas (el recorrido preferencial), dejando tapadas el resto de las zonas. Poco eficaz también es cualquier otro tipo de limpieza o regeneración, dado que los circuitos más taponados no pueden ser quemados. En efecto, se crean uniones estables con el silicio que constituye el cuerpo del filtro (carburo de silicio) imposibles de romper. Prueba de ello es el hecho de que, después de la segunda limpieza, resulta imposible regenerar el filtro. En algunos casos, la excesiva obstrucción produce una acumulación local de calor (gas no evacuado) en algunas zonas que pueden por ello derretirse, destruyendo así la estructura del filtro y provocando consecuentemente efectos deletéreos en el funcionamiento del motor, tales como posibles sobrecalentamientos de las válvulas, rotura del catalizador y atasco de los tubos de escape (Fig.4 y 5)

Filtro fundido y canales deformados

La solución al problema es la total sustitución del filtro con un producto nuevo. El filtro tiene que ser sometido necesariamente a un tratamiento químico de impregnación con platino y paladio para alargar su vida útil.

El F.A.P. reconstruido y suministrado por nosotros es casi nuevo funcionalmente, puesto que lo que más importa es el monolito interno que se ha insertado. También podemos servirlo totalmente nuevo, con carcasa, tubos, bridas…, etc., completamente a estrenar, como ahora exponemos.

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Filtros Iresa Ing

Iresa Ingeniería propone filtros de producción propia a 200 cpsi o 100 cpsi (celdillas por pulgada cuadrada), totalmente nuevos, fabricados con carcasas y tubos de acero inoxidable y monolitos impregnados de platino-paladio.

Contamos, además, con una vasta gama de productos reconstruidos mediante el aprovechamiento de la carcasa original, reciclando el elemento y reemplazando el cartucho interior del filtro (monolito) con un producto nuevo impregnado y de igual calidad que el original. La ventaja es, una vez más, el precio, que asegura un ahorro aproximado del 50% sobre el valor del original.

La calidad y la fiabilidad del producto son idénticas a las de los correspondientes originales. Están disponibles filtros a 100 cpsi, de más rendimiento y menos sensibles al atasco, y F.A.P. a 200 cpsi, de más duración y con mayor capacidad filtrante.
 

filtro original-filtro 100cpsi-filtro 200cpsi

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