Filtrácia výfukových plynov

**Filtrácia výfukových plynov** je technológia zameraná na zníženie emisií pevných častíc vo výfukových plynoch vznetových spaľovacích motorov. Filtre znižujú emisie pevných častíc na princípe ich mechanického zachytávania pričom sa cyklicky regenerujú spaľovaním zachytených pevných častíc. 

Ako filtre sa používajú najmä keramické vložky.

## Regenerácia filtrov
Regenerácia spočíva v spaľovaní zachytených častíc v prebytočnom kyslíku vo výfukových plynoch na povrchu filtra. Pre zvýšenie účinnosti keramických filtrov, zvýšenie rýchlosti reakcie, a zníženia teploty regenerácie sa pridáva do materiálu filtra ako katalytická prísada mangán (Mn). Zníženie teploty pod 400&nbsp;°C je vhodné pre zamedzenie tvorenia sulfátov.

Počas procesu regenerácie dochádza ku zvýšeniu emisií CO, ale hodnota zvýšenia je pod legislatívne stanovenou hranicou. Výsledkom procesu filtrácie a regenerácie keramickými filtrami je síce zvýšenie počtu pevných častíc, ale pri ich výrazne menších rozmeroch a celkovom objeme. 

Na inicializáciu regenerácie možno použiť niektorú z nasledovných metód :
* pridanie uhľovodíkov (paliva) do spalín pred filtrom
* elektrické vyhrievanie filtra až po teplotu zapálenia zachytených častíc
* regulácia prebytku kyslíka v spalinách.

### Princípy regenerácie
Regeneráciu možno rozdeliť podľa princípu :
# Pri **termálnej regenerácii** filtrov sa dosahujú vhodné podmienky na začatie regenerácie vstrekovaním paliva do spalín pred filtrom. Horením paliva na teplom filtri sa jeho teplota ďalej zvyšuje až na teplotu pri ktorej dochádza k spaľovaniu zachytených častíc. Pri teplotách regenerácie nad 480&nbsp;°C sa dosahuje účinnosť nad 90 %. Nevýhodou filtrov pracujúcich na uvedenom princípe je zvýšená spotreba paliva (asi o 9 %) a obmedzená životnosť filtra.
# Pri **katalytickej regenerácii** sa zásluhou prísad (katalyzátorov) dosahuje zníženie teploty pre započatie regenerácie pri 220&nbsp;°C. Katalytickými prísadami sú olovo a meď ktoré sa vo vhodných zlúčeninách pridávajú do paliva. Nevýhodou tohto spôsobu je zanášanie filtra katalytickými prísadami, ktoré sú zachytávané takmer na 100 %, čo značne obmedzuje životnosť katalyzátora (asi 10000 míľ). Ďalšou nevýhodou je zachytávanie prísad na vstrekovacích dýzach, ktoré s deformáciou palivového lúča vedie ku zvýšeniu emisií pevných častíc. 

### Riadenie regenerácie filtrov
Počas používania filtra narastá jeho prietokový odpor a tlakový spád potrebný na jeho prekonanie. Protitlak vo výfuku je teda vhodnou veličinou pre riadenie regenerácie filtra. Obmedzenie maximálnej prípustnej hodnoty protitlaku má za následok nižšie maximá teplôt počas regenerácie. 

## Rozdelenie keramických filtrov
Z vyššie uvedeného možno súčasne používané keramické filtre rozdeliť na 3 základné typy :
# keramický monolitický filter s katalytickou prísadou (v telese)
#* výhody: je pasívny, pre svoju činnosť nepotrebuje ďalšie zariadenia
#* nevýhody : vyžaduje vyššie zaťaženie motora pre regeneráciu, výrazne zhoršuje spotrebu paliva, vhodné podmienky pre vznik sulfátov, nízka spoľahlivosť
# keramický monolitický filter s aditívami v palive 
#* výhody: jednoduchosť
#* nevýhody: vyžaduje vyššie zaťaženie motora pre regeneráciu, používanie prísad, zvýšené opotrebenie motora, znehodnocovanie filtra prevádzkou, možné dopady na zdravie, stredne zhoršuje spotrebu paliva
# keramický monolitický filter s horákom 
#* výhody: pracuje vo všetkých prevádzkových podmienkach, iba mierne zhoršuje spotrebu paliva
#* nevýhody: zložitý a drahý.
	
## Kovové filtre
Okrem keramických filtrov je možné použiť aj filtre s kovovou sieťkou (hliník) s obsahom platiny  alebo platiny a rhódia. Takýto filter pracuje na princípe oxidácie pevných častíc s využitím NO<sub>2</sub>, ktorý vzniká na katalytickom povrchu platinovej sieťky. Mechanizmus umožňuje zníženie teploty regenerácie na 265&nbsp;°C. Materiál sieťky sa volí tak, aby umožňoval selektívnu oxidáciu oxidov dusíka pri minimálnom vzniku oxidov síry. Podmienkou je však používanie nízkosírnych palív.

## Pozri aj
* Filter pevných častíc
* Znižovanie emisií motorových vozidiel
* Katalyzátor

## Referencie

Kategória:Ekológia automobilov
Kategória:Príslušenstvo piestových spaľovacích motorov
Kategória:Automobilové technológie