Саженный фильтр что это

.

Сажевый фильтр

Борьба за чистый выхлоп автомобиля идет не на шутку, оно и понятно машин все больше и они сильнее загрязняют нашу с вами атмосферу. Поэтому разрабатываются различные устройства, которые призваны снизить вредные вещества в выхлопе. У бензинового двигателя это катализатор (каталитический нейтрализатор) отработанных газов. Но вот у дизеля совсем другое строение, и выхлоп нужно очищать по-другому, ведь там очень много сажи, поэтому был создан сажевый фильтр. Про него я и хочу подробно рассказать в этой статье …

ОГЛАВЛЕНИЕ СТАТЬИ

  • Определение
  • Как работает
  • «Сажевик» и катализатор
  • Пассивная регенерация
  • Сажевый фильтр без катализатора и автоматическая регенерация
  • ВИДЕО принципа работы
  • Принцип зажигания топлива у дизеля сильно отличается от бензинового двигателя, там нет свечей зажигания (в том понимании, что у бензина), а топливо воспламеняется из-за высокого давления и быстрого нагрева. Поэтому понятно, что очищать отработанные газы от такого цикла должен другой фильтр. Но для начала определение.

    Определение

    Сажевый фильтр – это устройство, которое очищает выхлоп дизельного мотора от выбросов сажи в атмосферу. При его применении количество сажи уменьшается на 80 – 90 %.

    Такие устройства применяются с 2001 года, поначалу они устанавливались на тяжелых грузовиках. Однако с 2009 года была введена норма ЕВРО5 и применения этого фильтра стала обязательной на всех автомобилях использующих «солярку».

    Как работает

    Основная задача это улавливать сажу при выхлопе автомобиля. По сути это также часть глушителя, которая очищает выхлоп. Только вот это совсем не катализатор, он борется с сажей, а не с отработанными вредными газами.

    Работа состоит из двух этапов:

    1) Захват сажи – как становится понятно, на этом этапе происходит захват частичек сажи. Внутри фильтр похож на ячеистый материал, на стенках которого и оседают частички. Однако нужно отметить — что совсем мелкие, не улавливаются – их размер может составлять всего 0,1 – 0,5 мкм, но их в выхлопе всего 5 – 10 %. После улавливания фильтр постепенно начинает забиваться, что приводит к снижению мощности двигателя. Поэтому время от времени его нужно прочищать, или делать регенерацию.

    2) Регенерация — этот процесс достаточно сложный, и у каждого производителя реализован по-своему. Однако эффект от него один, очищение ячеек от сажи. Теперь немного подробнее.

    «Сажевик» и катализатор

    Многие, наверное сейчас начали задаваться вопросом – что же это получается сажа улавливается, а отработанные газы нет, ведь нет катализатора? Не совсем это так. Некоторые компании (например Volkswagen) разрабатывают комбинированные варианты. В одном устройстве совмещены оба очищения.

    Суть здесь вот в чем: — внутри как обычно идут ячейки с каналами малого сечения (делаются из карбида кремния), они борются с «частичками». А вот боковины корпуса ячеек, сделаны из каталитического материала (обычно наносят титан), который способствует сгоранию и окислению вредных – углекислого и угарного газов.

    Таким образом, в одном устройстве совмещают сразу два фильтра.

    Пассивная регенерация

    Про совмещение я вам рассказал не просто так. МЫ уже поняли что рано или поздно нужна регенерация, и как раз катализатор способствует этому процессу.

    Все дело в том, что нейтрализатор способен разогревать сажевый фильтр до высоких температур, около 300 – 500 градусов. При этом частички сажи окисляются и сгорают.

    Если химически расписать процесс то получается:

    — Соединения азота вступают в реакцию с кислородом в катализаторе – образуется диоксид азота

    — Диоксид азота вступает в реакцию с сажей – образуется оксид азота и угарный газ

    — Оксид азота и угарный газ вступают в реакцию с кислородом – образуется диоксид азота и углекислый газ.

    Таким образом, сажевый фильтр, очищается от сажи. Вот небольшая схема.

    Однако если не достаточно ездить, частые короткие поездки то частички могут не сгорать, им попросту не хватает температуры. Тогда автомобиль может потребовать принудительную регенерацию – есть специальная функция на дизелях.

    Такая процедура происходит при высоких оборотах и фильтр разогревается до 600 – 650 градусов Цельсия. В нем проходит все химические реакции, которые я описал выше, и ячейки очищаются.

    Система полностью автоматическая и не требует присутствия человека. Автомобиль считывает информацию с датчиков (воздуха, температуры отработанных газов до фильтра, после фильтра и самое важное давления сажевого фильтра). Когда (при очищении) давление восстанавливается, система автоматически заканчивается – это говорит о том, что регенерация закончена.

    Сажевый фильтр без катализатора и автоматическая регенерация

    Есть другие типы, они не имеют в своем строении катализатора. Если точно подметить, то можно сказать что он есть, однако устанавливается перед «сажевиком» и никак с ним не соприкасается (два отдельных элемента). Такими типами пользуются производители концернов Peuqeot — Citroen, а также FORD, TOYOTA и некоторые другие.

    Здесь очистка устроена совершенно по-другому. Раз в несколько сот километров, автомобиль в автоматическом режиме впрыскивает специальную присадку в топливо, (обычно она основана на таком веществе как Церий).

    При наполнении фильтра сажей, система впрыска дизеля нагнетает эту присадку в цилиндры. Причем при выхлопе внутри фильтра создается очень высокая температура примерно + 650, +750 градусов. Сам «сажевик» раскаляется.

    Церий при этом не распадается в топливе, он доставляется с газами в фильтр, после того как он попадает на раскаленный «сетчатый» элемент, он начинает сгорать поднимая температуру до 900 — 1000 градусов. Сажа окисляется и сгорает. При такой температуре происходит регенерация фильтра, то есть он очищается. Материалы выпускной системы достаточно прочные, поэтому разрушение выхлопного тракта не происходит.

    Посмотрите познавательный ролик, там все расписано на пальцах.

    Присадка в топливо хранится в отдельной емкости, причем ее хватает достаточно на длительный срок, как заверяют производители должно хватить на 90 – 100000 километров, однако при использовании некачественного «дизеля» пробег может значительно уменьшиться.

    Сажевый фильтр это очередное устройство, которое призвано сделать наш с вами воздух чище в угоду экологии. Если его убрать, машина будет работать немного лучше – потому как нет никаких преград в выхлопном тракте.

    Кстати на многих дизелях, реализованы системы отключения цилиндров, для экономии топлива, советую почитать.

    НА этом у меня все, читайте наш АВТОБЛОГ.

    avto-blogger.ru

    Сажевый фильтр на дизеле - что это такое? Установка, промывка и замена сажевого фильтра

    В странах Европы дизельные двигатели считаются одними из самых популярных. Но в дизельных ДВС, как и в бензиновых, горючее не сгорает полностью. Вследствие этого в отработанных газах образуются различные ядовитые и канцерогенные вещества. Кроме того, в них есть также и сажа, ведь углеводороды сгорают не полностью. В Европе в 2000-х годах борцами за экологию был разработан стандарт по уровню вредных выбросов в окружающую среду. Автопроизводители, для того чтобы их продукция этим нормам соответствовала, стали устанавливать сажевый фильтр на дизеле. Что это и как работает, необходимо знать тем, кто ездит на дизелях. Сегодня мы постараемся ответить на все эти вопросы.

    Главные функции

    Для того чтобы лучше понимать назначение этих устройств, необходимо коснуться темы отработанных газов. В составе автомобильного выхлопа содержится масса особо токсичных и канцерогенных веществ. Так, окись углерода, несгоревшие углеводороды, альдегиды, окислы серы, тетраэтилсвинец оказывают очень вредное воздействие на окружающую среду. Кроме того, в составе отработанных газов дизельного автомобиля, в частности, большегрузных фур, в большом количестве содержится сажа.

    Для того чтобы снизить концентрацию этого компонента, в конструкцию современного автомобиля введен сажевый фильтр на дизеле. Что это за деталь? Это нечто похожее на катализатор в бензиновом двигателе.

    Как выглядит элемент

    Итак, это устройство предназначено для того, чтобы нейтрализовать сажу – продукт, образующийся в процессе сгорания дизельного топлива. Различают два вида – это закрытые (DPF) и закрытые с возможностью регенерации (FAP).

    При всей своей простоте на самом деле эти автозапчасти для иномарок имеют довольно сложное устройство. Независимо от исполнения, фильтр представляет собой металлический цилиндр. На нем находятся патрубки – входной и выходной. Выходной подключается к системе очистки отработанных газов.

    Основной элемент фильтра – специальная матрица, которую изготавливают из карбида кремния. Она заключена в цилиндр из металла. Структура этой матрицы – ячеистая. Что касается сечения ячеек, то зачастую это сечение квадратное. Но более эффективны ячейки, имеющие восьмиугольную форму.

    Кроме этого фильтр для дизеля имеет в конструкции несколько датчиков. Это датчик, фиксирующий разность давления, и датчик входной и выходной температуры.

    Принцип работы

    Размер одной частицы сажи примерно равен 0,05 мкм. По химическому составу этот продукт представляет собой не что иное, как обыкновенный углерод. Задерживать эти частицы при помощи обычных средств очень сложно вследствие размеров элемента. Чтобы улавливать сажу, необходимо использовать принцип диффузии. Чтобы понять, что собой представляет типичный сажевый фильтр на дизеле, что это за устройство, необходимо заглянуть внутрь его.

    Итак, фильтр внутри представляет собой керамическую матрицу. Это целая серия трубок, при этом у соседних закрыты торцы. Внутрь этой матрицы отработанные газы приходят со стороны мотора, однако, когда газы попадают в трубки, дальше двигаться просто не могут. Тогда через стенки трубок они попадают в соседние открытые полости и затем могут выйти из матрицы. В процессе диффузии даже самые маленькие частицы остаются внутри фильтра, а значит, он свою задачу выполняет.

    Где находится сажевый фильтр

    Найти эту деталь не составит труда. Фильтр зачастую устанавливается в выпускной системе автомобиля. Из-за особенностей конструкции деталь можно найти между глушителем и катализатором. В некоторых случаях устройство может быть объединено с катализатором и располагается прямо за выпускным коллектором. Там максимальная температура газов, а такой фильтр имеет каталитическое покрытие.

    Приемы эксплуатации

    Чтобы эффективно использовать сажевый фильтр на дизеле, цена которого достаточно высокая (порядка 900 евро), необходимо правильно эксплуатировать автомобиль. Все дело в том, что в процессе очистки отработанных газов ячейки и трубки забиваются сажей. Это приводит к снижению эффективности работы дизельного двигателя.

    Понижается пропускная способность фильтра и повышается сопротивление выходу отработанных газов. Многие производители, чтобы увеличить срок службы этой запасти без необходимости частой замены, применили специальный алгоритм работы фильтра, когда контролируется уровень заполнения. Если фильтр заполнен так, что теряется мощность двигателя, запускается регенерация фильтра.

    Причины снижения эффективности

    Существует несколько причин, почему фильтры забиваются. Основная причина – качество дизельного топлива. При заправке автомобиля некачественным топливом образуется большое количество сажи - фильтр быстро забивается, что снижает срок его службы.

    Еще одна причина – недостаточная температура. Так, сажа сгорает не полностью. Все дело в том, что представляет собой сажевый фильтр на дизеле. Что это? Он не только задерживает частицы, но еще и поддерживает температуру для сжигания их. Однако следует сказать, что это случается, когда нагрев отработанных газов высокий и составляет не меньше, чем 600 градусов Цельсия. При меньших показателях сажа не будет сгорать.

    Среди причин снижения температуры газов также выделяют несколько. Это режимы движения, пробки на дорогах, нарушение процесса сгорания горючего. Так, температура в системе не поднимется, если скорость движения низкая, а движение сопровождается частыми остановками.

    Контроль состояния

    Для того чтобы можно было контролировать состояние системы, выхлопной тракт дизельного двигателя оснащен контрольно-измерительной аппаратурой. В нее входят датчики температуры и давления. Эти элементы формируют сигналы для электронного блока управления, и тот определяет, заполнен фильтр или еще нет. Когда элемент сильно заполнен, начинается процесс очистки.

    Как очистить

    Для того чтобы восстановить эффективность двигателя при заполненном сажевом фильтре, достаточно использовать нескольких простых методов, которые помогут запустить самоочистку. Регенерация может быть как пассивного, так и активного типа. В любом случае процесс происходит посредством сгорания сажи и освобождения трубок и каналов.

    Для процесса регенерации может использоваться повышение уровня нагрева отработанных газов, присадки или же промывка сажевого фильтра. Присадки помогут снизить температуру, при которой будет сгорать сажа. А промывка с помощью специальных веществ поможет очистить фильтр.

    Метод пассивной регенерации

    Такую очистку может провести непосредственно автолюбитель. О необходимости регенерации сообщит соответствующий индикатор. Также запустить этот процесс необходимо, если снижается динамика или мощность двигателя.

    Самое главное – обеспечить повышение температуры для отработанных газов. Это делается посредством движения на автомобиле с полной нагрузкой. Достаточно проехать 30-40 км, чтобы фильтр полностью очистился и вся сажа выгорела. Второй вариант – использование специальных топливных присадок.

    Активная регенерация

    Этот режим может быть запущен автоматически контроллером ЭБУ. Для этого электроника анализирует информацию от датчика температуры и датчика давлений. Он информирует электронный блок управления о том, что фильтр забит, а датчик сообщает температуру. Если ее не хватает для того, чтобы сажа полностью сгорела, то ЭБУ может дополнительно впрыскивать топливо в процессе выпуска отработанных газов. Это позволит сжечь сажу в выхлопе. Также это позволяет поднять температуру до нужного уровня.

    Если в выпускном тракте имеется и другое оборудование, которое также повышает нагрев выхлопных газов, то ЭБУ может использовать и их.

    Промывка

    Для этой процедуры необходимы специальные жидкости. Сама же процедура в целом зависит только от типа средства.

    Так, фильтр снимают и закрывают его отверстия. Затем внутрь заливают очистительную жидкость таким образом, чтобы заполнить весь объем фильтра. Далее изделие необходимо оставить в покое на десять часов, при этом время от времени встряхивать фильтр. После этого деталь промывают теплой водой и устанавливают обратно на автомобиль. Существует несколько видов жидкостей, и для каждой - свой способ промывки. Это следует помнить перед выполнением данных процедур.

    Промывка и очистка помогут продлить работу элемента, ведь замена сажевого фильтра – это весьма дороге удовольствие. Но рано или поздно срок все-таки придет. Рекомендуется менять фильтры после 180 тысяч километров.

    На износ этой конструкции влияют в первую очередь условия движения, качество горючего, а также стиль вождения. Если машина испытывает значительные нагрузки, то замена данного элемента может потребоваться раньше.

    Итак, мы выяснили, для чего служит данная деталь в автомобиле. Сажевый фильтр, как и прочие автозапчасти для иномарок, – важная деталь современного авто. Данный элемент улучшает экологическую ситуацию в мире, а это здоровье людей. Качественная экология – здоровое общество и счастливые дети.

    fb.ru

    Что такое сажевый фильтр и зачем его удаляют?

    Дизельные моторы начали оснащаться сажевыми фильтрами еще в 2000 году. Тогда еще не было таких жестоких требований по экологии, как сегодня и далеко не все производители их применяли, делая большую ставку на выходную мощность двигателя, нежели на заботу о природе. Когда в январе 2011 года были приняты стандарты Евро – 5, сажевый фильтр стал обязательным атрибутом выхлопной системы дизельного автомобиля. Сегодня мы попробуем разобраться в том, что же это за такой узел, для чего он служит, сколько он служит, и как с ним быть по окончанию срока его службы.

    Фильтр сажи

    Как следует из названия, сажевый фильтр предназначен для того, чтобы минимизировать выбросы сажи вместе с отработанными газами. Сажа образуется в результате не полного сгорания дизельного топлива и зачастую сажевые фильтры задерживают до 99,9% сажи. Простой пример, вспомните какой цвет выхлопных газов у старого видавшего виды дизельного Nissan Terrano 1988 года, и как выглядят выхлопные газы у последнего поколения Audi Q7 с трехлитровым мотором TDI.

    Данный фильтр в выпускной системе автомобиля может устанавливаться за каталитическим нейтрализатором, а может быть и совмещен с ним в один корпус.

    Схема

    «Сажевик», как называют его в народе, представляет собой чаще всего керамический блок, со сквозными ячейками квадратного сечения, в которых и происходит удержание частиц сажи. Рано или поздно, но частицы сажи просто закупоривают соты фильтра и тем самым препятствуют выходу выхлопных газов, по причине чего создается высокое давление в выпускном коллекторе, что снижает мощность и ухудшает продувку ГБЦ, поэтому сажевому фильтру требуется периодическая чистка или регенерация.

    Существует два вида регенерации сажевого фильтра: активная и пассивная.

    Пассивная регенерация осуществляется поднятием температуры выхлопа отработанных газов до 600°С, на предельных нагрузках двигателя. Другими словами, простым выжиганием сажи из фильтра. Но есть другой, более безопасный способ, когда в дизельное топливо добавляется специальная присадка, которая обеспечивает сгорание сажи при более низкой температуре, которая будет на отметке 450 — 500°С.

    Но есть нюансы, в которых пассивная регенерация с поднятием температуры выхлопа не может быть осуществлена, и в таком случае применяют активную регенерацию сажевого фильтра.

    Очистка сажевого фильтра

    Принцип у активной регенерации такой же – выжигание, но осуществляется профессионалами с применением специализированного оборудования, и для этого есть несколько способов: нагрев выхлопных газов микроволнами, впрыск топлива или использование электрического нагревателя перед сажевым фильтром, ну или поздний впрыск топлива в камеру сгорания.

    Эта процедура может обеспечить правильную работу сажевого фильтра еще на которое время, до того момента, как сами соты фильтра не начнут разрушаться.

    Грязный и чистый фильтр

    В тех случаях, когда «сажевик» совмещен в одном корпусе с каталитическим нейтрализатором, пассивная регенерация происходит куда проще, так как окисление сажи в фильтре происходит непрерывно из-за действия катализатора, да и температура выхлопных газов ниже, в районе 350-500°С. Активная регенерация тоже упрощена. Она производится на температуре около 600°С, и эту температуру обеспечивает электронная система управления двигателем. О необходимости провести регенерацию тоже скажет электроника, которая промониторив состояние сажевого фильтра по данным датчиков, и оценив его пропускную способность выдаст заключение о его работоспособности.

    Есть еще один способ очистки, с одной стороны более простой, с другой более сложный. Это когда фильтр просто снимают с автомобиля и промывают специальными промывочными жидкостями. Это происходит путем глушения одного из патрубков фильтра, а через другой заливается профилактическая химия, после чего его на 12 часов оставляют в вертикальном положении и периодически встряхивают. По истечении положенного времени, жидкость смывают, а сам фильтр промывают теплой водой.

    Дизельный двигатель по сравнению с бензиновым более чувствителен к качеству топлива. Заправка некачественным дизельным топливом с большим содержанием серы, может привести к тому, что будет выделяться большое количество сажи, и сажевый фильтр просто будет не успевать его дожигать и в итоге забьётся. Так же проблемы могут возникнуть по причине низкой температуры выхлопных газов, из –за чего фильтр будет просто не дожигать сажу. Так же, сажевый фильтр имеет свой срок службы, и обычно это около 200 000 км пробега, но на эту цифру может влиять множество факторов, такие как стиль вождения, качество топлива и условия эксплуатации. В российских условиях ресурс обычно составляет 100-120 000 км.

    Замена узла обойдется очень недешево, и чаще всего, к тому моменту, как сажевый фильтр выйдет из строя, большинство автомобилей уже потеряют заводскую гарантию производителя, поэтому нередко пользуются самым простым способом, которым можно решить проблему вышедшего из строя фильтра – это его физическое удаление с программным отключением.

    Удаление

    Такой ход благоприятно скажется на состоянии и сроке службы дизельного двигателя, так как уменьшится нагрузка на шатунно – поршневую группу, но будет страдать экология, так как все то, что раньше оставалось в фильтре, будет уходить в атмосферу. И если на грузовиках или внедорожниках, живущих по большей части на трассах и зимниках это не большая проблема, то для легковых машин, живущих по большей части в городе это уже может быть серьезной проблемой, так как двигаться за такой машиной в городском потоке не самое приятное, чем можно закончить свой рабочий день.

    С уважением, Андрей Червяков.

    Читайте также:

    Правильная эксплуатация турбодизеля

    Бензин или дизель — какой двигатель выбрать?

    avtoexperts.ru

    Устройство сажевого фильтра и принцип работы

    В Европе самым популярным ДВС является дизель. Однако, ни в бензиновом, ни в дизельном моторе топливо не сгорает полностью. Следствием чего будет образование в отработанных газах (ОГ) ядовитых и канцерогенных веществ, в том числе частиц сажи – продуктов неполного сгорания углеводородов. Во избежание этого введены нормы на выбросы вредных веществ, для соответствия которым в конструкцию автомобиля вводится специальный элемент – сажевый фильтр.

    Для чего нужен сажевый фильтр

    Для понимания назначения подобного устройства необходимо коснуться того, что собой представляют ОГ. На фото ниже в таблице показан состав ОГ, а также их влияние на организм человека.

    Данные показывают, что дизель опасен высоким содержанием сажи в составе ОГ. Вот для уменьшения ее концентрации в конструкцию автомобиля и вводится такой элемент – сажевый фильтр, рассматриваемый ниже.

    Принцип работы

    Размер частиц сажи ориентировочно равен пяти сотым микрона, а по своему химическому составу это чистый углерод. Задержать такие микроскопические частицы обычными средствами довольно проблематично. Для их улавливания в устройстве используется диффузия. Понять принцип работы, заложенный в подобное устройство, поможет приведенное ниже фото:

    Из картинки видно, что в матрице существует целая сеть трубок, причем у соседних из них торцы закрыты с разных сторон. Внутрь ОГ поступают со стороны двигателя, но попадая в трубки, закрытые с противоположной стороны, не могут двигаться дальше. Тогда они через стенки проникают в соседние открытые полости и свободно уходят из керамической матрицы.

    При этом во время диффузии из одной полости в другую, даже микроскопические частицы задерживаются, а значит, сажевый фильтр выполнил свою задачу.

    Устройство сажевого фильтра

    Сам по себе дизельный сажевый фильтр, при своей внешней простоте, является довольно сложным устройством. При всех его исполнениях для различных автомобилей, он является металлическим цилиндром. На цилиндре располагаются входной и выходной патрубки для подключения к общей системе очистки ОГ. Устройство фильтра можно видеть на приведенном фото.

    Внутри располагается керамическая матрица, устройство которой уже рассмотрено выше. Кроме матрицы на сажевый фильтр устанавливаются датчики, контролирующие его работу. Среди них стоит упомянуть:

    В зависимости от конструктивного исполнения сажевый фильтр на дизель может устанавливаться по-разному, как именно – показано на фото:

    Дело в том, что сама матрица может быть изготовлена как с внутренним каталитическим покрытием, так и без него. В последнем случае на дизель необходимо дополнительно устанавливать катализатор. Если в составе использована керамическая матрица с каталитическим покрытием, то он может быть объединен с катализатором.

    Фильтр сажевых частиц – как лучше эксплуатировать

    Правильная эксплуатация автомобиля продлевает время жизни сажевого фильтра. Дело в том, что очищая ОГ, поры в трубках и сами трубки забиваются частицами сажи, что приводит к ухудшению условий работы двигателя и в конечном итоге не позволяет нормально эксплуатировать автомобиль.

    Здесь стоит упомянуть, что сажевый фильтр, для восстановления его работоспособности без замены и снятия с автомобиля, требует специального режима работы, отличающегося от выполняемого обычно процесса фильтрации. Но к этому вопросу можно будет вернуться немного позже.

    Причины, снижающие эффективность работы

    Причин, по которым он забивается, может быть несколько. Одна из основных – это качество используемого топлива. Некачественное топливо служит причиной повышенного образования сажи в процессе работы двигателя, вследствие чего очень быстро сажевый фильтр будет забит этими частицами, что значительно снизит срок его службы.

    Другой причиной можно считать недостаточную для полного сгорания сажи температуру выхлопных газов. Дело в том, что сажевый фильтр позволяет не только задерживать частицы сажи, но и в процессе работы, когда дизель обеспечивает достаточный уровень температуры ОГ, сжигать эти частицы. Но надо подчеркнуть, что это возможно, когда значение температуры ОГ высокое и составляет не менее шестисот градусов. При других, более низких ее значениях, ничего подобного не происходит.

    Причин снижения температуры ОГ может быть несколько, в том числе:

    1. режим движения (с низкой скоростью и частыми остановками);
    2. пробки во время движения;
    3. нарушение процесса сгорания топлива.

    Текущий контроль состояния

    С целью обеспечения контроля, выхлопная система, которой оснащается дизель, комплектуется контрольно-измерительными приборами, включающими в себя, как уже упоминалось, датчик температуры, контролирующий ее показания, и датчик давления, измеряющий его разность на концах фильтра.

    По сигналам, которые формирует датчик давления, контроллер управления определяет, что сажевый фильтр переполнен несгоревшими остатками топлива, и поэтому может автоматически запустить процесс его очистки. На панели при этом появляется соответствующий символ.

    Как очистить – дизель позволяет и это

    Зачастую для восстановления нормальной эксплуатации машины, когда сажевый фильтр заполнен частицами несгоревшего топлива, достаточно использовать несколько простых приёмов, запускающих регенерацию. Она может быть активной и пассивной. При любом варианте, очистка происходит благодаря сгоранию частиц сажи и освобождения от них забившихся пор, для чего используется:

    Пассивная регенерация

    Проводится водителем самостоятельно при появлении соответствующей индикации, а также при заметных признаках ухудшения работы двигателя (падение мощности, снижение динамики и т.д.). При этом самое главное – обеспечить для ОГ повышение температуры, что получается, если проехать три-четыре десятка километров при полной нагрузке. Такой режим движения обеспечит сгорание сажи внутри и его очистку. Другим вариантом может быть использование специальных добавок в топливо, приводящих к понижению температуры сгорания сажи.

    Активная регенерация

    Подобный режим, позволяющий выполнить очистку, может автоматически включить контроллер управления двигателем. Для этого он анализирует данные, которые ему передает датчик текущей температуры, а также датчик разности давлений. Этот датчик сигнализирует, что частицы сажи забили сажевый фильтр, а датчик текущей температуры определяет ее значение. Если ее недостаточно для сгорания сажи, то контроллер может осуществить, например, дополнительный впрыск топлива, осуществляемый при выпуске ОГ, что приведёт к его сгоранию непосредственно в системе выхлопа и поднимет температуру выхлопных газов до нужного значения. Если выхлопная система, которая установлена на дизель, предусматривает и другие меры, направленные на повышение температуры отработанных газов, поступающих в сажевый фильтр, то контроллер управления также их задействует.

    Промывка

    В этом случае очистка выполняется с помощью специальных жидкостей, заливаемых или впрыскиваемых внутрь. Реагенты размягчают сажу и выводят ее из забитых пор, после чего она может быть сожжена при движении авто.

    Сажевый фильтр – неотъемлемая часть современного автомобиля и обеспечивает состав выхлопных газов в соответствии с действующими нормами. Его текущее состояние контролируется системой управления, для чего используется датчик текущей температуры, а также датчик, измеряющий разность давления. Такая система контроля позволяет либо водителю своевременно принять меры по восстановлению работоспособности сажевого фильтра и нормального технического состояния автомобиля, либо режим регенерации включится автоматически, если это предусмотрено конструкцией.

    ZnanieAvto.ru

    Сажевый фильтр - что это? Регенерация сажевого фильтра

    Автомобили, а именно их выхлопные газы, представляют большую угрозу для экологии. Поэтому автопроизводители стали оснащать свои машины различными катализаторами. И если на автомобилях с бензиновыми двигателями он именно так и называется, то на дизелях – это сажевый фильтр. Что это за элемент? Каково его устройство и принцип работы? Обо всем этом и не только – далее в нашей статье.

    Назначение

    Дизельный сажевый фильтр предназначен для очищения выхлопных газов от сажевых частиц. Использование данного элемента в системе выпуска отработавших газов позволяет снизить содержание сажи на 95 процентов. Последняя образуется вследствие неполного сгорания топлива. Размер частичек сажи составляет от 1 до 0,01 мкм. В ее состав входят оксиды металлов, вода, сера, а также углеродистые соединения. Их процент содержания зависит от текущих оборотов и нагрузки на двигатель.

    Где используется

    На какие машины ставится сажевый фильтр? «Фольксваген», «Ауди», «Мерседес». Это неполный список автомобилей, которые комплектуются данным элементом. На легковых авто сажевый фильтр дизеля стали устанавливать с 2000 года, с применением экологических стандартов «Евро-2» и выше. В странах Европейского Союза наличие данного катализатора является обязательным с 2011 года даже на легковых автомобилях.

    Расположение

    Где находится сажевый фильтр? «Мерседес» и многие автомобили европейского производства имеют одинаковое расположение катализатора. Он находится сразу за выпускным коллектором. Такое месторасположение обусловлено тем, что именно в этом месте температура газов достигает максимальной черты.

    Устройство и принцип работы

    Основной элемент сажевого фильтра – керамическая матрица. Она изготавливается из карбида кремния. Такой же материал используется и на катализаторах бензиновых двигателей. Матрица размещена в металлическом корпусе фильтра и имеет сетчатую структуру с переменно закрытыми ячейками. Боковая часть элемента – пористая. Она выполняет функцию фильтра. Ячейки матрицы катализатора – квадратной формы. На более современных автомобилях устанавливаются фильтры с 8-угольными ячейками. Такие элементы считаются более надежными и пропускают больше отработанных газов.

    Этапы фильтрации

    Фильтрация и регенерация – по такому принципу работает каждый сажевый фильтр. Что это такое? Фильтрация – это процесс, при котором производится захват сажевых частиц с дальнейшим их оседанием на стенках. Чем крупнее они, тем легче работать катализатору. Однако выхлопные газы имеют небольшой процент содержания мелкой сажи, размером до 1 мкм. Именно они представляют наибольшую угрозу для экологии и дыхательных путей человека.

    Также отметим, что со временем сажевый фильтр («Рено Мастер TDI» - не исключение) забивается, и ему необходима замена. Но ввиду высокой стоимости (от 400 долларов США) российские автовладельцы «выпиливают» его из "мозгов" ЭБУ и ставят на его место «проставку» - металлическую трубу одинакового диаметра.

    Пассивная регенерация сажевого фильтра

    Данная операция осуществляется за счет высоких температур (от 500 градусов Цельсия). Вот почему катализатор устанавливается сразу за выпускным коллектором. Проникая в сажевый фильтр, выхлопные газы (а именно азотные соединения) вступают в реакцию с кислородом, благодаря чему образуется диоксид азота. Последний, соединяясь с сажей, преобразуется в оксид и угарный газ. Последние два компонента, вступая в реакцию с кислородом, расщепляются на диоксид азота и углекислый газ. Так происходит процесс фильтрации отработанных газов на дизельном автомобиле.

    При определенных режимах работы двигателя сбор сажи может быть неэффективным. Она спокойно проходит сквозь ячейки наружу. В таком случае в работу подключается активная регенерация сажевого фильтра.

    Активная

    Данная обработка заключается в принудительном повышении температуры выхлопных газов. Происходит это все за небольшой период времени. Есть несколько способов принудительного повышения температуры:

    Конструкция нейтрализатора постоянно совершенствуется, и сейчас самым популярным типом считается фильтр с каталитическим покрытием и системой ввода присадок в топливо. Давайте рассмотрим их подробнее.

    Каталитический сажевый фильтр

    Что это за элемент? Данный фильтр используется на автомобилях семейства «Фольксваген». Принцип работы включает в себя активную и пассивную регенерацию.

    В последнем случае обработка происходит за счет непрерывного окисления сажи благодаря катализатору – платине, через который проходят газы. Рабочая температура – от 300 до 500 градусов Цельсия. Активный процесс происходит при более высокой температуре – 650 градусов Цельсия.

    При этом задействуется множество управляющих датчиков. Это расходомер воздуха, датчики входной и выходной температуры выхлопных газов, а также давления, в котором работает сажевый фильтр. Что это дает? Все полученные данные обрабатываются через ЭБУ, в результате чего блок управления либо дает сигнал на более поздний впуск топлива, либо снижает подачу воздуха в камеру. Таким способом значительно повышается температура выхлопных газов, и они вступают в реакцию с каталитическими элементами.

    Фильтр с системой ввода присадок

    Данный катализатор разработан французскими инженерами и устанавливается на автомобили «Пежо», «Ситроен», а также на «Форды» и «Тойоты». Другое название сажевого фильтра – FAP. Суть работы довольно проста. В системе находится присадка с каталитическим нейтрализатором (церий), которая добавляется в топливо и способствует изменению температуры сжигания сажи (порядка 500 градусов Цельсия). Однако при малых нагрузках ее сложно достичь, поэтому в работу подключается принудительная регенерация. Сама же присадка хранится в отдельной емкости (на 4-5 литров).

    Ее ресурс составляет порядка 100 тысяч километров и равен сроку службы самого фильтра. В бак данная присадка подается при помощи электрического насоса. Дозируется она при каждой заправке топлива электронным блоком управления. Основной недостаток использования данной системы – при сгорании цезий оседает на стенках в виде золы, что сильно забивает фильтр. Поэтому он имеет такой малый срок эксплуатации.

    Как продлить срок эксплуатации?

    Поскольку выгорание сажи происходит при высоких температурах, срок службы фильтра напрямую зависит от частоты его прожогов. Таким образом, чем чаще будет происходить эта операция, тем меньше ресурс элемента. Но как можно увеличить пробег автомобиля между прожигами в нейтрализаторе? Для этого существуют различные присадки для защиты сажевого фильтра. Они помогают снизить его рабочую температуру с 600 до 400 градусов Цельсия. Использовать машину при низких нагрузках в надежде на то, что выжигания сажи не произойдет, просто бессмысленно. Для таких случаев предусмотрена принудительная регенерация – даже при минимальных оборотах устройство будет работать на все 100 процентов.

    Как определить засор?

    Признаки забитого фильтра легко распознать. Это слабая тяга, дым из выхлопной трубы, перерасход топлива. Обычно в разрезе такие элементы выглядят именно так, как на фото ниже.

    В таком случае нужно срочно принимать меры - заменить его на новый (чем вряд ли будут руководствоваться наши автовладельцы) либо удалить из системы.

    Заключение

    Итак, мы выяснили, что собой представляет дизельный катализатор. Как видите, данное устройство отлично борется с очисткой сажи. Однако все хорошее пропадает, когда наступает срок замены. Стоимость нового элемента составляет порядка 50-80 тысяч рублей. Поэтому лучший способ – это удаление сажевого фильтра программно из ЭБУ и установка на его место пламегасителя или простой металлической трубы. Стоит данная процедура от 5 до 15 тысяч рублей.

    fb.ru

    Сажевые фильтры. Назначение, устройство, принцип действия

    Введение новых стандартов экологической безопасности автомобилей заставляет производителей разрабатывать все более совершенные технологии, позволяющие их продукции соответствовать нормативам. Такими стремлениями обусловлено появление целых семейств моторов, которые отличаются низким уровнем выбросов продуктов переработки. Ведется работа и в других областях. Так, в 2004 году появился сажевый фильтр на дизеле, который минимизирует объемы вредных выбросов. Хотя к моменту своего появления он не был так широко востребован, разработчики продолжали развитие идеи, и в наши дни, согласно стандарту «Евро-5», наличие данного устройства в конструкции автомобиля является обязательным.

    Для чего нужен сажевый фильтр?

    Устройства такого типа представляют собой средства доочистки отработанных газов. Сразу надо отметить, что применяются сажевые фильтры исключительно в дизельных двигателях. В бензиновых агрегатах их аналогом выступает катализатор. Главной задачей установки является удаление токсичных веществ из выхлопа. Такая переработка газов и делает машины более экологичными. Фильтры могут быть разными по устройству, но все они выполняют задачу уменьшения показателей содержания сажи в выхлопах на 80%.

    К сожалению, выполнение данной функции влечет за собой массу других проблем, большинство из которых связано с обслуживанием самого фильтра. По мере переработки газов устройство загрязняется и требует очистки. В крайних случаях сажевые фильтры удаляются, а на их место устанавливаются новые компоненты доочистки.

    Устройство фильтра

    Блок размещается за каталитическим нейтрализатором. Некоторые вариации фильтра также допускают его конструкционное совмещение с окислительным нейтрализатором. В таких случаях он располагается за выпускным коллектором, где отмечается максимальная температура газов. Главной составной частью является матрица, размещенная в металлическом корпусе. В стандартных моделях ее изготавливают из карбида кремния, который отличается ячеистой структурой с каналами малого сечения. Собственно, пористая структура боковых стенок в этих каналах и обеспечивает выполнение очистки. Важно отметить, что сажевый фильтр на дизеле является лишь частью целого комплекса устройств и систем, участвующих в рабочем процессе. В этой группе также участвуют температурные датчики, силовой агрегат, борт-компьютер, турбокомпрессор и т. д. Другое дело, что фильтр выполняет конечную функцию очистки и поэтому может рассматриваться как ключевое звено, так как реализует физическое задержание вредных элементов.

    Принцип работы

    Весь процесс можно разделить на два этапа – непосредственное выполнение фильтрации и регенерацию сажи. На первой стадии частицы сажи захватываются, после чего оседают на стенах фильтра. В этом плане самыми проблемными являются мелкие частицы размером до 1 мкм, так как их незначительный вес мешает задержанию. Хотя доля таких элементов представляет лишь 5% из общего объема, как раз они наиболее опасны для человека. Впрочем, современные сажевые фильтры позволяют эффективно справляться и с обработкой таких частиц. Второй этап заключается в регенерации осевших элементов. Дело в том, что их скопление в больших объемах не только вредит самому фильтру, но и сокращает мощность двигателя, поскольку формируется препятствие для прохождения последующих газов. В связи с этим мероприятия по очистке сажевых устройств являются обязательной частью в обслуживании автомобиля.

    Пассивная очистка фильтра

    Данный вид очистки реализуется благодаря воздействию высоких температур отработанных газов, которые могут достигать 600 °С. Еще одной разновидностью пассивного способа регенерации является внесение в топливо различных присадок, обеспечивающих эффективное сгорание сажи. В данном случае также происходит воздействие температуры, но на уровне 400-500 °С. Отслеживать режимы термического воздействия позволяет датчик сажевого фильтра, который контролирует и некоторые параметры работы двигателя. Однако в некоторых условиях эксплуатации автомобиля пассивная фильтрация оказывается бесполезной или вовсе невозможной.

    Активная очистка фильтра

    Это принудительный подход к очистке фильтра, который основывается на специальном повышении температурного режима в среде отработавших газов. Скапливающаяся в процессе поддержания таких условий сажа постепенно сгорает. Главное в активной очистке – это способы, которыми достигается высокая температура. Среди наиболее распространенных методов выделяют поздний топливный впрыск, подачу дизеля на такте выпуска и нагрев микроволнами. В отдельных случаях очистка сажевого фильтра также производится электронагревателем. Прибор можно устанавливать рядом с устройством очистки, но перед этим следует тщательно продумать конфигурацию размещения его компонентов. Управление активным восстановлением осуществляется также при участии датчиков – в частности, применяются устройства для измерения давления и температуры.

    Как удалить сажевый фильтр?

    Несмотря на применение современных систем очистки, фильтры такого типа рано или поздно начинают мешать работе двигателя. Это выражается скоплениями сажи, которые не удаляются предусмотренными способами. Выходом из таких ситуаций может быть демонтаж устройства. Причем выполняется это мероприятие в два этапа. В первую очередь производится механическая операция, в ходе которой демонтируется непосредственно сажевый фильтр. Цена данной процедуры варьируется от 7 до 12 тыс. руб. К слову, установка нового фильтра оценивается в 30-40 тыс. руб., поэтому лишь немногие решаются на полное обновление системы очистки. Второй этап заключается в программном удалении устройства путем перепрошивки блока управления двигателем.

    Заключение

    Разработчики экологических нормативов применительно к автомобилям, безусловно, заботятся о будущем человечества и стремятся ориентировать производителей на направления, наиболее гуманные с точки зрения воздействия на природу. Конечным продуктом развития одного из таких направлений и стали сажевые фильтры, сокращающие вредное влияние на экологическую обстановку. При этом сами автомобилисты получили вместе с новой установкой массу проблем. Достаточно отметить необходимость регулярного отслеживания эффективности регенерации фильтров. В случае недостаточной самоочистки устройства автовладельцу ничего не остается, кроме как удалить этот блок или заменить его на новый фильтр. Но в обоих случаях затраты будут неизбежны.

    fb.ru


    Смотрите также