Сажевый фильтр

Зачем нужен сажевый фильтр

Дизельные транспортные средства считаются самыми экологически грязными автомобилями, хотя с развитием технологий эта ситуация существенно меняется. Для очистки выхлопных газов в обычных бензиновых автомобилях стоит катализатор, но для машин, работающих на дизеле, такой вариант не подходит. С этой целью был разработан сажевый фильтр. Современные модели этого устройства понижают содержание частиц сажи в выхлопных газах почти на 100%. Чаще всего фильтр устанавливается после каталитического нейтрализатора, но довольно часто встречаются и другие системы размещения — объединение с каталитическим нейтрализатором или же перед ним.

Данное устройство предназначено для снижения выбросов частиц сажи при фильтрации газов от отработанного топлива. Сажа появляется как результат недостаточного сгорания топлива. От того какие параметры имеет топливо транспортного средства и будет зависеть состав сажи. Наиболее часто здесь можно встретить различные тяжелые частицы, двуокись серы и углеводорода, окись азота и т. д.

Сегодня законодательство многих стран жестко регламентирует допустимую степень выбросов, и производители дизельных двигателей вынуждены в обязательном порядке устанавливать на автомобили сажевые фильтры. Европа с 2004 года сделала наличие такого фильтра обязательным, что регламентировалось нормативами Евро-4.

Забит сажевый фильтр на дизеле: признаки и последствия

Роль «сажевика» такова, что он только отнимает силы у двигателя. Дело в том, что сажа постоянно накапливается внутри него, создавая сопротивление движению отработанных газов. В городе этого не заметить, а вот на трассе автомобиль с едва заполненным фильтром будет ускоряться менее охотно. Впрочем, езда по загородному шоссе очень полезна для дизельного двигателя, позже мы объясним почему.

Так или иначе, незначительное падение тяги заметить тяжело

Гораздо легче и полезнее обратить внимание на приборное табло, где специальная лампа или комбинация светодиодов обрисуют тяжесть проблемы. Точный ответ, что означает тот или иной значок, можно найти только в инструкции к машине

В качестве примера предлагаем рассмотреть алгоритм сигнализации проблем с DPF на автомобилях VAG:

• Иконка DPF. Фильтр почти полон, за плечами не одна безуспешная регенерация, но шанс выжечь сажу штатными средствами еще есть. Как только значок подсветился, в срочном порядке выезжайте на трассу. Что к чему и почему, мы расскажем.
• Чек + DPF. Верный признак того, что «сажевик» забит. Компьютер переходит в аварийный режим, оставляя владельцу единственную возможность – выжечь сажу особым режимом.

• Средний расход топлива на 100 км внезапно увеличился на 1-2 литра.
• Вырос уровень масла в двигателе в результате попадания солярки в картер.

Объяснение этим событиям одно – безуспешная регенерация (выжигание сажи штатными средствами). Цель прожига – повысить температуру в сажевом фильтре, чтобы сажа выгорела (преобразовалась в углекислый газ) и каналы матрицы снова стали свободными. Повышают эту самую температуру в основном за счет послевпрыска топлива, чтобы ДТ догорало в «сажевике». Если не соблюдать предписания производителя по поводу режима езды во время регенерирующего мероприятия, то успешного результата не получить. Попытки прожига будут часто повторяться, что в итоге приведет к упомянутым вещам – возрастанию расхода солярки и уровня масла.

От идеи пустить все на самотек рекомендуем отказаться. Когда сажевый фильтр почти забит, то машина ведет себя не лучшим образом, ведь аварийный режим – это сплошные ограничения по скорости и текущему расходу топлива. Если этот факт не останавливает, то итог «игнора» экстренного оповещения сработает в любом случае: при полностью забитом очистителе машина глохнет и не заводится, либо заводится и сразу останавливается.

История

Фильтрация дизельных твердых частиц была впервые рассмотрена в 1970-х годах из-за опасений относительно воздействия вдыхаемых твердых частиц. Фильтры твердых частиц используются на внедорожных машинах с 1980 года, а в автомобилях — с 1985. Исторически выбросы дизельных двигателей средней и большой мощности не регулировались до 1987 года, когда было введено первое в Калифорнии правило для тяжелых грузовиков, ограничивающее выбросы твердых частиц на уровне 0,60 г / л. Час. С тех пор все более жесткие стандарты были введены для легковых и тяжелых дорожных дизельных транспортных средств, а также для дизельных двигателей повышенной проходимости. Аналогичные правила были приняты Европейским Союзом и некоторыми отдельными европейскими странами, большинством азиатских стран и остальной частью Северной и Южной Америки .

Хотя ни одна юрисдикция не сделала фильтры обязательными, все более строгие нормы выбросов, которым должны соответствовать производители двигателей, означают, что в конечном итоге все дорожные дизельные двигатели будут оснащены ими. Ожидается, что в Европейском Союзе фильтры потребуются для соответствия нормативам выбросов двигателей тяжелых грузовиков Euro.VI, которые в настоящее время обсуждаются и планируются на период 2012-2013 годов. В 2000 году, предвидя будущие нормы Евро 5, PSA Peugeot Citroën стала первой компанией, которая сделала фильтры стандартными для легковых автомобилей.

По состоянию на декабрь 2008 года Калифорнийский совет по воздушным ресурсам (CARB) установил Правило для грузовых автомобилей и автобусов штата Калифорния от 2008 года, которое — с разницей в зависимости от типа, размера и использования транспортного средства — требует, чтобы дизельные тяжелые грузовики и автобусы в Калифорнии были модернизированы, переоборудованы. , или заменены, чтобы сократить выбросы твердых частиц (ТЧ) как минимум на 85%. Одним из способов выполнения этого требования является дооснащение двигателей дизельными сажевыми фильтрами, одобренными CARB. В 2009 году Закон о восстановлении и реинвестициях в Америке предоставил финансирование, чтобы помочь владельцам компенсировать стоимость модернизации дизельных двигателей для их автомобилей. Другие юрисдикции также запустили программы модернизации, в том числе:

• 2001 — Программа модернизации Гонконга .
• 2002 — В Японии Префектура Токио был принят закон , запрещающий грузовики без фильтров от входа в пределы города.
• 2003 — Мехико начал программу по модернизации грузовиков.
• 2004 г. — программа модернизации г. Нью-Йорка (внедорожная).
• 2008 — Милан Ecopass область заряда трафика — здоровенный вход налог на всех дизельных транспортных средств , за исключением тех , с сажевым фильтром, либо на складе или модернизации.
• 2008 — Лондонская зона с низким уровнем выбросов взимает плату с транспортных средств, не соответствующих стандартам выбросов , поощряя установку фильтров.

Неправильно обслуживаемые фильтры твердых частиц на автомобилях с дизельными двигателями склонны к накоплению сажи, что может вызвать проблемы с двигателем из-за высокого противодавления.

В 2018 году Великобритания внесла изменения в свои требования к испытаниям MOT, включая более жесткую проверку дизельных автомобилей. Одним из требований было наличие правильно подогнанного и работающего сажевого фильтра. Вождение без сажевого фильтра может повлечь за собой штраф в размере 1000 фунтов стерлингов.

Несмотря на свой внешний вид, данный сажевый фильтр выполняет очень важную задачу

Этот элемент в автомобиле играет очень важное значение. К нашему сожалению, не смотря на его приличную стоимость, это всего-навсего обычный «расходник», который периодически приходится (надо) менять

Традиционно принято, если ваш автомобиль находится на гарантии, то при необходимости вам обязательно предложат поменять сажевый фильтр.

Сроки службы сажевого фильтра могут варьироваться, в зависимости от условий эксплуатации автомобиля, от его пробега и т.п. условий. К примеру, если владелец автомобиля делает довольно частые но короткие поездки, то сажевый фильтр может выйти из строя на много быстрее, чем это ожидается. И к тому же, если автотранспортное средство частенько используется (эксплуатируется) на низких скоростях например, в городе, то система очистки выхлопных газов не сможет эффективно регенерировать удаление накопившейся сажи, которую собирала в себе система фильтрации.

Как правило, сам железный корпус DPF скрывает в себе сложную систему смеси твердых компонентов. Большая часть внутренностей сажевого фильтра представляет собой углеродные микросферы через которые и проходит выхлоп газов, они и оставляют в себе образующуюся сажу. Благодаря такой химической реакции от различных металлов, в которую вступают вредные твердые частицы, все продукты горения дизельного топлива обезвреживаются на 80%. 

В последние годы многие автомобили стали оснащаться еще и системой рециркуляция выхлопных газов, которая влияет на потребление дизельного топлива, что естественно приводит к уменьшению в глобальном масштабе вредных выбросов в атмосферу в связи с уменьшением потребности в топливе.

С учетом того, что с 2016 года на территории Европы вводятся новые экологические требования (Евро-6) внимание к дизельным двигателям будет только возрастать. Скорее всего в ближайшие время многие автопроизводители представят публике свои новые технологии по очистке отработанных газов

Стоит отметить, что недавно в Париже и в Лондоне приняли решение о запрете использования дизельных автомашин в самом городе, которое начнет действовать начиная с 2020 года. Но не смотря на такое решение нам кажется, что будущее у дизельных силовых агрегатов все-же есть. Ведь сам по себе этот двигатель надежен и эффективен, если его сравнивать с бензиновыми моторами. И не верьте никому, что в скором времени все дизельные моторы уйдут в прошлое (исчезнут).

Почему сажевые фильтры выходят из строя?

Частицы сажи улавливаются сотами сажевого фильтра, не попадая в атмосферу. Все бы здорово, но размер фильтра ограничен, а количество сажи все время нарастает. Выход – надо эту сажу как-то убрать из фильтра. Самое простое решение – сжечь. Для этого блок управления двигателем периодически подает команду на прожиг сажевого фильтра, впрыскивая дизель непосредственно в сажевый фильтр. Чтобы сажа в фильтре прогорала, нужна высокая температура.

Частые короткие поездки по городу не могут достаточно прогреть сажевый фильтр. Для запуска автоматической регенерации нужно длительное время ехать по трассе, чтобы температурный датчик сажевого фильтра определил необходимую температуру. Таким образом, регенерация не происходит или происходит некачественно из-за слабо разогретого фильтра. Заставлять водителей целенаправленно создавать условия для запуска прожига проблематично.

Некачественное топливо. Количество сажи зависит от содержания серы в дизеле. При завышенных показателях фильтр быстрее забивается. В результате чаще происходит регенерация, а это ведет к увеличению уровня масла, так как часть топлива стекает по стенкам цилиндров в поддон. Свойства такого масла, естественно, ухудшаются.

Неисправный двигатель тоже может затормозить процесс регенерации.

Ошибка по клапану EGR, неисправности топливной аппаратуры или неправильно закрытая пробка топливного бака – и не будет регенерации. Сажа тем временем продолжает накапливаться, и ее удаление становится все более проблематичным. Полностью прожечь сажу не удается, остаток неизбежно накапливается. Для изношенных двигателей характерно подъедание масла из-за уставших поршневых колец и задубевших маслосъемных колпачков. Масло из цилиндров попадает в выхлопную систему и оседает на сотах сажевого фильтра, что усиливает процесс забивания сажевого фильтра, так как при выгорании масла образуется дополнительный нагар.

Из опыта удаления забитых сажевых фильтров страдает больше всего первая секция керамического блока.

Регенерация фильтра сажевого

Самоочистка сажевого фильтра на тех или иных моделях авто может происходить по разным алгоритмам. При этом независимо от особенностей и типа фильтра,  оседающие в каналах частицы сажи  попросту выжигаются.

Для прожигания сажевого фильтра ЭБУ может подать больше топлива через двигатель  или через отдельную форсунку. Поступившее дополнительное горючее  позволяет поднять температуру в фильтре  до 800 градусов, в результате чего сажа выгорает.

При этом регенерация  осуществляется не всегда и может быть  запланированной или принудительной.  В первом случае блок управления анализирует сигналы с датчиков температуры и давления. Также блок управления может  просчитывать количество  использованного двигателем топлива.

После того, как блок посчитает, что  пропускная способность фильтра снизилась  и/или объем сожженного горючего подошел к запланированной отметке, включается регенерация.  Обычно это происходит каждые 2-5 тыс. км. пробега. 

Обратите внимание,  ЭБУ способен запустить регенерацию сажевого фильтра только при определенных условиях:

• продолжительное движение автомобиля по прямой с достаточно постоянной высокой скоростью;
• критические сбои в работе сажевого фильтра;

Как правило, при езде по городу достичь таких условий  сложно или даже невозможно.  Более того, даже если регенерация началась, прерывать процесс не следует.  В целом, если регенерация началась (процесс занимает до 15 минут), глушить мотор не следует. Причина – в блоке ЭБУ появляется запись о том, что регенерация была запущена, но не завершена.

В результате запрос  на регенерацию будет появляться постоянно до момента,  пока процесс не завершится полностью

При этом важно понимать, что  частая подача дополнительного топлива для самоочистки фильтра вредна для двигателя и моторного масла.. В большей степени это актуально для DPF фильтров.  Что касается другого типа  фильтров (FAP фильтр), такое решение очищается за счет специальной жидкости,  подаваемой из отдельного бака через специальную форсунку

В этом случае влияние на масло не такое пагубное, однако, прерывать процесс очистки все равно не стоит.   

В большей степени это актуально для DPF фильтров.  Что касается другого типа  фильтров (FAP фильтр), такое решение очищается за счет специальной жидкости,  подаваемой из отдельного бака через специальную форсунку. В этом случае влияние на масло не такое пагубное, однако, прерывать процесс очистки все равно не стоит.   

Кстати, если запланированная регенерация не может завершиться успешно или не начинается, появляется ошибка «регенерация невозможна», указывающая на то, что превышен  допустимый порог попыток регенерации. В этом случае ЭБУ укажет на то, что необходима принудительная регенерация (запуск процесса вручную).

Данную операцию можно выполнить в автосервисе. При этом часто, если запланированная регенерация не срабатывает, принудительная самоочистка сажевого фильтра также зачастую не даст результатов. На практике, если сначала запланированная регенерация запускалась чаще обычного, а затем появилась ошибка регенерации, это указывает на выход самого фильтра из строя.

Причина — сажевый фильтр забит настолько, что его очистка все равно не позволяет добиться оптимальных параметров по температуре и давлению. Другими словами, сажу в фильтре эффективно сжечь уже не удается. 

Регенерация

Насос-дозатор для впрыска дизельного топлива или присадок, 3 л / ч при 5 бар

Схема регенерации

Грузовик Hino и его селективное каталитическое восстановление (SCR) рядом с DPF с процессом регенерации за счет позднего впрыска топлива для контроля температуры выхлопных газов с целью сжигания сажи.

Регенерация — это процесс сжигания (окисления) накопленной сажи на фильтре. Это делается либо пассивно (за счет тепла выхлопных газов двигателя при нормальной работе или путем добавления катализатора в фильтр), либо путем активного введения очень сильного тепла в выхлопную систему. Встроенное управление активными фильтрами может использовать различные стратегии:

1. Управление двигателем для повышения температуры выхлопных газов за счет позднего впрыска топлива или впрыска во время такта выпуска
2. Использование топливного катализатора для снижения температуры выгорания сажи
3. Топливная горелка после турбонаддува для повышения температуры выхлопных газов
4. Каталитический окислитель для повышения температуры выхлопных газов с дополнительным впрыском (HC-Doser)
5. Катушки резистивного нагрева для повышения температуры выхлопных газов
6. Микроволновая энергия для повышения температуры твердых частиц

Все бортовые активные системы используют дополнительное топливо, будь то сжигание для нагрева сажевого фильтра или обеспечение дополнительной мощности электрической системе сажевого фильтра, хотя использование катализатора на топливе значительно снижает требуемую энергию. Обычно компьютер контролирует один или несколько датчиков, которые измеряют противодавление и / или температуру, и на основе предварительно запрограммированных заданных значений компьютер принимает решения о том, когда активировать цикл регенерации. Дополнительное топливо можно подавать дозирующим насосом . Слишком частое выполнение цикла при низком уровне противодавления в выхлопной системе приведет к высокому расходу топлива. Если цикл регенерации не будет запущен достаточно быстро, увеличивается риск повреждения двигателя и / или неконтролируемой регенерации ( тепловой разгон ) и возможного отказа DPF.

Дизельные твердые частицы горят при достижении температуры выше 600 ° C. Эта температура может быть снижена примерно до 350–450 ° C за счет использования катализатора на топливе. Фактическая температура выгорания сажи будет зависеть от используемого химического состава. Начало горения вызывает дальнейшее повышение температуры. В некоторых случаях, в отсутствие катализатора на топливе, сгорание твердых частиц может привести к повышению температуры выше порога структурной целостности фильтрующего материала, что может вызвать катастрофическое разрушение подложки. Для ограничения этой возможности были разработаны различные стратегии

Обратите внимание, что в отличие от двигателя с искровым зажиганием, который обычно имеет менее 0,5% кислорода в потоке выхлопных газов перед устройством (а) контроля выбросов, дизельные двигатели имеют очень высокую долю доступного кислорода. В то время как количество доступного кислорода делает возможной быструю регенерацию фильтра, это также способствует неконтролируемым проблемам регенерации.

Некоторые приложения используют регенерацию вне платы. Внешняя регенерация требует вмешательства оператора (т. Е. Машина либо подключается к станции регенерации, установленной на стене / полу, либо фильтр снимается с машины и помещается в станцию ​​регенерации). Внешняя регенерация не подходит для дорожных транспортных средств, за исключением ситуаций, когда автомобили припаркованы на центральном складе, когда они не используются. Внешняя регенерация в основном используется в промышленности и горнодобывающей промышленности. Угольные шахты (с сопутствующим риском взрыва из-за угольной влаги) используют внешнюю регенерацию, если установлены одноразовые фильтры, причем станции регенерации расположены в зоне, где разрешено использование недопустимого оборудования.

Многие вилочные погрузчики могут также использовать внешнюю регенерацию — как правило, горнодобывающая техника и другое оборудование, которые проводят свой срок эксплуатации в одном месте, что делает практичным наличие стационарной станции регенерации. В ситуациях, когда фильтр физически снимается с машины для регенерации, также есть преимущество, заключающееся в возможности ежедневно проверять сердечник фильтра (сердечники DPF для внедорожных применений обычно рассчитаны на использование в течение одной смены, поэтому регенерация это повседневное явление).

Дизельный сажевый фильтр или DPF. Часть 1

В прошлых статья мы уже говорили об экологических нормах «Евро» и уменьшением вредных выбросов в атмосферу. Сегодня мы продолжим эту тему и поговорим о сажевых фильтрах, которые стали устанавливаться на дизельные авто с 2000 г. и стали обязательными с 2001 г. с введением Евро-5.

Дизельный сажевый фильтр или DPF, что расшифровывается с английского как Diesel Particulate Filter, или еще его называют FAP с французского Filtre a Particules ( можно еще встретить название RPF или RubPartikelFilter, но это уже по немецки). Основная функция это уменьшение выброса сажевых частиц в атмосферу, что дает возможность задерживать до 99,9% этих самых частиц в выхлопе.

Очевидно, что сажа образуется из-за неполного сгорания топлива в дизельном ДВС, а с нашей «качественной» соляркой это вполне допустимо.

Так вот, эти частички сажи имеют размер от 10 нм до 1 мкм. По своей структуре это углеводороды в соединении с металлами, серой, водой и оксидами. Вообще этот состав зависит от режимов работы двс и качества топлива.

Варианты расположения DPF.

Как правило, DPF находится после каталитического нейтрализатора. Иногда он может составлять с каталитическим нейтрализатором окислительного типа общую конструкцию и находиться за выпускным коллектором, в том месте там где температура отработавших газов максимально высокая. Такой вид DPF можно назвать сажевым фильтром с каталитическим покрытием.

DPF похож на «металлическую колбу» внутри которой находится основа – керамические ячейки, а точнее из карбида кремния. Такая ячеистая матрица состоит из каналов небольшого сечения, которая попеременно закрыта с одной и другой стороны, а стенки же имеют пористую структуру, через которую газ проходит, а сажа остается на стенках.

Ячейки на входе и выходе разной формы, входные ячейки имеют форму восьмиугольника, а в конце форму квадрата. Это сделано для того чтобы в начале пропускать больше газов и увеличит срок службы фильтра.

При работе DPF выполняет две последовательные функции, такие как фильтрация и регенерация сажи. Естественно, если на стенках фильтра будет скапливаться сажа, то постепенно он будет засоряться, что приведет к снижению мощности двс. Соответственно ему нужна будет очистка или регенерация, которая делится на активную и пассивную.

Пассивная регенерация происходит в процессе работы автомобиля и не требует от водителя каких либо действий. Небольшие отложения сгорают при температуре около 350 градусов. Единственное что может указать на такой вид чистки это дым из выхлопной трубы. Есть одно «но» чтобы добиться высокой температуры необходимо покататься на более повышенных оборота не менее 10 минут с периодичностью раз в 500 км., проще говоря, иногда погонять по трассе.

Сами понимаете, в городе не всегда такое возможно и поэтому то и происходит постепенное накопление сажи и засорение DPF.

В таких случаях осуществляется активная регенерация DPF. Достигается за счет повышения температуры до 600 градусов цельсия на некоторое время. Все этим процессом руководит электронный блок управления и делает это он за счет:

1. позднего впрыска топлива
2. дополнительного впрыска топлива на такте выпуска
3. использование нагревателя перед сажевым фильтром
4. впрыска топлива перед сажевым фильтром
5. редко, но бывает и нагрев микроволнами

Эксплуатация авто с сажевым фильтром

Забитый сажей фильтрующий элемент

Что такое сажевый фильтр на авто с точки зрения водителя, желающего добиться максимальной отдачи от двигателя? Это, в первую очередь, помеха на пути отработанных газов – особенно, когда тот забит сажей. Есть три пути устранения этой помехи или уменьшения сопротивления:

• очистка сажевого фильтра; его замена; удаление фильтра вообще.

Срок службы сажевого фильтра на дизеле составляет в среднем около 150 000 – 180 000 км. Если авто эксплуатируется не интенсивно, то это достаточно большой пробег, и можно заменить фильтр, не прибегая к дополнительным действиям – перепрошивке ЭБУ двигателя, например. Но в том случае, если автомобиль напряжённо трудится, и такое расстояние «покрывает» за два-три месяца, то предпочтительнее совсем исключить этот элемент из выхлопной системы – цены на сажевые фильтры, устанавливаемые на дизеля, стартуют от 900 евро, да и моторное масло для дизеля с сажевым фильтром использовать предусматривается специальное и стоит оно дороже «обычного».

Автоматическая чистка сажевого фильтра на дизеле

Для управления системами самоочистки и (или) для подачи сигнала водителю о том, что фильтр забит сажей, в его корпус вмонтированы датчики. В случае нарушения пропускной способности фильтра на панели приборов загорается лампа «DPF» (Diesel Particulate Filter). Кроме того, если сажевый фильтр на дизеле забит, проявляются следующие симптомы:

• уменьшается мощность и тяговые качества двигателя; увеличивается расход топлива; начинают «плавать» обороты холостого хода.

Опытный водитель также отметит и изменение звука работы мотора.

Современные дизельные двигатели оборудованы электроникой, которая может включить режим самоочистки фильтра. Как правило, самоочистка осуществляется одним из двух способов:

1. ЭБУ двигателя, обработав сигнал с датчика, установленного в сажевом фильтре, подаёт соответствующий сигнал системе EGR(Exhaust Gas Recirculation), которая соединяет выпускной и впускной тракты, перепуская через специальный клапанчасть отработанных газов обратно в цилиндры. Изменяя положение заслонки клапана, система EGR формирует воздушный поток таким образом, что поступающие в сажевый фильтр газы имеют температуру выше обычной, и сажа выгорает. Некоторые авто оснащены дополнительной ёмкостью, где содержится специальный состав, при попадании которого в сажевый фильтр загрязнения также выгорают. Управляет всем процессом также электроника.

Как очистить сажевый фильтр на дизеле самому?

Сажевый фильтр забивается, как правило, от недостаточного нагрева его наполнителя, что приводит к плохому выгоранию загрязнений. Обычно это происходит при городском режиме движения – когда недостаточные обороты двигателя не благоприятствуют прогреву выпускного тракта. Вдобавок, при работе двигателя на холостом ходу или на малых оборотах в цилиндры поступает обогащённая топливная смесь, которая не сгорает полностью. Если конструкция авто предусматривает только информирование водителя о том, что фильтр засорен, то нужно обеспечить работу мотора на высоких оборотах – чтобы поднять температуру «выхлопа». Проще говоря – нужно «покататься с ветерком». Также можно промыть сажевый фильтр специальным раствором, предварительно сняв с машины. Для качественной промывки следует заполнять корпус фильтра целиком. Впрочем, подробная инструкция по применению промывочного средства, как правило, напечатана прямо на этикетке и не предусматривает применения каких-либо дополнительных приспособлений.

Основные отличия сажевого фильтра от катализатора

Катализатор принято использовать в бензиновых типах двигателей автомобилей. В дизельных, наоборот – сажевый фильтр, из-за разной системы зажигания. Впервые о сажевых фильтрах заговорили в 2001 году, когда они массово начали использоваться и становились неотъемлемой частью технического средства. Начиная с 2009 года, стандарты «Евро-5» «затребовали», чтобы каждое транспортное средство, потребляющее дизельное топливо, было оборудовано соответствующим фильтром.

Основная задача фильтра заключается в перехвате частиц сажи, но никак не снижении уровня токсичности выхлопов. Такое разделение не могло длительно оставаться незамеченным и нерешённым. Поэтому, многие производители решили инсталлировать два оборудования воедино.

Классический вариант модернизированного фильтра и катализатора выглядит так: по центру расположен ряд керамических сот для захвата сажи, а по периметру корпуса находится каталитический наполнитель.

В отличие от бензинового типа, на дизельном варианте нужно менять катализатор вместе с сажевым фильтром. Оба изделия установлены в одном металлическом корпусе. Поэтому оба нуждаются в замене/удалении.

Что делать при обнаружении симптомов забитого сажевого фильтра на легковом дизеле любой модели

На интуитивном уровне цель ясна – избавиться от скоплений сажи. Наиболее простой метод – выжечь пассивным, активным или принудительным путем, чтобы углеродные частицы преобразовались в диоксид углерода (углекислый газ), который беспрепятственно выйдет в атмосферу. Техническое наименование процесса – регенерация.

Пассивный прожиг

Получасовая загородная поездка на одной передаче с постоянными оборотами, но не ниже 2 500 об/мин, снижает балласт твердых частиц на внушительный процент. С ростом оборотов коленвала в фильтре повышается температура отработанных газов до 350-500°C, что позволяет вступить диоксиду азота в реакцию с сажей и получить диоксид углерода. Отсутствие резких ускорений снижает процент недожженного топлива – основной причины образования углеродных элементов.

Вообще говоря, дизелям в особенности противопоказан прогрев на холостых и движение на низких оборотах. Поэтому, любителям городских покатушек совет один: разбавить список короткометражных маршрутов длинными участками, на которых беспрепятственно можно совершать пассивный прожиг. 2-3-х выездов за город в неделю вполне достаточно. Рекомендуемая скорость: 70-80 км/ч.

Активная регенерация

Приставка Active присвоена процессу из-за вмешательства искусственного интеллекта в режим работы систем двигателя с целью повысить температуру выхлопных газов в сажевике до 600-650°C. ЭБУ запускает активный прожиг сажевого фильтра на дизеле после достижения определенного уровня наполненности его твердыми частицами. Это может быть 30-40 грамм – у каждого автомобиля порог свой.

Если ЭБУ подметил допустимую базовую температуру отработавшей газовой смеси (не менее 250°C), прогретый мотор (не менее 60-75°C) и заметно наполненный топливный бак (более 1/4), то регенерация запускается. На время ее активации (последующие 10-30 минут), электроника меняет тон функционирования мотора:

• Глушится клапан EGR, перепускающий часть газов из выпуска на впуск. Отсутствие отработавшей газовой смеси при наполнении цилиндров способствует повышению температуры сгорания в котлах.
• Активируется послевпрыск. Распыление дополнительной порции ДТ после основного цикла (такт расширения) обеспечивает догорание солярки в сажевике, благодаря низкой температуре ее самовоспламенения (62°C).
• Изменяется геометрия расположения сопловых лопаток турбины турбокомпрессора. Минимизация расширения выхлопных газов уменьшает долю энергии, расходуемой на механическое раскручивание колеса центробежного аппарата, что способствует сохранению тепла отработавшей газовой смеси.