Сажевые фильтры для дизельных двигателей что это

Сажевый фильтр на дизеле: что это такое

Стандарты экологической безопасности (Евро 3 и выше) требуют фильтрации выхлопа автомобилей с дизельными двигателями. Для соответствия этим стандартам производители автомобилей используют специальное устройство под названием сажевый фильтр. В данной статье мы расскажем о том, что такое сажевый фильтр, как он устроен и как работает.

Что такое сажевый фильтр на дизеле

Как выглядит сажевый фильтр на дизеле.

В процессе работы дизельного двигателя соответствующее топливо сгорает не полностью, образуя твердые частицы в диапазоне размеров между 10 нм и 1 мкм. Твердые частицы сажи относятся к загрязнителям 3-го класса опасности.

При контакте с человеческим организмом они провоцируют обострение респираторных заболеваний и рак кожи, а в окружающей среде нарушают климатические условия. Так, дожди по выходным дням в больших городах происходят, в частности, из-за того, что капли воды в атмосфере образуются вокруг сажевых частиц.

Наличие сажевого фильтра сокращает содержание твердых частиц в выхлопе на 80-90%. Однако за такой результат приходится платить технологической сложностью и высокой стоимостью системы. Рассмотрим её конструкцию и принцип работы ближе.

Как устроен сажевый фильтр

Существует несколько типов фильтрующих систем:

  • DPF (Diesel Particulate Filter)
  • FAP (Filter a Particules)
  • RPF (RussPartikelFilter)

Они обладают некоторыми отличиями принципов работы. Так, системы FAP и RPF требуют использования специальных топливных присадок, которые связывают твердые частицы. С этим обстоятельством связана более сложная конструкция (наличие бачка для присадки) и, соответственно, повышенная стоимость эксплуатации ввиду необходимости восполнения присадки. Фильтры DPF не нуждаются в применении присадок.

Усредненная конструкция сажевого фильтра включает в себя:

  • ЭБУ (электронный блок управления).
  • Подключенные к нему датчики давления и температуры на входе и выходе фильтра.
  • Блок катализатора.
  • Собственно металлокерамический фильтр.

Модели, предназначенные для использования топливных присадок, также снабжаются бачком для хранения используемой жидкости и форсунками для её впрыска в топливный бак или в пространство между катализатором и фильтром.

Катализатор и фильтр, как правило, снабжаются сообщающимися корпусами. Некоторые модели используют специальный сажевый фильтр с каталитическим покрытием, что исключает необходимость в отдельном блоке катализатора.

Принцип работы сажевого фильтра

Из двигателя выхлопные газы поступают в выпускную систему, проходит через ячеистый катализатор и попадает в сажевый фильтр. В металлическом корпусе этого элемента конструкции размещена керамическая фильтрующая структура с множеством глухих канальцев, крипт.

На их стенках и оседают частицы сажи, а остальные компоненты в газообразном состоянии продолжают путь по выпускной системе, проходя через материал фильтра путем диффузии. Это основной режим работы – фильтрация.

Регенерация сажевого фильтра

В процессе эксплуатации крипты фильтра быстро забиваются сажей. Менять его каждые 600 – 2000 км пробега было бы нецелесообразно, поэтому в фильтрах предусмотрены циклы регенерации.

ЭБУ считывает показатели дифференциального давления и/или температуры на входе и выходе узла выпускной системы. Когда разница показателей достигает определенного уровня, система «понимает», что фильтр забит, и активирует процесс регенерации. Процесс регенерации возможен только в определенных условиях: необходимая температура двигателя (не менее 80 0 С), скорость (не менее 80 км/ч), время (от 2 до 15 минут). Если такие условия не возникают, процесс, так называемой, спонтанной регенерации невозможен. Именно поэтому фильтры авто, которые перемещаются преимущественно в черте города, забивается быстрее.

Регенерация фильтра заключается в выжигании накопившейся сажи. В зависимости от модели это происходит при помощи электрического нагревательного элемента или путем впрыска определенных порций топлива в выпускную систему. Во время регенерации фильтр разогревается до значительной температуры (700 0 С и более), поэтому и возможен только в указанных выше условиях.

Существует процедура принудительной регенерации, которая выполняется на специальных стендах в сервисных центрах, но ввиду значительных температур прибегать к ней опасно и не многие СЦ готовы пойти на это. Нужно отметить, что промывка фильтров не является альтернативой регенерации. Если штатная спонтанная регенерация уже не способна избавить от осевшей сажи, значит, пора менять или удалять фильтр.

Читайте также: Что такое катализатор на автомобиле и для чего он нужен.

Признаки и последствия неисправностей сажевого фильтра

Главной проблемой сажевого фильтра, как правило, становится терминальная степень заполнения сажей. Она проявляется, прежде всего, густым черным выхлопом и рядом других характерных симптомов:

  • Значительный рост потребления топлива.
  • Снижение тяги.
  • Рост уровня масла в картере (оно разбавляется впрыскиваемым топливом и эта смесь приводит к тому, что двигатель уходит «в разнос»).
  • Нестабильная работа двигателя на холостом ходу.

Естественно о возникновении неполадок сигнализируют соответствующие маркеры приборной панели.

Читайте также: Как проверить катализатор на забитость не снимая.

Источник

Симптомы и причины забитого сажевого фильтра дизельного двигателя

Сажевый фильтр дизельного двигателя ( Diesel Particulate Filter, DPF ), лучше всего описать как «мину замедленного действия», в большинстве современных дизелей.

Читайте также:  Номинальное давление масла в двигателе ваз

И подобно проблемам с клапаном рециркуляции выхлопных газов (EGR) , сажевый фильтр может забиться в условиях городского вождения, так как двигатель не успевает разогреваться до высоких температур, и выжигать остатки сажи.

Поэтому, он может стать головной болью, когда происходит, что-то не так. Ведь его ремонт или замена, являются достаточно дорогостоящим, а его неисправность может привести к отказу некоторых компонентов, транспортного средства.

Принцип работы сажевого фильтра

Сажевый фильтр захватывает твердые частицы выхлопных газов, которые регулярно очищаются процессом, называемым регенерацией. В следствии чего, собранные частицы дизельной сажи сжигаются при высоких температурах, что приводит к образованию «золы». После регенерации, цикл сбора твердых частиц (сажи), перезапускается.

Существует 3 различных типа регенерации, активный, пассивный и принудительный.

При активной регенерации, считывается обратное давление выхлопной или сажевой нагрузки на фильтр, чтобы определить, когда начать регенерацию. В процессе запуска регенерации, время впрыска топлива увеличивается, что приводит к увеличению температуры выхлопа и частицы сажи выгорают.

Во время активной регенерации , вы можете заметить следующее:

— Более высокие холостые обороты;

— Чаще работает вентилятор системы охлаждения;

— Повышенный расход топлива;

— Ощущаются запахи выхлопных газов;

— Загораются информационные индикаторы на панели приборов.

Пассивная регенерация проходит, как только выхлоп достигает оптимальных температур, и регенерация начинается автоматически. Такой тип регенерации, происходит в основном при длительном движении по трассе. Производители, которые используют пассивную форму регенерации, обычно устанавливают сажевый фильтр рядом с двигателем, для более высоких температур.

При таком типе регенерации, когда уровень сажи достигает 70% и выше, автомобиль входит в аварийный режим (Limp-Home) и требуется диагностика для принудительной регенерации. Важно, чтобы она была выполнена как можно скорее, потому что, как только уровень сажи достигнет 85%, его нужно будет снимать и чистить, а возможно и менять.

Что вызывает отказ фильтра?

К сожалению фильтры иногда забиваются, и многие владельцы дизельных автомобилей не понимают, что вызывает такие сбои.

Вот наиболее распространенные причины:

— Короткие поездки, когда двигатель не достигает оптимальной рабочей температуры;

— Забитый клапан рециркуляции выхлопных газов EGR (более подробнее здесь );

— Неисправные топливные форсунки, подающие большее количество топлива;

— Неподходящее моторное масло.

И поскольку, в большинстве случаев фильтры установлены на более новых автомобилях, то бортовой компьютер сообщит вам о проблемах с фильтром, загоревшимся индикатором.

И если у вас загорелся индикатор «CHECK ENGINE» и вы заметили следующие симптомы:

— Повышенный расход топлива;

— Плохую реакцию дроссельной заслонки;

— Сложный запуск двигателя, или он вообще не запускается;

— Аварийный режим (Limp-Home).

То скорее всего, у вас забился сажевый фильтр.

Как очистить фильтр и сохранить его в рабочем состоянии

Стоимость очистки или замены сажевого фильтра, может прозвучать для вас устрашающе, но вы можете забыть об этом, следуя некоторым простым привычкам вождения. Основная причина, по которой фильтр блокируется, — это короткие поездки в городском цикле. И имея это в виду, вот несколько способов, как исправить заблокированный фильтр:

— Увеличьте обороты и расход топлива. Если индикатор сажевого фильтра или «CHECK ENGINE» загорелись, лучше всего ездить на высоких оборотах, пока сигнальные лампы не погаснут. Это увеличит температуру и количество газов, проходящих через фильтр, и очистит его.

— Избегайте городских центров и медленного движения, если это возможно.

— Проверить клапан EGR. Если у вас есть проблемы с ним, вам будет сложнее очистить сажевый фильтр. Устраните проблему с EGR, а затем попробуйте другие шаги.

— Используйте топливо высокого качества. Премиум-топливо или топливные добавки, которые помогут сжечь сажу.

Удалите сажевый фильтр из системы выпуска отработавших газов

Удаление фильтра является привлекательным аспектом, если у вас возникли с ним проблемы. Это повысит производительность двигателя, но понадобится перенастройка блока управления.

Уважаемые гости — переходите на мой канал, кликнув — Pit Stop , ставьте лайки и не забывайте подписываться (это Вас ни к чему не обяжет, а Вы будете чаще встречать мои статьи в ленте Дзен), впереди ещё много нового и интересного!

Источник

САЖЕВЫЙ ФИЛЬТР: ОСОБЕННОСТИ, ФУНКЦИИ И ДЛЯ ЧЕГО НУЖЕН? МОЖНО ЛИ УДАЛЯТЬ САЖЕВИК?

Добрый день, сегодня мы узнаем, что называется сажевым фильтром автомобиля, для чего нужен элемент выхлопной системы двигателя, какие задачи и функции выполняет, а также, где зачастую располагается устройство в той или иной модели транспортного средства. Кроме того, расскажем про то, почему фильтр сажевого типа устанавливается на автомобили оснащенные дизельными моторами, нужно ли обслуживать деталь, каково строение и конструкция фильтрующего элемента, а также, какие существуют разновидности компонента выхлопной системы. В заключении поговорим о том, чем отличается сажевый фильтр от катализатора выхлопных газов и может ли силовая установка транспортного средства функционировать без этого механизма.

В последние годы на планете развернулась полномасштабная борьба за чистый выхлоп автомобиля, причем правительствами государств разрабатываются крупные и дорогостоящие программы по снижению выброса углекислого газа в атмосферу транспортными средствами. Конечно оно то и понятно, чем больше машин становится на Земле, тем сильнее они загрязняют окружающую среду, в следствии чего, по мнению ученых образуются озоновые дыры, которые приводят к парниковым эффектам. Вот поэтому многие крупные автопроизводители, из года в год стараются разрабатывать специальные устройства, которые призваны снизить количество вредных веществ в выхлопных газах. Как мы знаем, почти все современные бензиновые двигатели оснащаются каталитическими нейтрализаторами, известные в народе, как катализатор отработанных газов. Однако, что касается дизельных моторов, то у иных иная конструкция и выхлопные газы очищаются по другому, так как в выделяемых веществах присутствует много сажи. Для того, чтобы не выпускать сажу с выхлопов в атмосферу, были придуманы специальные сажевые фильтры.

Читайте также:  Семейство механических характеристик асинхронного двигателя

Сажевый фильтр в дизельных двигателях устанавливается также, как и катализатор в бензиновых моторах, в автомобильной выхлопной системе. Выхлопная система любого современного автомобиля представляет из себя достаточно сложную совокупность механизмов и узлов, причем это несмотря на всю внешнюю простоту исполнения. Главное отличие дизельного агрегата от бензинового заключается в принципе работы и системе зажигания силовой установки. Дизельные двигатели не оснащаются свечами зажигания и топливо в них воспламеняется благодаря высокому давлению и быстрому нагреву. Вот поэтому очищать отработанные газы от той же сажи при таких циклах работы должен не простой фильтр, а тот, который имеет специальные фильтрующие компоненты в своем составе.

1. НАЗНАЧЕНИЕ, ФУНКЦИИ И КАК РАБОТАЕТ САЖЕВЫЙ ФИЛЬТР. ОТЛИЧИЕ ОТ КАТАЛИЗАТОРА

Итак, что же называется сажевым фильтром двигателя? Фильтр сажевого типа представляет из себя специальное устройство, которое очищает отработанные или выхлопные газы дизельной силовой установки от сажевых частиц, которые выходят в окружающую среду. Справочно заметим, что благодаря использованию сажевого фильтра, выброс вредного вещества в атмосферу сокращается примерно на 75-85 процентов . Таким образом, главной задачей фильтрующего элемента является улавливание сажи во время работы выхлопной системы двигателя. Первые сажевые фильтры начали устанавливаться на транспортные средства с 2002 года и первоначально применялись только на грузовых автомобилях.

С 2008 года применение фильтров для очистки выхлопов от сажи на автомобилях с дизельными моторами, стало обязательной процедурой. Все это напрямую было связано с введением экологической нормы “ Евро 5 “. Если говорить простым языком, то сажевый фильтр является одним из компонентов глушителя, который пропускает через себя и очищает отработанные газы. Отметим, что не стоит путать сажевый фильтр с катализатором, так как первый компонент в основном борется только с сажей, которая имеется в солярке, а второй элемент вступает в борьбу непосредственно с отработанными газами, вещества которых имеются в любом виде топлива.

Как функционирует сажевый фильтр? Работа любого фильтра, предназначенного для очистки отработанных газов от сажи состоит из 2-ух основных этапов . На первом этапе происходит захват частиц сажи, которые выходят из двигателя. Благодаря специальному строению фильтра, который состоит из мелкоячеистого материала, на его стенках оседают сажевые частицы. Справочно заметим, что не все мелкие частицы может захватывать фильтр, как правило, вещества размером от 0,1 до 0,5 милимикрон не остаются в фильтрующем элементы и проходят дальше по выхлопной трубе до глушителя. Однако доля таких частиц не велика, примерно около 10 процентов .

Заметим, что с течением времени, в процессе эксплуатации автомобиля, сажевый фильтр постепенно забивается, что ведет к снижению мощности силовой установки. Вот поэтому время от времени, компонент глушителя необходимо прочищать или делать процедуру под названием регенерация, она кстати является вторым этапом очистки выхлопа от сажи. Регенерация представляет из себя процесс по прочистке мелкоячеистого материала внутри фильтра от образования на нем излишних отложений сажи. Таким образом, первый этап очистки выхлопа от вредных веществ заключается в накоплении сажи внутри фильтра, в второй – в удалении накопившихся отложений. Получается своего рода замкнутый круг в работе фильтра.

Для чего нужен сажевый фильтр, если есть катализатор? Как мы сказали ранее, сажевый фильтр предназначен в большей степени для очистки выхлопа от сажи в дизельных моторах, работающих на солярке, а катализатор для очистки от вредных отработанных веществ касаемо двигателей функционирующих на бензине, где как таковой сажи почти нет. Однако заметим, что на сегодняшний день некоторые автопроизводители на примере немецкого концерна “VAG“, разработали специальные комбинированные фильтрующие элементы, которые совмещают в одном корпусе, как катализатор, так и “сажевик“, то есть происходит своего рода двойное очищение от всевозможных загрязняющих веществ, находящихся в выхлопных газах, идущих от двигателя.

В чем же суть комбинированного фильтра? А суть или главная особенность такого фильтрующего элемента заключается в его строении. Дело в том, что внутри корпуса фильтра располагаются стандартные ячейки с каналами малого сечения, которые изготавливаются из карбида кремния, их задача – борьба с частицами вредных веществ. Но главная особенность заключается в боковинах корпуса ячеек, которые изготавливаются из каталитического материала, как правило, из титана. Вот именно боковины корпуса фильтра и способствуют сгоранию, а также окислению таких веществ, как углекислый и угарный газы. Таким образом, комбинированный компонент – это два фильтр в одном, то есть двойная эффективность очистки.

2. ОСОБЕННОСТИ РЕГЕНЕРАЦИИ САЖЕВЫХ ФИЛЬТРОВ. ТИПЫ ФИЛЬТРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Читайте также:  Как слить лишнее масло с двигателя газель

Как мы теперь знаем, почти любой сажевый фильтр нуждается в регенерации или очистке. Однако, не зря мы разобрали комбинированный тип фильтрующего элемента. Дело в том, что благодаря совмещенному катализатору с сажевым фильтром, очистка от отложений может происходить пассивным способом. Каталитический нейтрализатор способен разогревать сажевый фильтр до очень высоких температур, показатели которых могут доходить до 500-600 градусов по Цельсию. Благодаря такой температуре, сажевый фильтр очищается от отложений, путем сгорания или окисления в нем вредных частиц.

Этапы очищения сажевого фильтра пассивным способом (химическая реакция) :

– Первоначально в реакцию вступают соединения азота с кислородом, происходит это действие в катализаторе, в следствии чего образуется диоксид азота;

– Затем образованный диоксид азота вступает в реакцию с сажей или отложениями в фильтре, в следствии чего образуется оксид азота с угарным газом;

– На заключительной стадии, оксид азота с угарным газом вступают в реакцию с кислородом, в следствии чего образуется диоксид азота и углекислый газ.

Таким образом, как можем видеть, благодаря пассивному способу происходит очистка фильтрующего элемента от сажи, причем без нашего участия. Однако стоит учитывать тот момент, что если автомобиль долго не эксплуатируется или используется только на короткие дистанции, то частицы сажи до конца могут не сгорать или просто не будет хватать для этого процесса нужной температуры. В таком случае, придется прибегать к принудительной очистке сажевого фильтра. Справочно заметим, что на некоторых дизельных моторах имеется специальная функция, которая регенерирует сажу во время работы мотора на высоких оборотах, поднимая рабочую температуру внутри фильтра до 700 градусов по Цельсию. Благодаря такой высокой температуре, внутри фильтра начинают происходить химические реакции, которые также, как мы описали ранее окисляют отложения сажи, находящиеся в ячейках.

Пассивная регенерация сажевого фильтра является автоматическим способом обновления фильтрующего элемента автомобиля, не требующая участия человека. Вся процедура построена на специальных датчиках, которые передают информацию на электронный блок управления. Эта информация зачастую касается воздуха, температуры отработанных газов, находящихся до фильтра и после него, а также показателя давления внутри фильтрующего элемента. Справочно заметим, что когда очищение фильтра заканчивается, то давление внутри компонента выравнивается в автоматическом режиме, что свидетельствует об окончании процесса регенерации.

Следующая группа сажевых фильтров, которая зачастую устанавливается на дизельные двигатели не оснащается катализатором. Точнее они могут оснащаться нейтрализатором отработанных газов, но он устанавливается отдельно от “сажевика“, как правило, перед ним и никаким образом они не соприкасаются друг с другом, то есть это два отдельных компонента. Справочно заметим, что таким строением в плане очистки отработанных газов компонуются французские автомобили “ Пежо ” и “ Ситроен “, а также американские “ Форд “, “ Кадиллак “, а также японские “ Тойота ” с “ Лексус “.

Система с отдельным катализатором и сажевым фильтром устроена по иному, чем комбинированная, сочетающая в себе оба фильтрующих элемента. Регенерация фильтра в таких автомобилях происходит примерно 1 раз 300-500 километров пробега в автоматическом режиме при помощи впрыскивания специальной химической присадки в топливо. Присадка такого вида, как правило, основана на сложном составе вещества под названием “ Церий “. Когда фильтр забивается сажей, то система впрыска солярки нагнетает присадку в камеры сгорания цилиндров силовой установки. Когда образуются выхлопные газы, то внутри фильтра образуется очень высокое давление с температурой, около 750 градусов по Цельсию и фильтрующий элемент в этот момент раскаляется до красна.

Почему лучше использовать присадки на основе Церия? Дело в том, что такое вещество, как Церий не распадается в солярке, он доставляется вместе с газами прямо в фильтр, где он попадает на раскаленный сетчатый компонент и начинает сгорать, при этом увеличивая температуру порой до 800-900 градусов по Цельсию. Сажа благодаря Церию начинает окисляться и сгорать. Благодаря опять же высоким температурам и давлению, регенерация сажевого фильтра достаточно эффективно очищает ячейки и стенки фильтрующего элемента. Справочно заметим, что материалы, из которых изготавливают выпускную систему автомобиля очень прочные и способны выдерживать температуры свыше 1000 градусов по Цельсию, поэтому разрушение деталей выхлопного тракта произойти не может.

Что касается присадки в топливо, то покупается она отдельно в специальной емкости и как правило, хватает ее по заверениям изготовителя примерно на 15-20 тысяч километров пробега . Однако при использовании некачественной солярки, срок действия очищающей присадки может сокращаться на 20-30 процентов , поэтому лучше не экономить на такой автохимии и приобретать оригинальную, проверенную техническую жидкость.

Подводя итог вышесказанному отметим, что сажевый фильтр является тем устройством, которое призвано сделать окружающий воздух чище, благодаря своим эффективным фильтрующим свойствам. Стоит заметить, что если сажевый фильтр удалить из системы отработанных газов, то автомобиль сможет функционировать лучше, то есть с большей отдачей, так как не будет никаких преград в выхлопной трубе. На сегодняшний день большинство автовладельцев дизельных машин принудительно отключают специальный клапан двигателя, который называется “Клапан EGR/ЕГР“, с целью экономии топлива и увеличения мощности силовой установки.

Источник

Adblock
detector