Принцип работы сажевого фильтра

Сажевый фильтр, принцип работы сажевого фильтра

Для чего нужен сажевый фильтр:

На множестве легковых и грузовых автомобилей с дизельными двигателеми с 2001 года применяется сажевый фильтр.

С 2005 года ( к 2005 году большинство современных дизельных двигателей оснащались системой непосредственного впрыска топлива – common rail, CDI, CDTI) применение сажевых фильтров стало повсеместно, т.

к. был введен новый стандарт экологических выбросов отработавших газов в атмосферу – Евро-4.

Обратите внимание

Это вынудило производителей дизельных автомобилей применить новое техническое решение, которое позволило добиться значительного снижения  выброса вредных веществ в окружающую среду. Сажевый фильтр стал устанавливаться на современные дизельные автомобили в 95 процентах случаев.

На фото: сажевый фильтр в “разрезе”

Общие принципы работы сажевого фильтра (принцип работы DPF, FAP):

DPF или FAP (Diesel Particular Filter) – это фильтр твердых частиц выхлопа (сажа)  дизельных двигателей, встроенный в выхлопной трубопровод за окислительным катализатором.

Сажевый фильтр (“противосажевый” фильтр, DPF, FAP, фильтр сажевых частиц) всегда представляет собой металлический корпус (внешне похож на катализатор бензинового двигателя), заполненный специальным керамическим материалом с ячеистой структурой, пропитанной веществом-катализатором, похожей на матрицу, которая способна задерживать мелкие частицы сажи из продуктов сгорания в двигателе. Основным элементом сажевого фильтра является матрица, которая изготавливается из “керамики” (карбида кремния). Эта керамическая матрица имеет ячеистую структуру, состоящую из ячеек малого сечения, попеременно закрытых с одной и другой стороны. ЭБУ двигателя постоянно отслеживает пропускную способность сажевого фильтра и его температуру с помощью специальных датчиков. В случае необходимости (при загрязненности), запускает регенерацию, т. е. процесс очистки фильтра от накопившейся в нем сажевой грязи. Регенерация сажевого фильтра бывает пассивной и активной. Когда происходит пассивная регенерация, сажа на “керамике” сжигается в процессе движения автомобиля и при работе двигателя под под нагрузкой, при постоянном движении , когда температуре в сажевом фильтре достигает 350-400 градусов по цельсию. При движении автомобиля на малые расстояния или с постоянными остановками (условия города и пробок), когда не удается разогреть сажевый фильтр до нужной для пассивной регенерации температуры, а датчики фиксируют то, что пропускная способность фильтра ниже нормы, запускается процесс активной регенерации. При этом в цилиндры мотора, через форсунки, после основной порции топлива, подается еще одна порция –  дополнительная, клапан руциркуляции отработавших газов перекрывается и при необходимости ЭБУ двигателя изменяет алгоритм управления геометрией турбины. Полностью не сгоревшая смесь, через коллектор впуска попадает непосредственно в катализатор, который установлен прямо перед сажевым фильтром, и там происходит окончательное сгорание смеси. При этом существенно повышается температура выхлопных газов, проходящих через катализатор. Это приводит к  повышению температуры в сажевом фильтре до 500-700 градусов и сажа из фильтра начинает выжигаться. При регенерации иногда можно увидеть черный дым, выходящий из выхлопной трубы автомобиля. При регенерации, в активном режиме, расход топлива повышается. Следует отметить, что любой фильтр может выполнить определенное количество циклов регенераций и обычно, через несколько лет эксплуатации автомобиля требует замену.
.Сажевые фильтры бывают двух типов:

 DPF (DPF – Diesel Particulare Filter – фильтр сажевых частиц) сажевый фильтр закрытого типа
 FAP (FAP – Filtre a Particules) сажевый фильтр закрытого типа с функцией регенерации

На фото выше показаны основные компоненты фильтра твердых частиц выхлопа для дизельных двигателей:
 

1.Приборы панели управления 2.Панель управления силовым агрегатом 3.Бак с топливной смесью 4.Датчик уровня горючей смеси в баке 5.Деталь фильтра насоса топливной смеси 6.Топливный бак 7.Дизелььный двигатель 8.

Датчик температуры турбины 9.Турбина 10.Лямбда-зонд 11.Окислительный катализатор 12.Датчик температуры фильтра дизельного двигателя 13.Фильтр твердых частиц выхлопа дизельных двигателей 14.Датчик давления выхлопных газов 15.

Глушитель

16.Измеритель массы воздуха

При эксплуатации автомобиля в городских пробках срок службы сажевого фильтра обычно прилично сокращается и чаще всего, не превышает более 100 тыс км. Когда сажевый фильтр автомобиля загрязнен, двигатель может плохо запускаться, неустойчиво работать на холостом ходу, не обладать достаточной тягой и потреблять топливо с повышенным расходом.

Если дальнейшая эффективная регенерация сажевого фильтра не возможна и он пришел в негодность, его следует заменить. Как альтернатива – отключение сажевого фильтра из комплектации автомобиля (перепрограммирование ЭБУ и  программное удаление сажевого фильтра) и дальнейшее физическое удаление сажевого фильтра.

Важно

Если сажевый фильтр был отключен в программе управления ЭБУ корректно, то последующее физическое удаление фильтра не приводит к неправильной работе двигателя, а наоборот, работа двигателя без сажевого фильтра становится более стабильной и эффективной.

Кстати, с введением стандарта Евро-5 на множестве современных дизельных автомобилей (и не только коммерческих) помимо фильтра сажевых частиц появился селективный катализатор, требующий для своей нормальной работы постоянного впрыска в систему специальной присадки – ADBlue (“мочевина”), которая находится в автомобиле в специальном резервуаре и постоянно расходуется (в среднем 1-3 литра на 100 км).

 Мы производим удаление сажевого фильтра Audi, Bmw, Volkswagen, Mercedes, Nissan, Mitsubishi, Toyota, Mazda, Chevrolet, Subaru, Honda, Acura, Mini, Peugeot, Renault, Citroen, Hyundai, Kia, Daihatsu, Rover, Mini и другие.

Источник: http://car-work.ru/dpf_fap.htm

Сажевый фильтр дизеля – назначение и устройство

Как и бензиновые двигатели, дизельные моторы оборудуются фильтром очистки отработанных газов. Но, поскольку принцип воспламенения топлива у двигателей этих двух типов разнится, то и фильтры отработанных газов у дизельного и бензинового мотора существенно отличаются друг от друга.

<\p>

Стоит отметить, что, если каталитические нейтрализаторы отработанных газов устанавливаются в систему выхлопа бензиновых моторов уже давно, то сажевые фильтры стали устанавливаться в обязательном порядке на дизельные моторы гораздо позже – после введения в действие экологических нормативов Евро-5.

Из самого наименования устройства понятно, что его основной задачей является фильтрация выхлопа мотора от содержащихся частиц сажи. Сажевый фильтр современного дизеля задерживает до 90% количества сажи, содержащейся в выхлопе.

Внешне сажевый фильтр являет собой небольшой металлический цилиндр, наполненный особым жаропрочным керамическим материалом. Благодаря ячеистой структуре керамического наполнителя фильтр задерживает мельчайшие частицы, образующиеся в результате сгорания.

Фактически, сажевый фильтр это – часть глушителя, предназначенная для очистки выхлопа.

Принцип работы сажевого фильтра

Работу сажевых фильтров принято разбивать на два этапа: непосредственно фильтрация отработанных газов (захват сажи) и регенерация фильтра. На этапе захвата сажи внутри фильтра, в отличии от каталитического нейтрализатора бензинового мотора, не происходит никаких сложных химических или физических процессов.

Особая мелкоячеистая керамическая структура внутренней части фильтра просеивает выхлопные газы, задерживая на своих стенках частицы сажи. При этом даже самые эффективные фильтры не способны полностью исключить попадание сажи в атмосферу, пропуская микрочастицы размером от 0.1 до 0.5 мкм.

Впрочем, содержание частиц такой величины в выхлопе дизельного мотора не превышает 5-10%.

Совет

Естественно, что со временем количество уловленной сажи в фильтре достигает критического показателя – фильтр забивается все больше и больше, и после определенного момента это начинает сказываться на производительности работы силового агрегата в целом: падает мощность мотора, повышается топливные расход.

На очистку или регенерацию сажевого фильтра направлен второй этап работы устройства. В отличии от процесса фильтрации этап регенерации фильтра является весьма сложным процессом. Регенерация сажевых фильтров реализована разными автопроизводителями по-разному.

Правда, суть всех этих решений едина – очистка ячеек фильтра от забившейся сажи.

В большинстве случаев сажевый фильтр представляет собой комбинированной устройство, объединяющее противосажевый фильтрующий элемент и каталитический нейтрализатор вредных отработанных газов. Типичным примером являются сажевые фильтры, применяемые на своих автомобилях компанией Volkswagen.

Таким образом, разработчики не только реализуют требования по очистке выхлопа, но и обеспечивают процесс очистки фильтрующего противосажевого элемента.

Устройство комбинированного фильтра таково: внутри корпуса фильтра располагаются жаропрочные ячейки из карбида кремния с каналами минимального сечения. Эти ячейки являются фильтрующим элементом, борющимся с сажей.

Внутренние боковины корпуса фильтра изготовлены из специального каталитического материала (как правило, титана), способствующего окислению и сгоранию угарного и углекислого газов.

Дополнительная функция нейтрализатора в данном случае заключается в его способности разогревать сажевый фильтр до температуры порядка 500 °С. Как правило, такой температуры вполне достаточно для того, чтобы скопившиеся частицы сажи просто выгорели сами собой, очистив тем самым ячейки фильтра. Такой процесс принято называть пассивной регенерацией сажевого фильтра.

Однако эффективность пассивной регенерации сажевого фильтра на дизеле достигается только при относительно длительной работе мотора под нагрузкой, например, в продолжительной поездке по загородной трассе на высоких скоростях. Ведь только тогда в фильтре достигается высокая температура, достаточная для выжигания накопившейся сажи.

Если заполнение сажей достигло критического уровня, а разогреть фильтр не удается в силу недостаточной нагрузки на двигатель (езда на короткие расстояния или нечастое передвижение по городу), но при этом датчики фиксируют засорение фильтра сверх допустимой нормы, запускается процесс активной очистки сажевого фильтра.

Обратите внимание

Этот процесс предполагает подачу дополнительной порции топлива в цилиндры двигателя вслед за основной частью солярки. Затем перекрывается клапан EGR, а при необходимости электроника временно меняет алгоритм стандартного управления геометрией турбины.

Не прогоревшая топливная смесь попадает в катализатор сквозь впускной коллектор, после чего происходит дожиг смеси, существенно повышающий температуру выхлопных газов. Поступающие в сажевый фильтр выхлопные газы достигают 500-700°С и моментально выжигают из забившихся ячеек фильтра сажу.

Очевидным свидетельством запуска процесса активной регенерации фильтра будут неожиданные кратковременные выхлопы черного дыма. При этом приборы покажут моментальное и непродолжительное повышение оборотов мотора на холостом ходу с одновременным всплеском топливного расхода.

Стоит отметить, что вся процедура принудительной очистки полностью автоматизирована и не требует вмешательства владельца машины.

Электроника считывает данные с датчиков, установленных до фильтра и после него, при восстановлении нужного уровня давления процесс активной регенерации заканчивается, а работа двигателя возвращается в штатный режим.

Некоторые производители, не использующие комбинированные устройства очистки выхлопа дизельного мотора, применяют фильтры с отдельным катализатором. Здесь очистка фильтра происходит посредством автоматического впрыска в топливо специальной присадки.

При наполнении сажевого фильтра и падении мощности мотора система впрыска нагнетает присадку в топливо. После сгорания такой смеси в выхлопной системе достигается чрезвычайно высокая температура, превышающая 600 °С.

Важно

Кроме того, активное вещество присадки при сгорании с соляркой не распадается, а попадает в раскаленный сажевый фильтр, где, сгорая, поднимает температуру до 900 °С, обеспечивая мгновенное выжигание сажи и быструю очистку фильтра.

Читайте также:  Технология полировки кузова автомобиля

Учитывая кратковременность воздействия сверхвысокой температуры и прочность материалов, из которых изготавливаются фильтры, система выхлопа не разрушается.

Удаление сажевого фильтра – способы и последствия

К сожалению, частая регенерация негативным образом влияет на двигатель машины. Во время регенерации обогащенная топливная смесь сгорает не полностью и попадает в моторное масло. В результате масло разжижается, увеличиваясь в объеме. Защитные и смазывающие свойства масла снижаются, кроме того, жидкое масло легко преодолевает уплотнения, вызывая риск попадания в интеркулер и цилиндры.

Срок службы сажевых фильтров достигает 110-120 тыс. км пробега автомобиля. Однако, учитывая низкое качество отечественной солярки, нередки случаи, когда замена фильтра на новом автомобиле требовалась уже через 25-30 тыс. км пробега. В зависимости от модели машины стоимость фильтра для выхлопной системы дизельного мотора колеблется в интервале от 900 до 3000 евро.

Эффективной альтернативой замены сажевого фильтра будет его удаление. Удалив фильтр, владелец машины избавит себя от проблем, связанных с регулярными засорами и необходимостью очистки устройства. Тяговые характеристики такого автомобиля заметно возрастают, а топливный расход уменьшается.

Кроме того, отпадает необходимость применения специальных моторных масел, требующихся для автомобилей с сажевыми фильтрами.

Что касается возможных негативных последствий удаления фильтра, то при правильном демонтаже устройства помимо возрастания вредных выбросов продуктов сгорания топлива до уровня требования Евро-3 ничего страшного с автомобилем не произойдет.

Сегодня многие автосервисы предлагают услугу удаления сажевого фильтра. Однако доверяться «гаражным» специалистам довольно опасно.

Подобный вариант чреват повреждением датчиков системы выхлопа, что приводит к включению аварийного режима работы автомобиля и последующему ремонту.

Чтобы правильно удалить сажевый фильтр, необходимо выполнить несколько шагов, включая предварительную компьютерную диагностику, перепрограммирование ЭБУ и последующий технический демонтаж устройства.

Источник: http://avtonam.ru/system/sazhevyj-filtr/

Сажевый фильтр на дизеле

В 2004 году в Европе были введены нормы Евро-4, в соответствии с которыми во всех новых автомобилях наличие сажевого фильтра обязательно.

Сам же элемент применяется в выхлопных системах автомобилей с 2001 года, однако тогда лишь немногие производители устанавливали его.

Так что это – сажевый фильтр на дизеле, для чего он нужен? Давайте определим предназначение данного элемента, его работу и попытаемся понять, почему многие автовладельцы вообще удаляют его из системы.

Что это – сажевый фильтр на дизеле?

Это элемент выхлопной системы автомобиля, который снижает выброс сажевых частиц в атмосферу. Его использование снижает содержание сажи в выхлопных газах на 80-100%. В борьбе за чистоту окружающей среды все автомобили, производимые в Европе, с 2004 года должны оснащаться подобным фильтром.

В зависимости от конструкции это устройство может быть отдельным элементом выхлопной системы, а может соединяться с каталитическим нейтрализатором, хотя принцип от этого не меняется.

Работа

Работа сажевого фильтра основана на двух последовательных этапах: фильтрация сажи и последующая регенерация. При фильтрации сажа оседает на стенках, а очищенные выхлопные газы выбрасываются в атмосферу. При этом частицы размером 0,1-1 мкм могут проходить сквозь фильтр. Их доля составляет около 5% от общего числа. Впрочем, для человека опасными являются именно они.

Скопившиеся внутри частицы сажи могут создавать препятствие для прохода отработанных выхлопных газов, из-за чего мощность двигателя падает. Поэтому периодически проводится регенерация сажевого фильтра.

Совет

В зависимости от предусмотренной производителем конструкции процесс регенерации может проходить по-разному.

Теперь, когда мы понимаем, что это – сажевый фильтр на дизеле, можно более детально рассмотреть вопрос регенерации.

Каталитическое покрытие – что это?

Фильтр, если он объединен с нейтрализатором, имеет каталитическое покрытие. Подобные устройства применяются на машинах марки Volkswagen и других зарубежных производителей. Устанавливаются они за выпускным коллектором, недалеко от двигателя – в месте, где температура выхлопных газов является практически максимальной.

Основной конструктивный элемент этого фильтра – матрица, изготовленная из керамики. Она имеет своеобразную ячеистую структуру, которая состоит из каналов малого сечения, поочередно закрытых с обеих сторон. Стенки каналов являются пористыми и выполняют функцию фильтра. На поверхность стенок наносится титан, выступающий в роли катализатора. Вся эта матрица помещается в корпус.

Когда отработавшие газы проходят через данный фильтр, большинство частиц сажи задерживаются на стенках матрицы, а титановый катализатор способствует окислению углеводородов, которые не сгорели в камере сгорания двигателя.

Активная и пассивная регенерация

Как известно, регенерация сажевого фильтра может быть активной или пассивной. При последней окисление сажи происходит непрерывно за счет высокой температуры и действия катализатора. При пассивной регенерации цепочка образований выглядит следующим образом:

  1. Оксиды азота реагируют с кислородом, в результате чего образуются диоксиды азота.
  2. Затем новообразованное вещество вступает в реакцию с сажей (углеродом), что приводит к образованию угарного газа и оксида азота.
  3. Угарный газ и оксид азота взаимодействуют с кислородом, и в результате появляется диоксид азота и углекислого газа.

Если двигатель работает на низких оборотах, то температура газов будет невысокой, из-за чего пассивная регенерация не происходит. В этом случае будет осуществлена принудительная или активная регенерация.

Она осуществляется при температуре 600-650 градусов. Достигаются такие температуры с помощью системы управления двигателем.

При этой температуре сажа сгорает, то есть вступает в реакцию с кислородом при последующем образовании углекислого газа.

Датчики системы

Для работы сажевого фильтра в “Мерседесе” или других автомобилях предусмотрены целые системы управления и датчиков:

  1. Расходомер воздуха.
  2. Датчик давления в сажевом фильтре.
  3. Датчик температуры газов до сажевого фильтра и после него.

По полученным результатам компьютер автоматически впрыскивает дополнительные объемы топлива в камеру сгорания, снижает подачу воздуха и даже прекращает рециркуляцию выхлопных газов. Все это ведет к повышению температуры выхлопа до значения, при котором регенерация может быть осуществлена.

Автоматическая регенерация

Концерны Peugeot и Citroen разработали фильтр с автоматической регенерацией. Их устанавливают отдельно от каталитического нейтрализатора. В данной конструкции используется метод регенерации, который основан на впрыске в топливо специальных присадок, повышающих температуру выхлопных газов. Такой же способ реализуется в фильтрах других производителей (Ford или Toyota, к примеру).

Здесь он работает следующим образом: когда фильтр по максимуму заполнен частицами сажи, система производит автоматический впрыск в топливо специальной присадки с содержанием церия в составе. Этот элемент при сгорании выделяет большое количество тепла.

Присадка может впрыскиваться по сигналу компьютера несколько раз. Первый раз впрыск осуществляется на такте впрыска топлива. При этом отработавшие газы разогреваются до высокой температуры и нагревают матрицу фильтра до 700 градусов. Затем впрыск присадок осуществляется на такте выпуска газов.

При этом церий не сгорает, а вместе с газами попадает в сажевый фильтр. При попадании на раскаленную матрицу топливо с церием воспламеняется, и температура достигает 1000 градусов. При этом сажа сгорает, и таким образом осуществляется регенерация фильтра.

Отметим, что хотя температура здесь очень высокая, разрушения матрицы и самого фильтра не происходит.

Сама присадка с церием хранится в отдельной емкости. Одной заправки хватит в среднем на несколько лет работы (около 80000 пробега).

Обычно сажевый фильтр на дизель, цена которого является высокой и варьируется в диапазоне 20-100 тысяч рублей (зависит от модели), устойчив к применению топлива низкого качества, однако в данном случае расход присадки может быть увеличен из-за большого образования сажи.

Удаление сажевого фильтра и последствия на дизеле

Эти устройства выходят из строя достаточно часто. Учитывая высокую их стоимость, некоторые владельцы автомобилей не хотят платить за них деньги.

Да и зачем, если без них машина нормально ездит? К примеру, на машинах “Рено” дизель с сажевым осадком часто приводит к неисправности данной системы, из-за чего мощность мотора и тяга снижаются, уровень масла в двигателе повышается, возможен даже шипящий звук из двигателя.

И все из-за того, что выхлопные газы будут с трудом проходить через систему. При этом компьютер пропишет постоянную ошибку и ограничит работу двигателя (до 3000 об/мин).

Обратите внимание

Многие мастера на СТО физически снимают фильтр и прошивают “мозги” автомобиля. В результате удаления сажевого фильтра последствием на дизеле становится нормальная работа двигателя.

Да, выхлопные газы при этом будут содержать большое количество сажи, что вредит окружающей среде, но это мало кого волнует.

Однако после удаления потребуется и прошивка автомобиля, иначе на приборной панели будет ошибка “чек”.

Впрочем, на тех же СТО знают, как почистить сажевый фильтр. Но эта услуга стоит денег и помогает лишь на время.

Симптомы неисправности

Как уже было сказано, при неисправности этого фильтра некоторые моторы перестают работать на полную мощность.

Автомобиль автоматически отключает турбокомпрессор, переводит двигатель в аварийный режим работы, при котором поднять скорость вращения свыше 3000 об/мин невозможно.

Также машина будет потреблять больше топлива, тяга существенно снизится, уровень моторного масла будет выше изначального, а на приборной панели появится знаменитая ошибка Check. Все это и есть типичные признаки неисправности данного модуля.

К счастью, ничего страшного в этом нет. Как вы уже поняли, он легко удаляется без вреда для двигателя или какой-либо его системы. Имеет место только вред окружающей среде и прохожим людям.

В заключение

Многие владельцы автомобилей снимают эти ненужные установки со своих автомобилей и успешно ездят без вреда для двигателя. Теперь вы знаете, что это – сажевый фильтр на дизеле и как он действует.

И если на вашем автомобиле он не работает и даже вредит мотору, то его смело можно удалять. К счастью, сегодня эту услугу предлагают на многих СТО. В частности снять это устройство можно с автомобилей “Ниссан”, “Мерседес”, “Пежо”, “Мазда”, “Рено”.

Дизель при дальнейшей работе машины не станет менее эффективным. Напротив, возможна даже прибавка в мощности.

Источник: https://www.syl.ru/article/351934/sajevyiy-filtr-na-dizele—chto-eto-udalenie-sajevogo-filtra—posledstviya-na-dizele

Что такое сажевый фильтр. Особенности, принцип работы, функции и виды

Сегодня мы узнаем, что называется сажевым фильтром дизельного двигателя автомобиля, для чего нужен элемент выхлопной системы, какие функции с задачами выполняет и можно ли его удалять 

ЧТО ТАКОЕ САЖЕВЫЙ ФИЛЬТР. ОСОБЕННОСТИ, ПРИНЦИП РАБОТЫ, ФУНКЦИИ И ВИДЫ

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.

Читайте также:  Кран отопителя ваз

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.

Важно

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.

ЧТО ТАКОЕ АВТОМОБИЛЬНЫЙ КАТАЛИЗАТОР

ЧЕРНЫЙ ДЫМ ИЗ ВЫХЛОПНОЙ. ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ

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.

Совет

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

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 

Читайте также:  Ford fiesta

Источник: http://bazliter.ru/engine/713-sazhevy-filtr-osobennosti-funkcii-vidy.html

Статьи

« Назад

Введение в 2005 году экологического стандарта ЕВРО-4, регламентирующего количество вредных выбросов в окружающую среду автомобилями с двигателями внутреннего сгорания, вынудил производителей автомобилей применить техническое решение, которое позволило бы добиться значительного снижения выбросов вредных и опасных для здоровья человека веществ (сажа, оксид азота NOx, оксид углерода и др.)

Именно по этой причине, большинство современных дизельных автомобилей, выпущенных с 2004 года, оборудованы системой нейтрализации сажи, основным элементом которой является “противосажевый фильтр”.

Само название – «сажевый фильтр» – поясняет его предназначение: задерживать частицы сажи, которые являются продуктом сгорания дизельного топлива.

Наиболее широко распространены следующие сажевые фильтры дизельных двигателей:

1) DPF (Diesel Particulare Filter) сажевые фильтры закрытого типа
2) FAP (Filtre a Particules) сажевые фильтры закрытого типа с функцией регенерации

Принцип работы сажевого фильтра

 Сажевый фильтр представляет собой металлический цилиндр, заполненный специальным жаростойким керамическим материалом с ячеистой структурой, который способен задерживать мелкие сажевые частицы. Блок управления двигателем отслеживает пропускную способность сажевого фильтра и в случае необходимости запускает регенерацию, т.е. процесс очистки фильтра от накопившейся в нем сажи.

Регенерация бывает пассивной и активной. При пассивной регенерации, сажа сжигается в процессе движения машины под нагрузкой, например, при движении по трассе, когда температуре в фильтре достигает 350-400 градусов и выше.

Обратите внимание

При движении по городу или на малые расстояния, в случае когда не удается разогреть сажевый фильтр до нужной температуры, а датчики фиксируют что наполненность фильтра выше нормы, то запускается процесс активной регенерации.

Для этого, в цилиндры мотора, после основной порции топлива, подаётся ещё одна дополнительная, клапан EGR перекрывается, при необходимости изменяется алгоритм управления геометрией турбины. Не полностью сгоревшая смесь, через выпускной коллектор попадает в катализатор, который установлен перед сажевым фильтром, и там происходит её дожиг.

При этом температура выхлопных газов проходящих через катализатор значительно повышается. Дальнейшее движение разогретых газов по выпускному тракту, приводит к повышению температуры в сажевом фильтре до 500-700 градусов. Сажа начинает выжигаться. Об этом может свидетельствовать чёрный дым, выходящий из трубы. Моментальный расход топлива и обороты холостого хода повышаются.

В системе выпуска отработавших газов турбо дизельных автомобилей отвечающих стандарту Euro-4, обычно присутствуют три датчика: датчик температуры, датчик кислорода и датчик дифференциального давления.

Если блок управления двигателем выявит некорректную работу любого из компонентов системы отвечающей за контроль правильного смесеобразования, датчика кислорода, расходомера, системы EGR, датчика уровня топлива, датчика уровня реагента (мочевины), датчика уровня топлива в баке, и некоторых других, то это приведет к невозможности проведения регенерации сажевого фильтра. Как правило, в таких случаях, активируется аварийный режим работы двигателя (на панели приборов загорится предупреждающий символ, мотор потеряет тягу, максимальные обороты снизятся до 2500-3000 мин-1, повысится расход топлива и увеличится дымность выхлопа) Важно отметить, что многочисленные неудачные попытки регенерации сажевого фильтра не проходят бесследно для автомобиля. Во время процесса регенерации, обогащённая топливо-воздушная смесь не сгорает полностью, и часть несгоревшего топлива все же попадает в моторное масло, и тем самым разжижает его. Со временем, можно заметить, что уровень масла стал значительно выше отметки “max”. Это не только снижает смазывающие и защитные свойства масла, что может нанести вред мотору. Масло с низкой вязкостью легче преодолевает уплотнения, и его подтекания могут быть выявлены в самых неожиданных местах. А попадание масла внутрь интеркулера, и затем вместе с нагнетаемым воздухом в цилиндры двигателя, может вызвать процесс неконтролируемого горения, вплоть до физического разрушения мотора.

Последствия эксплуатации авто с засоренным сажевым фильтром

Volkswagen Multivan сажевый фильтр забился, но автомобиль продолжали эксплуатировать дальше, что привело к разрушению фильтра. Обломкам фильтра преградил путь датчик температуры выхлопных газов, что привело к полному закупориванию выхлопной системы.

В выпускном коллекторе создалось высокое противодавление отработавших газов, от высокой температуры и давления его поверхность повело и газы начали прорываться через прокладку выпускного коллектора. В результате пришлось заменить турбину, выпускной коллектор и клапан EGR.

Сажевый фильтр был удален и заменена программа управления двигателем для корректной работы без фильтра.

Важно

Часто, непроходимость сажевого фильтра и высокое давление внутри выпускного тракта служит причиной выхода из строя клапана EGR системы рециркуляции отработанных газов. И наоборот, неисправный клапан EGR может стать первопричиной выхода из строя сажевого фильтра.

Выявление проблемы с сажевым фильтром

Чем раньше будет выявлена проблема с сажевым фильтром, тем лучше. Регулярная диагностика и своевременное прохождение ТО, помогут решить проблему на ранней стадии.

Симптомами проявления проблем с сажевым фильтром являются:

– снижение тяги мотора- периодически появляющаяся повышенная дымность выхлопных газов- повышенный расход топлива- неустойчивые обороты холостого хода- повышенный уровень моторного масла в двигателе- неестественный, шипящий звук при работе двигателя

– предупреждающий сигнал в виде иконки DPF фильтра на панели приборов

Какие «плюсы» удаления сажевого фильтра?

– отсутствие подобных проблем в будущем- восстановление тяговых характеристик двигателя- снижение среднего расхода топлива- отпадает необходимость использования дорогостоящих моторных маселпредназначенных для автомобилей с сажевыми фильтрами- отсутствие необходимости заправки реагентами (AdBlue, EOLYS и др.)

– стоимость процедуры удаления во много раз ниже стоимости нового сажевого фильтра, срок службы которого при эксплуатации в наших условиях существенно ниже регламентированного заводом изготовителем

К сведению

Срок службы нового сажевого (FAP/DPF) фильтра при использовании нашего дизельного топлива и при эксплуатации в нашей климатической зоне, составляет приблизительно 20…120 тыс. км.

Цена нового сажевого фильтра находится в диапазоне 900…3000 euro.

Если экономическая составляющая ремонта Вашего авто является для Вас важной, а покупка нового сажевого фильтра Вас не устраивает ввиду большой стоимости, то вариант оперативного удаления сажевого фильтра является оптимальным и наиболее выгодным решением, как для Вас, так и для Вашего автомобиля.

Комментариев пока нет

Пожалуйста, авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий.

Источник: http://adt-chip.ru/stati/article_post/sazhevyy-filtr-i-princypy-ego-raboty.

Сажевый фильтр, принцип работы, назначение

Бензиновые и дизельные моторы согласно современным требованиям должны оборудоваться фильтрами для очистки выхлопных газов. Для движков, работающих на бензине, применяются каталитические нейтрализаторы, а для дизелей — сажевые фильтры.

Назначение

Схема удаления сажи из отработанного газа

Сажевый фильтр представляет собой устройство для очищения отработанных газов от выброса сажи в окружающую среду. С применением указанного оборудования, количественная доля сажи в выхлопных газах движков, работающих на ДТ, уменьшается на 90%. Работу такого фильтрующего устройства можно разбить на два цикла:

  1. Фильтрование выхлопных газов. Данный этап подразумевает задержание вредных сажевых частиц внутри фильтрующего элемента. Осуществляется захват сажи благодаря мелкоячеистой внутренней структуре фильтрующего устройства. При этом очень мелкие частицы не улавливаются.
  2. Регенерация элемента фильтрования. На этой стадии происходит очистка ячеек сажевого фильтра от несгоревшей сажи.

Основной задачей указанного устройства есть улавливание сажи при выхлопе машины. Можно сказать, что фильтр, является частью глушителя, которая очищает отработавшие газы.

В отличие от катализаторов, применяемых для бензиновых силовых агрегатов, сажевые фильтры не борются с вредными химическими веществами, входящими в состав отработанных газов, они препятствуют поступлению сажи в атмосферу.

Многие известные компании, занимающиеся производством фильтрующих устройств дизелей, помещают внутрь сажевых фильтров каталитический материал — титан, им укрывают боковые части корпуса фильтрующих ячеек. Такие действия производителей способствуют сгоранию и окислению вредных веществ (углекислого и угарного газа).

Внутри устройства для фильтрации находится матрица, она производится из карбида кремния.

Ее конструкция — это каналы имеющие маленькие сечения, квадратной формы, по очереди закрытые с разных сторон и образовывающие ячейки матрицы. Пористая структура боковых стенок каналов выступает в роли фильтра.

Ячейки на входе имеют восьмиугольную форму для обеспечения большей площади фильтрования по сравнению с ячейками на выходе.

Рекомендуем посмотреть видео о принципе работы и устройстве сажевого фильтра:

Принцип работы

Накопившиеся при первом этапе фильтрации сажевые частицы выступают в некоторой мере преградой для потока отработанных газов — это приводит к уменьшению мощности автодвигателя. Возникает необходимость в очистке (регенерации) элемента фильтрования. Различают два вида очистки:

В первом случае очистка происходит за счет высокой температуры выхлопных газов, достигающей 6000С (при таком показателе сажевые частицы окисляются и сгорают). При коротких поездках сажевые частицы могут полностью не сгорать.

Тогда машина может указать на необходимость принудительной регенерации. Указанный процесс протекает при высоких оборотах, позволяет разогреться фильтрующему элементу до необходимой температуры.

Совет

Авто считывает параметры, поступающие с датчиков и при восстановлении нужного давления в системе автоматически прекращает процедуру очистки.

Структура матрицы фильтрующего устройства

Во втором варианте (активная очистка) система управления автомобилем, при заполнении сажевого фильтра впрыскивает присадку с содержанием церия в топливо. Сгорая, указанный химический элемент приводит к образованию большого количества тепла. За счет этого сильнее нагреваются отработавшие газы. Благодаря их температуре греется матрица внутри фильтрующего устройства.

Когда матрица разогревается до 7000С присадка впрыскивается на такте выпуска, при этом церий не сгорает, а поступает с выхлопными газами внутрь фильтра. Затем попадает на нагретую поверхность матрицы и сгорает. При такой температуре сажевые частицы полностью сгорают, выполняется активная регенерация.

Хранение присадки происходит в отдельной емкости, ее объема хватает приблизительно на 80 тыс. км. пробега.

Необходимость очистки

Ресурс сажевого фильтра напрямую зависит от количества производимых устройством самоочисток. Во время регенерации сгорает определенное количество катализатора (платины).

Конечно, для владельца автомобиля, оснащенного указанным фильтрующим элементом, очень дорого обходится обслуживание фильтра. Поэтому многие автосервисы предлагают услуги по полному удалению устройства.

Избавившись от элемента фильтрации, автовладелец получит такие преимущества:

  • возрастание тяговых характеристик машины;
  • уменьшение расхода горючего;
  • снижение затрат на обслуживание авто.

Кроме преимуществ владелец ощутит и негативные последствия:

  • повреждение датчиков выхлопной системы;
  • возможно включение аварийного режима работы авто;
  • загрязнение воздуха частиц сажи.

Поэтому решив избавиться от сажевого фильтра, учтите: такие действия нарушают требования по уровню загрязнения отработавшими газами окружающей среды. Если вас это не остановит, то во избежание негативных последствий, связанных с работой машины, перед демонтажными работами произведите предварительную компьютерную диагностику и перепрограммируйте ЭБУ.

Источник: https://autoexpert.today/remont-i-to/sazhevyj-filtr-printsip-raboty-naznachenie.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector