Выпускаемые с нового тысячелетия автомобили на дизельном двигателе оснащаются сажевым фильтром. Обязательное его использование введено с 2011 года в стандарте Евро-5. Он обеспечивает сокращение количества сажевых частиц, выбрасываемых вместе с отработавшими газами. Возможности фильтра позволяют задерживать сажевые частицы в объеме до 99,9%.
Для дизельных двигателей характерно неполное сгорание топливной смеси, что и образует сажу. В ее составе находятся самые разнообразные вещества, определяемые непосредственным составом топлива и режимом работы двигателя.
Выпускная система содержит сажевый фильтр за каталитическим нейтрализатором или объединяет его с ним, называясь в этом случае сажевым фильтром с каталитическим покрытием.
Конструкция сажевого фильтра
В основе конструкции сажевого фильтра лежит специальная керамическая матрица, помещенная в корпус из металла. Данная матрица имеет ячеистую структуру в виде каналов с небольшим сечением, которые по очереди закрываются с разных сторон. Пористая структуры стенок каналов позволяет задерживать частицы сажи, исполняя роль фильтра.
Сечение ячеек имеет форму квадрата, хотя более эффективным сажевый фильтр будет при восьмиугольной форме ячеек. Такая форма ячеек позволяет пропускать больше газов, задерживая сажу, и дольше эксплуатировать сам фильтр.
Конструкторы постоянно стремятся усовершенствовать сажевый фильтр и обеспечивающих его работу систем автомобиля. Современное автомобилестроение стремится использовать два вида фильтров:
· с каталитическим покрытием;
· с системой ввода в топливо присадок.
Этапы работы сажевого фильтра
Непосредственная работа сажевого фильтра состоит из двух этапов:
· фильтрация;
· регенерация.
На первом этапе сажа захватывается и оседает на стенках фильтра. Накапливаясь в фильтре, частицы сажи затрудняют прохождение отработанных газов, поэтому периодически требуется проводить очистку сажевого фильтра или его регенерацию.
Регенерация сажевого фильтра бывает двух видов:
· пассивная;
· активная.
Пассивная регенерация происходит при максимальной нагрузке двигателя, создающего высокую температуру порядка 600°С. Использование присадок в топливе позволяет достигать сгорания сажи при меньшей температуре в 450-500°С.
Однако при небольших нагрузках на двигатель необходимая для пассивной регенерации температура не достигается. В таких ситуациях применяют активную регенерацию сажевого фильтра. Температура отработавших газов принудительно повышается на некоторое время, вызывая сгорание сажи. Увеличить температуру отработанных газов можно несколькими способами:
· осуществление позднего впрыска топлива;
· осуществление дополнительного впрыска топлива на стадии выпуска газов;
· использование перед сажевым фильтром специального электрического нагревателя;
· осуществление впрыска топлива прямо напротив сажевого фильтра;
· осуществление нагрева при помощи микроволн.
Сажевый фильтр с каталитическим покрытием
Данный фильтр применяется многими автопроизводителями, позволяя осуществлять пассивную и активную регенерацию сажи. Необходимость активной регенерации сажевого фильтра определяется с учетом поступающих в систему данных, исходя из проводимой электроникой оценки пропускной способности фильтра. В этой работе задействованы датчики контроля над:
· расходом воздуха;
· температурой отработавших газов до попадания в сажевый фильтр;
· температурой отработавших газов после прохождения сажевого фильтра;
· перепадом в фильтре давления.
Поступающие в электронный блок сигналы из указанных датчиков позволяют системе осуществить дополнительный впрыск топлива при одновременном снижении подачи в двигатель воздуха. Температура отработанных газов повышается до показателя, необходимого для регенерации сажи.
Сажевый фильтр с системой ввода в топливо присадок
Первыми данный вид сажевого фильтра был применен французскими автопроизводителями. Для эффективной работы фильтра требуется введение в топливо специальной присадки, содержащей церий. С ее помощью сажа сгорает и при более низких температурах в 450-500°С. Достичь данной температуры также удается не всегда, поэтому и с данным фильтром применяется активная регенерация.
Сам сажевый фильтр обычно размещается за каталитическим нейтрализатором. Добавляемая присадка содержится в отдельно выведенном бачке, объем которого составляет 3-5 литров, позволяя проехать 80-120 тысяч километров. Данный бачок может находиться в топливном баке или отдельно от него. Количество присадки в бачке контролирует специальный датчик.
Присадка в топливный бак подается электрическим насосом во время каждой заправки топливом, исходя из его объема. Данный процесс регулируется блоком управления двигателем или отдельным электронным блоком. Применение присадок имеет побочный эффект в виде золы, оседающей на стенках сажевого фильтра и сокращающей срок его эксплуатации.
Замена сажевого фильтра
Сажевый фильтр следует менять после 120 тысяч километров пробега. Автопроизводители планируют увеличить почти в два раза данный срок. Фильтр, выработавший заявленный производителем ресурс, подлежит замене. Купить качественный сажевый фильтр для любой марки автомобиля можно всегда в магазине автозапчастей «Эра Авто». Эти и другие детали для автомобилей всегда можно найти у нас по приемлемым ценам
