Что такое сажевый фильтр на авто? Применение и принцип действия

Что такое сажевый фильтр на авто и для чего он нужен

Зададимся вопросом: «Что такое сажевый фильтр и для чего он устанавливается на автомобиле?» Ответ будет прост: «Это элемент конструкции мотора, способствующий снижению уровня сажи в выхлопе дизельного двигателя легкового автомобиля на 99,9%».

Обязательным к применению это устройство, сажевый фильтр, стало с начала января 2011 года, вместе со вступлением в действие усиленных требований экологических норм Евро-5. До того момента данный компонент силовой установки мог использоваться избирательно и на усмотрение производителя.

Причины применения сажевых фильтров

В силу своей особенности, именно дизельные моторы требовали внедрения в конструкцию сажевого фильтра, необходимого для устранения из выхлопа образовывавшейся при недостаточном сгорании тяжелого топлива сажи.

Сажа – это мельчайшие частицы размером до 1 мкм, образованные углеродным ядром со, словно налипшими на него молекулами серы, оксидов металлов, углеводородов. Сажа может отличаться по своей структуре, которая очень сильно зависит как от качества и состава топлива, так и от режимов эксплуатации двигателя.

Для максимально эффективного очищения выхлопа от сажи сажевый фильтр размещается вслед за каталитическим нейтрализатором, нередко эти две системы объединены в единый блок и тогда модуль носит название сажевого фильтра с каталитическим покрытием.

Сажевый фильтр — это отдельная и специфическая конструкция. Главный компонент каждого сажевого фильтра – металлокерамическая или керамическая матрица с ячеистой структурой, боковые стенки многочисленных каналов которой пористые, и выполняют функции фильтра.

Ячейки менее дорогостоящих фильтров имеют прямоугольную форму. Ячейки более современных сажевых фильтров – восьмиугольные, с большей рабочей поверхностью и потому более длительным сроком службы.

Принцип действия сажевого фильтра — пассивная и активная регенерация

Если говорить о принципе действия сажевого фильтра, то надлежит выделить две последовательные фазы: фазы фильтрации и последующей фазы сажевой регенерации, то есть очистки фильтра от ранее скопившихся в нем сажевых частиц. Причем регенерация бывает активной и пассивной.

К процессу пассивной регенерации относят очистку сажевого фильтра от скопившейся сажи за счет разогрева фильтра отработавшими газами, имеющими температуру около 600о C. Чтобы процесс регенерации осуществлялся при более низких температурах (до 500оC), в топливо добавляется некоторое количество специфических присадок.

Нередко, из-за невозможности запуска процесса пассивной регенерации, например, когда двигатель преимущественно работает без значительных нагрузок, используется режим активной или принудительной регенерации. В этом случае рост температуры выхлопных газов обеспечивается, в частности за счет:

• применения более позднего впрыска топлива;

• впрыска дополнительной порции топлива на выпускном такте;

• введения в конструкцию электронагревателя, располагаемого перед сажевым фильтром;

• микроволнового разогрева отработавших газов.

В режиме пассивной регенерации окисление сажи осуществляется непрерывно и достигается за счет работы дорогостоящего иридиево-платинового катализатора, функционирующего в диапазоне рабочих температур от 350 до 500оC. Наблюдается ряд химических преобразований, имеющих следующую последовательность:

• Образующийся в ходе горения топлива оксид азота за счет взаимодействия с катализатором окисляется до диоксида азота;

• Диоксид азота взаимодействует с сажей, в результате образуются оксид азота плюс угарный газ;

• При окислении кислородом образуются соответственно диоксид азота и углекислый газ, уходящий в атмосферу.

В режим активной регенерации (рабочая температура в пределах 600-650оC) двигатель переходит на основании показаний датчиков, управляющих его работой:

• воздушного расходомера;

• контроля разности давлений на входе-выходе из сажевого фильтра;

• температуры газов на выходе из сажевого фильтра.

Вследствие обработки идущих от этих датчиков сигналов, управляющий блок подает команду на снижение подачи воздуха в мотор, прекращение рециркуляции выхлопных газов, добавочный впрыск топлива. Как итог – растет температура газов до уровня, необходимого для принудительной регенерации.

Сажевые фильтры и топливные присадки

Применение подобной конструкции подразумевает наличие в системе специальной присадки, которая содержит церий. Чаще всего она хранится в отдельной емкости (бачке) и по мере необходимости добавляется в топливо, чтобы гарантировать сжигание скопившейся в фильтре сажи при температурах от 450 до 500оC. Чаще всего такая система подразумевает размещение сажевого фильтра отдельно от каталитического нейтрализатора, вслед за ним.

Присадка подается отдельными порциями в топливный бак, пропорционально объему заливаемого в процессе заправки топлива, на основании сигналов, поступающих от блока управления мотором или отдельного электронного блока.

В качестве наблюдаемого побочного эффекта от использования присадки, возможно образование на стенках сажевого фильтра отложений, сокращающих срок его службы. Обычно сажевый фильтр отрабатывает до 120000 км, после чего требуется его замена. Вскоре вероятно появятся конструкции срок эксплуатации которых возрастет вдвое или до 250000 км.

Поделитесь информацией с друзьями:
  • Добавить ВКонтакте заметку об этой странице
  • Facebook
  • Twitter
  • В закладки Google
  • Блог Я.ру
  • Мой Мир
  • Одноклассники



Читайте также: