Устройство сажевого фильтра и принцип работы

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.

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.

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.

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.

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.

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 - https://avtonam.ru/system/sazhevyj-filtr/

Устройство сажевого фильтра и принцип работы и что будет, если удалить сажевый фильтр. .. Статьи компании «СТО “EVES”»

В Европе самым популярным ДВС является дизель. Однако, ни в бензиновом, ни в дизельном моторе топливо не сгорает полностью. Следствием чего будет образование в отработанных газах (ОГ) ядовитых и канцерогенных веществ, в том числе частиц сажи – продуктов неполного сгорания углеводородов.

Во избежание этого введены нормы на выбросы вредных веществ, для соответствия которым в конструкцию автомобиля вводится специальный элемент – сажевый фильтр.
Для чего нужен сажевый фильтр
Для понимания назначения подобного устройства необходимо коснуться того, что собой представляют ОГ. На фото ниже в таблице показан состав ОГ, а также их влияние на организм человека.

Данные показывают, что дизель опасен высоким содержанием сажи в составе ОГ. Вот для уменьшения ее концентрации в конструкцию автомобиля и вводится такой элемент – сажевый фильтр, рассматриваемый ниже.
Принцип работы
Размер частиц сажи ориентировочно равен пяти сотым микрона, а по своему химическому составу это чистый углерод.

Задержать такие микроскопические частицы обычными средствами довольно проблематично. Для их улавливания в устройстве используется диффузия. Понять принцип работы, заложенный в подобное устройство, поможет приведенное ниже фото:
Из картинки видно, что в матрице существует целая сеть трубок, причем у соседних из них торцы закрыты с разных сторон.

Устройство сажевого фильтра
Сам по себе дизельный сажевый фильтр, при своей внешней простоте, является довольно сложным устройством. При всех его исполнениях для различных автомобилей, он является металлическим цилиндром. На цилиндре располагаются входной и выходной патрубки для подключения к общей системе очистки ОГ. Устройство фильтра можно видеть на приведенном фото.

Внутри располагается керамическая матрица, устройство которой уже рассмотрено выше. Кроме матрицы на сажевый фильтр устанавливаются датчики, контролирующие его работу. Среди них стоит упомянуть:
датчик разности давления;
датчик температуры на входе и выходе используемого сажевого фильтра.

В зависимости от конструктивного исполнения сажевый фильтр на дизель может устанавливаться по-разному, как именно – показано на фото:
Дело в том, что сама матрица может быть изготовлена как с внутренним каталитическим покрытием, так и без него. В последнем случае на дизель необходимо дополнительно устанавливать катализатор.

Дело в том, что очищая ОГ, поры в трубках и сами трубки забиваются частицами сажи, что приводит к ухудшению условий работы двигателя и в конечном итоге не позволяет нормально эксплуатировать автомобиль.

Здесь стоит упомянуть, что сажевый фильтр, для восстановления его работоспособности без замены и снятия с автомобиля, требует специального режима работы, отличающегося от выполняемого обычно процесса фильтрации. Но к этому вопросу можно будет вернуться немного позже.
Причины, снижающие эффективность работы
Причин, по которым он забивается, может быть несколько.

Одна из основных – это качество используемого топлива. Некачественное топливо служит причиной повышенного образования сажи в процессе работы двигателя, вследствие чего очень быстро сажевый фильтр будет забит этими частицами, что значительно снизит срок его службы.
Другой причиной можно считать недостаточную для полного сгорания сажи температуру выхлопных газов.

Текущий контроль состояния
С целью обеспечения контроля, выхлопная система, которой оснащается дизель, комплектуется контрольно-измерительными приборами, включающими в себя, как уже упоминалось, датчик температуры, контролирующий ее показания, и датчик давления, измеряющий его разность на концах фильтра.

По сигналам, которые формирует датчик давления, контроллер управления определяет, что сажевый фильтр переполнен несгоревшими остатками топлива, и поэтому может автоматически запустить процесс его очистки. На панели при этом появляется соответствующий символ.
Как очистить – дизель позволяет и это
Зачастую для восстановления нормальной эксплуатации машины, когда сажевый фильтр заполнен частицами несгоревшего топлива, достаточно использовать несколько простых приёмов, запускающих регенерацию. Она может быть активной и пассивной. При любом варианте, очистка происходит благодаря сгоранию частиц сажи и освобождения от них забившихся пор, для чего используется:
повышение значения температуры ОГ;
присадки, приводящие к уменьшению температуры, при которой происходит сгорание сажи;
промывка, при которой сажевый фильтр с помощью специальных реагентов очищается от сажи.
Пассивная регенерация
Проводится водителем самостоятельно при появлении соответствующей индикации, а также при заметных признаках ухудшения работы двигателя (падение мощности, снижение динамики и т.д.). При этом самое главное – обеспечить для ОГ повышение температуры, что получается, если проехать три-четыре десятка километров при полной нагрузке. Такой режим движения обеспечит сгорание сажи внутри и его очистку. Другим вариантом может быть использование специальных добавок в топливо, приводящих к понижению температуры сгорания сажи.
Активная регенерация
Подобный режим, позволяющий выполнить очистку, может автоматически включить контроллер управления двигателем. Для этого он анализирует данные, которые ему передает датчик текущей температуры, а также датчик разности давлений. Этот датчик сигнализирует, что частицы сажи забили сажевый фильтр, а датчик текущей температуры определяет ее значение. Если ее недостаточно для сгорания сажи, то контроллер может осуществить, например, дополнительный впрыск топлива, осуществляемый при выпуске ОГ, что приведёт к его сгоранию непосредственно в системе выхлопа и поднимет температуру выхлопных газов до нужного значения. Если выхлопная система, которая установлена на дизель, предусматривает и другие меры, направленные на повышение температуры отработанных газов, поступающих в сажевый фильтр, то контроллер управления также их задействует.
Промывка

В этом случае очистка выполняется с помощью специальных жидкостей, заливаемых или впрыскиваемых внутрь. Реагенты размягчают сажу и выводят ее из забитых пор, после чего она может быть сожжена при движении авто.

Сажевый фильтр – неотъемлемая часть современного автомобиля и обеспечивает состав выхлопных газов в соответствии с действующими нормами. Его текущее состояние контролируется системой управления, для чего используется датчик текущей температуры, а также датчик, измеряющий разность давления. Такая система контроля позволяет либо водителю своевременно принять меры по восстановлению работоспособности сажевого фильтра и нормального технического состояния автомобиля, либо режим регенерации включится автоматически, если это предусмотрено конструкцией.
Как всегда, любая забота о ком-то приводит к тому, что этому кому-то приходится за все расплачиваться, хорошо, если только деньгами. Примерно так можно подвести итог введения ограничений по составу выбросов выхлопных газов (ВГ), когда были приняты нормы ЕВРО-4. Несомненно, общая обстановка в городах улучшилась, воздух стал чище, но почему-то это вылилось в дополнительные доходы изготовителей. Для улучшения состава ВГ ввели в конструкцию авто сажевый фильтр. Однако при всей эффективности очистки ВГ с его помощью, очень многие автолюбители задумываются про удаление сажевого фильтра.
За и против такого решения
Сам по себе сажевый фильтр выполняет очень полезную функцию – очищает ВГ от частиц несгоревшего топлива, а также других вредных составляющих, что способствует общему улучшению экологической обстановки. Однако если задуматься, то он, при всех своих достоинствах, борется с последствиями обеспечения водителей некачественным топливом. А также плохо организованной дорожной инфраструктурой, из-за которой приходится простаивать в многочасовых пробках, двигаясь с самой минимально скоростью.
Последствия подобного подхода будут выражаться в повышенном содержании в составе ВГ вредных веществ, в частности для дизеля – сажи. Другими отрицательными факторами, возникающими при использовании такого устройства, будут:
повышенный расход топлива;
потери личного времени, обусловленные началом регенерации (ее нельзя прерывать, если она началась) и обслуживанием автомобиля;
значительные затраты по замене и обслуживанию;
периодическое ухудшение характеристик авто из-за снижения пропускных свойств сажевого фильтра.
Что он из себя представляет

По сути дела, это металлическая банка, через которую проходят ВГ. Внутри находится специальной формы матрица, изготовленная из керамики, которая и задерживает сажу. Конструктивно он может быть выполнен по технологии DPF, обычно применяемой на автомобилях семейства Volkswagen или FAP, которой пользуются Peugeot и Citroen.

Не касаясь сходства и различия этих систем, необходимо отметить, что в каждой из них тем или иным способом реализован режим регенерации. Фактически это означает, что сгорают те частицы сажи, что не сгорели раньше. Многим приходилось видеть машины, из выхлопной трубы которых идет черный дым.
Вот и получается, что заплатив лишние деньги за устройство, встроенное в конструкцию авто и гарантирующее нам улучшение его выхлопа, когда происходит регенерация забитого сажевого фильтра, мы получаем тот же самый выхлоп, что и раньше. Последствия для окружающей среды от этого будут такие же – как минимум, повышенный уровень в составе ВГ двуокиси углерода и сажи. Что мы и видим на примере коптящих машин.
А если убрать его из авто?
Сажевый фильтр появился на автомобиле при переходе к Евро-4 и выше. Можно сказать, что двигатели остались прежними, изменения коснулись очистки ВГ. Это, конечно, не совсем так, но подобным образом проще оценивать последствия введения такого устройства, тем более что существуют аналогичные моторы, но соответствующие менее жестким нормам по уровню выхлопа. В случае, если произвести удаление сажевого фильтра, то машина просто станет соответствовать нормам Евро-3 и ниже. У нас в стране эти нормы вполне допустимы.
Другое дело, что просто это сделать не получится. Такое изделие нельзя снять и выкинуть из автомобиля. Проблема заключается в том, что его состояние учитывается контроллером управления двигателем. Однако все равно есть возможность удаления сажевого фильтра, и сделать это можно, причем несколькими способами.
Как убрать сажевый фильтр?
Раньше уже отмечалась, что это может быть выполнено по-разному.
Изменением прошивки контроллера.
Программно удаление происходит так – с помощью внешних устройств подключается программатор и меняется прошивка контроллера, в него прошивается версия, в которой не предусматривается наличие в составе авто сажевого фильтра. Затем он просто физически удаляется, а контроллер на это никак не отреагирует.
Однако следует учитывать, что «мозги» – штука тонкая. Последствия могут быть самыми непредсказуемыми, все зависит от квалификации исполнителей и правильности новой прошивки. Если прошивка, предусматривающая удаление сажевого фильтра, «кривая», то она отрицательно скажется на поведении машины. Предсказать, как это будет выглядеть, совершенно невозможно, все зависит от степени «кривизны» прошивки.
Тем не менее, существует множество фирм и специалистов, готовых выполнить удаление сажевого фильтра, машина при таком изменении не только полностью сохраняет все свои возможности, но и наблюдается некоторое их улучшение. Не говоря уже о том, что не требуется периодическое посещение СТО. Правда, за это придется заплатить деньги, но гораздо меньшую сумму, чем потребуется для замены и обслуживания удалённого изделия.
Обманка сажевого фильтра.
При таком варианте вся операция удаления сажевого фильтра выглядит гораздо проще, причем она не зависит от его типа. Решающую роль при таком подходе берет на себя дополнительное устройство, в простонародье называемая обманкой или эмулятором. По сути дела он имитирует сажевый фильтр после его удаления из конструкции автомобиля.
Благодаря тому, что подобный эмулятор формирует все необходимые сигналы для контроллера, последний не замечает, что выполнено отключение сажевого фильтра, и работает в обычном режиме. При таком подходе вырезать его из машины можно совершенно безболезненно.
Правда, существуют разные мнения, насколько эффективно подобное отключение. С одной стороны, это позволяет избежать проблем, связанных с тем, что сажевый фильтр нуждается в обслуживании и замене, а с другой, хотя он физически удален, но контроллер отмечает его наличие в системе, а при достоверной эмуляции работы будет включать режим регенерации.
Это приведет к тому, что расход топлива не уменьшится, т.к. контроллером будет выполняться совершенно ненужная регенерация.
Последствия удаления сажевого фильтра
Оценка полученных результатов достаточно противоречива, здесь имеются достоинства и недостатки. Положительным можно считать:
исключение возможности появления ошибок, а также использования аварийных режимов из-за сажевого фильтра и его состояния;
отсутствие режима регенерации, которую недопустимо прерывать, и экономия личного времени;
снижение потребления топлива при эксплуатации;
улучшенную динамику автомобиля, гораздо лучшую устойчивость работы двигателя и увеличение его мощности;
исключение затрат, связанных с заменой и периодическим обслуживанием, которого требует данная деталь.
Однако в результате удаления сажевого фильтра можно получить несколько отрицательных эффектов, а именно:
повышение уровня выбросов сажи. Это конечно, неприятно, но увеличение вполне допустимое и не препятствующее прохождению техосмотра;
затруднения при появлении автомобиля в Европе.

Несмотря на внешнюю привлекательность оснащения автомобиля таким устройством, как сажевый фильтр, владельцам автомобилей, где они имеются, это приносит только дополнительную головную боль и расходы. Поэтому, вопрос удаления подобного изделия может рассматриваться, как возможный вариант избавления от связанных с ним проблем и улучшения характеристик машины.

Источник - https://deal.by/cs/335474/a32742-ustrojstvo-sazhevogo-filtra.html

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.

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:
 

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.

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).

ОСЕННЯЯ АКЦИЯ!

При чип-тюнинге дизельного автомобиля программное удаление сажевого фильтра бесплатно! Звоните нам. Предложение ограничено.

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

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).

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.

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

Назначение и устройство сажевого фильтра

Дизельный двигатель исключительно популярен во всем мире и устанавливается не только на грузовые автомобили и сельскохозяйственную технику, но и на обычные легковые. Но какой бы не была совершенной конструкция силового агрегата, топливо не сгорает в нем на все 100%. Как следствие, в отработанных газах оказывается много различных веществ, в том числе и сажи.

Под давлением международных природоохранных организаций были введены специальные нормы и для приведения в соответствие выхлопов на многие модели установлены сажевые фильтры. Такие нормы действуют и у нас в стране. Поэтому, для чего предназначен сажевый фильтр и принцип его работы, обязан знать любой автовладелец, на чьем транспортном средстве стоит дизельный ДВС.

Функция

Для того, чтобы лучше понять, для чего нужен сажевый фильтр (СФ), нужно знать, что собой представляют отработанные газы. А также, как они влияют не лишь на окружающую среду, но и на самочувствие людей.

Одним из наиболее опасных элементов является сажа. Именно для того, чтобы снизить ее выбросы в атмосферу, ставятся сажевые фильтры. Сажевые частички имеют микроскопические размеры и при помощи простых фильтров задержать их практически невозможно.

Принцип работы сажевого фильтра основан на диффузии.

Как видно на фото, матрица предусматривает целую сеть трубок, при этом у располагающихся рядом из них торцы закрыты с различных сторон.

Фильтрующая часть

Отработанным газам, оказавшимся в трубках, которые закрыты с одной стороны, нет возможности дальнейшего движения. И они посредством стенок оказываются в соседних открытых полостях и беспрепятственно уходят из матрицы.

Проходя из одной полости в другую, даже самые малые частички задерживаются и таким способом, происходит очищение отработанных газов.

Устройство

Сажевый фильтр только с виду кажется простым металлическим цилиндром, на самом деле это достаточно сложное устройство. Снаружи расположены специальные патрубки, посредством которых происходит подключение этого устройства в систему.

Внутри находится матрица, а также практически во всех современных фильтрах предусмотрены контролеры:

Матрица может быть сделана с каталитическим напылением и без.

Современный сажевый барьер с датчиками

Пассивная регенерация

Для пассивной регенерации СФ нужна высокая температура газов (около 600 градусов), но такое возможно лишь в случае, если силовой агрегат функционирует с предельной нагрузкой. Чтобы сажа при таком способе регенерации сгорала при более низкой температуре, необходимо добавление в горючее присадок особого типа.

При некоторых режимах функционирования ДВС, к примеру, в городском цикле езды, температура для сгорания отработанных газов мала и недостаточна для пассивной регенерации. В таком случае происходит принудительная или же по-другому активная регенерация СФ.

Активная регенерация

Активная регенерация СФ происходит вследствие повышения температуры отработанных газов. В этот момент происходит окисление и сгорание сажи.

Сейчас применяются следующие способы поднятия температуры:

• поздний впрыск горючего;
• добавочный впрыск горючего на такте выпуска;
• применение электронагревателя перед СФ;
• впрыскивание горючего конкретно перед СФ;
• нагревание отработанных газов при помощи микроволн.

Разновидности сажевых фильтров

Сажевые барьеры делятся на три типа:

• открытые;
• закрытые;
• закрытые с регенерацией.

Остановимся на каждом типе сажевого фильтра подробно.

Место, в которое устанавливается барьер

Открытого типа

Открытые сажевые фильтрующие элементы по своей конструкции являются уловителями сажевых частичек. Их конструкция похожа на улитку, свернутую из слоев металла. Керамическое покрытие или керамические детали в устройствах открытого типа не используются.

Данный тип фильтров получил название открытого вследствие того, что все гофры представляют сбой открытую с обеих сторон трубку из металла, внутреннее отверстие которой 0.05 – 0.1 миллиметра. Дожиг сажевых частичек до нормы происходит вследствие хим.

реакции с двуокисью азота в результате воздействия высокой температуры выхлопных газов.

В этом видео показано, как происходит очистка сажевого барьера автомобиля Мерседес.

Закрытого типа

Сажевый фильтр закрытого типа — это керамический реактор, в котором предусмотрено множество микроканалов.

Устройство закрытого типа

Если говорить образно, то микроканал это в своем роде трубка, которая свернута из фильтрующей бумаги с закрытой одной стороной. Сажевые частички, оказывающиеся в микроканалы, задерживаются на его стенках, а практически полностью чистые газы, проходя сквозь микропоры в керамических стенках, выходят наружу.

Устройство такой конструкции способно задерживать более 90% частичек сажи разного размера.

В фильтрующих приспособлениях такой конструкции имеется система, контролирующая уровень загрязнения каналов. Происходит это посредством специальных датчиков давления, находящихся возле входа и выхода фильтра.

К недостаткам данного типа фильтра можно отнести, то, что при неблагоприятных условиях езды, к которому относится езда в городском цикле, каналы могут быстро забиться.

Это сначала приведет к потере мощности двигателя, а затем он может полностью заглохнуть.

Забитый барьер

Закрытого типа с функцией регенерации

Фильтр закрытого типа с регенерацией разработан специалистами компании Пежо, сейчас выпускаются и другими компаниями. В сущности это улучшенный фильтр закрытого типа, в котором предусмотрена система авторегенерации.

В данном виде СФ для восстановления применяется присадка, которая в автоматическом режиме впрыскивается в дизтопливо из специального резервуара. Впрыскивание в бак с горючим происходит постоянно после сигнала, который подает система контролирующая фильтр. В итоге фильтр такой конструкции, фактически не может забиться ни при каких условиях.

Данная присадка представляет собой специальный цериесодержащий жидкий коллоидный состав, который повышает температуру сгорания выхлопных газов.

Наиболее принципиальное достоинство этой методики заключается в том, что восстановление никоим образом не сказывается на поведении транспортного средства. Все происходит в автоматическом режиме и водитель даже не ощущает происходящего.

Извините, в настоящее время нет доступных опросов.

Видео«Принцип работы сажевого барьера»

В этом видео показано, как работает сажевый барьер на автомобиле Volkswagen и как происходит его регенерация.

Источник: https://labavto.com/dvigatel/vypusk/naznachenie-ustrojstvo-sazhevogo-filtra/

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.

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.

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. 

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.

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 

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