Сажевый фильтр в дизельном двигателе: конструкция, рекомендации по эксплуатации
Сажевый фильтр - конструктивный элемент машины, задачей которого является защита силовой установки транспортного средства от частиц сажи, содержащихся в выхлопных газах. Подобные фильтры, которые используются сегодня, могут улавливать и задерживать более 90% всего объема сажи из отработанных газов, за счет чего обеспечивается высокоэффективная защита мотора и комплектующих от ускоренного износа и повреждений. Помимо того, сажевый фильтр обеспечивает значительное снижение количества вредных выбросов в окружающую среду, минимизируя экологический ущерб от эксплуатации грузового автотранспорта.
Конструктивные особенности фильтра
Сажевый фильтр обычно монтируется между глушителем и катализатором выпускной системы автомобиля. Иногда эта деталь совмещается с катализатором. В подобной ситуации данный элемент устанавливается за выпускным коллектором, где выхлопные газы отличаются самой высокой температурой.
По внешнему виду сажевые фильтры напоминают полые металлические цилиндры, которые наполнены особым жароустойчивым материалом, схожим с керамикой. Этот материал характеризуется ячеистой структурой, что дает возможность улавливать и накапливать частицы сажи, образующиеся при сгорании дизтоплива. В силу вышеизложенного можно констатировать, что современный сажевый фильтр является конструктивным элементом глушителя авто, который предназначен для очищения выхлопных газов.
Конструктивно сажевый фильтр состоит из матрицы, корпуса и датчиков. Матрица является главным элементом детали, представляющим собой сеть каналов 8-угольного или же квадратного сечения. Формируется она из оксида кремния. Пористые стенки этих каналов эффективно удерживают сажу, тогда как закрытые торцы обеспечивают её скопление.
Металлический корпус сажевого фильтра отличается наличием входного и выходного канала. Что до датчиков, то тут используются два типа таких устройств, а именно, для измерения температуры и давления газов на входе и выходе.
Эксплуатация фильтра
Сажа в выхлопных газах состоит из микрочастиц размером порядка 0,05 мкм. По своему химическому составу сажа является чистым углеродом. В силу микроскопического размера частиц, отфильтровать и удержать такую взвесь очень сложно. Поэтому сажевые фильтры работают по принципу диффузии.
Отработанные газы от ДВС поступают внутрь фильтра, где их движение затруднено, поскольку часть каналов имеет закрытые торцы. Из-за этого газы стремятся проникнуть в открытые каналы через специальные трубки, где микрочастицы сажи задерживаются в пористом материале. Так реализуется процесс диффузии в матрице.
Чтобы обеспечить максимальный срок эксплуатации сажного фильтра, следует четко соблюдать правила использования данного устройства. Во время эксплуатации фильтра его трубки и ячейки постепенно заполняются сажей, что приводит к понижению эффективности работы из-за снижения пропускной способности рассматриваемого конструктивного элемента. Одновременно с этим повышается уровень сопротивления выходу отработанных газов. Дабы продлить срок эффективной службы фильтров данного типа, производители разработали особый алгоритм определения степени их заполнения. В ситуациях, когда матрица полностью заполняется сажей, автоматически запускается процесс регенерации. Для этого фильтр снабжается специальными датчиками температуры и давления, которые и подают сигналы о степени заполнения фильтра, а также необходимости его очищения.
Следует понимать и тот факт, что на длительность эксплуатации фильтра напрямую влияют условия работы силового агрегата. В среднем, этот период составляет 50-200 тысяч километров пробега. Диагностика же состояния фильтра должна выполняться в среднем через каждые 100 тысяч километров. Выполнение данных рекомендаций позволяет вовремя осуществлять регенерацию, а также замену смазки в ДВС.
Процесс регенерации
Регенераций сажевого фильтра называется процесс сжигания сажи, осевшей в матрице устройства, что способствует повышению эффективности работы силового агрегата автомобиля. Различают следующие виды регенерации фильтрующего элемента.
- Пассивная регенерация предусматривает существенное увеличение температуры отработанных газов за счет разгона двигателя до предельной нагрузки. Альтернативой является использование специальных присадок для топлива, которые снижают температуру сгорания сажи.
- Активная регенерация сажного фильтра осуществляется путем увеличения температуры выхлопа за счет регулировки впрыска, а также использования специальных электронагревателей или же присадок.
Важен тот факт, что процесс регенерации фильтра, выполняемый достаточно часто, вызывает ускоренный износ матрицы, что приводит к её разрушению.
Сажевые фильтры – это неотъемлемая часть современных автотранспортных средств, силовые агрегаты которых работают на дизтопливе. Эксплуатация авто без подобных фильтров возможна. Однако делать этого не рекомендуется в силу экологических требований, действующих как в странах Евросоюза, так и в Российской Федерации. Демонтаж сажевого фильтра механическим методом позволяет немного увеличить мощность мотора, однако после подобной процедуры штатный ЭБУ авто начнет выдавать ошибку о неисправности.
Помимо того, эксперты не рекомендуют удалять сажный фильтр, ведь любое стороннее вмешательство в заводскую конструкцию автомобиля может стать причиной целого ряда негативных последствий.