Что такое сажевый фильтр, его устройство и принцип работы

Само понятие фильтр указывает на то, что деталь участвует в процессе очистки. Только в отличие от воздушного фильтра, сажевый устанавливается в выхлопной системе. Деталь предназначена для того, чтобы максимально снизить выброс вредных веществ в атмосферу.

В зависимости от качества изделия и фильтрующих элементов эта деталь способна обеспечить удаление до 90 процентов сажи из выхлопа после сгорания дизтоплива. Работа СФ проходит в два этапа:

1. Удаление сажи. Фильтрующие элементы, пропускающие дым, задерживают твердые частицы. Они оседают в ячейках материала. В этом основная задача фильтра.
2. Регенерация. Это процедура по очистке ячеек от скопившейся сажи. Она производится тогда, когда при исправных сопутствующих системах мотор начинает терять мощность. Другими словами, регенерация это восстановление чистоты поверхности ячеек. В разных модификациях применяется своя технология по чистке сажевика.

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.

Особенности работы и эксплуатации сажевого фильтра

Проходя через сажевый фильтр, загрязнения оседают на стенках матрицы, в результате чего на выходе образуются очищенные газы. Постепенно ячейки фильтра заполняются и забиваются, препятствуя прохождению выхлопных газов. Это приводит к снижению мощности двигателя, что указывает на необходимость его очистки или замены.

Срок службы сажевого фильтра зависит от условий эксплуатации автомобиля. В среднем, производители рекомендуют выполнять проверку состояния каждые 100 тысяч километров пробега. Реальный диапазон загрязнения фильтров составляет от 50 до 200 тысяч километров. Чтобы продлить ресурс, необходимо регулярно выполнять регенерацию и своевременно производить замену масла в двигателе.

Виды и задачи регенерации

Регенерация сажевого фильтра представляет собой процедуру сжигания сажи, оседающей в матрице. Регенерация бывает двух видов:

• Пассивная – осуществляется за счет повышения температуры отработавших газов. Это может быть реализовано путем разгона мотора до максимальной нагрузки (порядка 15 минут движения при 3000 оборотов в минуту и более) или путем добавления в дизтопливо присадок, снижающих температуру сгорания сажи.
• Активная – выполняется, когда основной режим работы двигателя не обеспечивает нужных показателей для пассивной регенерации. Для этого выполняется принудительное повышение температуры на некоторое время. Повышение температуры достигается различными способами – за счет позднего или дополнительного впрыска на такте выпуска, электронагревателем или дополнительными присадками в топливо.

Частый прожиг изнашивает керамическую матрицу и приводит к ее разрушению. И поскольку стоимость сажевого фильтра довольно высока, необходимо найти наиболее щадящий режим. Достигается он увеличением количества пройденного расстояния между процедурами регенерации, а также снижением температурных диапазонов сгорания масла.

Выбор масла для дизеля

Неподходящее масло провоцирует дополнительное загрязнение ячеек матрицы фильтра и предварительный износ. При работе двигателя оно сгорает вместе с топливом и при наличии несгораемого осадка блокирует работу системы очистки выхлопных газов.

Для дизельных моторов с сажевыми фильтрами ACEA (Ассоциация Европейских Автопроизводителей) установила определенный стандарт масла, которое удовлетворяет экологическим стандартам не ниже Евро-4 и правилам эксплуатации автомобилей в целом. Моторные масла для современных сажевых фильтров, имеющие допуск ACEA, получили маркировку С (С1, С2, С3, С4). Они применяются для автомобилей с системами очистки выхлопа, а их состав позволяет продлить срок службы матрицы.

Признаки и последствия неисправностей сажевого фильтра

Главной проблемой сажевого фильтра, как правило, становится терминальная степень заполнения сажей. Она проявляется, прежде всего, густым черным выхлопом и рядом других характерных симптомов:

• Значительный рост потребления топлива.
• Снижение тяги.
• Рост уровня масла в картере (оно разбавляется впрыскиваемым топливом и эта смесь приводит к тому, что двигатель уходит «в разнос»).
• Нестабильная работа двигателя на холостом ходу.

Естественно о возникновении неполадок сигнализируют соответствующие маркеры приборной панели.

Читайте также: Как проверить катализатор на забитость не снимая.

Классификация фильтров

Инженеры Volkswagen чаще всего устанавливают на свои модели сажевый очиститель с каталитической оболочкой (покрытием). Исключением являются модели микроавтобуса Транспортер, которые стоят первыми в очереди в автосервисе для снятия этого узла. После пробега в 30 000 никакая регенерация узла, чистка, промывка и пр. этим автомобилям не помогают. Аналоги выходят из строя уже через 5 000 км.

Сажевый узел с каталитическим покрытием устанавливается сразу после компрессора турбины и составляет один агрегат с каталитическим нейтрализатором в общем корпусе. При замене или смене на пламегаситель выбиваются обе детали. В основе узла — керамическая пористая банка, стенки ячеек которой покрыты слоем платины, иридия, оксида церия и алюминия.

Фильтрующий узел с покрытием из каталитического материала может восстанавливаться пассивно и активно. Пассивное восстановление происходит ежеминутно в процессе работы двигателя на высоких оборотах за счет температуры выхлопа (не менее 500 градусов).

Активное восстановление осуществляется через дополнительный подогрев сажевого узла, либо с дополнительным впрыском на разных тактах, либо с подключением дополнительных узлов. Активное очищение происходит в течение 10 минут после обработки ЭБУ данных от датчиков выхлопной системы. За основу берутся показатели:

• расход воздуха;
• температура газа до и после фильтрующего узла;
• параметры перепада давления в катализаторе.

При замене фильтра на пламегаситель всегда производится перепрошивка ЭБУ как на процесс работы фильтра в штатном режиме, так и на запуск активной регенерации.

Сажевый фильтр без катализатора и автоматическая регенерация

Есть другие типы, они не имеют в своем строении катализатора. Если точно подметить, то можно сказать что он есть, однако устанавливается перед «сажевиком» и никак с ним не соприкасается (два отдельных элемента). Такими типами пользуются производители концернов Peuqeot — Citroen, а также FORD, TOYOTA и некоторые другие.

Здесь очистка устроена совершенно по-другому. Раз в несколько сот километров, автомобиль в автоматическом режиме впрыскивает специальную присадку в топливо, (обычно она основана на таком веществе как Церий).

При наполнении фильтра сажей, система впрыска дизеля нагнетает эту присадку в цилиндры. Причем при выхлопе внутри фильтра создается очень высокая температура примерно + 650, +750 градусов. Сам «сажевик» раскаляется.

Церий при этом не распадается в топливе, он доставляется с газами в фильтр, после того как он попадает на раскаленный «сетчатый» элемент, он начинает сгорать поднимая температуру до 900 — 1000 градусов. Сажа окисляется и сгорает. При такой температуре происходит регенерация фильтра, то есть он очищается. Материалы выпускной системы достаточно прочные, поэтому разрушение выхлопного тракта не происходит.

Посмотрите познавательный ролик, там все расписано на пальцах.

Присадка в топливо хранится в отдельной емкости, причем ее хватает достаточно на длительный срок, как заверяют производители должно хватить на 90 – 100000 километров, однако при использовании некачественного «дизеля» пробег может значительно уменьшиться.

Сажевый фильтр это очередное устройство, которое призвано сделать наш с вами воздух чище в угоду экологии. Если его убрать, машина будет работать немного лучше – потому как нет никаких преград в выхлопном тракте.

Кстати на многих дизелях, реализованы системы отключения цилиндров, для экономии топлива, советую почитать.

НА этом у меня все, читайте наш АВТОБЛОГ.

(7 голосов, средний: 5,00 из 5)

Как понять, что фильтрующий элемент необходимо менять

Сажу, как мы уже разобрались, можно выжечь. Но в фильтре скапливается не только сажа. Есть такой компонент, как зола, которая накапливается с момента первого пуска двигателя и никуда не девается. Образуется она из масла и металлизированных присадок, содержащихся в низкосортном топливе. Именно поэтому в дизельные двигатели с сажевым фильтром рекомендуется лить моторное масло с пониженной зольностью.

О приближении замены обычно говорит внушительный пробег (порядка 200 000 км) и частые попытки активной регенерации. Если в норме она совершается каждые 500-1 000 км, то сокращение интервала до 150-300 км считается аномальным.

Внимание! Только по частому активному прожиганию приговаривать очиститель нельзя! Это может случиться еще по причине низкого качества топлива, залитого на последней заправке, или подтекающей форсунки.

Сажевый фильтр: удаление

Чтобы понять, как удалить сажевый фильтр, необходимо учитывать следующее:

• выполняется физическое удаление элемента;
• прошивку ЭБУ необходимо корректировать, отключая фильтр и датчики программно;

Сначала корпус с фильтром снимают с автомобиля. Затем корпус разрезают болгаркой и выбивают сажевый фильтр. Если в корпусе также есть катализатор, удалять фильтр нужно аккуратно. Далее корпус нужно заварить при помощи аргонной сварки или с использованием полуавтомата.

Следующий шаг — программное отключение датчиков температуры, давления, а также счетчиков израсходованного топлива. Основная задача – полностью отключить запуск процесса регенерации и одновременно избавиться от ошибок в ЭБУ после удаления сажевого фильтра.

Регенерация и катализатор

Чтобы описать весь процесс очистки, вначале мы расскажем вам, как производится очистка самих выхлопных газов. Суть в том, что такой фильтр, к примеру, как у Фольксвагена, может совмещать сразу два устройства – ячейки для очистки сажи и сам катализатор. Суть в том, что посередине фильтра устанавливаются ячейки, улавливающие крупные частицы грязи, а сами стенки изнутри обработаны титаном, который способствует практически полному догоранию неиспользованных частиц.

Вы неслучайно узнали о том, что в фильтре применяется каталитический нейтрализатор. Суть его работы ограничивается не только очисткой выхлопных газов, но еще хорошему разогреву всего фильтра в целом. Таким образом, частицы сажи начинают сильно перегреваться, что вызывает их горение. А значит, они становятся меньше и уходят вместе с остальными частицами дальше по выхлопной трубе.

Исходя из этого, можно сделать соответствующий вывод о том, что сажевый фильтр в дизельном двигателе выполняет сразу две полезные функции по очистке выхлопных газов.

Главным условием регенерации является продолжительная поездка по трассе. Если передвигаться на небольшие дистанции, то катализатор не сможет разогреть корпус до 650 градусов Цельсия, а значит, фильтр будет забиваться сильнее, а мощность мотора продолжит свое снижение.

Французские автомобильные конструкторы разработали другой способ очистки фильтра от сажи. Для этого они установили бачок со специальной присадкой, которая раз в несколько километров впрыскивается в выхлопную систему и обеспечивает сгорание сажи. Управление системой осуществляется при помощи специальной программы, заложенной в прошивку ЭБУ.

Вот так работает сажевый фильтр на дизельных автомобилях. Желаем вам удачи на дорогах!