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
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:

  • давления;
  • температуры.

Матрица может быть сделана с каталитическим напылением и без.

Современный сажевый барьер с датчиками
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
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.

Сажевый фильтр такой конструкции дает возможность удерживать примерно половину частичек. Ставится на авто опционально. Имеет множество недостатков.

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
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
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.

В дополнение горячие газы, оказываясь внутри фильтра, разогревают жароустойчивый реактор более чем до 700 градусов. Вследствие этого, все находящиеся в каналах сажевые частицы практически полностью сгорают. Через несколько минут после того как присадка попадет в горючее, фильтрующее устройство полностью чистится и готово к выполнению своих функций.

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.

Голосование

Какого типа установлен фильтр на вашем автомобиле?

Загрузка ... Загрузка ...

Видео«Принцип работы сажевого барьера»

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



Комментарии и отзывы

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.