Сажевый фильтр для дизеля

Как и бензиновые, дизельные силовые установки оснащаются фильтром, предназначенным для очистки отработанных газов. Но поскольку принцип воспламенения топливно-воздушной смеси у двух типов моторов существенно отличается, то и фильтры у них заметно рознятся. 

Сегодня поговорим о том, что такое сажевый фильтр на дизеле, каковы его отличия от каталитического нейтрализатора, устанавливаемого на бензиновые ДВС, так ли необходима эта деталь, и можно ли ее демонтировать без ущерба работе транспортного средства.

Назначение фильтра

По названию детали понятно, что предназначена она для защиты двигателя от частиц сажи, которая содержится в отработанных газах. Современные сажевые фильтры способны задержать не менее 90 процентов сажи, присутствующей в выхлопах, защищая тем самым двигатель и другие комплектующие авто от поломок и преждевременного износа. Кроме того, деталь призвана существенно уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу и тем самым минимизировать ущерб для экологии. 

Дело в том, что в составе автомобильного выхлопа присутствуют токсичные вещества и особо опасные канцерогены – окись углерода, альдегиды, несгоревшие углеводороды, сажа и прочие компоненты, наносящие непоправимый вред окружающей среде и здоровью людей. Для снижения их количества в выхлопных газах конструкторы включили в состав выхлопной системы сажевый фильтр.

Где ставится, конструкция

В подавляющем большинстве случаев деталь, ставшая темой нашей беседы, устанавливается в выпускной системе авто – между катализатором и глушителем. Иногда ее совмещают с катализатором и устанавливают непосредственно за выпускным коллектором, там, где газы достигают максимальной температуры.

Важно

Используются устройства исключительно на машинах, оснащенных дизельными моторами, ведь в отличие от каталитических нейтрализаторов, они очищают выхлопы только от сажи.

Внешне фильтр представляет собой цилиндр, изготовленный из металла и заполненный специальным жароустойчивым материалом, напоминающим керамику.

Ячеистая структура материала способствует скоплению частиц сажи, которые образуются в процессе сгорания дизельного топлива. Грубо говоря, сажевый фильтр представляет собой один из элементов глушителя, назначение которого сводится к очистке выхлопных газов.

С конструктивной точки зрения деталь, которой посвящен наш сегодняшний материал, состоит из таких частей:

•  Матрица – основной элемент, изготовленный из керамики (оксида кремния) и представляющий собой совокупность каналов с квадратным либо восьмиугольным сечением.   Некоторые торцы этих каналов закрыты, а стенки обладают пористой структурой, которая удерживает сажу и способствует ее скоплению.
•  Металлический корпус со входным и выходным каналами.
•  Датчики давления, которые измеряют его перепады на входе и выходе. 
•  Датчик температур (изменяет температурные показатели и на выходе, и на входе).

Сажевый фильтр и катализатор

Необходимо обратить внимание на тот факт, что в отличие от каталитических нейтрализаторов, сажевые фильтры получили широкое распространение сравнительно недавно – после введения экологических стандартов, соответствующих «Евро-5».

Говоря о разнице катализатора, устанавливаемого в бензиновых моторах, и сажевого фильтра, используемого в сочетании с дизельным движком, необходимо отметить разницу в их назначении, ведь предмет нашей беседы используется исключительно для задержания микрочастиц сажи. 

Он не устраняет отработанные газы, поступающие в окружающую среду из выхлопа, - для решения этой задачи в некоторых моделях авто используются детали, совмещающие в себе эффект сажевого фильтра и каталитического нейтрализатора. В них присутствуют ячейки с каналами небольшого сечения, которые задерживают сажу, а также специальные ячейки, уменьшающие количество вредных газов. 

Впервые фильтры использовали в 2001 году, внедрив в конструкцию выхлопной системы грузовых автомобилей. После принятия в 2009 стандарта «Евро-5» этот элемент стал обязательным к использованию на всех без исключения транспортных средствах, работающих на солярке. 

Работа и эксплуатация

Описывая принцип действия, отметим, что размер микрочастицы сажи составляет в среднем 0,05 мкм. В плане химического состава она представляет собой не что иное, как обычный углерод, задержать который из-за небольшого размера частиц крайне сложно. Для этого необходимо применить принцип диффузии. Как уже говорилось выше, внутри фильтр выполнен в виде керамической матрицы – системы трубочек с попеременно закрытыми торцами. 

Со стороны двигателя внутрь устройства попадают отработанные газы, но так как часть каналов закрытые, дальше они (то бишь газы) двигаться не в состоянии. Поэтому через трубки они проникают в находящиеся по соседству открытые каналы и только после этого выходят из фильтра. Благодаря диффузии микрочастицы сажи задерживаются в матрице, поэтому предмет нашей беседы справляется со своими функциями на все сто процентов.

Для продления срока службы сажевого фильтра необходимо соблюдать определенные правила его эксплуатации. В процессе работы данного элемента ячейки и трубки, формирующие его внутреннее пространство, заполняются сажей, и со временем это ведет к снижению эффективности мотора. Пропускная способность фильтра снижается, а сопротивление выходу выхлопов, наоборот, повышается. 

Для продления срока службы детали производители внедрили специальный алгоритм, позволяющий контролировать степень заполнения. Когда матрица забивается настолько, что это сказывается на эффективности мотора, запускается процесс автоматической регенерации. Для контроля состоянии детали ее оснащают датчиками давления и температуры, сигнализирующими об уровне заполнения и необходимости очистки.

Продолжительность использования фильтра зависит от условий эксплуатации, обычно она варьируется в пределах 50-200 тыс. км. Производители советуют выполнять диагностику каждые 100 тыс. км пробега, своевременно проводить регенерацию и замену масла в силовой установке.

Регенерация сажевого фильтра

Процесс представляет собой сжигание осевшей в матрице сажи, которая снижает эффективность работы двигателя. Существует два вида регенерации:

1.  Пассивная. Выполняется путем повышения температуры выхлопных газов. Силовой агрегат разгоняется до предельной нагрузки, либо в топливный бак добавляются присадки, способствующие снижению температуры горения сажи.
2.  Активная. На определенный промежуток времени повышается температура отработанных газов, что становится возможным благодаря регулировке впрыска, путем применения электрических нагревателей либо специальных присадок.

Необходимо обратить внимание на тот факт, что частый прожиг сажевого фильтра ведет к чрезмерному износу матрицы и ее преждевременному разрушению. Учитывая дороговизну детали, эксперты настоятельно рекомендуют найти максимально щадящий режим эксплуатации, например, путем снижения температуры горения масла.

Моторные масла для современных сажевых фильтров

Ускоренному износу детали, ставшей предметом нашей беседы, способствует использование некачественных расходных материалов. Вот почему необходимо ответственно подходить к выбору масла для сажевых фильтров.

Можно ли удалять сажевый фильтр

Этим вопросом задаются многие автовладельцы, а некоторые даже прибегают к такой практике, стремясь удешевить обслуживание своего авто. Механическое удаление сажевого фильтра действительно способствует незначительному повышению мощности, но после выполнения данной процедуры электронный блок управления начинает выдавать ошибку, сигнализируя о наличии неисправности.

Специалисты настоятельно советуют не прибегать к такой практике, указывая на то, что любое вмешательство в заводскую конструкцию транспортного средства способно привести к негативным последствиям. К тому же действующие стандарты Euro 5 запрещают эксплуатацию авто, оборудованных дизельными силовыми установками без сажевых фильтров.

Итог

Подводя черту под сказанным выше, отметим, что сажевые фильтры являются обязательной деталью автомобилей, чьи моторы работают на дизельном топливе. Эксплуатация ТС без этого элемента возможна, но крайне не рекомендована, ведь это повышает негативное воздействие на атмосферу и ведет к ухудшению экологии.