Регенерация сажевого фильтра

Большинство «новеньких» владельцев-штормоводов пугаются, когда внезапно из под машины несет горелым толи сцеплением, толи резиной. Потому решил вставить в свой отзыв несколько строчек из мануала по нашей машинке, чтобы успокоить владельцев.

И так, Система доочистки выхлопных газов состоит из предварительного каталитического нейтрализатора и каталитического нейтрализатора (основной катализатор окисления дизельного топлива + сажевый фильтр из карбид кремния (SiC) с покрытием благородного металла), который предназначен для снижения выброса выхлопных газов, содержащих углеводороды, угарный газ (CO) и твердые частицы, до регламентированного уровня. Схема выхлопной системы приведена на картинке ниже:

1. Основной катализатор окисления дизельного топлива

2. Сажевый фильтр с покрытием

3. Нагнетательные трубы

4. Предварительный каталитический нейтрализатор

Твердые частицы накапливаются в каналах сажевого фильтра, и регулярно сжигаются (в процессе так называемой „регенерации”) во избежание засорения фильтра. В процессе регенерации увеличивается температура выхлопных газов. В этот период температура сажевого фильтра поднимается примерно до 600 °C. Осажденные твердые частицы окисляются, превращаясь в углекислый газ (CO2).

Одним из критериев запуска процесса регенерации сажевого фильтра является значительный перепад давления на фильтрующей структуре, определяемый специальным датчиком. Значительный перепад давления возникает при накоплении сажевых частиц в фильтре. Предварительный каталитический нейтрализатор и основной катализатор окисления дизельного топлива покрыты благородным металлом и служат для снижения выброса углеводородов (HC) и угарного газа (CO). Кроме того, в процессе регенерации эти компоненты способствуют увеличению температуры выхлопных газов за счет сжигания дополнительного впрыснутого топлива. Дополнительный впрыск топлива, управляемый программой блока управления, обеспечивает выполнение регенерации фильтра на протяжении всего рабочего диапазона двигателя при любой температуре

и давлении окружающего воздуха. (последнее предложение думаю стоит понимать так: регенерация выполняется как при движении так и на холостом ходу, при любой температуре и давлении окружающего воздуха. Т.е. электроника сама контролирует процесс регенерации).

Фактически, регенерация выглядит следующим образом: повышаются обороты двигателя на холостом ходу до 1000, против «штатных» 800, температура двигателя в это время немного снижается, а выхлопная система нагревается, при этом авто пыхтит синеватым дымом. Процесс длится около 5 минут (думаю зависит от степени засорения сажевого фильтра).

Видео процесса регенерации:

Регенерация сажевых фильтров дизельных двигателей

В 2005 году вступил в действие экологический стандарт ЕВРО-4, который среди прочего обязал всех автопроизводителей применять в системе выхлопа дизельных двигателей сажевые фильтры, поэтому подавляющее большинство автомобилей с дизельными двигателями уже с 2004 года снабжены этим устройством. Само название — «сажевый фильтр» — поясняет его предназначение: задерживать частицы сажи, которые являются продуктом сгорания дизельного топлива.

Дизельный сажевый фильтр (в английском варианте Diesel Particulare Filter, DPF, в французском варианте Filtre a Particules, FAP, в немецком варианте RussPartikelFilter, RPF) предназначен для снижения выброса сажевых частиц в атмосферу с отработавшими газами. Применение фильтра позволяет добиться снижения частиц сажи в отработавших газах до 99,9 %.

Принцип работы сажевого фильтра Существуют разные конструкции фильтров и способов регенерации, но суть их одна. Сажевый фильтр представляет собой металлический цилиндр, заполненный специальным жаростойким керамическим материалом с ячеистой структурой, который способен задерживать мелкие сажевые частицы. Блок управления двигателем по датчикам давления выхлопных газов перед и после фильтра отслеживает его пропускную способность и в случае необходимости запускает регенерацию, т.е. процесс очистки фильтра от накопившейся в нем сажи.

В процессе регенерации накопившаяся сажа должна выжигаться, сгорать, но температура воспламенения сажи — около 600 °С, а температура в фильтре даже при движении под нагрузкой с большой скоростью достигает только 350 — 400 °С, что недостаточно для сгорания накопившейся сажи.

Поэтому в процессе регенерации бортовой компьютер автомобиля впрыскивает в цилиндры дополнительную порцию топлива, которая попадает в выхлопную систему и сгорает в катализаторе, который установлен перед сажевым фильтром — в результате этого температура выхлопных газов повышается до 500 — 700 °С и сажа в фильтре начинает гореть, о чем свидетельствует черный, а иногда белый дым из выхлопной трубы.

Однако у такого способа есть большие недостатки:

1. при сгорании топлива в катализаторе тоже образуется большое количество сажи, а также смолистых отложений, которые дополнительно забивают и катализатор, и сажевый фильтр;
2. сажевый фильтр прогревается до 500 — 700 °С только на входе, а на в середине и на выходе он остается относительно холодным и потому сажа там не выжигается.

Поэтому после каждого цикла регенерации фильтр восстанавливает только часть своего ресурса, и каждая последующая регенерация происходит все менее и менее эффективно и в какой-то момент на панели приборов загорается красная лампочка, двигатель переходит в аварийный режим и …

Избыточное топливо, которое впрыскивается в процессе регенерации фильтра, частично попадает и в моторное масло, растворяя и разжижая его, масло становится более жидким, а это опасно не только тем, что такое масло намного хуже защищает двигатель: жидкое масло может протекать через прокладки и сальники, попасть в систему охлаждения и даже в интеркулер .

Последнее особенно опасно, так как попавшая в интеркулер масло-топливная смесь попадает затем в цилиндры двигателя в дополнение к впрыскиваемому топливу и может привести к неконтролируемым процессам горения и физическому разрушению двигателя и катализатора.

А если масло-топливная смесь разрушит прокладку — тогда масло пойдет через интеркулер прямо в цилиндры … Что такое ГИДРОУДАР — слышали ? Это полный конец двигателю .

ЧТО ЖЕ МОЖНО ПРЕДПРИНЯТЬ .

XENUM IN&OUT CLEANER — это уникальный препарат с применением инновационной системы NEXGEN, содержащий особый катализатор, вызывающий активное выгорание сажевых отложений уже при температуре 450 — 500 °С. При этом сажа сгорает с выделением большого количества тепла и локально температура повышается до 1200 °С !

Такое локальное повышение температуры совершенно безопасно для двигателя, катализатора и сажевого фильтра, зато сгорание сажи происходит как по цепной реакции и выгорает абсолютно все, вплоть до выхода сажевого фильтра !

При этом сажа горит очень «чисто» — из выхлопной трубы не выходит черный дым. Применение XENUM IN&OUT CLEANER очень простое — содержимое флакона заливается в топливный бак, на 30 — 50 литров топлива, и в дальнейшем необходимо ездить по-возможности на длительные расстояния с оборотами двигателя не ниже 3000 об/мин. Через 150 — 300 км пробега эффект чувствуется даже без измерений, а измерения параметров фильтра показывают восстановление эффективности фильтра до 100 % !

Ознакомьтесь с видео-демонстрацией того, как происходит загрязнение систем впуска и выпуска, включая сажевый фильтр, и как продукция XENUM помогает бороться с этим:

Такую обработку рекомендуется производить регулярно — через каждые 10 000 км пробега.

Зачем так часто ? Вам кажется — регулярная очистка это слишком дорого ?

Вы не забыли, что опасен не только забитый сажевый фильтр, но и каждый цикл его регенерации ? За счет того, что впрыскивается избыток топлива и его часть попадает в моторное масло, разжижая его …

Однако если Вы хотите все-таки сэкономить, то рекомендуем регулярно производить очистку топливной системы и форсунок инжекторов — нормальная работа форсунок гарантирует оптимальное сгорание топлива и минимальное образование сажи. Для этих целей служит целый ряд продуктов XENUM, каждый из которых соответствует определенному состоянию Вашего двигателя и требуемому уровню очистки:

Сажевый фильтр, регенерация на дизельном двигателе

Пассивная регенерация сажевого фильтра

Пассивная регенерация полностью очевидна для оператора и не оказывает влияние на показатели работы и характеристики автомобиля. Единственными признаками начала процесса регенерации является загорание контрольной лампы повышения температуры отработавших газов или появление сообщения о начале процесса регенерации на экране бортового компьютера.

Активная регенерация сажевого фильтра

Активная регенерация запускается в случаях, когда температура отработавших газов недостаточна для нейтрализации частиц сажи. На основании данных от различных датчиков блок управления дает сигнал о повышении температуры на выпуске путем впрыска небольшого количества топлива в камеру сгорания. Между молекулами драгоценных металлов в сажевом фильтре и частицами сажи происходит химическая реакция, которая в условиях повышенных температур ведет к окислению последних.

Стационарная (стояночной) регенерация

Стационарная (стояночная) регенерация аналогична активной, но проводится, когда автомобиль не находится в движении. Она запускается принудительно или самим водителем, или с помощью диагностического оборудования. Иногда для ее выполнения требуется прервать действующую поездку. Такая необходимость может возникнуть при невыполнении требований о проведении автоматической регенерации ранее или в случаях, когда процесс регенерации не был завершен. В других случаях водитель будет вынужден провести парковочную регенерацию, если он до этого проигнорировал запрос на ее проведение и коробка передач автомобиля перешла в аварийный режим. О необходимости проведения процесса регенерации водитель оповещается при помощи контрольной лампы на панели приборов или сообщения на экране компьютера. Как правило, для запуска регенерации нужно остановиться, задействовать стояночный тормоз и нажать на специальную клавишу.

Меры предосторожности при проведении стационарной (парковочной) регенерации

Вследствие повышения температуры отработавших газов в процессе регенерации требуется соблюдать осторожность. Избегайте расположения автомобиля вблизи легковоспламеняющихся материалов и людей.

Неисправности сажевого фильтра

Выход сажевого фильтра из строя может быть связан с нарушением требований, связанных с проведением регенерации. Это ведет к засорению фильтра, которое может быть настолько сильным, что единственным вариантом устранения проблемы станет только его замена. Но даже если вам удастся его очистить, эффективность дальнейшей работы будет снижена. Другим примером являются случаи воздействия высоких температур при засорении фильтра на его корпус. Это приводит к деформации последнего и необходимости замены фильтра в сборе. Сажевый фильтр нуждается в профессиональной очистке каждые 240,000 – 400,000 км пробега или 5,000 часов работы двигателя.

Мониторинг необходимости регенерации

На некоторых моделях контроль за необходимостью проведения регенерации осуществляется при помощи датчиков давления, которые измеряют значения на входе и выходе из фильтра. На других отслеживается пробег или часы работы двигателя. На большинстве автомобилей предусмотрено экстренное прекращение процесса регенерации при возникновении угрозы пожара. Однако, не забудьте вскоре после этого завершить регенерацию, иначе сажевый фильтр может выйти из строя.

Процесс регенерации

Регенерация может происходить только при соблюдении определенных условий, установленных производителем. Как правило, цикл регенерации реализуется так, что водитель даже не знает об этом. Сажевый фильтр нагревается до температуры около 600°C, а приток кислорода в него возрастает. В некоторых системах предусмотрен дополнительный впрыск топлива на такте выпуска, который обеспечивает прохождение горячих газов через фильтр и нагрев молекул углерода до температуры, необходимой для начала их реакции с молекулами кислорода. Другим вариантом является установка нагревательного элемента перед сажевым фильтром, который разогревает газы, проходящие через фильтр.

Следующим условием, необходимым для регенерации, является разность давлений на входе и выходе из фильтра. При изменении значения (например, при остановке двигателя) процесс прервется и возобновится только после того, как условия вновь станут подходящими. Эта процедура может быть довольно шумной, так как двигатель вращается с частотой 4 000 об/мин в течение 4 мин или более, а затем 2 000 об/мин в течении еще 4 мин или более. После завершения регенерации двигатель возвращается к нормальному режиму работы, а контрольная лампа на панели приборов гаснет.

Принудительная, ручная регенерация

На некоторых моделях регенерацию можно запустить принудительно с помощью диагностического прибора. Перед началом процедуры необходимо убедиться в том, что условия, необходимые для ее проведения, соблюдены. Нужно проверить уровни технических жидкостей (моторного масла и антифриза). Объем топлива в баке должен быть не ниже его емкости (или соответствовать требованиям производителя).

Регенерация должна производиться вне помещений. На некоторых моделях Ford вакуум в выпускном коллекторе может повлиять на значения противодавления. Также необходимо убедиться в отсутствии посторонних и легковоспламеняющихся объектов под днищем автомобиля и в области выхлопной трубы.

Для правильного проведения процедуры следует придерживаться инструкций по работе диагностического оборудования и технической информации производителя.

Проблемы при проведении регенерации

Сложности возникают при прерывании процесса регенерации и накопления массивных отложений в сажевом фильтре, препятствующих самоочистке. Короткие поездки и транспортные заторы препятствуют нагреву сажевого фильтра до нужной температуры. В этой ситуации на панели приборов загорится контрольная лампа. Если проигнорировать этот сигнал, то вторым предупреждением может быть переход трансмиссии автомобиля в аварийный режим. При этом автомобиль не сможет разогнаться быстрее 10 – 20 км/ч. Выйти из него можно будет только после корректного проведения регенерации.

Сажевый фильтр представляет собой керамический блок с многочисленными узкими каналами, которые выполняют 2 функции. Во-первых, они задерживают частицы сажи в системе выпуска. Во-вторых, эти каналы создают дополнительную поверхность, на которой размещаются частицы драгоценных металлов, помогающих нейтрализовать частицы сажи. Работа сажевого фильтра подобна функционированию каталитического нейтрализатора, который задерживает и окисляет частицы вредных веществ в системе выпуска. Но сажевый фильтр отличается тем, что его регенерация происходит с определенными интервалами, а не все время, как на бензиновых автомобилях.

Сажа является побочным продуктом неполного сгорания дизельного топлива и моторного масла. По весу она на 98% состоит из углерода. Молекулы этого вещества клейкие, поэтому они быстро соединяются с другими, образуя более крупные частицы сажи. Сажа оказывает губительное воздействие на живые организмы и окружающую среду. Дизельные двигатели более склонны к образованию сажи. Причинами этого является более высокая плотность дизельного топлива по сравнению с бензином, а также то, что дизельное топливо воспламеняется от сжатия, а не от искры. Для предотвращения склеивания частиц нужно произвести их окисление. Это достигается путем нагрева их до температурных значений, превышающих те, которые достигаются в камере сгорания.

Дизельные легковые и грузовые автомобили, выпущенные после 2009 г. должны быть оборудованы сажевым фильтром. Недостатком этой системы является необходимость регулярной очистки фильтра. Частицы сажи накапливаются в каналах фильтра, что приводит к его засорению. Очистка сажевого фильтра осуществляется путем его регенерации. Этот процесс может производиться различными способами.