Что происходит с двигателем при регенерации

Сажевый фильтр

На легковых автомобилях с дизельным двигателем в составе выпускной системы с 2000 года применяется сажевый фильтр. С введением норм Евро-5 в январе 2011 года применение сажевого фильтра на легковых автомобилях с дизельным двигателем является обязательным.

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

В дизельном двигателе сажа образуется при неполном сгорании топлива. Частицы сажи имеют размер от 10 нм до 1 мкм. Каждая частица состоит из углеродного ядра, с которым соединены углеводороды, оксиды металлов, сера и вода. Конкретный состав сажи определяется режимом работы двигателя и составом топлива.

В выпускной системе сажевый фильтр располагается за каталитическим нейтрализатором. В ряде конструкций сажевый фильтр объединен с каталитическим нейтрализатором окислительного типа и располагается сразу за выпускным коллектором там, где температура отработавших газов максимальна. Он называется сажевый фильтр с каталитическим покрытием.

Основным конструктивным элементом сажевого фильтра является матрица, которая изготавливается из керамики (карбида кремния). Матрица помещена в металлический корпус. Керамическая матрица имеет ячеистую структуру, состоящую из каналов малого сечения, попеременно закрытых с одной и с другой стороны. Боковые стенки каналов имеют пористую структуру и играют роль фильтра.

В сечении ячейки матрицы имеют квадратную форму. Более совершенными являются входные ячейки восьмиугольной формы. Они имеют большую площадь поверхности (по сравнению с выходными ячейками), пропускают больше отработавших газов и обеспечивают больший срок службы сажевого фильтра.

В работе сажевого фильтра различается два последовательных этапа: фильтрация и регенерация сажи. При фильтрации происходит захват частиц сажи и оседание их на стенках фильтра. Наибольшую сложность для задержания представляют частицы сажи малого размера (от 0,1 до 1 мкм). Их доля невелика (до 5%), но это самые опасные для человека выбросы. Современные сажевые фильтры задерживают и эти частицы.

Скопившиеся при фильтрации частицы сажи создают препятствие для отработавших газов, что приводит к снижению мощности двигателя. Поэтому периодически требуется очистка фильтра от накопившейся сажи или регенерация. Различают пассивную и активную регенерацию сажевого фильтра. В современных фильтрах используется, как правило, пассивная и активная регенерация.

Пассивная регенерация сажевого фильтра осуществляется за счет высокой температуры отработавших газов (порядка 600°С), которая достигается при работе двигателя с максимальной нагрузкой. Другим способом пассивной регенерации является добавление в топливо специальных присадок, которые обеспечивают сгорание сажи при более низкой температуре (450-500°С).

При определенных режимах работы двигателя (небольшая нагрузка, движение в городе и др.) наблюдается недостаточно высокая температура отработавших газов и пассивная регенерация происходить не может. В этом случае осуществляется активная (принудительная) регенерация сажевого фильтра.

Активная регенерация сажевого фильтра производится путем принудительного повышения температуры отработавших газов в течение определенного промежутка времени. Накопленная при этом сажа окисляется (сгорает). Различают несколько способов увеличения температуры отработавших газов при активной регенерации:

  • поздний впрыск топлива;
  • дополнительный впрыск топлива на такте выпуска;
  • использование электрического нагревателя перед сажевым фильтром;
  • впрыск порции топлива непосредственно перед сажевым фильтром;
  • нагрев отработавших газов микроволнами.

Конструкция сажевого фильтра и систем, обеспечивающих его работу, постоянно совершенствуется. В настоящее время наиболее востребован сажевый фильтр с каталитическим покрытием и сажевый фильтр с системой ввода присадок в топливо.

Сажевый фильтр с каталитическим покрытием

Сажевый фильтр с каталитическим покрытием применяется на автомобилях концерна Volkswagen и ряда других производителей. В работе сажевого фильтра с каталитическим покрытием различают активную и пассивную регенерацию.

При пассивной регенерации происходит непрерывное окисление сажи за счет действия катализатора (платины) и высокой температуры отработавших газов (350-500°С). Цепочка химических преобразований при пассивной регенерации имеет следующий вид:

  • оксиды азота вступают в реакцию с кислородом в присутствии катализатора с образованием диоксида азота;
  • диоксид азота вступает в реакцию с частицами сажи (углеродом) с образованием оксида азота и угарного газа;
  • оксид азота и угарный газ вступают в реакцию с кислородом с образованием диоксида азота и углекислого газа.

Активная регенерация происходит при температуре 600-650°С, которая создается при помощи системы управления дизелем. Необходимость активной регенерации определяется на основании оценки пропускной способности сажевого фильтра, которая осуществляется с помощью следующих датчиков системы управления дизелем: расходомера воздуха; температуры отработавших газов до сажевого фильтра; температуры отработавших газов после сажевого фильтра; перепада давления в сажевом фильтре.

На основании электрических сигналов датчиков электронный блок управления производит дополнительный впрыск топлива в камеру сгорания, а также снижает подачу воздуха в двигатель и прекращает рециркуляцию отработавших газов. При этом температура отработавших газов поднимается до требуемой для рециркуляции величины.

Сажевый фильтр с системой ввода присадок в топливо

Сажевый фильтр с системой ввода присадок в топливо является разработкой концерна PSA (Peuqeot-Citroen). Так как первопроходцами использования присадок для регенерации являются французы, за фильтром закрепилось название FAP-фильтр (от французского Filtre a Particules). Аналогичный подход реализован в сажевых фильтрах других автопроизводителей (Ford, Toyota).

Читать еще:  Безваносный двигатель что это

В системе используется содержащая церий присадка, которая добавляется в топливо и обеспечивает сжигание сажи при более низкой температуре (450-500°С). Но и эта температура отработавших газов не всегда может быть достигнута, поэтому в системе периодически выполняется активная регенерация сажевого фильтра. Сажевый фильтр устанавливается, как правило, отдельно за каталитическим нейтрализатором.

Присадка хранится в отдельном бачке, емкостью 3-5 л, которой хватает на 80-120 тыс. км пробега (срок службы фильтра). Конструктивно бачок может находиться в топливном баке или вне его. Уровень присадки в бачке контролируется с помощью датчика поплавкового типа. В топливный бак присадка подается с помощью электрического насоса. Подача присадки осуществляется при каждой заправке топливного бака пропорционально заправляемому объему топлива. Начало и продолжительность подачи присадки регулируется блоком управления двигателем (в некоторых конструкциях отдельным электронным блоком).

Побочным эффектом применения присадки является то, что при сгорании она оседает в виде золы на стенки фильтра и не выводится из него, что сокращает ресурс устройства. Срок службы современного сажевого фильтра составляет 120000 км пробега. Производители декларируют выпуск в ближайшее время фильтра с ресурсом 250000 км.

Ввиду высокой стоимости сажевые фильтры, выработавшие ресурс, автовладельцами, как правило, не заменяются, а удаляются с последующей перепрошивкой системы управления двигателем.

Сажевый фильтр

В последние десятилетия забота об экологии и чистоте автомобильного выхлопа стала крайне актуальной. Поэтому использование такого элемента в автомобиле как сажевый фильтр стало реальной необходимостью. Для дизельных автомобилей действуют одни из наиболее жестких норм, которые отражаются в содержании частиц сажи в выхлопе. Яркий пример — пуск старого дизельного грузовика или трактора в холодную погоду, который обычно сопровождается эффектным выбросом черного облака из выхлопной трубы. Он как раз и является сажей на основе углерода, который остался при неполном сгорании топлива. Помимо этого выброс является ближайшим родственником активированного угля из аптеки.

Тогда почему сажа представляет опасность, если такое вещество можно принимать внутрь в качестве лекарственного препарата? На обоих веществах (активированном угле и саже) происходит оседание и дальнейшее преобразование вредных и токсичных для организма человека крупных и тяжелых частиц. Они попадают в легкие человека и постепенно начинают отравлять организм.

У современных автомобилей, отвечающих нормам Евро 5 и выше, такая ситуация невозможна. Так как на страже чистого выхлопа стоит специальный сажевый фильтр (DPF). Представляет собой специальное устройство в выхлопной системе, которое препятствует попаданию твердых частиц в атмосферу. История появления устройства фильтрации:

  • В Европе первые сажевые фильтры появились в 2000 году.
  • С 1 января 2016 года все новые автомобили, продающиеся на территории России, оснащены этим устройством, так как именно с этой даты запрещен выпуск и ввоз автомобилей не соответствующих нормам Евро 5.

Как работает сажевый фильтр

Сажевый фильтр представляет собой специальную керамическую матрицу, пронизанную множеством параллельно расположенных каналов малого сечения, закрытых в шахматном порядке с одной или другой стороны.

Поэтому отработанные газы вынуждены проходить через пористые керамические стенки. В то время как они проходят через поры, происходит одновременное удерживание твердых частиц. Так выглядит забитый сажевый фильтр.

То есть с течением времени устройство забивается. Но в отличие от других фильтров в автомобиле замена этого элемента при плановых ТО не предусмотрена. Несмотря на это, очистку сажевого фильтра необходимо производить регулярно. Рассмотрим причины такого подхода.

Сажевый фильтр умеет самоочищаться или на языке сервисников «регенерироваться» (в литературе используется термин «регенерация» или «прожиг»). В процессе регенерации происходит два процесса:

  • Накопленные в фильтре частицы окисляются до газов (проще говоря, сжигаются). Чтобы это происходило при умеренных температурах и с максимальной эффективностью, на поверхность ячеек нанесен катализатор. Он состоит из мельчайших частиц платины. Именно этот фактор влияет на высокую стоимость сажевого фильтра, в связи с чем автолюбители не хотят его превращать в расходный материал.
  • Вторая составляющая прожига сажевого фильтра — повышенная температура выхлопных газов. По источнику этого показателя регенерацию делят на несколько видов: пассивную, активную и сервисную:
    • При пассивной регенерации сажевого фильтра блок управления никак не вмешивается в работу двигателя. При длительном движении по автомагистралям с высокой средней скоростью выхлопные газы достигают нужных температур, без каких-либо дополнительных действий и сажа сгорает естественным образом.
    • Если условия для пассивной регенерации сажевого фильтра при эксплуатации автомобиля не возникает в течение длительного времени, блок управления переходит к «плану Б» — активной регенерации. При этом за счет изменения режима впрыскивания топлива температура выхлопных газов существенно повышается до необходимого уровня на время около 10 минут. В большинстве случаев этого достаточно для выжигания скопившейся сажи. Но нужно учитывать, что при этом корпус сажевого фильтра может нагреваться до высоких температур. Поэтому без обеспечения должного охлаждения может произойти перегрев покрытия днища автомобиля, а в худшем случае — его возгорание. Поэтому такой вид регенерации также недоступен при скоростях ниже 20-30 км/ч.

Причины проблем с сажевым фильтром DPF

А если автомобиль эксплуатируется в условиях мегаполиса с «вечными» пробками в дороге до работы и обратно? Или присутствует потребность регулярных выездов за город. Такие режимы связаны с блокировкой возможностей прожига сажевого фильтра. Поэтому рано или поздно для восстановления работоспособности придется обращаться в сервис. Перечислим основные проблемы устройства при эксплуатации:

Читать еще:  Датчик оборотов двигателя устройство

  • Дополнительные проблемы сажевому фильтру создают и владельцы авто, которые оборудованы сигнализациями с «автозапуском». При длительных зимних прогревах двигателя создаются все условия для образования огромного количества сажи. В начале статьи был приведен пример из этой серии с запуском старых дизелей. Принципы работы у современного движка на дизеле не изменились, но большое черное облако теперь «прячется» в сажевый фильтр. Загрязненные форсунки также вносят свою лепту в этот процесс, и в этом случае вся «чернота» прячется в фильтре.
  • Вторая проблема — эксплуатация на топливе с высоким содержанием серы. В этом случае устройства забиваются частицами, для окисления которых нужны очень высокие температуры, зачастую недостижимые в обычных условиях и небезопасные с точки зрения риска возгорания. Эти отложения обычно более светлого цвета.
  • Аналогичную проблему вызывает и применение неподходящих смазочных материалов. Несмотря на то, что у исправного двигателя в камеру сгорания попадает минимальное количество масла, по данным разных производителей это чревато сокращением ресурса сажевого фильтра вплоть до 30-50%.

Загорелась лампочка системы сажевого фильтра

Как понять, что забит сажевый фильтр на дизеле? Первым признаком будет резкое падение мощности двигателя, невозможность его работы на высоких оборотах. То есть в один «прекрасный день» на приборной панели дизельного автомобиля загорается контрольная лампа забитого сажевого фильтра. Часто это событие вызывает приступ паники, активный поиск в интернете цен на замену или операцию по удалению. Второй приступ обычно наступает после осознания размера денежных затрат. Но лучше спокойно разобраться с тем, что означает сообщение от блока управления двигателем.

В большинстве случаев, если лампа загорелась в одиночестве — это означает засорение фильтра от 50 до 70% и необходимость в ближайшее время обеспечить автомобилю возможность «прожечь» сажевый фильтр. Для этого выполните отложенный «на потом» выезд за город, и автомобиль скажет Вам «спасибо», погасив страшную лампу или убрав сообщение.

Важно отметить, что затягивать с поездкой не стоит, так как при превышении степени засорения до 70% к уже горящей лампе добавится указание «check engine». В этом случае придется ехать в сервис и проводить одну из двух процедур: специальную сервисную регенерацию или очистку сажевого фильтра.

Очистка сажевого фильтра самостоятельно

Физически выполнить очистку сажевого фильтра без сервисного оборудования невозможно, но, несмотря на это, можно химически облегчить его естественную регенерацию.

В ассортименте компании LIQUI MOLY есть специальная присадка для уменьшения сажеобразования и облегчения прожига устройства Diesel Partikelfilter Schutz. Данный продукт создан специально для автомобилей, которые эксплуатируются в неблагоприятных условиях для самоочистки (прежде всего, городских условиях). С одной стороны этот инновационный продукт увеличивает полноту сгорания дизельного топлива и уменьшает образование сажи. С другой содержащиеся в нем компоненты облегчают окисление уже накопленных в сажевом фильтре частиц, за счет чего производят очистку сажевого фильтра в условиях обычной эксплуатации. Помните, профилактика проще и дешевле, чем лечение.

Если ситуация не была запущенной в плане забивки фильтрующей системы, то поможет своевременный визит в сервис. Там произведут очистку сажевого фильтра при помощи промывки специальным сервисным составом. Процедура полностью восстанавливает работоспособность сажевого фильтра.

Из всего вышесказанного следует, что проблем с сажевым фильтром и необходимостью его полной замены или частной очистки будет значительно меньше при правильном подходе к условиям эксплуатации дизельного автомобиля.

Что происходит с двигателем при регенерации

Дизельные двигатели имеют высокую мощность, долгий срок службы и малый расход топлива. Именно поэтому они, как правило, выбираются для длительного использования на малых и больших стройплощадках. В процессе сжигания топлива в дизельном двигателе все же возникают вредные вещества, такие как твердые сажевые частицы. Чем меньше эти частицы, тем проще им
попасть через легкие в кровеносные сосуды и жизненно важные органы человека. Следовательно, сажевые частицы из дизельного двигателя представляют собой высокую опасность для здоровья.
Ввиду этого на европейском и национальном уровне постепенно вступают в силу многочисленные стандарты для снижения выброса вредных веществ.

К таким стандартам относится, например, Директива по поддержанию чистоты воздуха, действительная на территории ЕС с начала 2005 года (Директива ЕС 2008/50/ЕС). Цель данной директивы и вытекающих из нее директив а также цель соответствующего федерального закона об охране окружающей среды от вредного воздействия (BImSchG) состоит в том, чтобы значительно улучшить качество воздуха, особенно в густонаселенных регионах Европы. Соответствующие постановления обязывают города и муниципальные образования активно бороться с повышенным загрязнением вредными веществами. К уже принятым мерам причисляется, среди прочего, создание экологических зон в Германии и других европейских странах, а также установление правила об обязательном использовании фильтра в строительных машинах на территории Швейцарии.

SMF (металлокерамический фильтр) ® – обзор преимуществ

• Снижение количества сажевых и мелких частиц более чем на 99 % (в отношении количества частиц)
• Подходит для использования в качестве оригинальной запасной детали и детали для переоборудования
• Надежная система, интегрированная уже в более чем 20 000 строительных машин
• Большой объем накопления сажевых частиц и низкое противодавление при выходе отработавших газов
• Экономичность и легкость в техобслуживании
• Надежность с высоким сроком службы
• Простая очистка

Читать еще:  Golf 3 как снять двигатель
Преимущества автоматического контроля и предупредительной индикации

• Постоянный контроль противодавления при выходе отработавших газов и температуры отработавших газов
• Распознавание перегрузки сажевого фильтра
• Автоматическая индикация необходимости очистки
• Снижение затрат на техническое обслуживание

Описание принципа функционирования

В системе AR SMF ® отработавшие газы фильтруются до тех пор, пока на фильтре не будет собрано количество сажевых частиц, оптимальное для регенерации. Система использует положительные свойства топливной присадки, которая с одной стороны снижает температуру воспламенения сажевых частиц, а с другой стороны повышает скорость сгорания сажевых частиц. Таким образом, собранные на фильтре частицы сажи могут сгореть в процессе регенерации при температуре отработавших газов примерно 400 °C. Если необходимая температура не достигается, что часто случается при низкой нагрузке, используется активная поддержка процесса регенерации в виде термоэлектрического нагрева системы.

Активная термоэлектрическая регенерация

Посредством кольцеобразно расположенных нагревательных элементов блок управления запускает процесс (активной) регенерации. Под воздействием энергии, излучаемой нагревательными элементами, происходит воспламенение собранных сажевых частиц. После первичного воспламенения слоя сажевых частиц процесс регенерации автоматически завершается. Воспламенение сажевых частиц производится периодически. Блок управления отвечает не только за запуск воспламенения сажевых частиц, но и за оптимальную дозировку топливной присадки. Он также определяет загрузку фильтра и рассчитывает правильный момент времени для регенерации. Кроме того, автоматически программируемая система распознавания циклов движения гарантирует, что процесс регенерации будет запущен при оптимальных эксплуатационных условиях. Благодаря высокому ресурсу системы AR SMF® процесс регенерации производится не в конкретный момент времени, а устанавливается на большой временный период. Таким образом, однократное прерывание процесса регенерации в результате отключения двигателя не нарушает надежности функционирования системы AR SMF®. Еще одним преимуществом SMF ® является высокий объем накопления сажевых частиц, благодаря которому снижается периодичность техобслуживания и очистки.

AR SMF ® – обзор преимуществ

• Использование в качестве оригинальной запасной детали и детали для переоборудования
• Снижение количества сажевых и мелких частиц более чем на 99 % (в отношении количества частиц)
• Особо успешное использование при низких температурах
• Автоматическая, активная регенерация
• Прочное металлокерамическое исполнение (SMF®) => подходит для строительных машин
• Надежное функционирование
• Легкое техобслуживание
• Долгий срок службы
• NO2-нейтральная регенерация
• Простая очистка фильтра высоконапорным очистителем

Что происходит с двигателем при регенерации

г. Москва, 2-я Магистральная, д. 18 +7 (495) 785 11 11

г. Москва, 29 км МКАД (внешняя сторона) +7 (495) 728 41 41

  • Автомобили
  • Автомобили в наличии
  • Предложения
  • Продать
  • Владельцам
  • О нас
  • Facebook
  • Instagram
  • адреса автоцентров

Истинный Range Rover

707* Л ОБЪЕМ БАГАЖНИКА

Самый динамичный и маневренный Land Rover

623** Л ОБЪЕМ БАГАЖНИКА

Range Rover с авангардным стилем

Время заявить о себе

Впечатляющий дизайн нашего самого универсального внедорожника с непревзойденными возможностями

Универсальный компактный внедорожник, созданный для приключений

Cпособен на многое

Наш самый высокотехнологичный на данный момент силовой агрегат.

Новый уровень роскоши, мощности и удовольствия от вождения для создания уникального автомобиля Land Rover.

  • Автомобили в наличии
  • Специальные предложения
  • Запись на тест-драйв
  • АВТОМОБИЛИ LAND ROVER APPROVED
  • Автомобили Approved в наличии
  • Автомобили с пробегом в наличии
  • Trade-in оценка авто
  • Наши преимущества
  • Специальные предложения
  • СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПРОГРАММЫ
  • Брендовая продукция
  • Аксессуары

  • Аксессуары
  • Программа лояльности
  • InControl
  • Диалоговая приёмка и видеоотчёт
  • Акции
  • Обслуживание
  • Запись на сервис
  • Сервисный пакет
  • Калькулятор ТО
  • Электронная сервисная книжка
  • Периодичность технического обслуживания
  • Запасные части
  • Гарантия
  • Помощь на дорогах
  • Программа мобильности
  • Защита от поломок
  • Кузовной ремонт
  • Справочные материалы и руководства
  • Подключение к bluetooth
  • Обновлении навигации
  • Обновление программного обеспечения

САЖЕВЫЙ ФИЛЬТР НА АВТОМОБИЛЯХ LAND ROVER С ДИЗЕЛЬНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

ЭКОЛОГИЧНОСТЬ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ

АВТОМАТИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА

РАЗЖИЖЕНИЕ МАСЛА

Фильтры очищаются с помощью выхлопных газов, разогретых до температуры 700 °C в процессе «позднего впрыска топлива в цилиндр». Побочным эффектом этого процесса является разбавление моторного масла двигателя очень небольшим количеством топлива. Это небольшое, но постепенно увеличивающееся количество топлива в масле не наносит автомобилю никакого вреда.

Если условий для завершения очистки фильтра не возникает, процесс очистки фильтра будет запускаться снова и снова, и, соответственно, процесс разжижения масла будет идти ускоренными темпами. Вследствие этого может возникнуть ситуация, когда замену масла придётся произвести раньше ожидаемого срока. В этом случае на приборной панели автомобиля появится сигнал о необходимости прохождения технического обслуживания.

Как предотвратить разжижение масла ускоренными темпами?

Для поддержания систем фильтров DPF в рабочем состоянии и достижения максимального интервала по замене моторного масла помните об особенностях эксплуатации дизельных автомобилей с сажевыми фильтрами, следите за сигнализаторами на приборной панели и вовремя создавайте условия для очистки фильтров DPF.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector