Филтър за твърди частици - устройство, принцип на действие, регенерация, отстраняване

филтър

Подобно на бензиновите двигатели, дизеловите двигатели са оборудвани с филтър за отработените газове. Но тъй като принципът на запалване на горивото за двигатели от тези два типа е различен, филтрите за отработени газове за дизелов и бензинов двигател се различават значително един от друг.

устройство
Струва си да се отбележи, че ако каталитичните конвертори на отработените газове са монтирани в изпускателната система на бензиновите двигатели от дълго време, тогава филтрите за твърди частици започнаха да се инсталират безпроблемно на дизеловите двигатели много по-късно - след въвеждането на екологичните стандарти Евро-5.

От самото име на устройството става ясно, че основната му задача е да филтрира изгорелите газове на двигателя от съдържащите се частици сажди. Филтърът за твърди частици на съвременния дизелов двигател задържа до 90% от количеството сажди, съдържащи се в отработените газове. Външно филтърът за твърди частици представлява малък метален цилиндър, напълнен със специален топлоустойчив керамичен материал. Благодарение на клетъчната структура на керамичния пълнител, филтърът задържа най-малките частици, получени в резултат на горенето. Всъщност филтърът за твърди частици е част от ауспуха, предназначена да почиства отработените газове.

Принципът на работа на филтъра за твърди частици

частици
Естествено, с течение на времето количеството сажди, уловени във филтъра, достига критично ниво - филтърът се запушва все повече и след определен момент това започва да се отразява на работата на силовия агрегат като цяло: мощността на двигателя пада, разходът на гориво се увеличава. Вторият етап на работа на устройството е насочен към почистване или регенериране на филтъра за твърди частици. За разлика от процеса на филтриране, етапът на регенериране на филтъра е много сложен процес. Регенериране на филтър за твърди частициприлагани от различни автомобилни производители по различни начини. Вярно е, че същността на всички тези решения е една и съща - почистване на филтърните клетки от запушени сажди.

В повечето случаи филтърът за твърди частици е комбинирано устройство, което съчетава филтърен елемент против твърди частици и катализатор за вредни изгорели газове. Типичен пример са дизеловите филтри за твърди частици, използвани в техните автомобили от Volkswagen. По този начин разработчиците не само прилагат изискванията за почистване на отработените газове, но и осигуряват процес за почистване на филтърния елемент за твърди частици. Устройството на комбинирания филтър е както следва: вътре в корпуса на филтъра има топлоустойчиви клетки от силициев карбид с канали с минимално напречно сечение. Тези клетки са филтърен елемент, който се бори със саждите. Вътрешните странични стени на корпуса на филтъра са направени от специален каталитичен материал (обикновено титан), който допринася за окисляването и изгарянето на въглероден оксид и въглероден диоксид. Допълнителна функция на конвертора в този случай е способността му да загрява филтъра за твърди частици до температура около 500 °C. По правило тази температура е достатъчна, за да може натрупаните частици сажди просто да изгорят сами, като по този начин почистват филтърните клетки. Този процес обикновено се нарича регенерация на пасивния филтър за твърди частици.

принцип
Ефективността на пасивната регенерация на дизеловия филтър за твърди частици обаче се постига само когато двигателят работи относително дълго време под натоварване, например при продължително шофиране по селски път с висока скорост. В крайна сметка само тогава във филтъра се достига висока температура, достатъчна за изгаряне на натрупаните сажди. Ако пълненето на сажди е достигнало критично ниво и не е възможно филтърът да се загрее поради недостатъчно натоварване надвигател (шофиране на кратки разстояния или рядко движение из града), но в същото време сензорите отчитат запушване на филтъра над допустимата норма, започва процесът на активно почистване на филтъра за твърди частици. Този процес включва подаване на допълнителна порция гориво в цилиндрите на двигателя след основната част от дизеловото гориво. След това EGR клапанът се затваря и ако е необходимо, електрониката временно променя алгоритъма за стандартно управление на геометрията на турбината. Неизгорялата горивна смес навлиза в катализатора през всмукателния колектор, след което сместа се изгаря, което значително повишава температурата на отработените газове. Изгорелите газове, влизащи във филтъра за твърди частици, достигат 500-700 ° C и незабавно изгарят саждите от запушените филтърни клетки.

Явна индикация за началото на процеса на активна регенерация на филтъра ще бъдат неочаквани краткотрайни емисии на черен дим. В същото време уредите ще покажат мигновено и кратко увеличение на оборотите на двигателя на празен ход с едновременен скок в разхода на гориво. Заслужава да се отбележи, че цялата процедура по принудително почистване е напълно автоматизирана и не изисква намесата на собственика на машината. Електрониката чете данни от сензорите, монтирани преди и след филтъра, когато се възстанови желаното ниво на налягане, процесът на активна регенерация приключва и двигателят се връща в нормален режим.

Някои производители, които не използват комбинирани устройства за последваща обработка на дизелови газове, използват филтри с отделен катализатор. Тук филтърът се почиства чрез автоматично впръскване на специална добавка в горивото. Когато филтърът за твърди частици се напълни и мощността на двигателя спадне, системата за впръскване изпомпва добавката в горивото. След изгаряне на такава смес в изпускателната система,изключително висока температура над 600 °C. В допълнение, активното вещество на добавката не се разлага при изгаряне с дизелово гориво, а навлиза в горещ филтър за твърди частици, където при изгаряне повишава температурата до 900 ° C, осигурявайки незабавно изгаряне на сажди и бързо почистване на филтъра. Предвид кратката продължителност на излагане на свръхвисоки температури и здравината на материалите, от които са направени филтрите, изпускателната система не се разрушава.

Премахване на филтър за твърди частици - методи и последствия

За съжаление честото регенериране се отразява негативно на двигателя на машината. По време на регенерацията богатата горивна смес не изгаря напълно и навлиза в маслото на двигателя. В резултат на това маслото се втечнява, увеличавайки обема си. Защитните и смазочните свойства на маслото са намалени, освен това течното масло лесно преодолява уплътненията, което създава риск от попадане в междинния охладител и цилиндрите.

Срокът на експлоатация на филтрите за твърди частици достига 110-120 хиляди километра на автомобила. Въпреки това, като се има предвид ниското качество на местното дизелово гориво, не е необичайно филтърът да бъде заменен на нова кола след 25-30 хиляди километра. В зависимост от модела на автомобила цената на филтър за изпускателната система на дизелов двигател варира от 900 до 3000 евро.

Ефективна алтернатива на смяната на филтъра за твърди частици е премахването му. С премахването на филтъра собственикът на машината ще се спаси от проблемите, свързани с редовните запушвания и необходимостта от почистване на устройството. Характеристиките на сцеплението на такъв автомобил се увеличават значително и разходът на гориво намалява. Освен това не е необходимо да се използват специални двигателни масла, необходими за автомобили с дизелови филтри за твърди частици. Що се отнася до възможните негативни последици от премахването на филтъра, с правилния демонтаж на устройството, в допълнение къмувеличаване на вредните емисии на продуктите от изгарянето на гориво до нивото на изискването Евро-3, нищо лошо няма да се случи с колата.

Днес много автосервизи предлагат услуга за премахване на филтър за твърди частици. Доверяването на "гаражни" специалисти обаче е доста опасно. Тази опция е изпълнена с повреда на сензорите на изпускателната система, което води до активиране на аварийната работа на автомобила и последващи ремонти. За правилното отстраняване на филтъра за твърди частици трябва да се извършат няколко стъпки, включително предварителна компютърна диагностика, препрограмиране на ECU и последващ технически демонтаж на устройството.