Автомобильные двигатели, работающие на дизельном топливе, имеют строгие ограничения по вредности выхлопных газов. Для снижения содержания сажи в выбросах устанавливаются фильтры DPF. Подобные устройства входят в стандартную комплектацию автомобилей.
В некоторых европейских странах действуют субсидируемые государством программы по установке DPF фильтров на многие автомобили старых моделей.
Устройство фильтра DPF
Из всех существующих видов сажевых фильтров наибольшее распространение получили модели типа «wall – flow». Материалом для их изготовления служит керамика. Конструкция представляет собой обойму из нескольких каналов со взаимно параллельным расположением. Такая конструкция напоминает каталитический нейтрализатор, но работает по другому принципу. Внутренние стенки нейтрализатора имеют высокопористую структуру и выполняют роль фильтров для выхлопных газов двигателя. В системе «wall – flow» сажа, содержащаяся в отработанных газах, оседает в конце каналов устройства, постепенно накапливаясь.
Проблемы и их решения
При работе фильтра DPF возникают определенные сложности, для решения которых применяются различные методы.
Накопление сажи в каналах
По истечение некоторого времени слои сажи уменьшают внутренние диаметры каналов, что, согласно загону газодинамики, приводит к увеличению давления проходящих газов. Для предотвращения этой проблемы необходимо периодическое сожжение скопившейся сажи. Процесс термического удаления сажи называется регенерацией.
Применяются такие виды регенерации как:
- пассивный;
- активный.
При первом удаление сажи осуществляется за счет температуры выхлопных газов в режиме обычной работы двигателя.
Для активной регенерации в выхлопной системе создается достаточно высокая температура. Это достигается несколькими способами. Одним из самых распространенных является вариант увеличения температуры за счет впрыска топлива в момент выхлопного такта или с некоторым запозданием.
Момент, в который должен сработать процесс регенерации, определяется системой, состоящей из:
- датчиков давления;
- температурный;
- лямбда зонд.
Датчики, реагирующие на изменение давления расположены на входе и выходе каналов фильтра, контролируя поток проходящих газов.
Поблизости установлены датчик температуры и лямбда зонд, задача которых – контроль температуры, процесса сгорания и выхлопов.
Комбинированный фильтр
Некоторые модели автомобилей оборудуются фильтрами, соединенными с каталитическим нейтрализатором. В этом случае датчик температуры устанавливается между фильтром и нейтрализатором.
На фильтрах, не имеющих нейтрализатора, термодатчик располагается перед входом в каналы.
Выгодна ли установка фильтров DPF
С увеличением срока эксплуатации двигателя автомобиля снижается надежность срабатывания активной и пассивной систем регенерации. Это выражается в том, что температура е возрастает до необходимого уровня. Активная система не всегда запускает процесс сжигания сажи, либо сгорание происходит не полностью.
Серьезной причиной быстрого засорения фильтра являются поездки на небольшие расстояния. Накопление большого количества сажи и отказ системы запуска регенерации приводит к снижению мощности. Неконтролируемое повышение давления, ставшее результатом засорения каналов фильтра DPF, может привести в поломке двигателя или турбины.
Все эти проблемы, возникающие в условиях городской езды, приводят к необходимости применять дополнительные способы очистки каналов, которые не всегда выгодны и эффективны.
Замена фильтра, стоимость которого находится в диапазоне 1000 – 5000 евро, может затянуться из-за отсутствия на складе СТО нужной модели.
Регенерация принудительного типа, запускаемая бортовым компьютером, не даст результата при высоком уровне загрязнения каналов фильтра.
Использование специальных печей. Требует демонтажа фильтра с последующей очисткой на станции тех обслуживания.
Все перечисленные способы не защищают от повтора проблемы в будущем.
Альтернативные решения
Кроме использования систем регенерации применяются более эффективные и экономичные методы.
Одним из способов очистки фильтров является применение специальных очищающих средств. Для предотвращения отложения сажи в больших количествах используется добавка, активирующая процесс регенерации при движении автомобиля.
Риск засорения фильтров возрастает при загрязнении воздухозаборной системы и устройства впрыска. Это приводит к неполному сгоранию топлива, Возникновению отложений в разных местах воздухопроводящей линии.
Специальные составы очищают внутренние части воздухозаборников.
Обработка очищающим средством для форсунок обеспечивает правильный впрыск и полное сгорание топлива, уменьшение выброса газов и экономию.