И это ни чуть не удивительно при достаточно большой стоимости топлива на всей территории Евросоюза. И к тому же, их гибридным аналогам машин а также и электрическим автомобилям, впереди предстоит еще долгий путь по их развитию для того, чтобы у покупателей появился экономический смысл в их приобретении. Это связано с тем, что гибридные и электрические автотранспортные средства стоят по сравнению со своими традиционными версиями очень дорого, что не позволяет окупить данную переплату средств при покупке вышеуказанных авто.
В странах, где стоимость топлива очень высокая, люди (автомобилисты) руководствуются в первую очередь расходом топлива машиной. Именно по этой причине в Европе автолюбители предпочитают покупать для себя именно . Кроме того, за последние годы потребители не довольны тем, что на машине, который кардинальным образом отличается от заявленного производителем в спецификации.
Из-за повальной популярности дизельных двигателей практически . Так например, на авторынке недавно появились дизельные модели автомобилей марок Mercedes-Benz CLA и BMW X3, которые потребляют уже намного меньше топлива, чем ранее их традиционные аналоги.
Существует и другая причина, которая объясняет причину популярности и любви Европейцев к так понравившимся им дизельным двигателям. Она довольна проста и заключается в следующем: в основном на определенных оборотах двигателя, менее мощные, если их сравненивать с бензиновыми моторами, но они имеют больший крутящий момент при низких оборотах, что дает преимущество водителю использования автомобиля в условиях плотного городского потока.
Если вы хотите максимально быстро разогнаться до 50 км/час с места или вам нужно буксировать автомобиль из пункта А в пункт В, то автомобиль с турбо-дизельной установкой справится с этим лучше всего.
Правда помимо описанных нами преимуществ дизельного двигателя, у него есть естественно и минусы. Дело вот в чем, дизельное топливо само по себе считается и так оно есть, очень грязным продуктом переработки нефти (почти, как мазут). Именно по этой причине обслуживание дизельных моторов обычно обходится значительно дороже, чем бензиновых агрегатов (двигателей). Одним из самых важных компонентов в выхлопной системе является так называемый сажевый фильтр (сокращенно DPF) Стоимость его замены довольно дорогое удовольствие (от 1000 Евро в зависимости от модели и марки машины). Именно о нем (о фильтре) мы сегодня в своей статье и расскажем. Но прежде чем перейти к этой теме давайте вместе окунемся в историю.
Сажевые фильтры появились в начале 80-х годов, они устанавливались на мощные внедорожники. Далее эти фильтры стали уже появляться и на грузовых дизельных автомобилях. Начиная с 1987 года в США и в Европе установка сажевого фильтра стала обязательной, все в соответствии с экологическими нормами принятыми в то время.
По прошедшию времени оснащение сажевым фильтром также стало обязательным. В наше время и в наши дни это уже стало мировым стандартом основных экологических норм.
Сажевый фильтр прежде всего предназначается, для снижения уровня загрязняющих веществ в выхлопе автомобиля. Именно поэтому на автомобилях, где не стоит этот сажевый фильтр, из-за твердых частиц продуктов сгорания дизельного из выхлопной трубы машины выходит в атмосферу (валит клубами) черный и неприятный дым.
Современные сажевые фильтры умело справляются с очисткой выхлопных газов при работе дизельного двигателя. Именно теперь, особенно в последние годы, новые дизельные автомашины не дымят и не выпускают черный дым в нашу атмосферу.
Обратите свое внимание на рисунок, расположенный в начале статьи, где изображен сажевый фильтр установленный на автомобиле Audi A8 3.0 TDI.
Благодаря инновационной технологии данный фильтр помогает очищать выхлоп из двигателя, он в итоге ни чем не отличается от того выхлопа, который происходит от бензинового мотора (по содержанию тех твердых и вредных частиц).
Несмотря на свой внешний вид, данный сажевый фильтр выполняет очень важную задачу
Этот элемент в автомобиле играет очень важное значение. К нашему сожалению, не смотря на его приличную стоимость, это всего-навсего обычный «расходник», который периодически приходится (надо) менять. Традиционно принято, если ваш автомобиль находится на гарантии, то при необходимости вам обязательно предложат поменять сажевый фильтр.
Сроки службы сажевого фильтра могут варьироваться, в зависимости от условий эксплуатации автомобиля, от его пробега и т.п. условий. К примеру, если владелец автомобиля делает довольно частые но короткие поездки, то сажевый фильтр может выйти из строя на много быстрее, чем это ожидается. И к тому же, если автотранспортное средство частенько используется (эксплуатируется) на низких скоростях например, в городе, то система очистки выхлопных газов не сможет эффективно регенерировать удаление накопившейся сажи, которую собирала в себе система фильтрации.
Как правило, сам железный корпус DPF скрывает в себе сложную систему смеси твердых компонентов. Большая часть внутренностей сажевого фильтра представляет собой углеродные микросферы через которые и проходит выхлоп газов, они и оставляют в себе образующуюся сажу. Благодаря такой химической реакции от различных металлов, в которую вступают вредные твердые частицы, все продукты горения дизельного топлива обезвреживаются на 80%.
В последние годы многие автомобили стали оснащаться еще и системой рециркуляция выхлопных газов, которая влияет на потребление дизельного топлива, что естественно приводит к уменьшению в глобальном масштабе вредных выбросов в атмосферу в связи с уменьшением потребности в топливе.
С учетом того, что с 2016 года на территории Европы вводятся новые экологические требования (Евро-6) внимание к дизельным двигателям будет только возрастать. Скорее всего в ближайшие время многие автопроизводители представят публике свои новые технологии по очистке отработанных газов.
Стоит отметить, что недавно в Париже и в Лондоне приняли решение о запрете использования дизельных автомашин в самом городе, которое начнет действовать начиная с 2020 года. Но не смотря на такое решение нам кажется, что будущее у дизельных силовых агрегатов все-же есть. Ведь сам по себе этот двигатель надежен и эффективен, если его сравнивать с бензиновыми моторами. И не верьте никому, что в скором времени все дизельные моторы уйдут в прошлое (исчезнут).
Современный прогресс продолжает двигаться бешеными темпами и поэтому, развитие самой автопромышленности будет тоже развиваться очень быстрыми темпами, а это позволит автомобильным компаниям изобретать современные новейшие турбо-дизели и новые инновационные системы очистки.
Появление дизельного двигателя на массовом потребительском рынке заставило разработчиков таких моторов привести их к мировым экологическим стандартам. Дизельные двигатели должны эффективно бороться с отработавшими газами, задерживая опасные для выброса в атмосферу элементы. В ходе модернизации системы отработавших газов дизельных двигателей повсеместно начали устанавливаться сажевые фильтр DPF, которые эффективно очищают выхлоп. В ходе эксплуатации дизельного двигателя сажевый фильтр загрязняется и требует очистки или замены.
Оглавление:Что такое сажевый фильтр DPF: задача и принцип работы
Как можно понять из названия, задача сажевого фильтра - удерживать частички сажи при их появлении в выхлопе. В нем накапливается сажа, которая после дожигается, тем самым достигается менее вредный для окружающей среды выхлоп.
Принцип работы фильтра DPF в следующем:
- В фильтре накапливается сажа до критического момента, который зависит от разницы давления до фильтрующего элемента и после него;
- Когда данное давление отклоняется от нормы, то есть снижается пропускная способность фильтра, электронный блок управления двигателя получает об этом информацию и активирует режим дожигания накопившейся сажи;
Обратите внимание: В зависимости от производителя двигателя, процесс дожигания может активироваться при различных условиях. - Процесс дожигания происходит при повышенной частоте вращения коленчатого вала и усиленном впрыске топлива, команда на который подается блоком управления;
- Тем самым увеличивается температура выхлопных газов до значений, при которых происходит догорание сажи.
Несмотря на наличие режима догорания сажи, тем не менее, она может скапливаться в фильтре DPF и не сгорать. Особенно это актуально для водителей, которые редко эксплуатируют автомобиль при повышенных оборотах, передвигаясь, в основном, в городской черте.
Поскольку стоимость сажевого фильтра DPF достаточно высока, водителям нужно следить за этим элементов и своевременно его чистить, чтобы не столкнуться с необходимостью замены.
Причины засорения сажевого фильтра дизельного двигателя
Сажа - побочный продукт отработки дизельного топлива в цилиндрах двигателя. В выхлопных газах она представлена в консистенции мелкого порошка, который задерживается практически полностью сеткой сажевого фильтра.
При рабочем цикле в камере не сгорают частицы углеводородов, которые уходят в выхлоп. Из-за них начинаются образовываться смолистые отложения. Эта смола склеивает мелкие частицы сажи, что приводит к образованию нагара. В месте с сажей в данном нагаре присутствуют и другие элементы гарения дизельного топлива, а также сульфаты металла, возникающие в выхлопе из-за сгорания масла, попавшего в цилиндр.
Обратите внимание: Сульфаты металла являются продуктом сгорания присадок для топлива, содержащих металлические элементы. Особенно много металлосодержащих присадок находится в универсальных маслах, которые могут быть использованы для дизельных и бензиновых моторов. Это одна из причин, почему такие масла не рекомендуется применять на регулярной основе для дизелей.
Итогом описанных выше процессов становится образование сажевого нагара с частицами других элементов, которые оседают на фильтре и не сгорают в режиме догорания сажи.
От чего зависит срок службы сажевого фильтра
В зависимости от того, насколько внимательно подходит владелец автомобиля к вопросу засорения сажевого фильтра, напрямую коррелируется срок службы элемента. Также на срок службы влияет количество активации режимов догорания сажи. Чем чаще двигатель автомобиля активирует режим догорания сажи, тем меньше прослужит сажевый фильтр.
Специалисты рекомендуют для повышения срока службы сажевого фильтра, особенно если автомобиль с дизельным двигателем эксплуатируется в пределах города, на каждом ТО проводить чистку данного элемента. Особенно важно это делать, если имеют место быть неполадки в работе двигателя, которые могут привести к образованию массового нагара на фильтрующем элементе.
Обратите внимание: Чистый сажевый фильтр эффективен и с экономической точки зрения. Если фильтр загрязнен, снижается мощность двигателя, из-за чего повышается расход мотора для движения автомобиля с прежней динамикой.
Повысить срок службы сажевого фильтра возможно, если использовать специальные присадки для дизельного топлива.
В автомобильных магазинах можно найти присадки, которые нацелены на снижение количества образуемого нагара в результате работы мотора. Это достигается за счет максимального сгорания топлива в цилиндрах двигателя, что приводит к уменьшению количества сажи в выхлопных газах. Использовать такую присадку рекомендуется не реже, чем 1 раз в 3000 километров пробега автомобиля.
Также на процесс образования нагара на сажевом фильтре сильно влияет качество используемого топлива, поэтому нужно заправляться качественным дизелем, чтобы максимально продлить срок службы данного элемента.
Как очистить сажевый фильтр DPF
Есть два основных способа очистки сажевого фильтра DPF от образовавшегося нагара. Первый подразумевает необходимость снятия фильтрующего элемента с автомобиля, а второй предполагает выполнение действий прямо на автомобиле. Оба способа имеют свои преимущества и недостатки, поэтому рассмотрим их отдельно.
Очистка сажевого фильтра со снятием
Сложность данного способа заключается в необходимости демонтажа сажевого фильтра дизельного двигателя, а также в продолжительности процедуры. В среднем, на очистку фильтра потребуется около 8 часов.
Для очистки используются специальные жидкости промывки сажевого фильтра, которые можно приобрести в автомобильных магазинов. Лучше выбирать составы проверенных брендов, таких как Luffe, Pro-tec, Liqui Moly и подобные. Данные жидкости представляют собой составы нефтяных компонентов и различных присадок, которые способны растворить сажевый нагар. Поставляются жидкости в 5-литровых канистрах, в среднем, на одну промывку потребуется вся канистра. Канистры сверху могут иметь место для крепления шланга, некоторые из них имеют шланг в комплекте. Шланг позволяет удобнее наполнить сажевый фильтр жидкостью для промывки.
Корпус снятого сажевого фильтра нужно заполнить жидкостью для промывки полностью и оставить на время, указанное в инструкции по применению состава (около 8 часов). После этого достаточно промыть фильтр струей воды, чтобы смыть остатки грязи, а также остатки средства для очистки.
Обратите внимание: К вопросу промывки водой нужно подойти серьезно, поскольку средство для очистки горючее и может воспламениться при поступлении выхлопных газов.
После промывки сажевого фильтра водой остается его подсушить и установить на место.
Очистка сажевого фильтра без снятия
Способ промывки сажевого фильтра без снятия более быстрый, поскольку работы ведутся непосредственно на автомобиле. Конструктивные особенности фильтра позволяют подать жидкость для очистки через отверстие для установки датчика давления или температуры, предварительно их сняв.
Важно отметить, что для очистки сажевого фильтра без снятия используется другой состав. Связано это с тем, что работы ведутся прямо на автомобиле, и нет возможности убедиться, что полностью нефтепродукты будут удалены из сажевого фильтра. Поэтому для очистки используется состав на водно-щелочной основе. со смывающей жидкостью. Жидкость позволит после очистки нейтрализовать оставшуюся щелочь.
Для промывки сажевого фильтра без снятия потребуется обзавестись пистолетом-распылителем.
Обратите внимание: Также можно найти изначально жидкости для промывки в аэрозольных баллончиках. Для эффективного использования жидкости в баллончике обязательно ознакомьтесь с инструкцией к ней.
Перед промывкой сажевого фильтра двигатель автомобиля нужно обязательно прогреть, после чего необходимо дождаться пока в фильтрующем элементе установится температура около 40 градусов по Цельсию. Это необходимо сделать для повышения эффективности работы щелочного состава.
Распыление состава на сажевый фильтр происходит под давлением около 8 бар. При этом процесс распыления должен быть интервальным: 10 секунд жидкость впрыскивается, потом 10 секунд нужно подождать перед впрыском новой дозы. Таким образом потребуется ввести около 1 литра жидкости для чистки. При этом важно также вращать и перемещать распылительный зонд, чтобы очистить сажевый фильтр целиком. После того как промывка щелочным составом проведена, аналогичным образом распыляется чистая вода.
После выполнения работ по очистке сажевого фильтра жидкостными средствами рекомендуется провести процедуру дожига остатков сажи, путем эксплуатации автомобиля при повышенных оборотах на протяжении 20-30 минут.
Стандарты экологической безопасности (Евро 3 и выше) требуют фильтрации выхлопа автомобилей с дизельными двигателями. Для соответствия этим стандартам производители автомобилей используют специальное устройство под названием сажевый фильтр. В данной статье мы расскажем о том, что такое сажевый фильтр, как он устроен и как работает.
Как выглядит сажевый фильтр на дизеле.
В процессе работы дизельного двигателя соответствующее топливо сгорает не полностью, образуя твердые частицы в диапазоне размеров между 10 нм и 1 мкм. Твердые частицы сажи относятся к загрязнителям 3-го класса опасности.
При контакте с человеческим организмом они провоцируют обострение респираторных заболеваний и рак кожи, а в окружающей среде нарушают климатические условия. Так, дожди по выходным дням в больших городах происходят, в частности, из-за того, что капли воды в атмосфере образуются вокруг сажевых частиц.
Наличие сажевого фильтра сокращает содержание твердых частиц в выхлопе на 80-90%. Однако за такой результат приходится платить технологической сложностью и высокой стоимостью системы. Рассмотрим её конструкцию и принцип работы ближе.
Как устроен сажевый фильтр
Существует несколько типов фильтрующих систем:
- DPF (Diesel Particulate Filter)
- FAP (Filter a Particules)
- RPF (RussPartikelFilter)
Они обладают некоторыми отличиями принципов работы. Так, системы FAP и RPF требуют использования специальных топливных присадок, которые связывают твердые частицы. С этим обстоятельством связана более сложная конструкция (наличие бачка для присадки) и, соответственно, повышенная стоимость эксплуатации ввиду необходимости восполнения присадки. Фильтры DPF не нуждаются в применении присадок.
Усредненная конструкция сажевого фильтра включает в себя:
- ЭБУ (электронный блок управления).
- Подключенные к нему датчики давления и температуры на входе и выходе фильтра.
- Блок катализатора.
- Собственно металлокерамический фильтр.
Модели, предназначенные для использования топливных присадок, также снабжаются бачком для хранения используемой жидкости и форсунками для её впрыска в топливный бак или в пространство между катализатором и фильтром.
Катализатор и фильтр, как правило, снабжаются сообщающимися корпусами. Некоторые модели используют специальный сажевый фильтр с каталитическим покрытием, что исключает необходимость в отдельном блоке катализатора.
Принцип работы сажевого фильтра
Из двигателя выхлопные газы поступают в выпускную систему, проходит через ячеистый катализатор и попадает в сажевый фильтр. В металлическом корпусе этого элемента конструкции размещена керамическая фильтрующая структура с множеством глухих канальцев, крипт.
На их стенках и оседают частицы сажи, а остальные компоненты в газообразном состоянии продолжают путь по выпускной системе, проходя через материал фильтра путем диффузии. Это основной режим работы – фильтрация.
Регенерация сажевого фильтра
В процессе эксплуатации крипты фильтра быстро забиваются сажей. Менять его каждые 600 – 2000 км пробега было бы нецелесообразно, поэтому в фильтрах предусмотрены циклы регенерации.
ЭБУ считывает показатели дифференциального давления и/или температуры на входе и выходе узла выпускной системы. Когда разница показателей достигает определенного уровня, система «понимает», что фильтр забит, и активирует процесс регенерации. Процесс регенерации возможен только в определенных условиях: необходимая температура двигателя (не менее 80 0 С), скорость (не менее 80 км/ч), время (от 2 до 15 минут). Если такие условия не возникают, процесс, так называемой, спонтанной регенерации невозможен. Именно поэтому фильтры авто, которые перемещаются преимущественно в черте города, забивается быстрее.
Регенерация фильтра заключается в выжигании накопившейся сажи. В зависимости от модели это происходит при помощи электрического нагревательного элемента или путем впрыска определенных порций топлива в выпускную систему. Во время регенерации фильтр разогревается до значительной температуры (700 0 С и более), поэтому и возможен только в указанных выше условиях.
Существует процедура принудительной регенерации, которая выполняется на специальных стендах в сервисных центрах, но ввиду значительных температур прибегать к ней опасно и не многие СЦ готовы пойти на это. Нужно отметить, что промывка фильтров не является альтернативой регенерации. Если штатная спонтанная регенерация уже не способна избавить от осевшей сажи, значит, пора менять или удалять фильтр.
Всем известно, что 70-е года прошлого столетия ознаменованы увеличением борцов за чистоту окружающей среды. Ведь автомобилей на дорогах с каждым годом становится очень много и все они не на шутку загрязняют атмосферу планеты. Что касается бензинового мотора, то для чистоты его выхлопных газов был разработан специальный каталитический нейтрализатор, а вот дизельный мотор, работающий по другому принципу, нуждается в соответствующем очищении от большого количества сажи. Для этого был придуман сажевый фильтр на дизеле. Постараемся разобраться, что это такое.
Прежде чем разобраться в том, что это такое, необходимо обратиться к главному – принципу воспламенения смеси дизельного двигателя. Ведь для того, чтобы поджечь бензин применяются специальные свечи зажигания, которых у дизеля нет. Солярка воспламеняется благодаря повышенному давлению, которое вызывает нагрев смеси, и, как следствие, его воспламенение . Из-за этого, перед разработчиками стоит задача немного иной схемы очистки выхлопных газов от вредных примесей.
Сажевый фильтр – это устройство, которое предназначено для очистки отработанных газов дизельного двигателя.
Данное приспособление позволяет снизить содержание сажи в выхлопных газах примерно на 90 процентов. Изначально, в 2001 году, сажевый фильтр применялся только на тяжелых грузовиках, которые потребляли очень много солярки, а позднее, когда наступил 2009 год, была введена соответствующая норма Евро-5, которая обязывала все дизельные мотор комплектовать соответствующими очищающими устройствами.
Принцип работы
В целом, работа такого фильтра, практически не отличается от задачи обычного катализатора. Исключением является то, что он предназначен для улавливания сажи, а не вредных веществ. К тому же, все это выполняется не в одно, а несколько действий:
- Захват сажи . Крупные фракции оседают на специальных ячейках, которые имеют очень малые размеры. Более мелкие частицы, которые составляют всего 10 процентов, проходят через эти малые каналы. Со временем, количество сажи, которое оседает на ячейках в таких количествах, что мощность мотора падает, так как газам становится труднее пробиваться через узкие стенки устройства. Из-за этого, фильтр нужно подвергать очистке или «регенерации».
- Регенерация . Это очень сложный процесс, который выполняется несколькими способами, что зависит от компании-производителя. Тем не менее, вся его суть сводится к тому, чтобы очистить сажевый фильтр от излишков сажи. Постараемся рассмотреть его как можно подробнее.
Чтобы описать весь процесс очистки, вначале мы расскажем вам, как производится очистка самих выхлопных газов . Суть в том, что такой фильтр, к примеру, как у Фольксвагена, может совмещать сразу два устройства – ячейки для очистки сажи и сам катализатор. Суть в том, что посередине фильтра устанавливаются ячейки, улавливающие крупные частицы грязи, а сами стенки изнутри обработаны титаном, который способствует практически полному догоранию неиспользованных частиц.
Вы неслучайно узнали о том, что в фильтре применяется каталитический нейтрализатор. Суть его работы ограничивается не только очисткой выхлопных газов, но еще хорошему разогреву всего фильтра в целом . Таким образом, частицы сажи начинают сильно перегреваться, что вызывает их горение. А значит, они становятся меньше и уходят вместе с остальными частицами дальше по выхлопной трубе.
Исходя из этого, можно сделать соответствующий вывод о том, что сажевый фильтр в дизельном двигателе выполняет сразу две полезные функции по очистке выхлопных газов.
Главным условием регенерации является продолжительная поездка по трассе . Если передвигаться на небольшие дистанции, то катализатор не сможет разогреть корпус до 650 градусов Цельсия, а значит, фильтр будет забиваться сильнее, а мощность мотора продолжит свое снижение.
Французские автомобильные конструкторы разработали другой способ очистки фильтра от сажи. Для этого они установили бачок со специальной присадкой, которая раз в несколько километров впрыскивается в выхлопную систему и обеспечивает сгорание сажи. Управление системой осуществляется при помощи специальной программы, заложенной в прошивку ЭБУ.
Вот так работает сажевый фильтр на дизельных автомобилях. Желаем вам удачи на дорогах!
Хотя сажевые фильтры, которыми оснащаются дизельные автомобили, доказали высокую эффективность в борьбе с выбросами канцерогенной сажи в окружающую среду, познать на своих нервах и кошельках, чего стоит обратная сторона этой экологической медали, смогли многие белорусские любители дизелей.
Проблемы, создаваемые сажевым фильтром, и дороговизна их устранения входят в число основных причин, побуждающих некоторых покупателей автомобилей повернуться спиной к дизелям и обратить внимание на их бензиновую альтернативу, пусть она и обещает более высокие затраты на топливное содержание транспортного средства.
Нельзя сказать, что бензиновые двигатели не коптят вовсе, но содержание сажи, или, другими словами, твердых частиц, в компонентном составе отработавших газов бензиновых моторов составляет ничтожную долю по сравнению с тем, как сажей "облагораживают" атмосферу дизели.
Это и сделало сажевый фильтр специфической принадлежностью дизельных автомобилей, которые с 2004 года перестали удовлетворять законодательным ограничениям выбросов сажи в окружающую среду.
Однако, как известно, все течет, все меняется. Как изменяются экологические стандарты, тоже известно: они становятся строже, в частности в 2009 году к требованиям к составу выхлопа бензиновых двигателей добавилось предельное значение массового содержания твердых частиц. Через 5 лет стандарт стал жестче, что, впрочем, не изменило ситуацию - бензиновые моторы по выбросу сажи продолжали отвечать требованиям экологических норм без применения в них дополнительных устройств, очищающих отработавшие газы от твердых частиц.
Лишь когда в прошлом году вступили в силу новые нормы, ужавшие для бензиновых двигателей предельное значение количества твердых частиц в 10 раз по сравнению с редакцией стандарта 2014 года, стало понятно, что без сажевого фильтра бензиновые моторы обойтись не смогут. Как ни крути, а придется им пойти той же дорогой, которую полтора десятка лет назад проторили дизели.
В принципе бензиновые двигатели способны были безболезненно преодолеть и тот законодательный порог, который был установлен в 2017 году, если бы не повсеместно внедряемая технология непосредственного впрыска бензина. По сравнению с устаревшими моторами с распределенным впрыском "прямовпрыснутые" двигатели обеспечивают более высокую эффективную мощность, более низкий расход топлива и даже меньшее содержание в выхлопе вредных компонентов, за исключением сажи.
Преимущества явно перевешивают казус с выбросом сажи. Управа на нее известна - сажевый фильтр. Но это значит, что рано или поздно пользователям бензиновых машин тоже придется искать управу на распоясавшийся "сажевик" и вспоминать о двигателях с распределенным впрыском с той же ностальгией, с которой дизелисты со стажем сейчас вспоминают о неприхотливых, выносливых, всеядных и априори не имеющих сажевых фильтров вихрекамерных моторах.
Но, может быть, не так страшен черт, как его малюют? На первый взгляд страшен, ибо по устройству бензиновый сажевый фильтр принципиально не отличается от дизельного. Но разве он должен отличаться, если конструкция, технология производства и алгоритмы работы таких фильтров давно отработаны на дизелях?
В основе конструкции такой же, как в дизельных сажевых фильтрах, керамический блок, пронизанный множеством тонких каналов, по которым циркулируют выхлопные газы. Концы каналов заглушены, но боковые стенки пористые. В зависимости от того, с какого края канал заглушен, он может быть впускным или выпускным. Поскольку каналы заглушены с разных сторон попеременно через один, в керамическом блоке располагаются впускные и выпускные каналы в шахматном порядке.
Из-за того что впускной канал заканчивается заглушкой, попавшим в него отработавшим газам, движущимся от двигателя, некуда деваться, кроме как просачиваться сквозь стенки в соседние выпускные каналы, заглушенные со стороны силового агрегата и открытые со стороны выхлопной системы. Газы просачиваются - сажа остается во впускном канале.
При температуре свыше 550°С либо при более низкой температуре при условии добавления специальной присадки сажа сгорает без остатка. Это свойство сажи используется для уничтожения ее накоплений в сажевом фильтре. Дизелисты знают, что процесс очистки фильтра от сажи называется регенерацией. Теперь к этому словечку придется привыкать владельцам бензиновых машин. Регенерация может быть пассивной, активной или принудительной, если проводится в условиях сервисного предприятия.
Пассивная регенерация осуществляется без каких-либо мер со стороны блока управления двигателем во время движения автомобиля. Необходимо только, чтобы температура сажевого фильтра достигла требуемого уровня, чего, к слову, добиться от бензинового двигателя гораздо легче, чем от дизеля. Это хорошо, так как при достаточно продолжительных поездках немалую часть времени в фильтре будет происходить пассивная регенерация. Так утверждают разработчики бензиновых сажевых фильтров, а нам не остается ничего другого, как с ними соглашаться.
Однако для регенерации требуется еще и достаточное количество кислорода. А вот это плохо, потому что в отличие от дизелей, в которых сгорание всегда происходит с избытком воздуха, в бензиновых моторах с наличием свободного кислорода в выхлопе хроническая "напряженка", за исключением режима принудительного холостого хода (торможения двигателем). С помощью каких мероприятий будет решаться этот вопрос, пока ясности нет, хотя сажевыми фильтрами штатно уже оборудуются не только элитные Mercedes-Benz S500, но и некоторые народные "вагены" с моторами 1.4 TSI.
Поскольку в ходе эксплуатации автомобиля, несмотря на пассивную регенерацию, сажа в фильтре постепенно накапливается, возникает необходимость в активной регенерации. Она включается блоком управления по информации датчиков давления, размещенных до и после сажевого фильтра. Сравнение сигналов датчиков позволяет блоку управления распознать степень засоренности фильтра.
Но и тут снова на руку бензиновым двигателям то, что в них проще добиться разогрева сажевого фильтра до температуры, необходимой для выгорания сажи. Не нужен дополнительный впрыск топлива, которое затем догорает в выхлопном тракте, как в системах Diesel Particular Filter (DPF), применяемых, например, на дизелях Volkswagen. И тем более не требуется добавления в топливо специальной присадки, как в системе Filtre a Particules (FAP) от Peugeot и Citroёn. Достаточно увеличить частоту вращения коленчатого вала и дезактивировать системы Стоп/Старт и отключения цилиндров как способные помешать активной регенерации, если они, разумеется, вообще предусмотрены в конкретном автомобиле.
Примечательно, что, например, водитель Volkswagen с мотором 1.4 TSI только по этим признакам и сможет определить, что в сажевом фильтре происходит процесс активной регенерации, поскольку никаких сигналов на приборном щитке появляться не должно.
Сажевый_фильтр_06
И только когда помехой регенерации окажутся условия эксплуатации, блок управления, высветив на приборном щитке соответствующий транспарант, "пригласит" водителя совершить регенерационную поездку. Поскольку короткие поездки и езда по городу в холодное время года не способствуют регенерации, автомобилю придется покинуть городскую черту и продолжить движение по трассе с оговоренной в инструкции скоростью на определенной, но не высшей передаче. Тем не менее перечень того, что надо соблюсти, чтобы успешно осуществить активную регенерацию, не столь строг, как у дизеля. И это тоже хорошо.
Если водитель будет упорно игнорировать приглашения на регенерационную поездку, сажевый фильтр начинает переполняться. В этом случае блок управления зажжет не только контрольную лампу сажевого фильтра, но и Check engine, а также искусственно уменьшит мощность двигателя, или, говоря проще, переведет его на работу в аварийном режиме. После этого помочь сажевому фильтру очиститься может только принудительная регенерация на СТО.
Однако главное состоит в том, что чрезмерное количество сажи появляется в выхлопе двигателей с непосредственным впрыском бензина в основном лишь во время холодного запуска и наблюдается некоторое время после него. Продолжительность этого периода зависит от температуры окружающего воздуха, в то время как дизели с той или иной интенсивностью коптят практически всегда, пока работают. Это значит, что засоряться бензиновый сажевый фильтр должен с гораздо меньшей скоростью, чем дизельный, а поскольку он еще и лучше поддается регенерации, прежде всего пассивной, то и срок службы этого устройства до его необратимой неисправности, вынуждающей владельца ломать голову, что с фильтром сделать, должен быть дольше.
Где наблюдается паритет, так это в отношении засорения золой. В отличие от сажи, появляющейся в результате неполного сгорания топлива, это остатки присадок, добавляемых к базовой основе моторного масла, которые сгорели вместе с маслом в цилиндрах двигателя. Зола, будучи неорганической по природе, не только имеет другой - рыжий - цвет, но и не может выгорать, из-за чего постоянно накапливается в фильтре и забивает каналы в рабочем керамическом элементе. Чтобы зола преждевременно не вывела сажевый фильтр из строя в бензиновых двигателях автомобилей, оборудованных этим устройством, точно так же, как в дизелях, должны применяться специальные малозольные, или, как их еще называют, низкозольные, масла (low ash).
Разумеется, все это теория. Поживем - увидим, надо ли относиться к бензиновым сажевым фильтрам с той же настороженностью, как и к их дизельным "коллегам", или это на самом деле гораздо более безобидное устройство, с которым можно будет без ущерба для содержимого кошелька долгое время мирно сосуществовать.