Сажевый фильтр в дизельных авто: как избежать его дорогостоящей замены

Сажевый фильтр стал использоваться в системе выхлопа дизельных двигателей после принятия требований Евро-5 (ставился на части двигателей с соответствием Евро-4). В выхлопе любого ДВС всегда содержится мелкодисперсная взвесь частиц углерода, которая оседает внутри фильтра. Причина появления – неполное сгорание топлива из-за неравномерного содержания кислорода по объему цилиндра. Содержание твердых частиц в выхлопе дизельного двигателя выше из-з специфики работы, при этом частицы углерода есть и в отработавших газах бензиновых двигателей.

Фильтр представляет собой металлический корпус со вставкой, в которой имеется множество лабиринтных каналов. Благодаря наличию датчиков блок управления оценивает наполненность фильтра и автоматически запускает цикл регенерации. За счет подачи избыточного топлива или специальной присадки увеличивается температура отработавших газов, что способствует дожиганию сажи до углекислого газа. Сажевый фильтр также используется на бензиновых двигателях, соответствующих стандарту Евро-6.

Наиболее распространенный вариант сажевого фильтра – DPF, который приставляет собой секцию из карбида кремния с лабиринтными мелкими каналами. Поверхность каналов покрыта составом из оксида алюминия и окиси церия., поверх которого нанесен слой катализатора (платины). Церий используется с целью снижения температуры вспышки сажи и одновременно улучшает процесс окисления. В щитке приборов имеется контрольная лампа, которая включается при критическом загрязнении фильтра.

Несколько реже встречаются фильтры, изготовленные по технологии FAP и требующие для запуска процедуры регенерации введения в топливо присадки. При сгорании топлива присадка попадет в фильтр и в определенный момент участвует в процессе дожигания сажи.

Фильтры DPF запускают процедуру регенерации самостоятельно при условии достижения заданной температуры отработавших газов. Очистка происходит при движении по трассе, по этой причине при постоянной городской эксплуатации автомобиля необходимы периодические выезды на трассу. При температуре газов +350°…+500°С происходит соединение частиц сажи с двуокисью азота, после цепочки реакций на выходе образуется двуокись азота и углерода. Первичный процесс получения двуокиси азота, необходимой для связывания частиц сажи, идет над поверхностью слоя платины, выступающей катализатором реакции.

При активной регенерации система впрыска топлива обеспечивает дополнительную подачу горючего, которое выбрасывается из цилиндра с выхлопными газами и окисляется в каталитическом нейтрализаторе (установлен до сажевого фильтра). За счет процесса окисления происходит дополнительный нагрев отработавших газов, что позволяет запустить процесс регенерации. Одновременно регулируется работа системы наддува, что делает процесс активной регенерации незаметным для водителя.

При использовании для регенерации присадки (FAP-фильтр) достигается снижение температуры воспламенения сажи, что позволяет очищать фильтр в любых условиях эксплуатации. При этом процесс повторяется достаточно часто (через каждые 500-700 км) и занимает около 5-7 минут. Присадка затягивается в бак из отдельной емкости автоматически – в среднем 1 л присадки уходит на 2800-3000 л топлива. Присадка содержит церий, оседает на поверхности фильтра вместе с сажей. Для активации процедуры дожигания требуется дополнительная подача топлива – по полной аналогии с процессом очистки DPF-фильтра. Существуют разновидности фильтров FAP с регенерацией без использования специальных присадок.

Включение лампы сажевого фильтра указывает на необходимость прожига либо неисправность системы улавливания сажи. Процедура очистки стартует автоматически, для ускорения процесса есть смысл выехать на загородную трассу и проехать на высокой скорости несколько десятков километров. Необратимый выход из строя сажевого фильтра является следствием износа, в российских условиях систему улавливания сажи просто вырезают в ущерб экологии.