Сажевый фильтр

Добавил(а) Autolub   
10.07.12 20:12

Как известно, при работе моторов в атмосферный воздух выбрасываются вредные соединения. Одним из компонентов выхлопа, который появляется при работе дизеля, является сажа. Она представляет собой микроскопические частицы с углеродистым ядром и оксидами металлов, углеводородными соединениями и серой, адсорбированных на нем. Сажеобразование зависит от качества и полноты сгорания горючего в двигателе.

Современные дизельные моторы обеспечивают достаточно качественное сгорание. Особенно это касается агрегатов, оборудованных насос-форсунками. Однако, выбросы сажи присутствуют. Благодаря высокому давлению впрыска и соответствующей мелкости распыла горючего, не получается обеспечить достаточного измельчения сажевых частиц. Кроме того, исследования довели, что размер этих частиц не имеет зависимости от типа дизеля. Они одинаковы и у выхревых агрегатов, и в моторов с Common Rail и оснащенных насос-форсунками. Поэтому с 2004 года автопроизводители стали комплектовать дизельные модели авто сажевыми фильтрами. С 2009 года сажевый фильтр является обязательным.

Сажевый фильтр уменьшает количество выбрасываемых частиц сажи с выхлопными газами. Степень снижения достигает 80-100 %. Некоторые конструкции предусматривают монтаж этой делали отдельно в составе выпускной системы, а другие объединяют ее с каталитическим нейтрализатором. Последнюю схему успешно использует концерн Volkswagen.

Сажевый фильтр выполняет две основные функции. Первая – фильтрация выхлопа с целью отсеивания сажевых частиц и их оседания на стенках узла. Фильтрация может уловить до 95 % частиц. Остальные 5% - это очень мелкие частицы – имеющие диаметр 0,1-1 мкм. Стоит отметить, что они являются очень опасными.

Вторая функция – это регенерация, то есть очистка от скопившейся на стенках сажи. Ведь она препятствует проходу выхлопных газов, снижая тем самым мощностные характеристики агрегата. Существует два способа регенерации сажи, повлекшие за собой два типа фильтров.

Первый – фильтр, имеющий каталитическое покрытие. Он размещается сразу после выпускного коллектора, поближе к силовому агрегату. Это обеспечивает максимальную температуру выхлопа, проходящего через фильтр. Основа конструкции такого типа – это керамическая матрица. Ее материал – это обычно карбид кремния. Структура матрицы ячеистая, содержащая множество мелких каналов, которые поочередно закрыты то с одного, то с другого бока. Стенки же каналов пористые. Это дает возможность использовать их как фильтр. Они покрыты тонким слоем титанового напыления, являющегося катализатором. Сама матрица находится в металлическом корпусе.

Выхлопные газы, проходя через сажевый фильтр, оставляют на стенках матрицы частицы сажи. Находящийся на них катализатор обеспечивает их окисление. Стоит отметить, что сажевые фильтры с каталитическим покрытием могут иметь пассивную и активную регенерацию.

Первая происходит непрерывно при температуре 350-500 градусов, обеспечиваемой выхлопом и присутствием катализатора. При этом из оксидов азота под действием катализатора получается диоксид азота. Последний реагирует с сажей, являющейся углеродом, и образовывает тот же оксид азота и угарный газ. Последние реагируют с кислородом. Выходит углекислый газ и диоксид азота.

Активная регенерация является принудительной. При небольшой нагрузке и в других режимах работы мотора, температура выхлопа не очень велика. Поэтому пассивная регенерация проходить не может. При помощи системы управления агрегатом создается температура 600-650 градусов, что обеспечивает сгорание сажи. В итоге выходит углекислый газ.

Для управления активной регенерацией система управления мотором использует четыре датчика: температуры выхлопа до фильтра, после фильтра, расходомер воздуха и перепада давления в самом сажевом фильтре. Получая сигналы от вышеупомянутых датчиков, ЭБУ двигателя впрыскивает дополнительную порцию горючего в камеру сгорания. также уменьшается подача воздуха и рециркуляция выхлопных газов. Это обеспечивает увеличение температуры выхлопа до нужных значений. Как упоминалось выше, сажевые фильтры с пассивной регенерацией широко применяются концерном Volkswagen.

Второй тип – с автоматической регенерацией. Такой узел монтируется после каталитического нейтрализатора. Сажа регенерируется путем добавления в горючее присадок, способствующих повышению температуры выхлопа.

После заполнения сажевого фильтра собранной сажей, система управления мотором автоматически впрыскивает в топливо специальное вещество с большой массовой долей церия. Последний, сгорая выделяет много тепловой энергии. Впрыскивание присадки происходит неоднократно, руководствуясь сигналами ЭБУ двигателя. Первый впрыск происходит на такте впрыска горючего. Это увеличивает температуру выхлопа, позволяющую разогреть матрицу сажевого фильтра до 700 градусов.

Когда вышеуказанная температура достигнута, происходит впрыск присадки на такте выпуска выхлопных газов. При этом церий не сгорает, а попадает с выхлопом в матрицу сажевого фильтра. Попадая на горячую поверхность, церий и топливо загораются. Температура их горения может достигать 1000 градусов. Это дает возможность полного сгорания сажи, находящейся на стенках сажевого фильтра. Интересно, что даже при такой высокой температуре не случается разрушения матрицы. Она рассчитана на такой режим работы.

Для хранения присадки, содержащей церий, двигатель имеет специальный резервуар. Его полной заправки достаточно для работы дизеля, равной пробегу 80 тыс. км. Стоит отметить, что преимуществом сажевого фильтра с автоматической регенерацией является его нечувствительность к качеству горючего. Правда, если оно низкокачественное, то расход церийсодержащей присадки будет больше. Такая конструкция сажевого фильтра была изобретена конструкторами концерна Peugeot-Citroen, но применяется и другими производителями дизелей, такими как Toyota и Ford.

Поделитесь информацией с друзьями:

Комментарии
Добавить новый Поиск
Оставить комментарий
Имя:
Email:
 
Тема:
 
:D:):(:0:shock::confused:8):lol::x:P:oops::cry:
:evil::twisted::roll::wink::!::?::idea::arrow:
 
Пожалуйста, введите проверочный код, который Вы видите на картинке.

Похожие статьи:

 

Поиск по сайту

Люблю почитать