Что такое сажевый фильтр? Теория

Фильтры твердых частиц (сажевые фильтры DPF/ FAP)

Euro 4 и Euro 5: в районе 2005, а затем 2010 годов новые экологические нормы Европейского союза будут предъявлять все более и более строгие требования к различным игрокам автомобильной промышленности. Фильтры твердых частиц (PF) являются одним из путей сокращения эмиссии твердых частиц из дизельных двигателей до уровня, требуемого этими строгими стандартами.

Эти фильтры устанавливаются на выхлопную магистраль транспортного средства и играют две роли: во-первых, они перехватывают и удерживают частицы сажи, содержащиеся в выхлопных газах. Когда количество сажи достигает заданного уровня, датчик включает систему регенерации фильтра, и сажа устраняется.

Компьютер управляет процессом впрыска топлива таким образом, что частично-несгоревшему топливу позволяют течь через выхлопную магистраль к фильтру, где катализаторы и высокие температуры помогают сжигать топливо, окончательно разрушая накопленные частицы. Фильтры делают это автоматически каждые 300 - 800 км в зависимости от эксплуатации транспортного средства. Эта операция занимает приблизительно пятнадцать минут и потребляет всего на два или три процента больше топлива, чем обычно.

Компания Renault изучает также другие технологии и скоро выпустит в широкую продажу так называемый «самовосстанавливающийся каталитический фильтр твердых частиц». Этот фильтр частиц, торжественно представленный на последнем Женевском Автосалоне, показывает очень высокую эффективность. Он разрушает 90 % захваченных частиц, а срок его эксплуатации значительно превышает срок эксплуатации любой из других существующих моделей.

На размещенной ниже иллюстрации показаны основные компоненты фильтра твердых частиц выхлопа дизельных двигателей:

Приборы панели управления Панель управления силовым агрегатом Бак с топливной смесью Датчик уровня горючей смеси в баке Деталь фильтра насоса топливной смеси Топливный бак Дизельный двигатель Датчик температуры турбины

Турбина Лямбда-зонд Окислительный катализатор Датчик температуры фильтра дизельного двигателя Фильтр твердых частиц выхлопа дизельных двигателей Датчик давления выхлопных газов Глушитель Измеритель массы воздуха

Матрица сажевого фильтра представляет собою ячеистую структуру из керамики на базе карбида кремния. Керамическая матрица заключена в металлический корпус. Она пронизана множеством параллельно расположенных каналов малого сеченья, закрытых попеременно с одной или другой стороны. Поэтому различают впускные и выпускные каналы, разделенные между собой фильтрующими стенками.

Фильтр DPF не обслуживаемая деталь, однако существуют некоторые тонкости, позволяющие избежать замены сажевого фильтра.

Фильтрующие стенки состоят из пористого карбида кремния. Они покрыты смесью оксидов алюминия и церия, выполняющих функцию подложки для катализатора, в качестве которого используется благородный металл — платина. Катализатор — это вещество, которое способствует протеканию химической реакции, но само при этом не изменяется и новых соединений не образует.

Так как каналы фильтра закрыты попеременно со стороны впуска и выпуска, содержащие частицы сажи газы вынуждены проходить через пористые стенки из карбида кремния. При этом частицы сажи задерживаются во впускных каналах, а газ свободно проходит через поры стенок каналов.

/источник TDI Service — ремонт Фольксваген и Ауди в Москве./