Сажевый фильтр - DPF (Diesel Particulate Filter)

Сажевый фильтр

Сажевый фильтр применяется сегодня повсеместно и стоит на всех дизельных двигателях в автомобилях VAG включая Шкода Карок.

Сажевый фильтр состоит из монолитного ячеистого носителя из пористого карбида кремния, на который напыляется покрытие из титаната алюминия. В керамическом носителе имеется большое количество узких параллельных каналов. Каждый из этих каналов открыт с одной стороны и закрыт с другой, причём открытые и закрытые, например со стороны впуска, каналы чередуются «в шахматном порядке». Таким образом, открытые со стороны впуска каналы играют роль впускных, открытые со стороны выпуска — выпускных, а стенки, отделяющие одни каналы от других, играют роль фильтров. Фильтрующие стенки пористые и покрыты несущим слоем металлического оксида, например оксида алюминия. На этот несущий слой нанесён тонкий активный слой катализаторов – благородных металлов платины и палладия.

Обучающее видео: Конструкция сажевого фильтра разработки Volkswagen



Принцип действия

Отработавшие газы, содержащие сажевые частицы, пропускаются через пористые фильтрующие стенки входных каналов. При этом газы проходят через поры, а частицы сажи задерживаются во входных каналах.



Регенерация

Для того чтобы сажевый фильтр не забивался частицами сажи и не терял своих качеств, его нужно регулярно регенерировать. В процессе регенерации накопившиеся в фильтре частицы сажи сжигаются (окисляются).

Регенерация сажевого фильтра может быть нескольких видов:
• пассивная регенерация;
• фаза нагрева;
• активная регенерация;
• регенерация в ходе специальной регенерационной поездки, выполняемой клиентом;
• регенерация в условиях сервиса.

Пассивная регенерация

При пассивной регенерации частицы сажи постоянно сжигаются без участия системы управления двигателя. Это происходит, прежде всего, в режимах высокой нагрузки на двигатель. Такая высокая нагрузка имеет место, например, при поездке по автомагистрали с постоянной высокой скоростью. Температура ОГ при этом достигает 350–500 °C. Сажевые частицы вступают при таких температурах в химическую реакцию с диоксидом азота и преобразуются в диоксид углерода (углекислый газ).

Фаза нагрева

Когда окислительный нейтрализатор и сажевый фильтр ещё холодные, система управления двигателя выполняет два или три (в зависимости от конкретных условий) дополнительных впрыска топлива сразу после основного впрыска. Это делается для того, чтобы как можно быстрее вывести окислительный нейтрализатор и сажевый фильтр на их рабочие температуры.
Топливо, попадающее в цилиндры после основного впрыска, повышает температуру сгорания. Это дополнительное тепло с потоком отработавших газов достигает нейтрализатора и сажевого фильтра и нагревает их.
Фаза нагрева завершается, как только нейтрализатор и сажевый фильтр нагреваются до рабочей температуры и сохраняют её в течение определённого промежутка времени.

Активная регенерация

В большинстве режимов работы двигателя температура ОГ слишком мала для пассивной регенерации. Поскольку частицы сажи при этом не выгорают, они накапливаются в фильтре. Когда степень заполнения фильтра сажей достигает определённого значения, система управления двигателя запускает процедуру активной регенерации. Частицы сажи сжигаются при температуре ОГ 550–650 °C, превращаясь в углекислый газ.

Проведение активной регенерации

Степень заполнения сажевого фильтра рассчитывается блоком управления двигателя на основе двух заранее запрограммированных моделей заполнения.
Одна модель базируется на анализе используемого стиля вождения с учётом сигналов датчиков температуры ОГ и лямбда-зонда.
Другая модель оценивает степень заполнения сажевого фильтра на основании его внутреннего аэродинамического сопротивления. В этой модели заполнение фильтра определяется по сигналам датчика давления ОГ 1 G450 и датчика температуры ОГ, а также значению массового расхода ОГ, рассчитанному блоком управления двигателя.



Меры, принимаемые блоком управления двигателя для повышения температуры ОГ во время
активной регенерации:
• Уменьшение доступа воздуха в цилиндры с помощью дроссельной заслонки.
• Чтобы повысить температуру сгорания, вскоре после более «позднего» основного впрыска производится один или два дополнительных впрыска.
• Один дополнительный впрыск с достаточно большой задержкой после основного. В этом случае дополнительное топливо в цилиндре не сгорает, а испаряется в камере сгорания.
• Несгоревшие углеводороды в парах топлива окисляются (сгорают) в нейтрализаторе. Выделяющееся при этом тепло с потоком газов достигает сажевого фильтра и увеличивает температуру ОГ на его входе примерно до 620 °C.
• Для расчёта количества топлива для такого «позднего» впрыска блок управления двигателя использует сигнал датчика температуры ОГ 3 G495, расположенного перед сажевым фильтром.
• Чтобы не допустить заметного для водителя изменения крутящего момента во время регенерации, соответствующим образом корректируется давление наддува.


Регенерация в ходе специальной регенерационной поездки, выполняемой клиентом

При использовании автомобиля исключительно для поездок на короткие расстояния в выпускном тракте не успевают создаваться температуры, достаточно высокие для регенерации сажевого фильтра, в том числе и активной. Когда заполнение сажевого фильтра достигает предельной величины, в комбинации приборов включается контрольная лампа сажевого фильтра. Эта лампа сообщает водителю, что необходимо выполнить регенерационную поездку.

В ходе такой поездки нужно ехать небольшое время как можно более равномерно и без выключения двигателя. За счёт этого будет создана достаточно высокая температура ОГ, условия для успешного выполнения регенерации будут какое-то время оставаться постоянными.

Регенерация в условиях сервиса

Если регенерационная поездка не достигла своей цели и наполнение сажевого фильтра составляет 40 граммов, помимо контрольной лампы сажевого фильтра, загорается контрольная лампа системы предварительного накаливания. На дисплее комбинации приборов появляется сообщение «Неисправность двигателя. Следуйте на сервисную станцию».

Так водитель извещается о необходимости обратиться на ближайшую сервисную станцию. В данной ситуации, чтобы избежать повреждения сажевого фильтра, БУ двигателя блокирует режим активной регенерации. Сажевый фильтр в этом случае может быть регенерирован только в условиях сервисной станции с помощью тестера.



Сервисная регенерация сажевого фильтра сканером VAS:



Самостоятельно это можно сделать используя сканнер VAS 5054A с Алиэкспресс. Подробнее:
VAS 5054A - выбор, покупка, работа с тестером:
https://karoqs.ru/forum/index.php?threads/38/


Регенерация по пробегу

«Регенерация по пробегу» — регенерация сажевого фильтра по достижении определённого пробега.
Блок управления двигателя автоматически запускает активную регенерацию независимо от степени заполнения сажевого фильтра, если последние 750 км регенерация не проводилась (или если проведённая регенерация не была успешной).
«Регенерация по пробегу» является дополнительной страховкой от переполнения сажевого фильтра.


При работе двигателя всегда выгорает небольшое количество масла. Часть сгоревшего масла в виде золы оседает в сажевом фильтре. Эта масляная зола не может быть устранена при активной регенерации фильтра. Для того чтобы гарантировать работоспособность сажевого фильтра, при проведении инспекционного контроля необходимо проверять массу накопившейся золы с помощью тестера. Если эта масса превысит предельное значение, сажевый фильтр необходимо заменить.

Сжигание сажи в сажевом фильтре на простом примере:


Источник:
 
Последнее редактирование:

Комментарии

Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru
Верх