Для чего нужен фильтр твердых частиц в автомобиле?

Твердые частицы дизельного топлива представляют собой смесь сажи, растворенной органической фракции и несгоревших углеводородов. Наибольший выброс сажи происходит при запуске двигателя и работе при низких температурах. Каждое более сильное открытие дроссельной заслонки также увеличивает выброс сажи, особенно на низких оборотах, когда в двигатель подается большая доза топлива.

Для чего нужен сажевый фильтр?

Фильтры твердых частиц выполняют две основные функции. Во-первых, они должны препятствовать вылету твердых частиц из двигателя, а во-вторых, сжигать их внутри фильтра. Благодаря сгоранию частиц срок службы фильтра возрастает.

Дизельный сажевый фильтр устанавливается только в дизельные двигатели. В зависимости от марки автомобиля для обозначения сажевых фильтров используются два термина: DPF (дизельный сажевый фильтр) или FAP (сажевый фильтр). Их устанавливают в легковые автомобили для устранения черного дыма, характерного для дизельных машин. Фильтр — один из элементов выхлопной системы, чаще всего расположенный за каталитическим нейтрализатором.

Как устроен сажевый фильтр?

При кратком описании конструкции сажевого фильтра в первую очередь следует упомянуть его корпус. Он похож на банку, которая сделана из высококачественной нержавеющей стали, устойчивой к суровым условиям работы. Внутри находится керамический корпус фильтра. В этом корпусе имеются уплотненные каналы небольшого диаметра, расположенные параллельно друг другу.

Каждый из них имеет один закрытый конец, попеременно со стороны входа и выхода. Благодаря использованию такой процедуры создается сетка, через пористые стенки которой должны проникать выхлопные газы, чтобы они могли выходить наружу. Выхлопной газ, проталкиваясь сквозь стенки входных каналов и попадая в выходные каналы, оставляет на стенках частицы сажи. Стенки выполнены из карбида кремния, покрытого оксидом цинка и оксидом церия, а иногда и частицами платины.

Кроме фильтра, есть еще и аппарат для управления им. Чтобы правильно управлять процессом сжигания сажи, перед фильтром и после него устанавливаются датчики температуры и широкополосный лямбда-зонд, который информирует о качестве выхлопных газов, поступающих из сажевого фильтра. Также после фильтра для индикации наполненности сажей установлен датчик давления.

Регенерация фильтра

Обратите внимание, что сажевый фильтр необходимо время от времени регенерировать. Частицы сажи, скапливающиеся в фильтре, постепенно забивают его, что снижает эффективность. В некоторых автомобилях используются одноразовые фильтры, которые меняют после заполнения.

Фильтры твердых частиц, которые можно регенерировать, можно разделить на два типа: влажные и сухие. Для сухого фильтра применяется активная и пассивная регенерация. Пассивная регенерация происходит при температуре выхлопных газов 350-500 °C. Активная регенерация проводится при температуре около 600 °C. Бортовой компьютер сообщает о необходимости регенерации.
Влажные фильтры регенерируются путем добавления в топливо специальной жидкости. Она снижает температуру горения сажи, что позволяет регенерировать фильтр.