31Авг

Чем отличается катализатор от сажевого фильтра: Какая разница между катализатором и сажевым фильтром?

Содержание

Чем отличается катализатор от сажевого фильтра?

Нередко можно услышать от владельцев автомобилей с бензиновым двигателем фразу: «Моя машина нуждается в замене сажевого фильтра» – это в корне не верное высказывание в отношении каталитического нейтрализатора, которым на самом деле оснащаются машины с данной спецификацией топливной системы. Впрочем, некоторые сотрудники автомастерских также не могут разграничивать понятия «сажевый фильтр» и «катализатор». Попробуем разобраться в отличиях между этими двумя типами деталей выпускного коллектора автомобиля.

Каталитический нейтрализатор

Каталитический нейтрализатор или, проще говоря, катализатор – это деталь автомобиля, внешне имеющая цилиндрическую или прямоугольную форму и предназначенная для нейтрализации вредных компонентов в выхлопных газах, выделяющихся двигателем внутреннего сгорания автомобиля, работающего на бензине или газообразном топливе.

Конструктивно катализатор состоит из следующих элементов:

  • впускной воронки;
  • металлического наружного кожуха;
  • монтажного мата;
  • металлической или керамической монолитной сердцевины;
  • выпускной воронки.

    Конструкция катализатора в поперечном разрезе напоминает мелкоячеистые соты, внутренняя поверхность которых покрыта слоем активных благородных металлов платиновой группы (платиной, родием, палладием). В процессе прохождения отработанных газов через внутреннее пространство катализатора вредные продукты сгорания бензина взаимодействуют с каталитическим покрытием и преобразуются в безопасные для человека и окружающей среды соединения (диоксид углерода, водяной пар, азот), выводимые через выхлопную трубу в атмосферу. Кроме этого, нейтрализатор улавливает твердые продукты деструкции топлива, которые оседают на его стенках по принципу фильтра.

    Перечисленные выше процессы, протекающие в катализаторе, обуславливают его постепенное загрязнение по мере эксплуатации автомобиля, в конце концов, данная деталь полностью утрачивает свою функциональность, что требует ее чистки или полноценной замены на новую запчасть.

    Сажевый фильтр

    Фильтр сажевый применяется исключительно для двигателей, работающих на дизтопливе. Это обусловлено тем, что при сгорании дизельного топлива выделяется значительно большее количество коптящего дыма, чем при сгорании бензина или газа. Сажевый фильтр как раз и обеспечивает эффективное улавливание твердых сажевых частиц, конденсирующихся из отработанных газов, а также нейтрализует вредные газообразные компоненты до безопасного состояния.

    Сажевый фильтр имеет разветвленную внутреннюю конструкцию, напоминающую лабиринт из карбида кремния с многочисленными полостями для удержания сажи.

    Отдельные разновидности сажевых фильтров содержат специальные титановые ячейки, обеспечивающие нейтрализацию вредных соединений – окиси углерода (СО) и оксида азота. Таким образом, сажевый фильтр наряду с функцией улавливания сажи также сочетает в себе функции катализатора.

    Сажевый фильтр способен улавливать до 90% сажевого углерода, выбрасываемого двигателем. По мере забивания фильтра автомобиль увеличивает потребление топлива, однако мощность при этом снижается, также наблюдаются частые спонтанные остановки мотора.

    Сходство катализатора и сажевого фильтра

  • Предназначены для улавливания и нейтрализации продуктов сгорания автомобильного топлива, как твердых частичек, так и вредных газообразных компонентов выхлопа (оксиды углерода, азота, углеводородные соединения и пр.).
  • Обеспечивают защиту окружающей среды от вредных веществ, содержащихся в отработанных газах.
  • Монтируются в качестве составной части выпускного коллектора автомобиля.
  • Являются обязательными к установке на всех автомобилях в зависимости от типа двигателя, что регламентируется современными евростандартами.
  • Конструктивно имеют цилиндрическую или прямоугольную форму с входящей и выходящей воронками. Наружный корпус изготавливается из металла, а внутреннее устройство может быть разным.
  • По мере эксплуатации автомобиля, загрязняются гарью и копотью, поэтому требуют периодической регенерации или полной замены.
  • Оснащаются специальными датчиками, контролирующими степень загрязненности катализатора или сажевого фильтра.

    Отличия катализатора от сажевого фильтра

  • Тип двигателя – катализатор применяется только для авто с бензиновым двигателем или моторах, работающих на пропане или бутане.
  • Очистка выхлопных газов – от гари, копоти и канцерогенных веществ.
  • Внутренне устройство представлено мелкоячеистыми сотами, аккумулирующими продукты сгорания бензина или газа (изготавливаются металлическими или керамическими).
  • Поверхность сот покрыта слоем катализатора из благородных металлов платиновой группы, который при повышенных температурах трансформирует вредные продукты сгорания в безопасное состояние посредством химических реакций.
  • Ширина внутренних ячеек и каналов – более узкая.
  • Срок эксплуатации — определяется многими показателями, а также материалом изготовления (металлические – более долговечные и устойчивые к перепадам температур, пробег авто с ними составляет до 200 000 км; керамические являются более дешевыми, однако обладают хрупкостью и ограниченным пробегом – 50 000-70 000 км).
  • Способ очистки – при условии незначительной загрязненности сот катализатора, возможна их чистка без демонтажа с помощью химических реагентов, добавляемых в топливо. При значительном загрязнении, деталь демонтируют и подвергают многократному промыванию специальными жидкостями, а также очищают механически. В особо запущенных случаях вышедший из строя катализатор подлежит замене на новую запчасть.
  • интересноеПохожие статьи

    В чем разница между катализатором и сажевым фильтром

    «На машине надо заменить сажевый фильтр» — говорит владелец автомобиля с бензиновым двигателем. И совершает ошибку, неправильно назвав каталитический нейтрализатор своего железного коня.

    Многие автомобилисты, работники автомастерских не понимают разницы между словами: «катализатор» и «сажевый фильтр». Давайте разберемся, в чем же состоит сходство и различия этих деталей выпускного коллектора.

    Катализатор

    Или каталитический нейтрализатор – деталь машины в форме цилиндра или прямоугольного параллелепипеда, служащий для очистки выхлопных газов бензинового двигателя автомобиля или работающего на газе.

    В разрезе его конструкция напоминает соты, изготовленные из керамики/стали с высокой теплопроводностью. Внутренняя поверхность покрыта напылением с палладием или платиной. Эти элементы вступают в реакцию с вредными продуктами сгорания бензина, нейтрализуют их или преобразуют в безопасные для человека химические соединения (азот, водяной пар, диоксид углерода), которые выводятся через выхлопную трубу в атмосферу.

    К тому же катализатор задерживает твердые частички выхлопных газов автомобиля, которые оседают на его стенках.

    Эти процессы способствуют том, что каталитический нейтрализатор загрязняется по мере пользования машиной, приходит в негодность, требует чистки или полной замены.

    Фильтр сажевый

    Используется для двигателей, работающих на дизельном топливе. Поскольку при сгорании ДТ образуется гораздо большее количество дыма, копоти, чем при сгорании бензина, он задерживает образующиеся твердые частички дыма и нейтрализует канцерогенные продукты сгорания топлива.

    Внутреннее устройство этой детали представляет собой лабиринт из карбида кремния с многочисленными карманами для сборки сажи.

    Некоторые фильтры, но не все, оснащены особыми титановыми ячейками, преобразующими вредные углекислый и угарный газ от сгорания дизельного топлива в безопасные для окружающей среды химические вещества. Они сочетают свойства сажевого фильтра и каталитического нейтрализатора.

    Фильтр задерживает до 90% сажи, вырабатываемой двигателем. Когда он забивается, возрастает количество потребления топлива автомобилем, снижается его мощность, беспричинно глохнет мотор.

    Сходство катализатора и сажевого фильтра

    Определено следующими характеристиками:

    1. Предназначены для сбора, нейтрализации продуктов сгорания автомобильного топлива, как твердых частичек, так и канцерогенных выхлопных газов (оксиды углерода, азота, свинца, прочее). Более 90% этих веществ преобразуются в безопасные для человека химические соединения (диоксид углерода, вода, азот).
    2. Защищают атмосферу от вредных веществ, содержащихся в выхлопных газах автомашин.
    3. Являются частью выпускного коллектора автомобиля.
    4. Согласно современным евростандартам все автомобили должны быть оснащены этими деталями в зависимости от типа двигателя.
    5. Имеют форму цилиндра или прямоугольного параллелепипеда с входящим и исходящими патрубками. Верх корпуса изготовлен из металла, но внутренняя начинка разная.
    6. По мере пользования автомобилем, они загрязняются гарью, копотью. Требуют регулярной регенерации или полной замены при необходимости.
    7. На современных автомобилях установлены специальные датчики
      , контролирующие степень загрязненности катализатора или фильтра.

    Отличия катализатора и сажевого фильтра

    Представлены в таблице ниже:

    Характеристика Каталитический нейтрализатор Сажевый фильтр
    Тип двигателя Применяется для автомобилей с бензиновым двигателем или работающих на газе (пропан, бутан) Используется в машинах, работающих на дизельном топливе
    Очищает выхлопные газы От сажи, канцерогенных веществ От сажи. В некоторых моделях установлены ячейки с титановым катализатором, нейтрализующим вредные химические соединения
    Внутренняя структура Представлена мелкими ячейками, сотами, которые аккумулируют продукты сгорания бензина, газа. Они изготовлены из металла или керамики. Как лабиринт со множеством ходов и карманов для сбора копоти.
    Принцип действия Поверхность ячейки покрыта слоем катализатора (палладий, платина), который при высокой температуре превращает канцерогенные продукты сгорания в безвредные с помощью химических реакций. Здесь же оседают гарь, копоть от дыма. Накапливает в карманах твердые продукты сгорания дизельного топлива. При наличии катализатора – преобразует вредные для человека продукты сгорания в безопасные.
    Ширина внутренних ячеек, ходов Более узкие Более широкие
    Срок службы Зависит от многих показателей, но также и от материала изготовления. Железные – долговечные, устойчивые к перепадам температур. Пробег – до 200 000 км. Но их вытесняют керамические, которые дешевле, хрупкие, больше соответствуют нормам по очистке выхлопных газов. Пробег – 50 000-70 000 км. Также зависит от условий эксплуатации автомобиля и варьируется от 50 000 до 120 000 км пробега.
    Чистка детали Если соты катализатора забиты незначительно, возможна чистка без демонтажа с помощью химических жидкостей, которые добавляются в горючее.

    При значительном загрязнении, деталь демонтируют, многократно промывают специальными жидкостями, чистят щетками.

    Используют пассивную или активную регенерацию без съёма детали с выпускного коллектора. Соответствующий индикатор сообщит водителю о сбое в работе фильтра.

    Его также можно демонтировать и промыть с помощью очистительной жидкости.

    Авто и мотоКомментировать

    Что такое сажевый фильтр.

    Особенности, принцип работы, функции и виды

    Сегодня мы узнаем, что называется сажевым фильтром дизельного двигателя автомобиля, для чего нужен элемент выхлопной системы, какие функции с задачами выполняет и можно ли его удалять 

    ЧТО ТАКОЕ САЖЕВЫЙ ФИЛЬТР. ОСОБЕННОСТИ, ПРИНЦИП РАБОТЫ, ФУНКЦИИ И ВИДЫ


    Добрый день, сегодня мы узнаем, что называется сажевым фильтром автомобиля, для чего нужен элемент выхлопной системы двигателя, какие задачи и функции выполняет, а также, где зачастую располагается устройство в той или иной модели транспортного средства. Кроме того, расскажем про то, почему фильтр сажевого типа устанавливается на автомобили оснащенные дизельными моторами, нужно ли обслуживать деталь, каково строение и конструкция фильтрующего элемента, а также, какие существуют разновидности компонента выхлопной системы. В заключении поговорим о том, чем отличается сажевый фильтр от катализатора выхлопных газов и может ли силовая установка транспортного средства функционировать без этого механизма.


    В последние годы на планете развернулась полномасштабная борьба за чистый выхлоп автомобиля, причем правительствами государств разрабатываются крупные и дорогостоящие программы по снижению выброса углекислого газа в атмосферу транспортными средствами. Конечно оно то и понятно, чем больше машин становится на Земле, тем сильнее они загрязняют окружающую среду, в следствии чего, по мнению ученых образуются озоновые дыры, которые приводят к парниковым эффектам. Вот поэтому многие крупные автопроизводители, из года в год стараются разрабатывать специальные устройства, которые призваны снизить количество вредных веществ в выхлопных газах. Как мы знаем, почти все современные бензиновые двигатели оснащаются каталитическими нейтрализаторами, известные в народе, как катализатор отработанных газов. Однако, что касается дизельных моторов, то у иных иная конструкция и выхлопные газы очищаются по другому, так как в выделяемых веществах присутствует много сажи. Для того, чтобы не выпускать сажу с выхлопов в атмосферу, были придуманы специальные сажевые фильтры.

     

    ЧТО ТАКОЕ АВТОМОБИЛЬНЫЙ КАТАЛИЗАТОР

     

     

    Сажевый фильтр в дизельных двигателях устанавливается также, как и катализатор в бензиновых моторах, в автомобильной выхлопной системе. Выхлопная система любого современного автомобиля представляет из себя достаточно сложную совокупность механизмов и узлов, причем это несмотря на всю внешнюю простоту исполнения. Главное отличие дизельного агрегата от бензинового заключается в принципе работы и системе зажигания силовой установки. Дизельные двигатели не оснащаются свечами зажигания и топливо в них воспламеняется благодаря высокому давлению и быстрому нагреву. Вот поэтому очищать отработанные газы от той же сажи при таких циклах работы должен не простой фильтр, а тот, который имеет специальные фильтрующие компоненты в своем составе

    1. НАЗНАЧЕНИЕ, ФУНКЦИИ И КАК РАБОТАЕТ САЖЕВЫЙ ФИЛЬТР. ОТЛИЧИЕ ОТ КАТАЛИЗАТОРА

    Итак, что же называется сажевым фильтром двигателя? Фильтр сажевого типа представляет из себя специальное устройство, которое очищает отработанные или выхлопные газы дизельной силовой установки от сажевых частиц, которые выходят в окружающую среду. Справочно заметим, что благодаря использованию сажевого фильтра, выброс вредного вещества в атмосферу сокращается примерно на 75-85 процентов. Таким образом, главной задачей фильтрующего элемента является улавливание сажи во время работы выхлопной системы двигателя. Первые сажевые фильтры начали устанавливаться на транспортные средства с 2002 года и первоначально применялись только на грузовых автомобилях.  

    С 2008 года применение фильтров для очистки выхлопов от сажи на автомобилях с дизельными моторами, стало обязательной процедурой. Все это напрямую было связано с введением экологической нормы «Евро 5«. Если говорить простым языком, то сажевый фильтр является одним из компонентов глушителя, который пропускает через себя и очищает отработанные газы. Отметим, что не стоит путать сажевый фильтр с катализатором, так как первый компонент в основном борется только с сажей, которая имеется в солярке, а второй элемент вступает в борьбу непосредственно с отработанными газами, вещества которых имеются в любом виде топлива.


    Как функционирует сажевый фильтр? Работа любого фильтра, предназначенного для очистки отработанных газов от сажи состоит из 2-ух основных этапов. На первом этапе происходит захват частиц сажи, которые выходят из двигателя. Благодаря специальному строению фильтра, который состоит из мелкоячеистого материала, на его стенках оседают сажевые частицы. Справочно заметим, что не все мелкие частицы может захватывать фильтр, как правило, вещества размером от 0,1 до 0,5 милимикрон не остаются в фильтрующем элементы и проходят дальше по выхлопной трубе до глушителя. Однако доля таких частиц не велика, примерно около 10 процентов

     

    Заметим, что с течением времени, в процессе эксплуатации автомобиля, сажевый фильтр постепенно забивается, что ведет к снижению мощности силовой установки. Вот поэтому время от времени, компонент глушителя необходимо прочищать или делать процедуру под названием регенерация, она кстати является вторым этапом очистки выхлопа от сажи. Регенерация представляет из себя процесс по прочистке мелкоячеистого материала внутри фильтра от образования на нем излишних отложений сажи. Таким образом, первый этап очистки выхлопа от вредных веществ заключается в накоплении сажи внутри фильтра, в второй — в удалении накопившихся отложений. Получается своего рода замкнутый круг в работе фильтра.

    Для чего нужен сажевый фильтр, если есть катализатор? Как мы сказали ранее, сажевый фильтр предназначен в большей степени для очистки выхлопа от сажи в дизельных моторах, работающих на солярке, а катализатор для очистки от вредных отработанных веществ касаемо двигателей функционирующих на бензине, где как таковой сажи почти нет. Однако заметим, что на сегодняшний день некоторые автопроизводители на примере немецкого концерна «VAG«, разработали специальные комбинированные фильтрующие элементы, которые совмещают в одном корпусе, как катализатор, так и «сажевик«, то есть происходит своего рода двойное очищение от всевозможных загрязняющих веществ, находящихся в выхлопных газах, идущих от двигателя.

    В чем же суть комбинированного фильтра? А суть или главная особенность такого фильтрующего элемента заключается в его строении. Дело в том, что внутри корпуса фильтра располагаются стандартные ячейки с каналами малого сечения, которые изготавливаются из карбида кремния, их задача борьба с частицами вредных веществ. Но главная особенность заключается в боковинах корпуса ячеек, которые изготавливаются из каталитического материала, как правило, из титана. Вот именно боковины корпуса фильтра и способствуют сгоранию, а также окислению таких веществ, как углекислый и угарный газы. Таким образом, комбинированный компонент — это два фильтр в одном, то есть двойная эффективность очистки.


    2. ОСОБЕННОСТИ РЕГЕНЕРАЦИИ САЖЕВЫХ ФИЛЬТРОВ. ТИПЫ ФИЛЬТРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ

    Как мы теперь знаем, почти любой сажевый фильтр нуждается в регенерации или очистке. Однако, не зря мы разобрали комбинированный тип фильтрующего элемента. Дело в том, что благодаря совмещенному катализатору с сажевым фильтром, очистка от отложений может происходить пассивным способом. Каталитический нейтрализатор способен разогревать сажевый фильтр до очень высоких температур, показатели которых могут доходить до 500-600 градусов по Цельсию. Благодаря такой температуре, сажевый фильтр очищается от отложений, путем сгорания или окисления в нем вредных частиц.


    Этапы очищения сажевого фильтра пассивным способом (химическая реакция)
    :

    — Первоначально в реакцию вступают соединения азота с кислородом, происходит это действие в катализаторе, в следствии чего образуется диоксид азота;

    — Затем образованный диоксид азота вступает в реакцию с сажей или отложениями в фильтре, в следствии чего образуется оксид азота с угарным газом;

    — На заключительной стадии, оксид азота с угарным газом вступают в реакцию с кислородом, в следствии чего образуется диоксид азота и углекислый газ.

    Таким образом, как можем видеть, благодаря пассивному способу происходит очистка фильтрующего элемента от сажи, причем без нашего участия. Однако стоит учитывать тот момент, что если автомобиль долго не эксплуатируется или используется только на короткие дистанции, то частицы сажи до конца могут не сгорать или просто не будет хватать для этого процесса нужной температуры. В таком случае, придется прибегать к принудительной очистке сажевого фильтра. Справочно заметим, что на некоторых дизельных моторах имеется специальная функция, которая регенерирует сажу во время работы мотора на высоких оборотах, поднимая рабочую температуру внутри фильтра до 700 градусов по Цельсию. Благодаря такой высокой температуре, внутри фильтра начинают происходить химические реакции, которые также, как мы описали ранее окисляют отложения сажи, находящиеся в ячейках.  


    Пассивная регенерация сажевого фильтра является автоматическим способом обновления фильтрующего элемента автомобиля, не требующая участия человека. Вся процедура построена на специальных датчиках, которые передают информацию на электронный блок управления. Эта информация зачастую касается воздуха, температуры отработанных газов, находящихся до фильтра и после него, а также показателя давления внутри фильтрующего элемента. Справочно заметим, что когда очищение фильтра заканчивается, то давление внутри компонента выравнивается в автоматическом режиме, что свидетельствует об окончании процесса регенерации.

    Следующая группа сажевых фильтров, которая зачастую устанавливается на дизельные двигатели не оснащается катализатором. Точнее они могут оснащаться нейтрализатором отработанных газов, но он устанавливается отдельно от «сажевика«, как правило, перед ним и никаким образом они не соприкасаются друг с другом, то есть это два отдельных компонента. Справочно заметим, что таким строением в плане очистки отработанных газов компонуются французские автомобили «Пежо» и «Ситроен«, а также американские «Форд«, «Кадиллак«, а также японские «Тойота» с «Лексус«.

    Система с отдельным катализатором и сажевым фильтром устроена по иному, чем комбинированная, сочетающая в себе оба фильтрующих элемента. Регенерация фильтра в таких автомобилях происходит примерно 1 раз 300-500 километров пробега в автоматическом режиме при помощи впрыскивания специальной химической присадки в топливо. Присадка такого вида, как правило, основана на сложном составе вещества под названием «Церий«. Когда фильтр забивается сажей, то система впрыска солярки нагнетает присадку в камеры сгорания цилиндров силовой установки. Когда образуются выхлопные газы, то внутри фильтра образуется очень высокое давление с температурой, около 750 градусов по Цельсию и фильтрующий элемент в этот момент раскаляется до красна.


    Почему лучше использовать присадки на основе Церия? Дело в том, что такое вещество, как Церий не распадается в солярке, он доставляется вместе с газами прямо в фильтр, где он попадает на раскаленный сетчатый компонент и начинает сгорать, при этом увеличивая температуру порой до 800-900 градусов по Цельсию. Сажа благодаря Церию начинает окисляться и сгорать. Благодаря опять же высоким температурам и давлению, регенерация сажевого фильтра достаточно эффективно очищает ячейки и стенки фильтрующего элемента. Справочно заметим, что материалы, из которых изготавливают выпускную систему автомобиля очень прочные и способны выдерживать температуры свыше 1000 градусов по Цельсию, поэтому разрушение деталей выхлопного тракта произойти не может.

    Что касается присадки в топливо, то покупается она отдельно в специальной емкости и как правило, хватает ее по заверениям изготовителя примерно на 15-20 тысяч километров пробега. Однако при использовании некачественной солярки, срок действия очищающей присадки может сокращаться на 20-30 процентов, поэтому лучше не экономить на такой автохимии и приобретать оригинальную, проверенную техническую жидкость.

    Видео обзор: «Сажевый фильтр: строение, принцип работы, функции и виды»

    Подводя итог вышесказанному отметим, что сажевый фильтр является тем устройством, которое призвано сделать окружающий воздух чище, благодаря своим эффективным фильтрующим свойствам. Стоит заметить, что если сажевый фильтр удалить из системы отработанных газов, то автомобиль сможет функционировать лучше, то есть с большей отдачей, так как не будет никаких преград в выхлопной трубе. На сегодняшний день большинство автовладельцев дизельных машин принудительно отключают специальный клапан двигателя, который называется «Клапан EGR/ЕГР«, с целью экономии топлива и увеличения мощности силовой установки.

    БОЛЬШОЕ СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ. ОСТАВЛЯЙТЕ СВОИ КОММЕНТАРИИ, ДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ. 
    ЖДЕМ ВАШИХ ОТЗЫВОВ И ПРЕДЛОЖЕНИЙ.

    удалить по правилам на СТО в г. Санкт-Петербурге

    На автомобилях с бензиновым типом мотора, для снижения уровня токсичности отработанных газов, используют катализатор выхлопных газов. Аналогичная ситуация и с дизельными агрегатами, только здесь устройство называется сажевый фильтр. Его активно начали использовать в 2001 году, когда Европейский союз начал внедрять новые правила и нормы при изготовлении двигателей.

    По сегодняшний день, правила действуют, систематически совершенствуются. Главной задачей дизельного сажевого фильтра является максимальное снижение выбросов токсических отходов в окружающую среду. Современные фильтра, которые устанавливаются на моторах Евро – 5, могут снижать вредность на 95 – 98 %.

    Внешне сажевый фильтр может принимать различные формы, в зависимости от конструктивных особенностей автомобиля. Устанавливается изделие на выхлопной трубе возле резонатора или же непосредственно на выпускном коллекторе.

    Каждый автомобильный производитель самостоятельно решает, где будет установлен тот или иной агрегат. Если сажевый фильтр устанавливается на выпускном коллекторе, то он называется сажевый фильтр с каталитическим покрытием.

    Основу фильтра составляет матрица на керамической основе, обличённая в металлический профиль. Боковые сечения матрицы имеют сетчатую структуру и исполняют роль дополнительного фильтра сажи. Каждая частица сажи состоит из углеводородов, различных оксидов металлов, серы, воды. При использовании конкретного вида топлива, состав и количество компонентов могут меняться.

    Признаки неисправности сажевого фильтра

    В отличие от бензинового типа, где предустановлен катализатор, сажевый фильтр имеет функцию самоочистки. Степень наполнения или засорения строго контролируется цифровыми датчиками. При достижении определённого уровня, запускается процесс регенерации (прожига). Для успешной работы прожига нужно выполнение одного действия – двигатель должен быть запущен и работать длительное время на высоких оборотах. Так называемые поездки «на работу и с работы» не в счёт, так как это не длительные пробеги, при которых система не успевает запуститься и начать процесс самоочистки.

    • расход дизельного топлива существенно увеличен;
    • количество смазывающего вещества в блоке цилиндров выше максимального уровня;
    • динамика разгона транспортного средства несколько снижена;
    • силовой агрегат работает нестабильно на холостых оборотах;
    • при работающем моторе слышен сторонний и нехарактерный звук с выхлопного коллектора;
    • с выхлопной трубы периодически выходит пучок чёрного дыма. Не обязательно, что машина находится в этот момент под нагрузкой;
    • на ранних стадиях поломки на центральной консоли мерцает индикатор ошибки «Check». С каждым последующим пуском мерцание перерастает в постоянное свечение.

    Важно! Игнорирование одного или нескольких признаков приведёт к поломке клапанного механизма, а это уже капитальный ремонт.

    Характерные причины выхода из строя сажевого фильтра

    • турбина или несколько турбин, которые установлены в автомобиле, работают нестабильно. Это приводит к чрезмерному выбросу смазывающего вещества в корпус сажевого фильтра. Повышенная температура приводит к подгоранию масла и образования нагара;

    Внимание! Слишком частая ошибка неопытных мастеров –  замена сажевого фильтра на данном этапе. Не следует так делать, достаточно его снять и прочисть от имеющегося нагара.

    • невысокий показатель качества топлива, из-за чего на стенках цилиндров оседают продукты сгорания, образовывая нагар. Повышается температура и сопротивление при трении. Часть мощности мотора уходит на преодоление сопротивления;
    • клапанный механизм работает нестабильно. На центральной консоли постоянно или периодически горит индикатор с надписью «EGR». Это значит, что клапана засорены окаменелыми продуктами отходов и не могут в полном объёме закрыть пропускной канал;
    • систематическая заправка в топливный бак всевозможных присадок и добавок. Большинство двигателей не воспринимают добавки, так как в них имеется множество химических реагентов, которые губительно сказываются на работе всего агрегата;
    • постоянная езда на транспортном средстве с уровнем топлива в баке близкого к отметке «ноль». Это плохо тем, что влага, конденсат, мусор, прочие отходы засоряют топливоканал. Горючая смесь не может сгорать в полном объёме и образуется много нагара;
    • длительное вращение стартером автомобиля с целью завести мотор;
    • датчик температуры пришёл в негодность, из-за чего прожиг системы проводится с нарушениями;
    • цифровой датчик засорения канала DPS/DPF пришёл в негодность.

    Как удалить сажевый фильтр?

    В зависимости от расположения сажевого фильтра, выстраивается алгоритм его замены или удаления. В нашем случае, рассмотрим оба варианта.

    • итак, после того, как машина была передана мастеру для выполнения задания, он определяет месторасположение сажевого фильтра: выпускной коллектор или выхлопная труба возле резонатора;
    • если на выпускном коллекторе, то не следует спешить поднимать машину на гидравлическом подъёмнике. Если вариант с выхлопной трубой, то однозначный подъём на гидравлическом подъёмнике;
    • с помощью ряда накидных и торцевых ключей отвинчиваем крепления резонатора и задней части выпускного коллектора;
    • участок трубы с сажевым фильтром изымаем, укладываем на ровную поверхность или зажимаем в стационарные тиски для удобства ремонта;
    • далее без резака нам не обойтись, нужна болгарка. Аккуратно по бокам обрезаем фильтр. Процесс полностью идентичен замене катализатора в бензиновом типе силовых агрегатов;
    • вырезанный кусок трубы необходимо удалить (сажевый фильтр). Берём новый фильтр, проверяем его целостность, соответствие маркировки по каталогу, прикладываем к посадочному месту. В качестве альтернативы, если не планируете устанавливать фильтр, устанавливаем пустышку трубу нужной длины;
    • с помощью точечной сварки обвариваем по периметру трубу вместе с фильтром. По окончанию проверяем целостность шва, его полноту, наличие дефектов;
    • начинаем процесс сборки в обратном порядке. Скручиваем резонатор и заднюю часть выпускного коллектора, зажимаем хомуты;
    • запускаем мотор, проверяем наличие утечки газов, при необходимости подтягиваем крепёжные болты.

    В случае если фильтр расположен на выпускном коллекторе, тогда нужно изначально снять защитную плиту, которая закрывает мотор, демонтировать воздушный фильтр. После чего добраться до крепежей корпуса коллектора. Их всего четыре или пять, в зависимости от марки и модели технического средства.

    Отвинтили корпус, но не спешим снимать его со шпилек. Поднимаем машину и повторяем процедуру разбора, описанную выше. Только тогда изымаем весь комплекс целиком. В остальном, всё действия идентичные. Единственное, что не забываем – снять шар старого термостойкого герметика и наложить новый. Герметик нужен для предотвращения утечки выхлопных газов из-за неплотного прилегания.

    Внимание! Так как сам механизм выхлопной системы достаточно сложный, все работы, включая диагностические, должны проводиться на специальном цифровом оборудовании. То же самое касается и специалистов, которые будут проводить диагностику сажевого фильтра. Они должны иметь соответствующий опыт и навыки при обращении с механизмами, в том числе и зарубежными.

    Сажевый фильтр — цены и причина замены, устройство и особенности

    По мере развития дизельных двигателей и тщательного мониторинга выбросов от транспортных средств производители используют все больше и больше устройств для контроля выбросов, чтобы лучше защитить окружающую среду и уменьшить неприглядные «черные облака», которые характерны для старых дизельных автомобилей.

    Одной из таких систем является дизельный сажевый фильтр (DPF), который находится в выхлопной системе и фильтрует вредные углеродные частицы, образующиеся в цикле сгорания, предотвращая выброс этих частиц в атмосферу.

    Что такое сажевый фильтр?

    Дизельный сажевый фильтр (DPF) — это фильтр, который улавливает и накапливает сажу из выхлопных газов (некоторые называют их улавливателями сажи), чтобы снизить выбросы дизельных легковых и грузовых автомобилей. Фильтр предназначен для снижения выбросов твердых частиц и сажи из дизельного топлива на 80%. Это достигается за счет улавливания частиц в самом фильтре. Но поскольку они имеют ограниченную емкость, эту захваченную сажу необходимо периодически опорожнять или «сжигать» для регенерации DPF.

    Этот процесс регенерации полностью сжигает излишки сажи, отложившейся в фильтре, уменьшая вредные выбросы выхлопных газов и помогает предотвратить контрольный черный дым, который вы привыкли видеть от дизельных автомобилей, особенно при ускорении.

    DPF, впервые установленный на дизельные автомобили с 2007 года, вызывает путаницу и, во многих случаях, вызывает дорогостоящие счета за ремонт для водителей из-за отсутствия знаний о системе.

    Блок управления двигателем (ЭБУ) контролирует уровень насыщения внутри фильтра и, когда он достигает определенного процента, увеличивает температуру внутри выхлопных газов, чтобы «сжечь» частицы.

    Процедура регенерации сажевого фильтра вашего автомобиля, а также вся информация о системе будет указана в руководстве пользователя.

    Существует три различных типа методов регенерации DPF:

    • Пассивная регенерация
    • Активная регенерация
    • Принудительная регенерация
    • Пассивная регенерация

    Пассивная регенерация происходит автоматически, на приборной панели не загораются сигнальные лампы. В основном это происходит на шоссе, когда скорость автомобиля и температура выхлопных газов высоки. Однако в зависимости от того, как используется автомобиль, это может быть невозможно. Стоп-старт вождения или поездки по городу не позволят выхлопным газам нагреться до температуры для выполнения этой регенерации.

    Активная регенерация

    Как только ЭБУ считывает, что содержание сажи достигает определенного предела (обычно около 45%), он инициирует так называемый дожигающий впрыск топлива. Эта процедура позволяет впрыснуть небольшое количество топлива в двигатель после основного цикла сгорания, чтобы повысить температуру выхлопных газов и запустить процесс регенерации.

    ЭБУ обычно выдает предупреждение на приборной панели, чтобы предупредить водителя о том, что идет процесс регенерации.

    В зависимости от вашего автомобиля вам нужно будет поддерживать на нем определенную скорость и определенную частоту вращения двигателя, пока предупреждение не будет отключено.

    Процедура должна быть описана в руководстве вашего владельца, но приблизительное руководство должно поддерживать скорость двигателя более 2000 об / мин и скорость автомобиля более 40 миль в час.

    В зависимости от уровня насыщения этот процесс может занять от 5 до 30 минут.

    Вы можете заметить повышенный расход топлива, постоянную работу охлаждающих вентиляторов и легкий едкий запах от автомобиля в этот период. Это нормально, поскольку температура выхлопных газов достигает 600 градусов, чтобы сгореть частицы.

    Если процесс прерывается и регенерация не может быть завершена, ЭБУ активирует «Режим пониженного энергопотребления» или «Ароматный дом». Это ограничит мощность, чтобы предотвратить повреждение двигателя или выхлопных систем. Когда автомобиль переходит в этот режим, загораются сигнальные лампы DPF и двигателя.

    Принудительная регенерация

    Если загораются сигнальные лампы DPF и двигателя, окончательная регенерация должна быть завершена. Это называется принудительной регенерацией. Транспортное средство необходимо будет осторожно вести или отбуксировать на ремонтную станцию, чтобы вручную регенерировать сажевый фильтр.

    Этот процесс выполняется путем подключения диагностического сканирующего прибора к автомобилю и принудительного проведения регенерации. Это может быть дорогостоящим мероприятием, так как масло и масляный фильтр потребуют замены после завершения обслуживания. Это связано с дополнительным количеством топлива, которое добавляется после цикла сгорания, поскольку часть его проникает в поддон и разбавляет масло.

    В зависимости от того, насколько заблокирован DPF, может случиться так, что эти процедуры регенерации не могут полностью очистить DPF. Единственный способ полностью удалить частицы — это снять фильтр с автомобиля и профессионально очистить его или полностью заменить фильтр. Это чрезвычайно дорогое мероприятие, поскольку замена сажевых фильтров может стоить многие тысячи долларов !

    Что может помешать нормальной регенерации ?

    Частые короткие поездки, такие как езда по городу с остановками и запуском, которые не позволяют двигателю достигать правильной рабочей температуры

    Использование неправильного типа масла — автомобили, оборудованные DPF, требуют масла с низким содержанием золы и серы, чтобы предотвратить возникновение избыточных отложений.

    Проблема с другим устройством контроля выбросов, таким как система рециркуляции выхлопных газов (EGR), или проблема с впуском воздуха или топливной системой. Низкий уровень топлива — большинство автомобилей не будут выполнять цикл регенерации, если уровень топлива ниже бака. Просроченный интервал технического обслуживания — низкое качество или уровень масла препятствуют регенерации. Горит сигнальная лампа двигателя — сигнальная лампа или диагностический код неисправности, хранящийся в ЭБУ, могут препятствовать регенерации. При покупке автомобиля с дизельным двигателем важно проверить, оснащен ли он сажевым фильтром, и позволит ли ваш стиль вождения использовать систему в полную силу, или это вызовет у вас головные боли и вызовет дорогостоящий ремонт. долгий пробег.

    Что такое сажевый фильтр, как работают и зачем нужны сажевые фильтры в авто

    Дизельные двигатели – самые «грязные». Кроме выхлопных газов, в них образуется еще и сажа. В отличие от бензиновых моторов, дизели используют обогащенное топливо. Именно различные примеси, а также конструктивные особенности подачи воздуха и горючей смеси, приводят к тому, что образуются продукты неполного сгорания, называемые сажей.

    Чтобы убрать углеродные примеси из выхлопных газов, на дизельные автомобили, помимо каталитического нейтрализатора, ставят еще и сажевые фильтры. Такое устройство позволяет практически полностью очистить выхлоп от частиц гари. С начала 2000-х годов их начали применять в грузовиках и других крупногабаритных авто, а с 2009 года сажевый фильтр стал обязательным и для всех легковых машин на дизельном топливе.

    Как работает сажевый фильтр

    Принцип работы очистителя прост: он представляет собой металлический резервуар, который внутри заполнен очень мелкими керамическими ячейками. Сами стенки ячеек пористые. Воздух проходит через эту камеру, частички сажи оседают на порах карбида кремния, и выходящий воздух почти полностью очищается от продуктов горения.

    На входе и выходе камеры располагаются разные датчики: кислородный зонд, измерители температуры и давления. Также в некоторых моделях фильтр для сажи совмещается с каталитическим нейтрализатором выхлопных газов. В других автомобилях деталь устанавливается за катализатором.

    Кроме улавливания сажевых частиц, еще одна функция фильтра – удаление нагара. Дело в том, что собранная сажа быстро забивает мелкие ячейки. Поэтому, если ее не удалить, создается препятствие для свободного выхода воздуха. Он частично возвращается в двигатель, машина начинает хуже работать, возрастает расход топлива и снижается мощность. Потому существует два вида регенерации сажевых фильтров:

    • пассивная;
    • активная.

    Пассивная регенерация фильтров

    Пассивная регенерация – очищение фильтра за счет сгорания сажи. Деталь располагается сразу же за выхлопным коллектором. Температура выходящего газа в таком месте максимальная – там она может достигать 600 градусов Цельсия и выше. Благодаря этому частицы сажи, которые остаются в фильтре, просто сгорают.

    В фильтрах с каталитическим покрытием выгорание сажи происходит при меньшей температуре – 350-500 градусов. В присутствии катализатора (например, платины) запускается цепь химических реакций:

    • оксид азота (II) окисляется кислородом;
    • полученный оксид азота (IV) восстанавливается углеродом, образуя NO и CO;
    • угарный газ и оксид азота при подаче воздуха окисляются до углекислого газа и диоксида азота, которые уходят в атмосферу.

    Также существуют специальные добавки в топливо, которые позволяют удалять сажу и при более низкой температуре выхлопных газов. Для этого в горючую смесь добавляется церий. Благодаря нему сажа сгорает уже при 450-500 градусах. Специальная присадка находится в отдельном бачке и при каждой заправке пропорционально смешивается с топливом. Попадая в фильтр, церий начинает сгорать, раскаляя фильтр. В камере локально создается более высокая температура, и присутствующая копоть выгорает.

    Но пассивное восстановление сажевого фильтра возможно, только когда автомобиль работает на высоких оборотах, и выходящий выхлоп разогрет до 500-650 градусов. Во время коротких поездок, простоев в пробках и при других умеренных нагрузках на двигатель для устранения копоти используется активная регенерация.

    Активная регенерация сажевого фильтра

    Чтобы принудительно очищать фильтр от продуктов неполного сгорания, в устройстве специально повышают температуру. Тогда за короткий промежуток времени копоть сгорает, ячейки очищаются, и устройство продолжает работать, не забиваясь. Для того, чтобы на короткое время увеличить температуру выхлопных газов в камере фильтра, используется несколько методов:

    • дополнительный электрический нагрев выходящего газа;
    • разогревание выхлопа с помощью микроволн;
    • впрыск топлива перед выпуском;
    • поздняя подача горючей смеси;
    • дополнительный впрыск ДТ перед фильтром.

    Несмотря на конструктивные различия, принцип активной регенерации прост – принудительно повышается температура выхлопа, чтобы углерод мог окислиться сначала до угарного, а затем и до углекислого газа.

    Как часто нужно менять сажевый фильтр

    В среднем деталь нужно менять каждые 100-150 тыс. км. В некоторых ситуациях, например, при использовании некачественного дизельного топлива, ресурс устройства сокращается. Мелкие поры забиваются негорючими веществами, от чего воздух начинает хуже выходить. Основные признаки того, что сажевик нуждается в замене:

    • увеличение расхода ДТ при снижении мощности;
    • большое количество черного дыма из выхлопной трубы;
    • шипение и другие посторонние звуки при работающем двигателе.

    Кроме этого, современные электронные системы автомобиля предупреждают о возможных неполадках. Поэтому может гореть лампочка «Проверьте двигатель», или же бортовой компьютер сообщит о засорении фильтра.

    Новая деталь стоит дорого, поэтому многие владельцы машин просто удаляют фильтр после того, как он придет в негодность. Но удаление сопряжено с определенными трудностями: перепрошивка ПО, установка «обманок» и заглушек. Кроме этого, устройство можно промыть специальными средствами. Если керамические ячейки не повреждены, такая процедура довольно эффективна и избавит водителя от необходимости дорогостоящей покупки.

    Другие новости

    • 16 Февраля 2021 18:43

      Что влияет на цену приема катализаторов

      Вторичное сырье – это не только металлический лом, отработанная бумага, стеклянная тара, но и автомобильные катализаторы. Они являются одним из самых востребованных видов сырья, которое принимают для вторичной переработки.

    • 16 Февраля 2021 18:41

      Содержание драгоценных металлов в катализаторах и заработок на этом

      В автомобиле есть много ценных составляющих и компонентов, начиная от двигателя, коробки передач, кондиционера и заканчивая выхлопной системой, подвеской и кузовом. При этом один-единственный элемент, весящий всего пару килограмм – катализатор – имеет такое содержание драгоценных металлов, что ему бы «позавидовал» любой другой элемент транспортного средства.

    • 05 Ноября 2020 22:22

      Признаки забитого катализатора

      Каталитический нейтрализатор автомобилисты часто называют просто катализатором. Это устройство, которое очищает выхлопные газы, делая их не такими токсичными и более безопасными для окружающей среды. Оно представляет собой металлический корпус, в котором находится множество керамических ячеек с активным покрытием. Эти компоненты вступают в реакцию с выхлопным газом и очищают его химическим путем. Ячеистая структура задерживает частички сажи.

    • 18 Августа 2020 22:00

      Электроника и оргтехника: утилизируем правильно

      Со временем любая техника выходит из строя. Но не стоит сразу выбрасывать в мусорный бак технику после того, как она перестала работать. Системный блок, монитор, принтер, а также мышки и другие устройства можно сдать на повторную переработку. Если их правильно утилизировать, то около 94% таких отходов вернутся к нам в виде новых моделей техники и гаджетов. И только 6% содержащихся в них компонентов нельзя будет использовать повторно – они отправляются на заводы по переработке твердых отходов. Все это позволяет минимизировать вред окружающей среде.

    Основы работы дизельного сажевого фильтра (DPF)

    В этой статье базы знаний CTS описываются основы работы дизельного сажевого фильтра (DPF). В статье представлен краткий обзор процессов фильтрации, происходящих в сажевых фильтрах, различных типов широко используемых сажевых фильтров, а также различий в стратегиях работы и регенерации фильтров.

    Фильтрация твердых частиц в дизельных двигателях

    Фильтры твердых частиц в дизельных двигателях улавливают частицы сажи из выхлопных газов двигателя, предотвращая их попадание в окружающую среду. В отличие от каталитического нейтрализатора, который предназначен для уменьшения выбросов газовой фазы, протекающих через катализатор, сажевый фильтр предназначен для улавливания и удержания твердых частиц до тех пор, пока частицы не смогут окислиться или сгореть в самом DPF посредством процесса, называемого регенерацией.

    Наиболее распространенными широко используемыми сажевыми фильтрами являются ячеистые керамические сотовые фильтры с каналами, которые заглушены на чередующихся концах, как показано на Рисунок 1 . Торцы фильтра, заглушенные в шахматном порядке, заставляют сажесодержащие выхлопы течь сквозь пористые стенки фильтра. В то время как выхлопной газ может проходить через стенки, частицы сажи задерживаются в порах фильтра и в слое поверх стенок канала. Сотовая конструкция обеспечивает большую площадь фильтрации при минимальных потерях давления и стала стандартным так называемым фильтром с пристенным потоком для большинства приложений фильтрации выхлопных газов дизельных двигателей. Керамические материалы широко используются для сажевых фильтров, учитывая их хорошую термическую стойкость, при этом наиболее распространенными керамическими материалами являются: кордиерит, карбид кремния и титанат алюминия.

    Рис. 1. Сажевый фильтр для большегрузного автомобиля (а), поперечное сечение, показывающее процессы фильтрации в нескольких каналах DPF (б), и крупный план захвата и накопления частиц на стенках канала (в). ).

    Детали процесса фильтрации проиллюстрированы на Рисунок 1(b) , на котором показаны частицы сажи, захваченные вдоль впускного канала, который открыт на переднем конце, но заглушен на заднем конце. DPF содержат несколько сотен каналов или ячеек на квадратный дюйм (cpsi), наиболее распространенным из которых является 200 cpsi. Поскольку половина каналов заглушена в передней части сажевого фильтра, а другая половина — в задней части фильтра, только половина каналов фильтра накапливает сажу или пепел. То есть только каналы, открытые на входе, подвергаются воздействию «грязного» выхлопного потока, а каналы, открытые на стороне выхода, остаются чистыми. Учитывая небольшой размер пор и конструкцию сотовых фильтров, фильтры DPF могут достигать эффективности улавливания частиц 99% и выше [1]. Благодаря высокой эффективности улавливания и конструкции ячеек DPF видимая сажа или пепел не должны проходить через стенки фильтра. Черные полосы или видимая сажа в выходных каналах — верный признак неисправности фильтра.

    Частицы сажи улавливаются и удерживаются в DPF за счет сочетания глубинной фильтрации внутри пор фильтра и поверхностной фильтрации вдоль стенок канала. На вставке к рис. 1(с) показаны эти два процесса, при которых небольшая часть сажи сначала скапливается в порах фильтра (1), а затем образует слой вдоль стенок канала (2). По мере увеличения количества сажи в фильтре повышается и его эффективность улавливания, поскольку накопленная сажа образует дополнительный слой для улавливания поступающих частиц. Конкретные механизмы фильтрации сажи, будь то в порах на поверхности стенок, играют важную роль в определении общего увеличения противодавления выхлопных газов (или перепада давления на фильтре), показанного на  Рисунок 2 .

    Рис. 2. Эволюция перепада давления при накоплении сажи в DPF, показывающая быстрый начальный рост перепада давления из-за накопления сажи в порах фильтра (1) с последующим постепенным увеличением по мере образования слоя сажи вдоль стенок (2).

    Пористость большинства коммерческих DPF колеблется от 40% до 60%. Стенки этих фильтров содержат сложную сеть пор диаметром от 10 до 30 микрометров (микрон) [2]. В новом или чистом DPF поверхность фильтра подвергается воздействию выхлопных газов, и сажа быстро накапливается в поверхностных порах. Хотя в микропорах фильтра накапливается лишь небольшая часть общего количества сажи, она способствует резкому увеличению перепада давления на фильтре, показанному на 9.0007 Рисунок 2 . Последующее накопление сажи в сажевом фильтре образует слой (корку) вдоль стенок канала, что приводит к более медленному и постепенному росту перепада давления на фильтре [3]. В зависимости от уровня содержания сажи и типа фильтра накопление пор может составлять 50% падения давления на фильтре, а в некоторых случаях и больше. Нелинейная реакция DPF на накопление материала усложняет определение уровней загрузки фильтра сажей или золой только на основе перепада давления

    Регенерация фильтра

    Чтобы уменьшить падение давления на фильтре из-за накопления сажи, фильтр регенерируется путем сжигания (окисления) сажи. Существует две широкие категории процессов регенерации, хотя в большинстве коммерческих приложений используется их комбинация. Это особенно верно для транспортных средств или оборудования, испытывающих длительные периоды работы с низкой температурой выхлопных газов, например, длительные периоды холостого хода или рабочие циклы с низкой скоростью/нагрузкой.

    Активная регенерация  требует добавления тепла к выхлопным газам для повышения температуры сажи до точки, при которой она будет окисляться в присутствии избытка кислорода в выхлопных газах. Для сжигания сажи в кислороде обычно требуется температура выше 550 °C (1 000 °F). Поскольку эти высокие температуры обычно не возникают при нормальной работе двигателя, используется ряд стратегий для активного повышения температуры выхлопных газов [4]. Системы активной регенерации могут включать использование дизельной горелки для непосредственного нагрева выхлопных газов, поступающих в сажевый фильтр, или использование катализатора окисления дизельного топлива (DOC) для окисления дизельного топлива над катализатором в качестве средства повышения температуры сажевого фильтра. Использование DOC также требует избытка дизельного топлива в выхлопе, что может быть достигнуто с помощью топливной форсунки (дозатора углеводорода), установленной в выхлопе перед DOC, или с помощью стратегий позднего впрыска в цилиндр. Другие формы активной регенерации включают использование электрических нагревательных элементов, микроволн или плазменных горелок.

    Использование DOC в сочетании с некоторой формой дозирования топлива в выхлопных газах является наиболее распространенной стратегией активной регенерации, используемой в настоящее время для дорожных и внедорожных приложений. Продолжительность активной регенерации обычно составляет в среднем от 20 до 30 минут при нормальных условиях эксплуатации. В некоторых случаях, таких как сильное засорение сажевым фильтром DPF, может потребоваться регенерация в режиме ожидания, которая может длиться до нескольких часов, чтобы медленно сжечь сажу в более контролируемых условиях. Независимо от конкретной стратегии, активная регенерация всегда требует дополнительного подвода энергии (дополнительного топлива) для нагрева выхлопных газов и сажевого фильтра до необходимой температуры.

    Пассивная регенерация , как следует из названия, не требует дополнительной энергии для осуществления процесса регенерации. Вместо этого эта стратегия основана на окислении сажи в присутствии NO2, которое может происходить при гораздо более низких температурах в диапазоне от 250 °C до 400 °C (от 480 °F до 750 °F). Катализатор используется для преобразования NO, присутствующего в выхлопных газах, в NO2. Эти катализаторы требуют использования драгоценных металлов для облегчения реакции, в частности платины (Pt), что увеличивает стоимость системы. В некоторых случаях каталитическое покрытие наносится непосредственно на сажевый фильтр, как в случае катализированного сажевого фильтра (C-DPF), или также может использоваться предвключенный катализатор окисления (DOC) [5]. Многие коммерческие системы используют комбинацию DOC и C-DPF. Использование катализаторов позволяет производить NO2 и окислять сажу при температурах, которые возникают при нормальной работе двигателя или автомобиля.

    В идеальном случае, если работа двигателя приводит к нахождению определенного времени в пределах этого «температурного окна» пассивной регенерации, активная регенерация может не понадобиться. В действительности, однако, работа при низких температурах может иметь место в течение продолжительных периодов времени, таких как длительные периоды простоя или работы с низкой нагрузкой, особенно в холодном климате, и все же может потребоваться некоторая активная регенерация. При отсутствии активной регенерации периоды работы при низких температурах могут дополняться периодами работы при высоких температурах (например, длительное вождение по шоссе), чтобы вызвать пассивную регенерацию.

    Для снижения расхода топлива предпочтение отдается пассивной регенерации, хотя в большинстве коммерческих систем активная регенерация все еще используется в той или иной степени, в зависимости от ездового цикла и условий эксплуатации. Независимо от метода регенерации окисление сажи (активное или пассивное) приводит к образованию негорючего материала или золы, которая не может быть сожжена и остается в сажевом фильтре. Понимание основных различий между пеплом и сажей, а также их влияния на производительность DPF важно при выборе наиболее подходящего метода очистки фильтра.

    Почему это важно для очистки от золы DPF?

    Понимание конструкции и работы DPF для сбора и улавливания частиц, будь то в порах или на поверхности, оказывает большое влияние на то, насколько легко частицы могут быть впоследствии удалены. Сажа принципиально отличается от золы тем, что сажа может быть окислена и удалена путем регенерации, а зола является негорючей и остается в сажевом фильтре до обслуживания сажевого фильтра для очистки от золы.  

    Ссылки
    1. Могака, З., Вонг, В., и Шахед, С., «Производительность и характеристики регенерации ячеисто-керамического дизельного уловителя твердых частиц», Технический документ SAE 820272, 1982, doi:10.4271/820272.
    2. Диму, И., Саппок, А., Вонг, В., Фуджи, С. и др., «Влияние свойств материала и параметров конструкции пор на характеристики некаталитического дизельного сажевого фильтра с накоплением золы», Технический документ SAE, 2012 г. -01-1728, 2012, doi:10.4271/2012-01-1728.
    3. Оприс, К. и Джонсон, Дж., «Двухмерная вычислительная модель, описывающая характеристики потока и фильтрации керамического дизельного уловителя твердых частиц», Технический документ SAE 980545, 1998, doi:10.4271/980545.
    4. Ченг, С., «Ловушка с вращающейся регенерацией для контроля содержания твердых частиц в дизельном топливе», Технический документ SAE 2003-01-3178, 2003 г., doi: 10.4271/2003-01-3178.
    5. Алланссон Р. , Блейкман П., Купер Б., Хесс Х. и др., «Оптимизация низкотемпературных характеристик и эффективности регенерации системы непрерывно регенерирующего дизельного сажевого фильтра (CR-DPF)», SAE Technical Документ 2002-01-0428, 2002 г., doi: 10.4271/2002-01-0428.

    В чем разница между CAT и DPF с точки зрения сервисной замены?

    Руководитель научно-исследовательского центра Klarius Дуг Бентли дает ответы на вопрос, который не так очевиден, как вы думаете. Вы также можете посмотреть ответы на YouTube и на веб-сайте Klarius, поскольку он снял короткое пояснительное видео… [Посмотреть здесь]

    Есть некоторое сходство между стандартной CAT и DPF, они оба используют керамический или металлический элемент, который отводит газы. проходят, основное отличие состоит в том, что DPF по сути является фильтром, который собирает сажу и является сервисным компонентом. Катализатор изменяет химический состав выхлопных газов, а не фильтрует их, выхлопные газы проходят через КПП и происходит реакция на поверхности керамического блока или монолита, покрытого смесью платины, палладия или родия.

    Керамический монолит CAT и режимы отказа DPF

    CAT, при идеальных условиях эксплуатации, не будет заполняться или изнашиваться, он должен теоретически прослужить весь срок службы автомобиля. На самом деле, как правило, возникают проблемы с двигателем, которые, например, создают очень высокие температуры из-за того, что несгоревшее топливо попадает в уже горячий каталитический блок и воспламеняется, что приводит к эффективному повреждению ядра. Другие проблемы с двигателем, из-за которых масло выдувается из выпускного коллектора, могут быстро покрыть поверхности монолита прочным черным налетом, который останавливает его работу и очень трудно удаляется.

    Также следует учитывать механические повреждения: камни, выброшенные с дороги, могут разрушить керамический кирпич, если они ударятся не в том месте, как и прямые удары от успокаивающих насыпей скорости. Такой же эффект может вызвать температурный шок, вызванный погружением горячего катализатора или сажевого фильтра в очень холодную воду в зимний день. Во всех случаях CAT или DPF требуют замены.

    Металлический сердечник более устойчив к ударным повреждениям и температурным перепадам, но подавляющее большинство современных CAT являются керамическими по соображениям стоимости — металлические версии невероятно дороги. Большинство запасных частей для вторичного рынка изготовлены из керамики, что означает 9В 9% случаев, когда вы заменяете аналогичный, когда вы выбираете замену хорошего качества послепродажного обслуживания, она также, вероятно, будет на порядок дешевле, чем деталь, поставляемая производителем.

    Как сравниваются продукты различных производителей послепродажного обслуживания?

    Некоторые заменители низкого качества имеют керамические монолиты меньшего размера – в некоторых случаях половинного размера, и в результате они гораздо менее эффективны – держитесь подальше от покупок в Интернете, так как они неизменно приводят к тому, что сигнальная лампа двигателя загорается вскоре после их замены. установлены.

    Особые режимы отказа DPF

    Большая разница с DPF заключается в том, что со временем они заполняются сажей и другими твердыми частицами в результате сгорания и периодически проходят цикл обновления, при котором сажа, в основном углерод, выгорает. . Этот процесс каждый раз создает небольшое количество пепла, который в конечном итоге заблокирует сажевый фильтр и потребует его замены.

    Когда требуется замена из-за того, что он заполнен пеплом до такой степени, что вызывает проблемы, могут сильно различаться, автомобили с особенно грязными двигателями, которые используются только для коротких поездок, где температура двигателя редко достигает идеальных условий эксплуатации, создадут больше сажи, чаще заполняйте сажевый фильтр, чаще регенерируйте и быстрее заполняйтесь пеплом.

    Замена может потребоваться уже через 20 тысяч миль, но чаще это происходит на отметке 60-80 000 миль. Для некоторых автомобилей с более обедненными двигателями, совершающими длительные поездки, сажевые фильтры могут никогда не нуждаться в замене, а в крайних случаях они могут прослужить 250 000 миль — остается то, что многие автомобили потребуют замены в какой-то момент в течение их жизни.

    Когда устанавливаются CAT и DPF?

    Вы не найдете DPF на автомобилях с бензиновым двигателем – буква «D» означает дизельное топливо, однако каждый автомобиль с бензиновым двигателем, выпущенный с марта 2006 года, будет иметь CAT. Многие современные дизели будут иметь как DPF, так и CAT, чтобы соответствовать еще более строгим стандартам выбросов.

    В некоторых случаях блоки являются отдельными и могут быть заменены по отдельности, но многие из них объединены в одну часть, и все чаще наблюдается тенденция перемещать оба блока ближе к выпускному коллектору, чтобы они быстрее нагрелись до рабочей температуры. Некоторые, например, многие недавние Ford, объединили фильтр и катализатор в одну канистру и сделали ее частью самого выпускного коллектора. Это больше защищает блок от холодных брызг и механических ударов, но его замена обходится дороже, если проблемы с работой двигателя приводят к повреждению.

    Заключение и совет

    Итак, у вас есть это: основные различия и сходства между CAT и DPF с точки зрения обслуживания; замена обоих обходится дорого, особенно когда они изготавливаются как один компонент, но только один из них действительно является элементом обслуживания.

    Стоит отметить, что разница в качестве между некачественной заменой послепродажного обслуживания и устройством премиум-класса, таким как, например, полностью одобренный тип, произведенный в Великобритании компанией Klarius, может быть не так очевидна снаружи, но может быть незаметной. -день внутри, хотя цены, вероятно, будут очень похожими. И CAT, и DPF, и комбинированные блоки от Klarius имеют полноразмерные керамические монолиты и большое количество поверхностного покрытия из драгоценных металлов, что позволяет каталитическому процессу работать в случае CAT.

    Знайте свои продукты с выбросами и покупайте с осторожностью, и вы можете гарантировать, что автомобиль клиента прослужит долгую и полезную жизнь, чтобы быть уверенным, что вы можете запросить качественную замену Klarius практически у всех хороших реселлеров.

    Каталитические дизельные фильтры

    Каталитические дизельные фильтры

    В. Адди Маевски

    Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
    Пожалуйста, войдите под номером , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

    Abstract : В большинстве каталитических дизельных фильтров используется комбинация предвключенного катализатора окисления и фильтра с пристенным потоком, часто также покрытого катализатором. Катализатор позволяет фильтру пассивно регенерироваться в периоды высокой температуры выхлопных газов и сокращает продолжительность активной регенерации. Был разработан ряд катализаторов для дизельных фильтров, включая составы как благородных, так и неблагородных металлов. Катализированные керамические фильтры обладают очень хорошей эффективностью фильтрации PM и PN, но могут использоваться только с дизельным топливом с низким содержанием серы и могут увеличить выброс NO 9 в выхлопной трубе.0142 2 концентрации.

    • Введение
    • Конфигурации каталитических фильтров
    • Каталитические системы
    • Характеристики выбросов
    • Конструкция системы DPF
    • Фильтры для модернизации
    • Фильтры для новых (OEM) дизельных двигателей

    Введение

    Каталитически регенерируемые фильтры, обычно называемые просто каталитическими фильтрами, используют катализатор окисления, нанесенный на сам корпус фильтра и/или на проточную подложку, расположенную перед фильтром, с целью регенерации фильтра. Мы сузим термин «каталитический фильтр», чтобы обозначить фильтр, в котором используется катализатор с покрытием, исключив из этого обсуждения фильтры, использующие катализаторы на основе топлива (FBC). Эта номенклатура не совсем последовательна — некоторые авторы расширяют термин «каталитический фильтр», включив в него также системы FBC. Фильтры, покрытые другими типами катализатора, такими как катализатор SCR, обычно не называют каталитическими фильтрами.

    Каталитические керамические фильтры зарекомендовали себя как наиболее важная технология фильтрации твердых частиц в дизельных двигателях как для OEM, так и для модернизации/послепродажного обслуживания. Катализатор предназначен для снижения температуры окисления сажи и облегчения пассивной регенерации DPF. Пассивная регенерация предпочтительнее активной, поскольку она происходит при более низкой температуре (что положительно влияет на срок службы фильтра) и влечет за собой меньшие потери в экономии топлива. Каталитические фильтры, использующие монолитные подложки с стеновым потоком, на сегодняшний день являются наиболее распространенным типом дизельных сажевых фильтров как в OEM, так и в модернизированных приложениях.

    Возможны три базовые комплектации, в зависимости от расположения катализатора:

    • Каталитический сажевый фильтр (CDPF)
    • Катализатор окисления + некатализированный DPF
    • Катализатор окисления + CDPF

    Каталитические фильтры использовались в системах фильтрации, которые используют как пассивную регенерацию , так и активную регенерацию . Большинство модернизированных систем DPF полагаются исключительно на пассивную регенерацию. В системах фильтрации для OEM-приложений пассивная регенерация происходит в условиях высокой нагрузки двигателя, в то время как различные средства управления температурным режимом обычно используются для повышения температуры выхлопных газов и обеспечения надежной, активно поддерживаемой регенерации при более низких нагрузках двигателя.

    В этих последних «пассивно-активных» системах фильтрации роль катализатора — помимо снижения температуры воспламенения сажи — заключается в ускорении скорости окисления сажи для минимизации ущерба для экономии топлива. Более короткая регенерация также сводит к минимуму вероятность непредвиденных и нежелательных прерываний (например, из-за изменившихся условий работы двигателя, когда стратегия управления двигателем, направленная на повышение температуры, больше не может поддерживаться). В каталитических фильтрах катализатор окисления может также помочь контролировать любые чрезмерные выбросы CO/HC, которые в противном случае могли бы произойти во время активной регенерации, когда большое количество сажи сжигается в течение короткого периода времени.

    Конфигурации каталитических фильтров

    Катализированный сажевый фильтр

    В каталитическом сажевом фильтре на фильтрующий материал наносится катализатор, который способствует химическим реакциям между компонентами газовой фазы и сажей, собранной в фильтре. Основной целью катализатора является облегчение пассивной регенерации фильтра путем обеспечения окисления углеродистых твердых частиц при температурах выхлопных газов, возникающих при обычной работе двигателя/автомобиля, обычно в диапазоне 300-400°C. В отсутствие катализатора твердые частицы могут окисляться с заметной скоростью только при температурах около 550-650°C, что может происходить только в условиях полной нагрузки дизельного двигателя и в большинстве случаев редко наблюдается при реальной эксплуатации.

    В наиболее распространенной конструкции CDPF используется керамический монолит со стеночным потоком, изготовленный из кордиерита или карбида кремния, упакованный в стальной корпус, как показано на рисунке 1. Пористые стенки монолита покрыты катализатором. По мере того как аэрозоль выхлопных газов дизельного двигателя проникает через стенки, частицы сажи оседают в сети пор стенок и на поверхности впускного канала. Катализатор за счет комбинации NO 2 и механизмов реакции на основе кислорода, обсуждаемых ниже, способствует окислению ТЧ в обедненных условиях дизельного выхлопа.

    Рисунок 1 . Катализированный сажевый фильтр с керамической подложкой с пристенным потоком

    Применение катализатора также возможно с фильтрующими подложками, отличными от монолитов с пристенным потоком, например, с проволочной сеткой, пенокерамикой, керамическими волокнами и другими средами.

    Катализатор окисления + некатализируемый сажевый фильтр

    В этой двухступенчатой ​​конфигурации DPF некаталитический фильтр регенерируется с использованием NO 2 , образующегося на катализаторе окисления дизельного топлива (DOC), расположенном перед фильтром. С помощью № 2 для окисления дизельной сажи фильтры можно регенерировать при относительно низких температурах выхлопных газов. Действительно, при соответствующих применениях этот тип фильтра способен к пассивной регенерации при температурах до 250-300°C.

    Схема двухступенчатой ​​конфигурации DOC + DPF показана на рисунке 2. Система фильтрации состоит из двух устройств — катализатора окисления (на входе) и керамического дизельного фильтра с пристенным потоком (на выходе). Эта двухступенчатая конфигурация DPF также известна как фильтр CRT®.

    Рисунок 2 . Двухступенчатая конфигурация DOC + DPF, также известная как ЭЛТ-фильтр

    «CRT» — аббревиатура от торговой марки «Continuously Regenerating Technology», изначально представленная как «Continuously Regenerating Trap» — является зарегистрированным товарным знаком Johnson Matthey, исследователи которого впервые описали использование NO 2 для окисления сажи [470]. ] . Этот тип фильтра также назывался CR-DPF, что означает «постоянно регенерирующий DPF». ЭЛТ-фильтр был запатентован компанией Johnson Matthey в США 9.0214 [111] и в других странах, после чего в конце 1990-х годов на рынке появились модификации [112] . Поскольку срок действия патентов истек, этот тип фильтра был доступен у многих поставщиков, и термин CRT больше редко используется в качестве общего обозначения конфигурации DOC + DPF.

    Ограничения применения. Соотношение NOx:PM в выхлопных газах и содержание серы в топливе — помимо температуры выхлопных газов — являются важными факторами, влияющими на регенерацию фильтра, а также на характеристики выбросов. ЭЛТ-фильтр с пассивной регенерацией имел следующие пределы применения:

    • Соотношение NOx:PM в отработавших газах: 20:1–25:1 (по весу, минимум) — важность соотношения NOx:PM очевидна; NOx является источником NO 2 , необходимого для регенерации ЭЛТ
    • Содержание серы в топливе: 50 ppm мас. (максимум) — фильтру CRT требовалось топливо со сверхнизким содержанием серы, поскольку сера блокирует переход NO→NO 2 на катализаторе окисления
    • .
    • Температура выхлопных газов: 275°C (минимум)

    Следует отметить, что приведенные выше ограничения по применению являются примерами ранних применений модернизации. Системы OEM-фильтров, представленные позже, могут потребовать гораздо более высокого соотношения NOx:PM и/или более высокой температуры выхлопных газов, чтобы полагаться только на пассивную регенерацию (сравните рисунок 13). Эти различия могут быть связаны с различной технологией двигателя и уровнем ТЧ на выходе из двигателя, а также с тем фактом, что максимальное падение давления, наблюдаемое во многих модифицированных сажевых фильтрах, было выше, чем было бы допустимо в двигателях OEM.

    Фильтры, деактивированные при работе на топливе с высоким содержанием серы, восстанавливают способность к регенерации при работе в течение определенного периода времени на топливе со сверхнизким содержанием серы [455] . Периодическое воздействие высоких температур также может восстановить активность катализатора. Постепенное ухудшение скорости превращения NO, ведущее к медленной регенерации, было связано с серой в применениях с длительными периодами низкой температуры выхлопных газов, например, в городских автобусах, даже при использовании топлива со сверхнизким содержанием серы [1117] .

    Пока используется топливо со сверхнизким содержанием серы, конфигурация DOC + DPF имеет преимущество по температурному балансу по сравнению с каталитическим фильтром. В исследовании DECSE [455] было обнаружено относительно высокое преимущество средней температуры баланса на 60°C. Гораздо меньшее преимущество всего в 15°C было сообщено другими [619] . Поскольку балансовые температуры зависят от ряда конкретных параметров двигателя и системы очистки отработавших газов, сделать обобщение затруднительно.

    ###

    9Топливные катализаторы 0000 против дизельных систем доочистки выхлопных газов: различия?
    Топливные катализаторы по сравнению с дизельными катализаторами окисления (DOC), дизельными сажевыми фильтрами (DPF) и катализаторами селективного каталитического восстановления (SCR)

    Выбор топливного или выхлопного устройства послепродажного обслуживания — это решение, определяемое целями владельца/оператора или корпорации . Есть только две цели, которые относятся к топливным или выхлопным устройствам вторичного рынка. Что касается вторичного рынка топливных и выхлопных устройств, две цели заключаются либо в повышении топливной экономичности транспортного средства или машины, либо в снижении их выбросов.

    Повышение топливной экономичности транспортного средства или машины также может быть целью приобретения послепродажного оборудования для дизельных двигателей. Топливные и вытяжные устройства вторичного рынка также хорошо работают с печами и котлами, на самом деле очень хорошо.

    Проблема с топливными и выхлопными устройствами вторичного рынка заключается в том, что между ними есть сходство, что затрудняет выбор правильного. Добавьте к этому тот факт, что на рынке продаются присадки и средства для кондиционирования топлива и выхлопных газов в качестве катализаторов еще больше усложняют выбор правильного продукта.

    Не говоря уже о присадках и обработках, которые представляют собой растворители, а не механические устройства, большинство топливных и выхлопных устройств послепродажного обслуживания работают аналогичным образом. Усложняет покупку соответствующего устройства послепродажного обслуживания тот факт, что высококачественные выхлопные и послепродажные устройства изготавливаются из одних и тех же материалов. А именно, катализаторы дизельного топлива и системы доочистки выхлопных газов дизельных двигателей представляют собой устройства, дающие результаты благодаря каталитическим свойствам благородных металлов, используемых для их изготовления.

    Сходства между топливными катализаторами и устройствами вторичного рынка выхлопных газов (EAD)

    Одно из сходств между топливными катализаторами и устройствами выхлопа заключается в том, что почти все топливные катализаторы — за очень немногими исключениями — являются устройствами вторичного рынка. Но, в отличие от каталитических нейтрализаторов, производители автомобилей, грузовиков и машин не обязаны по закону устанавливать топливные катализаторы предварительного сгорания на свои продукты. Почти каждый легковой автомобиль в мире имеет каталитический нейтрализатор или катализатор окисления дизельного топлива. Это не относится к встроенным топливным катализаторам.

    Подобно топливным катализаторам — как следует из названия — такими же являются и продукты вторичного рынка выхлопных газов. В дополнение к тому факту, что оба являются устройствами вторичного рынка, как топливные катализаторы, так и EAD находятся в непосредственном контакте с конкретным топливным состоянием, на воздействие которого они предназначены.

    Топливные катализаторы устанавливаются на топливопроводе. На выхлопной трубе, следующей за выпускным коллектором, установлены EAD.

    Возможно, еще большей путаницей является тот факт, что для неспециалиста топливные катализаторы и EAD выглядят почти одинаково. Корпуса обоих изготавливаются из благородных металлов, таких как медь, нержавеющая сталь или олово, и обычно имеют цилиндрическую форму. В дополнение к тому, что они имеют одинаковую форму и сделаны из одних и тех же материалов снаружи, топливные катализаторы и EAD также сделаны из одних и тех же материалов внутри: благородные металлы, которые являются настоящими катализаторами.

    Благородные металлы представляют собой активные вещества, вызывающие изменение химического состава соответствующих топливных состояний, на воздействие которых они предназначены. В случае топливного катализатора топливо. В случае устройства вторичного рынка выхлопных газов выбросы.

    Благородные металлы — истинные катализаторы — и их расположение в катализаторе или EAD составляют «патентные коммерческие секреты», которые отличают каждое устройство.

    Однако самое большое сходство между топливным катализатором и устройствами вторичного рынка выхлопных газов заключается в том, что оба они сокращают выбросы, хотя и на разных этапах жизненного цикла дизельного топлива. EAD — это устройства дожигания. Топливные катализаторы представляют собой устройства предварительного сгорания.

    В результате того, что топливный катализатор представляет собой устройство предварительного сгорания, топливные катализаторы могут делать то, чего не могут ни устройства вторичного рынка выхлопных газов, ни каталитический нейтрализатор: повышать эффективность использования топлива.

    Чтобы понять разницу между топливным катализатором и системами доочистки выхлопных газов дизельных двигателей, сначала необходимо определить, что именно представляет из себя каждый из них и что он делает.

    Что такое катализаторы окисления дизельных двигателей (DOC)

    Катализатор окисления дизельных двигателей похож на каталитический нейтрализатор. На самом деле они почти синонимы. Они имеют одинаковую форму, компоненты и назначение. Разница в том, что каталитические нейтрализаторы устанавливаются на бензиновых двигателях с искровым зажиганием. С другой стороны, дизельные катализаторы окисления устанавливаются после выпускного коллектора дизельного двигателя, работающего от сжатия.

    Просто каталитические нейтрализаторы уменьшают выбросы бензина, а DOC уменьшают выбросы дизельного топлива.

    Чтобы понять важность и назначение DOC, необходимо понимать ограничения двигателей, работающих на ископаемом топливе. Из-за множества факторов, включая природу рафинированного ископаемого топлива; степень сжатия двигателя и синхронизация искрового двигателя; температура окружающей среды; высоты и давления воздуха, ни один двигатель не сжигает 100 процентов ископаемого топлива, поступающего в его камеры сгорания. В результате топливные углеводороды попадают в атмосферу в виде выбросов загрязняющих веществ.

    Назначение как каталитических нейтрализаторов, так и катализаторов окисления дизельных двигателей состоит в том, чтобы свести к минимуму количество несгоревшего топлива, попадающего в атмосферу. Каталитические нейтрализаторы и DOC завершают процесс сгорания путем перегрева выхлопных газов автомобиля или машины с использованием благородных металлов — 90 262 настоящих катализаторов 90 263.

    Катализаторы окисления дизельного топлива «содержат палладий, платину и оксид алюминия, которые служат катализаторами для окисления углеводородов и монооксида углерода кислородом с образованием диоксида углерода и воды». DOC представляют собой цилиндрические проточные фильтры с сотовыми сетками внутри. Выбросы дизеля проходят через экраны. Молекулы несгоревшего топлива в выбросах сгорают и превращаются в углекислый газ или воду.

    Что перегревает благородные металлы в дизельном катализаторе окисления, чтобы они могли сжечь несгоревшее топливо в выхлопных газах? Выхлоп. Катализатор окисления дизельного двигателя находится в симбиозе с выхлопными газами, которые он очищает. Выхлоп, проходящий через DOC, нагревает благородные металлы, а благородные металлы затем сжигают несгоревшие молекулы топлива — углеводороды — в следующем выхлопе.

    Что такое дизельный сажевый фильтр (DPF)

    Помимо несгоревшего топлива, которое выходит из двигателя в виде газа или пара, выбросы дизельных двигателей содержат твердые частицы. Твердые частицы, твердые частицы, видны невооруженным глазом. Твердые частицы часто называют сажа .

    Твердые частицы являются причиной черного дыма, который иногда виден из дизельных двигателей, котлов и печей. Твердые частицы являются причиной смога, коричневого облака, которое часто висит над городами промышленно развитых стран.

    Твердые частицы состоят в основном из трех компонентов. Тремя элементами твердых частиц являются растворимая органическая фракция (SOF), топливный углеводород (FHC) и углеводород смазочного масла (LHC). Из-за того, что дизельное топливо с низким содержанием серы является обязательным условием распространения в большей части первого мира, количество твердых частиц в атмосфере резко сократилось по всему миру.

    Однако не бывает дизельного топлива без серы. Кроме того, из-за углеводородов все еще остаются большие количества твердых частиц. Но, к счастью, твердые частицы представляют собой твердые частицы, а не газ или пар, а это означает, что фильтры могут удалять твердые частицы из выбросов дизельного топлива. И это то, что делает дизельный сажевый фильтр. Таким же образом DOC сжигает несгоревшее топливо; DPF удаляет твердые частицы из выбросов сгорания дизельного топлива.

    Сажевый фильтр очень похож на топливный фильтр. Топливный фильтр удаляет твердые частицы, содержащиеся в ископаемом топливе, перед сжиганием. Дизельный сажевый фильтр очищает выхлопные газы двигателя от твердых частиц до того, как они попадут в атмосферу. «Эта матрица материалов (композит из кордиерита, карбида кремния или металлических волокон), называемая сажевым фильтром (DPF), улавливает твердые частицы (сажу), вытекающие из выхлопной трубы».

    Как правило, когда дизельный сажевый фильтр используется в сочетании с катализатором окисления дизельного топлива, DOC находится рядом с выпускным коллектором, а DPF — в нескольких футах от выхлопной трубы. Третье выхлопное устройство, которое можно использовать в выхлопной системе, — это катализатор селективного каталитического восстановления.

    Что такое катализатор селективного каталитического восстановления (SCR)

    Одними из наиболее токсичных выбросов, попадающих в атмосферу при сжигании ископаемого топлива, являются оксиды азота. Оксиды азота представляют опасность не только для людей, но и практически для всех живых существ. «Главное беспокойство вызывает то, как мелкие частицы могут повредить наши легкие, проникая в чувствительные участки тканей. Это имеет ужасные последствия и может привести к преждевременной смерти, респираторным заболеваниям и заболеваниям и даже может способствовать сердечным заболеваниям».

    Но это еще не все. Оксиды азота обладают способностью создавать химические изменения и большое количество разнообразных соединений. Многие последствия химических соединений еще не известны. Кроме того, нелегко определить, когда и где оксиды азота вызовут химическое изменение в безвредном в остальном соединении.

    «NOx постоянно изменяет многие распространенные органические химические вещества, что в конечном итоге приводит к образованию многочисленных токсичных продуктов, таких как нитроарены, нитрозамины и нитратные радикалы. Эти токсичные продукты часто могут вызывать биологические мутации у многих форм жизни, которым не посчастливилось подвергнуться их воздействию.

    Обнаружены и другие странные способы превращения NOx в озон, последним из которых является образование хлорида нитрила, которое происходит во многих прибрежных районах, когда NOx вступает в контакт с соляным туманом, распыляемым разбивающимися волнами».

    Катализаторы селективного каталитического восстановления превращают оксиды азота в безопасные химические соединения.

    Присадки и обработка топлива

    Хотя топливные присадки и обработка часто обозначаются как катализаторы , они не являются катализаторами и не содержат катализаторы. Топливные присадки и обработка не вызывают химических изменений в топливе и никоим образом не улучшают само топливо.

    Присадки и обработка топлива служат одной из трех целей или их комбинации. Присадки и обработка могут смазывать двигатель, они могут удалять остатки углеводородов, которые загрязняют компоненты внутреннего сгорания двигателя, или повышать цетановое/октановое число топлива.

    Что такое топливный катализатор

    К сожалению, термин топливный катализатор используется для маркировки различных продуктов, включая присадки и обработки. правда 9Топливный катализатор 0263, однако, представляет собой устройство предварительного сгорания, которое кондиционирует топливо, чтобы минимизировать разрыв между энергетическим потенциалом дизельного топлива и выходной мощностью дизельного топлива. Что отличает топливный катализатор от псевдотопливных катализаторов, так это тот факт, что истинных катализатора — благородные металлы — являются активными агентами в топливном катализаторе, которые вызывают химическую реакцию.

    Другая особенность топливного катализатора, которая отличает его от каталитических нейтрализаторов и других механических устройств, снижающих выбросы, а также топливных присадок и обработок, заключается в том, что топливные катализаторы не только снижают выбросы, но и увеличивают экономию топлива — «газовый» пробег.

    В отличие от практически любого другого продукта послепродажного обслуживания, топливный катализатор увеличивает экономию топлива и снижает выбросы.

    Что касается сокращения выбросов, катализаторы дизельного топлива могут беспрецедентно сократить выбросы. Например, Rentar Fuel Catalyst уменьшает количество твердых частиц — возможно, самый большой недостаток сжигания дизельного топлива — на 19,2 процента. Сокращение черного дыма от Rentar может достигать до 44 процентов. Rentar уменьшает содержание элементарного и органического углерода до 35 процентов. Он снижает летучие органические вещества, вызывающие рак, на 16–46,2 процента, в зависимости от рассматриваемого летучего органического вещества.

    Что касается катализаторов дизельного топлива и систем нейтрализации выхлопных газов дизельных двигателей, то существуют огромные различия. Но два самых больших различия заключаются в том, какова цель — восстановить топливо или восстановить выбросы — и тот факт, что топливные катализаторы увеличивают пробег «газа», в то время как системы дополнительной обработки дизельных выхлопных газов увеличивают расход топлива.

    Что такое бензиновые сажевые фильтры и почему они ухудшают звук автомобиля?

    В последние годы мы все чаще и чаще говорим о бензиновых сажевых фильтрах, но как они на самом деле работают?

    Напомнить позже

    В последние годы в обзоры автомобилей все чаще проникает особый термин – «сажевый фильтр». Они не так хорошо известны, как дизельные сажевые фильтры (DPF) , которые существуют намного дольше и стали повсеместными с 2009 года.

    Сажевые фильтры Patrol, также называемые OPF (otto partikelfilter) и GPF (бензиновые сажевые фильтры), появились гораздо позже. Они стали необходимы из-за правил Европейского Союза, касающихся количества твердых частиц, которые разрешено выбрасывать бензиновым двигателям.

    Выбросы твердых частиц из бензиновых двигателей строго контролируются со времен Евро 5. Однако замена старого цикла лабораторных испытаний NEDC (Новый европейский ездовой цикл) более жестким режимом WLTP (Всемирная согласованная процедура испытаний легковых автомобилей) с Евро 6с (к которому присоединились RDE, Real Driving Emissions, начиная с Euro 6d) значительно усложнило соблюдение. Для многих автомобилей необходимо было резко сократить выбросы твердых частиц, что привело к увеличению ОБТК.

    Что такое бензиновые сажевые фильтры?

    Сажевые фильтры в выхлопной системе 992 Porsche 911 Carrera

    Сажевые фильтры обычно располагаются после каталитических нейтрализаторов, как правило, внутри металлического ящика, который может выглядеть как дополнительный глушитель. Откройте его, и вы увидите керамическую сотовую структуру, очень похожую на DPF.

    Когда выхлопные газы проходят через устройство, сотовый фильтр задерживает излишки закиси азота, угарного газа и углеводородных частиц. Из-за высокой температуры фильтра все они сгорают, выделяя при этом немного воды, азота и углекислого газа. Привет, вуаля — количество твердых частиц уменьшилось примерно на 9от 0 до 95 процентов.

    Требуется ли техническое обслуживание сажевых фильтров?

    Диаграмма PSA Group, показывающая конструкцию ее сажевого фильтра

    Дизельные сажевые фильтры имеют репутацию засоряющихся со временем, особенно в автомобилях, которые используются в основном для коротких поездок с низкой скоростью. С ОПФ это не такая большая проблема. Во-первых, более высокие температуры бензинового двигателя (и, следовательно, выхлопа) делают их более эффективными при сжигании мусора, а во-вторых, бензиновые двигатели обычно выделяют меньше твердых частиц.

    Однако исследования показали, что бензиновые двигатели могут быть такими же плохими, как и дизельные, когда дело доходит до наночастиц, которые в 100 раз меньше, чем частицы дизельного топлива (10 микрон в диаметре), о которых мы начали беспокоиться в первую очередь. Поскольку они намного меньше, считается, что они могут проникнуть глубже в ваши легкие. Не смешно.

    Но мы отвлеклись — резюмируя, нет, бензиновый сажевый фильтр не нуждается в обслуживании. Если вас не беспокоит наш следующий пункт, вы, вероятно, со временем забудете о нем. Или никогда не знал в первую очередь.

    Широкое распространение БКП является хорошей новостью с экологической точки зрения — мы не можем этого отрицать. Но трудно не грустить о побочном эффекте более тихих двигателей. Причина снижения шума проста — сажевый фильтр является дополнительным ограничением, а ограничения в выхлопной системе означают более приглушенный звук, исходящий из выхлопной трубы.

    Как отметил тогдашний главный инженер Aston Martin Мэтт Беккер в разговоре с CT пару лет назад, БКП особенно затрудняют добавление всех искусственных хлопков, к которым мы привыкли в 2010-х годах. В некоторых случаях это не так уж и плохо. Например, Jaguar F-Type R, возможно, звучит лучше после OPF, с его когда-то чрезмерным пулеметным характером выхлопа, значительно смягченным. Теперь все дело в прекрасном рокоте V8, который остается достаточно слышимым.

    Однако для многих автомобилей новости менее приятны. Audi R8 второго поколения (начиная с рестайлинга) с OPF заметно более приглушены, чем их предшественники. Что еще хуже, близкородственный Huracan Evo может использовать тот же двигатель без фильтров, а Lamborghini вместо этого выбирает комбинацию портового и направленного впрыска, чтобы уменьшить выбросы и соответствовать правилам.

    В каких автомобилях установлены сажевые фильтры?

    В наши дни даже Ferrari использует БКП

    Вскоре этот вопрос будет проще сформулировать так: «У каких автомобилей нет сажевых фильтров?» Начиная с конца 2017 года Группа PSA устанавливала БКП на все свои бензиновые двигатели GDI (бензин с непосредственным впрыском). Volkswagen начал устанавливать БКП на все свои автомобили в 2018 году, как и BMW. Среди прочих их используют Mercedes, Volvo, Seat, Audi Skoda.

    Суперкары и роскошные спортивные автомобили тоже не застрахованы. Модели Aston Martin, оснащенные двигателями V8 с двойным турбонаддувом, которые поставляются Mercedes-AMG, уже некоторое время используют OPF. Порше 911 моделей, включая GT3, являются пользователями БКП. Audi R8 мы уже обсуждали, и даже Ferrari участвует в действии, начиная с 3,9-литрового двигателя V8 с двойным турбонаддувом в F8 Tributo.

    Можно ли снять сажевый фильтр?

    Удаление Milltek OPF/GPF для BMW M2 Competition, указанное как «только для бездорожья» (изображение через Milltek)

    С технической точки зрения, да, вы можете. На самом деле довольно легко. Множество компаний предлагают трубы удаления БКП для штабелей различных автомобилей. Однако есть пара предостережений. Во-первых, любая такая модификация должна сопровождаться некоторыми изменениями в ЭБУ, чтобы отсутствующие датчики OPF не выдавали код неисправности или даже не переводили автомобиль в аварийный режим. Кроме того, вы могли заметить предупреждение мелким шрифтом на некоторых веб-сайтах, обычно говорящее что-то вроде «только для отслеживания».

    БКП является частью системы контроля выбросов вашего автомобиля, поэтому, если вы установите декапитирующую трубу для удаления каталитического нейтрализатора (или выброса сажевого фильтра), удаление БКП может оставить вас в затруднительном положении, если оно будет обнаружено. Тюнинговая компания VAG Revo выступила против удаления OPF. «Мы ожидаем, что удаление GPF будет таким же незаконным, как и DPF», — говорится на веб-сайте британской фирмы, добавляя: «Поэтому удаление GPF не является процессом, поддерживаемым Revo».

    См. также: Плюсы и минусы различных материалов выхлопа

    Это не значит, что решение безнадежно, если вы хотите сохранить законность дорожного движения. Если вы сосредоточитесь на снятии ограничений, на которые вы действительно способны, вам еще предстоит сделать звуковые улучшения. Например, мы слышали много приличных результатов от установок выхлопной системы OPF или задней оси, и со временем компании послепродажного обслуживания будут только лучше работать с OPF, как для выхлопных газов, так и для других модификаций.

    Каталитический нейтрализатор и сажевый фильтр

    Во всех двигателях то, что входит, должно выходить наружу. Если вы добавите 1 кг топлива и 25 кг воздуха, на другом конце получится 26 кг выхлопных газов. Все атомы, которые вошли внутрь, также выйдут наружу, но не обязательно в составе тех же соединений, в которых они находились раньше.

    Выбросы двигателей внутреннего сгорания, работающих на углеводородах, можно разделить на четыре категории:
    1. Остатки всасываемого воздуха: первичный кислород и азот. Насколько нам известно, они совершенно безвредны.
    2. Продукты компонентов всасываемого воздуха: Наиболее значимыми в этом заголовке являются «оксиды азота», которые обладают разной степенью токсичности.
    3. Продукты полного сгорания: они включают двуокись углерода и водяной пар, которые, хотя и нетоксичны, считаются парниковыми газами и, следовательно, влияют на изменение климата.
    4. Продукты неполного сгорания: к ним относятся окись углерода, углеводороды и твердые частицы, все они токсичны.

    Токсичные вещества, содержащиеся в выхлопных газах на выходе из двигателя, известны как «первичные загрязнители», но после выхода из двигателя некоторые из них могут вступать в реакцию друг с другом или с другими соединениями, присутствующими в атмосфере, с образованием того, что известно как «вторичные загрязнители». Примеры вторичных загрязнителей включают озон, кислотные дожди и фотохимический смог.