Опасный… постоянный

Среди автопроизводителей идет постоянная гонка за снижение выбросов вредных компонентов выхлопных газов в атмосферу. Во многом эти действия продиктованы все более жесткими и ограничительными экологическими нормами, а их эффект ощущают в первую очередь пользователи транспортных средств, не совсем в восторге от роста цен на «чистые» выхлопные газы из выхлопной системы.

Катализатор и фильтр

Наиболее вредными веществами в выхлопных газах двигателя внутреннего сгорания являются: окись углерода СО, углеводороды СН, оксиды азота NO и твердые частицы. В катализаторе окисления как углеводороды CH, так и монооксид углерода превращаются в безвредную воду. В свою очередь твердые частицы (в основном сажа) удаляются с помощью сажевого фильтра, встроенного в выхлопную систему двигателя. 

ДПФ — как это работает?

Сажевые фильтры DPF образуют единый блок с катализаторами, что обеспечивает оптимальную эффективность их работы. В более ранних конструкциях они монтировались отдельно — сажевый фильтр ставился после катализатора. Однако это решение не принесло ожидаемых результатов, в основном из-за того, что для достижения номинальной рабочей температуры требовалось длительное время. Дизельный сажевый фильтр DPF улавливает и собирает частицы сажи, которые затем сжигаются в процессе активной (сейчас гораздо более распространенной) или пассивной регенерации. Фильтр DPF состоит из керамических пластин, помещенных в металлический корпус. В свою очередь корпус фильтра представляет собой сеть каналов (закрытых с одной стороны). Изготавливаются из карбида кремния, обычно также с примесью платины. Поверхность каналов из такого материала шероховатая, что позволяет улавливать частицы сажи, движущиеся вместе с отработавшим газом. Последние затем подвергаются процессу регенерации (сжигания). Его направляют датчики температуры, расположенные в трех местах – перед турбонагнетателем (если он установлен на автомобиле), между катализатором окисления и сажевым фильтром и за последним непосредственно в выхлопной системе.

Пассивный или активный?

Первоначально в фильтрах DPF использовался процесс пассивной регенерации, которого больше нет в новых конструкциях сажевых фильтров. Как горела сажа в таком растворе? Чтобы регенерация проходила должным образом, необходимо достичь относительно высокой температуры выхлопных газов, колеблющейся между 350 и 500°С. Только при этой температуре происходит химическая реакция с двуокисью азота, в результате которой образуется двуокись углерода. Неэффективность пассивной регенерации связана еще и с тем, что для ее правильного протекания необходимо значительно нагружать двигатель. Эта проблема устраняется так называемым активная регенерация, также называемая активной регенерацией. В отличие от пассивного, это происходит через контроллер двигателя. Его задача, в том числе отключение системы рециркуляции отработавших газов или повышение давления наддува таким образом, чтобы водитель не почувствовал изменения мощности двигателя. Активная регенерация проводится после пробега 300 – 400 км.

Берегись пепла!

В двигателях с сажевыми фильтрами DPF необходимо использовать соответствующие масла, главное, чтобы они содержали как можно меньше вредной золы. Последние генерируют в основном присадки, содержащиеся в моторных маслах. Именно они в результате сгорания создают золу, которая оседает в сажевом фильтре. Проблема в том, что несмотря на улавливание фильтром золы, они не разлагаются дальше, как сажа, а остаются внутри. Вот почему так важно использовать масла с наименьшим количеством кондиционеров в автомобилях, оснащенных фильтрами DPF. На рынке есть специальные масла «low SAPS», характеризующиеся низким содержанием сульфатной золы и только серой и фосфором, которые можно с успехом использовать в автомобилях с сажевым фильтром.