Як і бензинові двигуни, дизельні двигуни обладнуються фільтром очищення відпрацьованих газів. Але оскільки принцип запалення палива у двигунів цих двох типів відрізняється, то і фільтри відпрацьованих газів у дизельного і бензинового мотора істотно відрізняються один від одного.
Варто зазначити, що якщо каталітичні нейтралізатори відпрацьованих газів встановлюються в систему вихлопу бензинових моторіввже давно, то фільтри сажі стали встановлюватися в обов'язковому порядкуна дизельні двигуни набагато пізніше - після введення в дію екологічних нормативів Євро-5.
З найменування пристрою зрозуміло, що його основним завданням є фільтрація вихлопу мотора від частинок сажі, що містяться. Сажевий фільтр сучасного дизелязатримує до 90% кількості сажі, що міститься у вихлопі. Зовні сажевий фільтрявляє собою невеликий металевий циліндр, наповнений спеціальним жароміцним керамічним матеріалом. Завдяки ніздрюватій структурі керамічного наповнювача фільтр затримує дрібні частинки, що утворюються в результаті згоряння. Фактично, сажевий фільтр це частина глушника, призначена для очищення вихлопу.
Принцип роботи фільтра сажі
Роботу сажевих фільтрівприйнято розбивати на два етапи: безпосередньо фільтрація відпрацьованих газів (захоплення сажі) та регенерація фільтра. На етапі захоплення сажі всередині фільтра, на відміну від каталітичного нейтралізатора бензинового мотора, не відбувається жодних складних хімічних або фізичних процесів. Особлива дрібної керамічна структура внутрішньої частини фільтра просіває вихлопні гази, затримуючи на своїх стінках частинки сажі. При цьому навіть найефективніші фільтри не здатні повністю виключити влучення сажі в атмосферу, пропускаючи мікрочастинки розміром від 0.1 до 0.5 мкм. Втім, вміст часток такої величини у вихлопі дизельного двигуна не перевищує 5-10%.
Природно, що з часом кількість уловленої сажі у фільтрі досягає критичного показника – фільтр забивається все більше і більше, і після певного моменту це починає позначатися на продуктивності роботи силового агрегатув цілому: падає потужність двигуна, підвищується паливні витрати. На очищення або регенерацію фільтра сажі спрямований другий етап роботи пристрою. На відміну від процесу фільтрації етап регенерації фільтра є дуже складним процесом. Регенерація фільтрів сажі реалізована різними автовиробниками по-різному. Правда, суть усіх цих рішень єдина - очищення осередків фільтра від сажі, що забилася.
У більшості випадків сажовий фільтр являє собою комбінований пристрій, що поєднує протисажевий фільтруючий елемент і каталітичний нейтралізатор шкідливих відпрацьованих газів. Типовим прикладомє сажові фільтри, що застосовуються на своїх автомобілях компанією Volkswagen. Таким чином, розробники не тільки реалізують вимоги щодо очищення вихлопу, але й забезпечують процес очищення протисажевого фільтруючого елемента. Пристрій комбінованого фільтра такий: усередині корпусу фільтра розташовуються жароміцні осередки з карбіду кремнію з каналами мінімального перерізу. Ці осередки є фільтруючим елементом, що бореться з сажею. Внутрішні боковини корпусу фільтра виготовлені із спеціального каталітичного матеріалу (як правило, титану), що сприяє окисленню та згорянню чадного та вуглекислого газів. Додаткова функціянейтралізатора в даному випадкуполягає в його здатності розігрівати фільтр сажі до температури порядку 500 °С. Як правило, такої температури цілком достатньо для того, щоб частинки сажі, що скупчилися, просто вигоріли самі собою, очистивши тим самим осередки фільтра. Такий процес прийнято називати пасивною регенерацією фільтра сажі.
Проте ефективність пасивної регенераціїсажевого фільтра на дизелі досягається тільки при відносно тривалій роботімотора під навантаженням, наприклад, у тривалій поїздці по заміській трасі на високих швидкостях. Адже тільки тоді у фільтрі досягається висока температура, достатня для випалювання сажі, що накопичилася. Якщо заповнення сажею досягло критичного рівня, а розігріти фільтр не вдається через недостатнє навантаження на двигун (їзда на короткі відстані або нечасте пересування містом), але при цьому датчики фіксують засмічення фільтра понад допустимої норми, запускається процес активного очищення фільтра сажі. Цей процес передбачає подачу додаткової порції палива в циліндри двигуна за основною частиною солярки. Потім клапан EGR перекривається, а при необхідності електроніка тимчасово змінює алгоритм стандартного управління геометрією турбіни. Не прогоріла паливна сумішпотрапляє в каталізатор крізь впускний колектор, після чого відбувається допалювання суміші, що істотно підвищує температуру вихлопних газів. Вихлопні гази, що надходять в сажевий фільтр, досягають 500-700°С і моментально випалюють з осередків, що забилися, фільтра сажу.
Очевидним свідченням запуску процесу активної регенерації фільтра будуть несподівані короткочасні вихлопи темного диму. При цьому прилади покажуть моментальне та нетривале підвищення оборотів двигуна на холостому ходу з одночасним сплеском паливної витрати. Слід зазначити, що вся процедура примусового очищення повністю автоматизована і не вимагає втручання власника машини. Електроніка зчитує дані з датчиків, встановлених до фільтра та після нього, при відновленні потрібного рівнятиску процес активної регенерації закінчується, а робота двигуна повертається до штатного режиму.
Деякі виробники, що не використовують комбіновані пристрої для очищення вихлопу дизельного мотора, застосовують фільтри з окремим каталізатором. Тут очищення фільтра відбувається за допомогою автоматичного впорскування в паливо спеціальної присадки. При наповненні фільтра сажі і падінні потужності мотора система впорскування нагнітає присадку в паливо. Після згоряння такої суміші у вихлопній системі досягається надзвичайно висока температура, що перевищує 600 °С. Крім того, активна речовина присадки при згоранні з соляркою не розпадається, а потрапляє в розжарений фільтр сажі, де, згоряючи, піднімає температуру до 900 °С, забезпечуючи миттєве випалювання сажі і швидке очищення фільтра. Враховуючи короткочасність впливу понад високої температурита міцність матеріалів, з яких виготовляються фільтри, система вихлопу не руйнується.
Видалення сажевого фільтра – способи та наслідки
На жаль, часта регенерація негативно впливає на двигун машини. Під час регенерації збагачена паливна суміш згоряє не повністю і потрапляє у моторне масло. В результаті олія розріджується, збільшуючись в об'ємі. Захисні та змащувальні властивості олії знижуються, крім того, рідка оліялегко долає ущільнення, викликаючи ризик потрапляння в інтеркулер та циліндри.
Термін служби сажових фільтрів досягає 110-120 тис. км. пробігу автомобіля. Однак, враховуючи низька якістьвітчизняної солярки, нерідкі випадки, коли заміна фільтра на новому автомобілі була потрібна вже через 25-30 тис. км пробігу. Залежно від моделі машини вартість фільтра для вихлопної системи дизельного двигуна коливається в інтервалі від 900 до 3000 євро.
Ефективною альтернативою заміни фільтра саду буде його видалення. Видаливши фільтр, власник машини позбавить себе проблем, пов'язаних з регулярними засміченнями і необхідністю очищення пристрою. Тягові характеристикитакого автомобіля помітно зростають, а паливна витратазменшується. Крім того, відпадає необхідність застосування спеціальних моторних маселдля автомобілів з фільтрами сажі. Щодо можливих негативних наслідківвидалення фільтра, то при правильному демонтажіпристрої крім зростання шкідливих викидівпродуктів згоряння палива до рівня вимоги Євро-3 нічого страшного з автомобілем не станеться.
Сьогодні багато автосервісів пропонують послугу видалення фільтра сажі. Однак довірятись «гаражним» фахівцям досить небезпечно. Подібний варіант загрожує пошкодженням датчиків системи вихлопу, що призводить до включення аварійного режимуроботи автомобіля та подальшого ремонту. Щоб правильно видалити фільтр сажі, необхідно виконати кілька кроків, включаючи попередню комп'ютерну діагностику, перепрограмування ЕБУ та подальший технічний демонтаж пристрою.
Поява дизельного двигуна на масовому споживчому ринкузмусило розробників таких моторів привести їх до світових екологічним стандартам. Дизельні двигуни повинні ефективно боротися з газами, що відпрацювали, затримуючи небезпечні для викиду в атмосферу елементи. У ході модернізації системи відпрацьованих газів дизельних двигунів повсюдно почали встановлюватися фільтри сажі DPF, які ефективно очищають вихлоп. Під час експлуатації дизельного двигуна фільтр сажі забруднюється і вимагає очищення або заміни.
Зміст:Що таке фільтр сажі DPF: завдання і принцип роботи
Як можна зрозуміти з назви, завдання сажевого фільтра – утримувати частинки сажі при їх появі у вихлопі. У ньому накопичується сажа, яка після допалюється, тим самим досягається менш шкідливий довкіллявихлоп.
Принцип роботи фільтра DPFв наступному:
- У фільтрі накопичується сажа до критичного моменту, який залежить від різниці тиску до фільтруючого елемента та після нього;
- Коли цей тиск відхиляється від норми, тобто знижується пропускна здатність фільтра, електронний блокуправління двигуна отримує про це інформацію і активує режим допалювання сажі, що накопичилася;
Зверніть увагу: Залежно від виробника двигуна процес допалювання може активуватися за різних умов. - Процес допалювання відбувається за підвищеної частоти обертання колінчастого валута посиленому упорскуванні палива, команда на який подається блоком управління;
- Тим самим збільшується температура вихлопних газів до значень, за яких відбувається догоряння сажі.
Незважаючи на наявність режиму догоряння сажі, вона може накопичуватися у фільтрі DPF і не згоряти. Особливо це актуально для водіїв, які рідко експлуатують автомобіль при підвищених оборотах, пересуваючись, в основному, в межах міста.
Оскільки вартість фільтра сажі DPF досить висока, водіям потрібно стежити за цим елементів і своєчасно його чистити, щоб не зіткнутися з необхідністю заміни.
Причини засмічення фільтра сажі дизельного двигуна
Сажа - побічний продуктвідпрацювання дизельного паливау циліндрах двигуна. У вихлопних газахвона представлена в консистенції дрібного порошку, який практично повністю затримується сіткою сажевого фільтра.
При робочому циклі в камері не згоряють частинки вуглеводнів, які виходять у вихлоп. Через них починаються утворюватися смолисті відкладення. Ця смола склеює дрібні частинки сажі, що призводить до утворення нагару. У місці з сажею в даному нагарі присутні й інші елементи горіння дизельного палива, а також сульфати металу, що виникають у вихлопі через згоряння олії, що потрапила в циліндр.
Зверніть увагу: Сульфати металу є продуктом згоряння присадок палива, що містять металеві елементи. Особливо багато металовмісних присадок знаходиться в універсальних оліях, які можуть бути використані для дизельних та бензинових моторів. Це одна з причин, чому такі олії не рекомендується застосовувати на регулярній основі для дизелів.
Підсумком описаних вище процесів стає утворення нага на сажі з частинками інших елементів, які осідають на фільтрі і не згоряють в режимі догоряння сажі.
Від чого залежить термін служби фільтра сажі
Залежно від того, наскільки уважно підходить власник автомобіля до питання засмічення фільтра сажі, безпосередньо корелюється термін служби елемента. Також на термін служби впливає кількість активації режимів догоряння сажі. Чим частіше двигун автомобіля активує режим догоряння сажі, тим менше прослужить фільтр сажі.
Фахівці рекомендують для підвищення терміну служби фільтра сажі, особливо якщо автомобіль з дизельним двигуном експлуатується в межах міста, на кожному ТО проводити чистку даного елемента. Особливо важливо це робити, якщо є неполадки в роботі двигуна, які можуть призвести до утворення масового нагару на фільтруючому елементі.
Зверніть увагу: Чистий фільтр сажі ефективний і з економічної точки зору. Якщо фільтр забруднений, знижується потужність двигуна, через що підвищується витрата двигуна для руху автомобіля з попередньою динамікою.
Підвищити термін служби фільтра сажі можливо, якщо використовувати спеціальні присадки для дизельного палива.В автомобільних магазинах можна знайти присадки, які націлені на зниження кількості нагару в результаті роботи мотора. Це досягається за рахунок максимального згоряння палива в циліндрах двигуна, що призводить до зменшення кількості сажі у вихлопних газах. Використовувати таку присадку рекомендується не рідше, ніж 1 раз на 3000 кілометрів пробігу автомобіля.
Також на процес утворення нагару на сажевому фільтрі сильно впливає якість палива, тому потрібно заправлятися якісним дизелем, щоб максимально продовжити термін служби даного елемента.
Як очистити фільтр сажі DPF
Є два основні способи очищення фільтра сажі DPF від утвореного нагару. Перший має на увазі необхідність зняття фільтруючого елемента з автомобіля, а другий передбачає виконання дій прямо на автомобілі. Обидва способи мають свої переваги та недоліки, тому розглянемо їх окремо.
Очищення фільтра сажі зі зняттям
Складність даного способуполягає в необхідності демонтажу фільтра сажі дизельного двигуна, а також в тривалості процедури. У середньому на очищення фільтра потрібно близько 8 годин.
Для очищення використовуються спеціальні рідини промивання фільтра сажі, які можна придбати в автомобільних магазинів. Краще вибирати склади перевірених брендів, таких як Luffe, Pro-tec, Liqui Molyта подібні. Дані рідини є складами нафтових компонентів і різних присадок, які здатні розчинити сажовий нагар. Поставляються рідини в 5-літрових каністрах, в середньому, на одну промивку буде потрібно вся каністра. Каністри зверху можуть мати місце для кріплення шланга, деякі мають шланг в комплекті. Шланг дозволяє зручніше наповнити фільтр сажі рідиною для промивання.
Корпус знятого фільтра сажі потрібно заповнити рідиною для промивання повністю і залишити на час, зазначений в інструкції по застосуванню складу (близько 8 годин). Після цього достатньо промити фільтр струменем води, щоб змити залишки бруду, а також залишки засобу для очищення.
Зверніть увагу: До питання промивання водою потрібно підійти серйозно, оскільки засіб для очищення пальне і може спалахнути під час надходження вихлопних газів.
Після промивання фільтра сажі водою залишається його підсушити і встановити на місце.
Очищення фільтра сажі без зняття
Спосіб промивання фільтра сажі без зняття більш швидкий, оскільки роботи ведуться безпосередньо на автомобілі. Конструктивні особливостіфільтра дозволяють подати рідину для очищення через отвір для встановлення датчика тиску або температури, попередньо їх знявши.
Важливо, що для очищення фільтра сажі без зняття використовується інший склад. Пов'язано це з тим, що роботи ведуть прямо на автомобілі, і немає можливості переконатися, що повністю нафтопродукти будуть видалені з фільтру сажі. Тому для очищення використовується склад на водно-лужній основі. зі змиваючою рідиною. Рідина дозволить після очищення нейтралізувати луг, що залишився.
Для промивання фільтра сажі без зняття потрібно обзавестися пістолетом-розпилювачем.
Також можна знайти спочатку рідини для промивання в аерозольних балончиках. Для ефективного використання рідини в балончик обов'язково ознайомтеся з інструкцією до неї.
Перед промиванням фільтра сажі двигун автомобіля потрібно обов'язково прогріти, після чого необхідно дочекатися поки в фільтруючому елементі встановиться температура близько 40 градусів за Цельсієм. Це потрібно зробити підвищення ефективності роботи лужного складу.
Розпорошення складу на фільтр сажі відбувається під тиском близько 8 бар. При цьому процес розпилення має бути інтервальним: 10 секунд рідина впорскується, потім 10 секунд потрібно почекати перед упорскуванням нової дози. Таким чином, потрібно ввести близько 1 літра рідини для чищення. При цьому важливо також обертати та переміщати розпилювальний зонд, щоб очистити фільтр сажі повністю. Після того, як промивання лужним складом проведено, аналогічним чином розпорошується чиста вода.
Після виконання робіт з очищення фільтра сажі рідинними засобами рекомендується провести процедуру допалу залишків сажі, шляхом експлуатації автомобіля при підвищених оборотах протягом 20-30 хвилин.
У законодавстві з токсичності ОГ EURO 6c граничні значення маси частинок (PM) та кількості частинок (PN) обмежені ще жорсткіше. Підставою для цього є той факт, що у сучасних ДВСз безпосереднім упорскуваннямне створюється така однорідна паливо-повітряна суміш, як з упорскуванням у впускний колектор.
Тому при згорянні палива утворюється більше частинок. Для відповідності граничним значенням, серед іншого, встановлюється фільтр сажі бензинового двигуна.
Приклад: Двигун B48 у F22/F23
Опис функціонування
Монтажне положення фільтра сажі для бензинового двигуна
Саджовий фільтр для бензинового двигуна встановлюється дома середнього глушника за каталізатором. У майбутньому у т/с фільтр сажі для бензинового двигуна буде встановлюватися ближче до двигуна в загальному корпусі з каталізатором.
Для однозначної ідентифікації перевірте монтажне положення датчика тиску наддуву.
Якщо датчик тиску ОГ розташований на виході каталізатора, сажовий фільтр для бензинового двигуна розташований далі від двигуна в днище т/с замість середнього глушника. Якщо датчик тиску ОГ розташований по центру на корпусі каталізатора, сажовий фільтр для бензинового двигуна встановлений ближче до двигуна.
Монтажне положення фільтра сажі для бензинового двигуна ближче до двигуна сприяє регенерації (обгорання сажі), оскільки простіше досягаються необхідні для цього температури ОГ.
Конструкція та функціонування фільтра сажі для бензинового двигуна
Садовий фільтр для бензинового двигуна пронизаний безліччю каналів, якими проходять ОГ. Стінки сажевого фільтра для бензинового двигуна пористі для проходження ОГ. Частинки (сажа та зола) осідають у каналах.
Канали сажевого фільтра для бензинового двигуна закриті з обох боків. Кожен впускний канал оточений 4 випускними каналами. Частинки осідають у покритті впускних каналів. Там залишаються частинки, які згоряють при підвищенні температури газів, що відпрацювали і необхідної кількостікисню. Очищений газ, що відпрацював, проникає через пористі стінки з покриттям з випускних каналів.
Відкладення сажі з часом забивають фільтр сажі для бензинового двигуна. Тому їх слід спалювати. Це відбувається, коли температура газів, що відпрацювали, перевищує температуру займання сажі. Цей процесназивається регенерацією. При цьому частинки вуглецю перетворюються на газоподібний двоокис вуглецю (CO2) за допомогою окислення.
Відкладення сажі починають згоряти при температурі від 600 °C. Швидка та ефективна регенерація досягається лише від температури 700 °C. Так як дана температурадосягається тільки при відповідному високому навантаженні, поряд з природною регенерацією (обгорання сажі при надлишку повітря в режимі примусового холостого ходу) сажового фільтра для бензинового двигуна застосовуються додаткові заходи. Так температура газів, що відпрацювали, штучно підвищується шляхом регулювання кута запалювання. Як правило, водій не відчуває цих процесів.
Датчик тиску ОГ
У бензиновому двигуні порівняно з дизельним перепадом тиску не вимірюється до і після сажевого фільтра. Натомість датчик тиску ОГ в бензиновому двигуні вимірює тиск ОГ перед фільтром сажі для бензинового двигуна і тиск навколишнього середовища.
Цифрова електронна системакерування двигуном (DME) за сигналами від датчика тиску наддуву та за іншими сигналами (наприклад, повітряної маси) розраховує потік відпрацьованих газів.
На основі потоку газів, що відпрацювали, у поєднанні з виміряним тиском навколишнього середовища розраховується значення тиску ОГ після сажевого фільтра для бензинового двигуна. Розрахований перепад тисків до і після фільтру сажі для бензинового двигуна повідомляє про ступінь завантаження сажевого фільтра для бензинового двигуна. цифрова електронна система керування двигуном (DME) активує регенерацію при перевищенні допустимого ступеня завантаження.
Системні функції
Регенерація
Залежно від манери їзди та стану обслуговування т/с фільтр сажі для бензинового двигуна розрахований на пробіг близько 240000 км. Після досягнення цього пробігу фільтр сажі для бензинового двигуна слід замінювати разом з корпусом. Для цього система випуску газів, що відпрацювали, знімається і ставиться новий сажовий фільтр для бензинового двигуна.
Інформацію про рівень завантаження надає діагностична система. Після досягнення максимального пробігуреєструється ЗУ несправностей, що зчитується діагностичною системою. У т/с після досягнення максимального пробігу сервісна інформація не відображається.
Для збереження тиску ОГ в допустимих межахзбільшується кількість циклів регенерації в міру підвищення ступеня завантаження фільтра сажі для бензинового двигуна золою. При максимальному ступені завантаження золою фільтра сажі для бензинового двигуна він не в змозі вільно прогоряти. Як наслідок відбувається поступове зменшення потужності двигуна. При перевищенні зниження потужності 30% цифрова електронна система керування двигуном (DME) активує сигнальну лампутоксичності газів, що відпрацювали. Система управління двигуном перетворюється на аварійний режим.
| Позначення | Пояснення | Позначення | Пояснення |
|---|---|---|---|
| A | Сажа | B | Зола |
| C | Новий стан (без відкладень) | ||
| км | Пробіг за кілометри | кВт | Потужність у кВт |
| мілібар | Тиск ОГ у мілібарах | ||
| 1 | Цикли ступеня завантаження з регенерацією | 2 | Високе завантаження фільтра сажі для бензинового двигуна |
| 3 | Досягнуто середнє значення пробігу | 4 | Зниження потужності та аварійна програма |
Можливості регенерації
- Нормальна регенерація здійснюється в залежності від характеру руху. Обгоряння сажі можливе лише при надлишку повітря в режимі примусового холостого ходу в режимі примусового холостого ходу і при високій температурі відпрацьованих газів.
- Розрахована регенерація: циклічна регенерація з урахуванням характеру руху.
- Регенерація кожні 10000 км: встановлений цикл регенерації.
Упорскування
Для покращення параметрів викидів шкідливих речовин(Частинок) для EURO 6c встановлені нові форсунки. Форсунки мають нову геометрію для упорскування. На наступному графіку показано зміну:
Вказівки для служби сервісу
загальні вказівки
Вказівки з діагностики
Саджовий фільтр для бензинового двигуна діагностується за допомогою діагностичної системи. Для цього передбачені тестові модулі для датчика тиску ОГ та фільтру сажі для бензинового двигуна.
Для сервісної функції заміну фільтра сажі для бензинового двигуна слід реєструвати.
Залишаємо за собою право на друкарські помилки, смислові помилки та технічні зміни.
на легкових автомобіляхз дизельним двигуном у складі випускної системи з 2000 року застосовується фільтр сажі. Із запровадженням норм Євро-5 у січні 2011 року застосування сажевого фільтра на легкових автомобілях з дизельним двигуном є обов'язковим.
Дизельний фільтр сажі (в англійському варіанті Diesel Particulate Filter, DPF, у французькому варіанті Filtre a Particules, FAP, у німецькому варіанті (RubPartikelFilter, RPF) призначений для зниження викиду сажових частинок в атмосферу з відпрацьованими газами. Застосування фільтра дозволяє досягти зниження частинок сажі у відпрацьованих газах до 99,9%.
У дизельному двигуні сажа утворюється при неповному згорянні палива. Частинки сажі мають розмір від 10 нм до 1 мкм. Кожна частка складається з вуглецевого ядра, з яким з'єднані вуглеводні, оксиди металів, сірка та вода. Конкретний склад сажі визначається режимом роботи двигуна та складом палива.
У випускній системі сажовий фільтр розташовується за каталітичним нейтралізатором. У ряді конструкцій фільтр сажі об'єднаний з каталітичним нейтралізаторомокислювального типу і розташовується відразу за випускним колектором там, де температура газів, що відпрацювали, максимальна. Він називається сажовий фільтр із каталітичним покриттям.
Основним конструктивним елементомсажевого фільтра є матриця, яка виготовляється з кераміки (карбіду кремнію). Матриця поміщена у металевий корпус. Керамічна матриця має комірчасту структуру, що складається з каналів малого перерізу, поперемінно закритих з одного та з іншого боку. Бічні стінки каналів мають пористу структуру та відіграють роль фільтра.
У перерізі комірки матриці мають квадратну форму. Більш досконалими є вхідні осередки восьмикутної форми. Вони мають велику площу поверхні (у порівнянні з вихідними осередками), пропускають більше відпрацьованих газів та забезпечують більший термінслужби сажового фільтра.
У роботі сажевого фільтра розрізняється два послідовні етапи: фільтрація та регенерація сажі. При фільтрації відбувається захоплення частинок сажі та осідання їх на стінках фільтра. Найбільшу складність для затримання є частинками сажі малого розміру (від 0,1 до 1 мкм). Їхня частка невелика (до 5%), але це найнебезпечніші для людини викиди. Сучасні фільтри сажі затримують і ці частинки.
Частини сажі, що накопичилися при фільтрації, створюють перешкоду для відпрацьованих газів, що призводить до зниження потужності двигуна. Тому періодично потрібно очищення фільтра від сажі, що накопичилася, або регенерація. Розрізняють пасивну та активну регенерацію сажевого фільтра. У сучасних фільтрахвикористовується, як правило, пасивна та активна регенерація.
Пасивна регенерація фільтра сажіздійснюється за рахунок високої температури відпрацьованих газів (порядку 600°С), яка досягається при роботі двигуна з максимальним навантаженням. Іншим способом пасивної регенерації є додавання до палива спеціальних присадок, які забезпечують згоряння сажі при нижчій температурі (450-500°С).
При певних режимах роботи двигуна (невелике навантаження, рух у місті та ін.) спостерігається недостатньо висока температура газів, що відпрацювали, і пасивна регенерація відбуватися не може. У цьому випадку здійснюється активна (примусова) регенерація фільтра сажі.
Активна регенерація фільтра сажіпроводиться шляхом примусового підвищення температури газів, що відпрацювали, протягом певного проміжку часу. Нагромаджена при цьому сажа окислюється (згоряє). Розрізняють кілька способів збільшення температури газів, що відпрацювали при активній регенерації:
- пізнє впорскування палива;
- додаткове упорскування палива на такті випуску;
- використання електричного нагрівачаперед фільтром сажі;
- впорскування порції палива безпосередньо перед фільтром сажі;
- нагрівання відпрацьованих газів мікрохвильами.
Конструкція сажевого фільтра та систем, що забезпечують його роботу, постійно вдосконалюється. В даний час найбільш затребуваний фільтр сажі з каталітичним покриттям і фільтр сажі з системою введення присадок в паливо.
Саджовий фільтр з каталітичним покриттям
Саджовий фільтр з каталітичним покриттям застосовується на автомобілях концерну Volkswagenта ряду інших виробників. У роботі сажевого фільтра з каталітичним покриттям розрізняють активну та пасивну регенерацію.
При пасивній регенерації відбувається безперервне окислення сажі за рахунок дії каталізатора (платини) і високої температури газів, що відпрацювали (350-500°С). Ланцюжок хімічних перетворень при пасивній регенерації має такий вигляд:
- оксиди азоту вступають у реакцію з киснем у присутності каталізатора з утворенням діоксиду азоту;
- діоксид азоту вступає в реакцію з частинками сажі (вуглецем) з утворенням оксиду азоту та чадного газу;
- оксид азоту та чадний газ вступають у реакцію з киснем з утворенням діоксиду азоту та вуглекислого газу.
Активна регенерація відбувається за температури 600-650°С, що створюється з допомогою системи управління дизелем . Необхідність активної регенерації визначається на підставі оцінки пропускну здатністьсажевого фільтра, що здійснюється за допомогою наступних датчиків системи керування дизелем: витратоміра повітря; температури відпрацьованих газів до сажового фільтра; температури відпрацьованих газів після фільтру сажі; перепаду тиску в сажевому фільтрі.
На підставі електричних сигналів датчиків електронний блок управління виробляє додаткове впорскування палива в камеру згоряння, а також знижує подачу повітря в двигун і припиняє рециркуляцію газів, що відпрацювали. При цьому температура газів, що відпрацювали, піднімається до необхідної для рециркуляції величини.
Саджевий фільтр із системою введення присадок у паливо
Саджевий фільтр із системою введення присадок у паливо є розробкою концерну PSA(Peuqeot-Citroen). Оскільки першопрохідниками використання присадок для регенерації є французи, за фільтром закріпилася назва FAP-фільтр (від французької Filtre a Particules). Аналогічний підхід реалізований в фільтрах сажі інших автовиробників (Ford, Toyota).
У системі використовується церій присадка, яка додається в паливо і забезпечує спалювання сажі при більш низькій температурі (450-500°С). Але і ця температура газів, що відпрацювали, не завжди може бути досягнута, тому в системі періодично виконується активна регенерація сажевого фільтра. Саджовий фільтр встановлюється, як правило, окремо за каталітичним нейтралізатором.
Присадка зберігається в окремому бачку, ємністю 3-5 л, якого вистачає на 80-120 тис. км. пробігу (термін служби фільтра). Конструктивно бачок може перебувати в паливному баку або поза ним. Рівень присадки контролюється за допомогою датчика поплавкового типу. У паливний бак присадка подається за допомогою електричного насосу. Подача присадки здійснюється при кожній заправці паливного бакапропорційно об'єму палива, що заправляється. Початок та тривалість подачі присадки регулюється блоком керування двигуном (у деяких конструкціях окремим електронним блоком).
Побічний ефект застосування присадки є те, що при згорянні вона осідає у вигляді золи на стінки фільтра і не виводиться з нього, що скорочує ресурс пристрою. Термін служби сучасного фільтра сажі становить 120000 км пробігу. Виробники декларують випуск у Найближчим часомфільтра з ресурсом 250 000 км.
З огляду на високу вартість фільтри, що виробили ресурс, автовласниками, як правило, не замінюються, а видаляються з наступною перепрошивкою системи управління двигуном.
У Європі найпопулярнішим ДВЗ є дизель. Однак, ні в бензиновому, ні в дизельному моторіпаливо не згоряє повністю. Наслідком чого буде утворення у відпрацьованих газах (ОГ) отруйних та канцерогенних речовин, у тому числі частинок сажі – продуктів не повного згоряннявуглеводнів. Щоб уникнути цього, введено норми на викиди шкідливих речовин, для відповідності яким в конструкцію автомобіля вводиться спеціальний елемент- сажевий фільтр.
Для чого потрібний фільтр сажі
Для розуміння призначення такого пристрою необхідно торкнутися того, що являють собою ОГ. На фото нижче в таблиці показано склад ОГ, а також їх вплив на організм людини.
Дані показують, що дизель небезпечний високим змістомсажі у складі ОГ. Ось для зменшення її концентрації в конструкцію автомобіля і вводиться такий елемент - фільтр сажі, що розглядається нижче.
Принцип роботи
Розмір частинок сажі орієнтовно дорівнює п'яти сотим мікрона, а по своєму хімічного складуце чистий вуглець. Затримати такі мікроскопічні частки звичайними засобамидосить проблематично. Для їх уловлювання у пристрої використовується дифузія. Зрозуміти принцип роботи, закладений у подібний пристрій, допоможе наведене нижче фото: 
З картинки видно, що в матриці існує ціла мережа трубок, причому у сусідніх з них торці закриті різних сторін. Всередину ОГ надходять з боку двигуна, але потрапляючи до трубок, закритих з протилежного боку, не можуть рухатися далі. Тоді вони через стінки проникають у сусідні відкриті порожнини та вільно йдуть з керамічної матриці.
При цьому під час дифузії з однієї порожнини в іншу навіть мікроскопічні частинки затримуються, а значить, фільтр сажі виконав своє завдання.
Пристрій фільтра сажі
Сам по собі дизельний фільтр сажі, при своїй зовнішній простоті, є досить складним пристроєм. При всіх його виконаннях для різних автомобілів, він являється металевим циліндром. На циліндрі розташовуються вхідний та вихідний патрубки для підключення до загальної системиочищення ОГ. Пристрій фільтра можна побачити на наведеному фото. 
Усередині знаходиться керамічна матриця, пристрій якої вже розглянуто вище. Крім матриці на фільтр сажі встановлюються датчики, що контролюють його роботу.
Серед них варто згадати:
- датчик різниці тиску;
- датчик температури на вході і виході сажевого фільтра, що використовується.
Залежно від конструктивного виконання фільтр сажі на дизель може встановлюватися по-різному, як саме – показано на фото: 
Справа в тому, що сама матриця може бути виготовлена як із внутрішнім каталітичним покриттям, так і без нього. У разі на дизель необхідно додатково встановлювати каталізатор. Якщо у складі використана керамічна матриця з каталітичним покриттям, він може бути об'єднаний з каталізатором.
Фільтр сажевих частинок – як краще експлуатувати
Правильна експлуатація автомобіля продовжує час життя сажевого фільтра. Справа в тому, що очищаючи ОГ, пори в трубках і самі трубки забиваються частинками сажі, що призводить до погіршення умов роботи двигуна і зрештою не дозволяє нормально експлуатувати автомобіль.
Тут варто згадати, що сажовий фільтр, для відновлення його працездатності без заміни та зняття з автомобіля, вимагає спеціального режиму роботи, який відрізняється від виконуваного зазвичай процесу фільтрації. Але до цього питання можна буде повернутися трохи згодом.
Причини, що знижують ефективність роботи
Причин, через які він забивається, може бути кілька. Одна з основних – це якість палива, що використовується. Неякісне паливослужить причиною підвищеного утворення сажі в процесі роботи двигуна, внаслідок чого дуже швидко фільтр сажі буде забитий цими частинками, що значно знизить термін його служби.
Іншою причиною можна вважати недостатню для повного згоряння сажі температуру вихлопних газів. Справа в тому, що фільтр сажі дозволяє не тільки затримувати частинки сажі, але і в процесі роботи, коли дизель забезпечує достатній рівень температури ОГ, спалювати ці частинки. Але треба наголосити, що це можливо, коли значення температури ОГ високе і становить не менше шестисот градусів. За інших, нижчих її значень, нічого подібного не відбувається.
Причин зниження температури ОГ може бути кілька, зокрема:
- режим руху (з низькою швидкістю та частими зупинками);
- пробки під час руху;
- порушення процесу згоряння палива.
Поточний контроль стану
З метою забезпечення контролю, вихлопна система , якою оснащується дизель, комплектується контрольно-вимірювальними приладами, що включають, як вже згадувалося, датчик температури, що контролює її показання, і датчик тиску, що вимірює його різницю на кінцях фільтра. 
За сигналами, які формує датчик тиску, контролер управління визначає, що фільтр сажі переповнений незгорілими залишками палива, і тому може автоматично запустити процес його очищення. На панелі з'являється відповідний символ.
Як очистити - дизель дозволяє і це
Найчастіше для відновлення нормальної експлуатаціїмашини, коли сажовий фільтр заповнений частинками незгорілого палива, достатньо використовувати кілька простих прийомів, що запускають регенерацію. Вона може бути активною та пасивною. При будь-якому варіанті, очищення відбувається завдяки згоранню частинок сажі і звільнення від них пор, для чого використовується:
- підвищення значення температури ОГ;
- присадки, що призводять до зменшення температури, за якої відбувається згоряння сажі;
- промивка, при якій фільтр сажі за допомогою спеціальних реагентів очищається від сажі.
Пасивна регенерація
Проводиться водієм самостійно з появою відповідної індикації, а також при помітних ознаках погіршення роботи двигуна (падіння потужності, зниження динаміки тощо).
При цьому найголовніше забезпечити для ОГ підвищення температури, що виходить, якщо проїхати три-чотири десятки кілометрів при повному навантаженні. Такий режим руху забезпечить згоряння сажі всередині та його очищення. Іншим варіантом може бути використання спеціальних добавок у паливо, що призводять до зниження температури згоряння сажі.
Активна регенерація
Такий режим, що дозволяє очищення, може автоматично включити контролер керування двигуном. І тому він аналізує дані, які йому передає датчик поточної температури, і навіть датчик різниці тисків. Цей датчик сигналізує, що частинки сажі забили фільтр сажі, а датчик поточної температури визначає її значення. Якщо її недостатньо для згоряння сажі, то контролер може здійснити, наприклад, додатковий упорскування палива, що здійснюється при випуску ОГ, що призведе до його згоряння безпосередньо в системі вихлопу та підніме температуру вихлопних газів до потрібного значення.
Якщо вихлопна система, яка встановлена на дизель, передбачає й інші заходи, спрямовані на підвищення температури відпрацьованих газів, що надходять у фільтр сажі, то контролер управління також їх задіює.
Промивка
У цьому випадку очищення виконується за допомогою спеціальних рідин, що заливаються або впорскуються всередину. Реагенти розм'якшують сажу і виводять її із забитих пір, після чого вона може бути спалена при русі авто.
Саджовий фільтр – невід'ємна частина сучасного автомобілята забезпечує склад вихлопних газів відповідно до чинних норм. Його поточний стан контролюється системою керування, для чого використовується датчик поточної температури, а також датчик, що вимірює різницю тиску. Така система контролю дозволяє або водієві вчасно вжити заходів щодо відновлення працездатності сажевого фільтра та нормального технічного стануавтомобіля, або режим регенерації увімкнеться автоматично, якщо це передбачено конструкцією.
