Работа дизельного сажевого фильтра в системе доочистки дизельного топлива

Начиная с двухтысячных годов, многие дизельные двигатели, особенно предназначенные для тяжелых условий эксплуатации, оснащаются сажевыми фильтрами. Это устройство, несомненно, очень нужное с точки зрения экологии, но причиняет немало проблем владельцам транспортных средств. Дело в том, что сажевый фильтр — часто довольно недолговечное, но при этом очень дорогое устройство: ресурс сажевого фильтра на практике в среднем составляет от 80 до 120 тысяч километров. Ситуация осложняется тем, что в дизельных автомобилях, которые проводят немалую часть времени в движении на короткие дистанции, сажевый фильтр не успевает прогреться до рабочей температуры, чтобы очиститься от накопившихся в нем частиц сажи. Как результат — сажевый фильтр частично заполняется. В таком случае блок управления двигателем стремиться включить режим автоматической регенерации фильтра. Это значит, что в двигатель впрыскивается больше топлива, чтобы достичь более высокой температуры выхлопных газов. Благодаря более высоким температурам выхлопных газов в обычных условиях достигается сгорание сажевых частиц. Но в некоторых ситуациях, например городском режиме движения или затяжных пробках, активация режима регенерации невозможна. В случае, когда эта ситуация повторяется регулярно, сажевый фильтр постепенно забивается. Эффективность сажевого фильтра резко снижается – он засорен. Что делать и какие именно процессы происходят внутри двигателя? Давайте разбираться.

Поршни быстро поднимаются и опускаются в цилиндрах двигателя, воздух поступает в камеру сгорания и смешивается с впрыскиваемым топливом. Эта смесь сжимается, что приводит к воспламенению зажигания, и вызывает расширение, которое толкает поршень обратно вниз, генерируя энергию, необходимую для вращения коленчатого вала. Побочные продукты сгорания включают твердые частицы, которые представляют собой комбинацию частично сгоревшего топлива и смазки, они попадают в камеру сгорания под цилиндром. Смазка, которая циркулирует в двигателе, распыляется или разбрызгивается на стенки цилиндра, уменьшает трение, удаляет загрязнения и рассеивает тепло внутри цилиндра сгорания. Моторное масло смазывает поверхности скольжения металла по металлу между поршневыми кольцами и гильзой цилиндра, а также удаляет любые загрязнения после сгорания, такие как сажа. Во время этого процесса большая часть масла возвращается в поддон, однако небольшое его количество остается в верхней части цилиндра после сгорания. В этот момент смазка еще не сгорела, она цепляется за твердые частицы. Система рециркуляции выхлопных газов или EGR направляет часть выхлопных газов через охладитель, а затем обратно через впускной коллектор, чтобы помочь минимизировать оксиды азота. Не все выхлопные газы рециркулируют через EGR, оставшиеся проходят через систему доочистки. Топливо также используется для повышения температуры в выхлопной системе посредством впрыска топлива в поток выхлопных газов (так называемое дожигание), либо когда они выходят из цилиндра, либо с помощью клапана дозатора топлива, расположенного перед выхлопным клапаном. Система обработки этого дозатора топлива также известна как седьмая форсунка. Но это влияет на экономию топлива, потому что горючее используется для нагревания системы дальнейшей обработки, а не для подачи мощности на коленчатый вал. Процесс повышения температуры выхлопных газов позволяет системе DPF правильно работать при удалении твердых частиц – процесс, известный как регенерация дизельного катализатора окисления или DOC. Она функционирует для окисления углеводородов в результате впрыска топлива. Сгорание твердых частиц происходит в сажевом фильтре при условии, что температурные условия благоприятны. Когда условия благоприятны, температуры выхлопных газов достаточно высоки, чтобы сжечь большую часть твердых частиц из топлива, и смазку, которая задерживается в сажевом фильтре. Система селективного каталитического восстановления или SCR также снижает выбросы NOx.

Существует три метода регенерации: пассивный, активный и принудительный. В нормальных условиях вождения сигнальные лампы на приборной панели будут выключены, потому что нет избыточного противодавления от выхлопной системы. Когда происходит сгорание, остаются твердые частицы, которые обычно упоминаются как углеводороды из топливной сажи, и моторное масло, которое попадает в выхлопную систему после окисления в doc. Большая часть твердых частиц сгорает при благоприятных температурных условиях. Этот процесс называется пассивной регенерацией, однако металлическая зола из моторного масла остается в фильтре, и продолжает накапливаться. Пассивная регенерация продолжается постоянно, и минимально влияет на функциональность оборудования. Индикатор температуры выхлопных газов может загореться во время этого процесса — когда сажа и пепел накапливаются в сажевом фильтре, манометр обратного давления или блок управления двигателем запускает активную регенерацию. Это может происходить один или несколько раз раз в день, если ваша работа включает в себя чрезмерную работу на холостом ходу или работу в режиме «стоп-старт». Лампочка горячего выхлопа или лампочка регенерации на приборной панели предупредит водителя — когда происходит активная регенерация, тахометр покажет небольшое увеличение. Дополнительная нагрузка и активная регенерация влияет на производительность двигателя,  датчики эффективности использования топлива резко упадут. Это вызвано впрыском топлива непосредственно в выхлопную систему. Благодаря впрыску дожигания оборудование может продолжать работать во время этого процесса, но активная регенерация может также выполняться на стоянке. Во время активной регенерации будет автоматически впрыскиваться дополнительное количество дизельного топлива в выхлопную систему, что приведет к существенным потерям в расходе топлива. Оно будет окисляться, нагревая сажевый фильтр по мере повышения температуры. Большая часть оставшейся сажи будет окисляться и выбрасываться через  фильтр. На данном этапе углеводороды моторного масла сгорают, однако металлические компоненты присадок к моторному маслу являются негорючими, и остаются в фильтре, образуя золу. Металлическая зола будет продолжать накапливаться, поскольку металлы не могут быть окислены или сожжены. Если адекватный поток выхлопных газов не может быть должным образом поддержан с помощью пассивной и активной регенерации, оборудование должно пройти принудительную регенерацию. Для этого требуется припарковать грузовик или оборудование с работающим двигателем на срок до одного часа, пока мигает индикатор регенерации dpf, и проверить двигатель. Индикатор предупредит водителя о необходимости принудительной регенерации. Лампа остановки двигателя также может загореться после парковки. Во время активной регенерации двигатель  должен работать на холостом ходу, чтобы соответствовать надлежащему уровню оборотов для активации процесса регенерации. Принципиальное различие между принудительной и активной регенерацией в том, что оборудование должно быть полностью остановлено. Принудительная регенерация удаляет почти всю оставшуюся сажу, попавшую в фильтр сажевого фильтра, но частицы металлической золы снова остаются, продолжая засорять фильтр после нескольких циклов регенерации. Все больше и больше металлической золы остается после работы с забитым фильтром. DPF вызывает более частые циклы регенерации, вашему двигателю также придется работать усерднее, что значительно снижает экономию топлива. Если фильтр забивается более чем на 80 процентов, он считается полностью забитым и должен быть извлечен для обслуживания. Светящийся индикатор предупредит водителя  что требуется обслуживание сажевого фильтра. Для выполнения обслуживания сажевого фильтра требуется доставка оборудования в ремонтную мастерскую. Исключительно по датчику в сажевых фильтрах трудно понять, когда их обслуживать, и многие производители прибегают к ограничениям обслуживания, что может привести к преждевременному обслуживанию сажевых фильтров. Теперь, когда вы знаете, что именно засоряет ваш сажевый фильтр, вы можете ему помочь, используя правильное моторное масло, используя моторное масло с низкой зольностью (Low SAPS), присадки в котором устранят почти все накопления золы. Среди асортимента нашей компании к таким маслам относятся все легковые масла линейки Havoline ProDS, и такие масла для коммерческой техники как DELO 400 XLE HD SAE 5W-30, DELO 400 XLE HD SAE 10W-40, DELO 400 XLE HD SAE 10W-40  RDE SAE 10W-30, DELO 400 RDS SAE 10W-40, DELO 400 MGX SAE 15W-40, DELO 400 XSP-SD 5W-30, DELO 400 LE SYN 5W-40, DELO 400 XSP-FA 5W-30.