Для уважаемых форумчан:
Противосажевый FAP фильтр.
--------------------------------------------------------------------------------
Практически все дизельные двигатели современных легковых автомобилей имеют в своём арсенале так называемые "противосажевые фильтры”. Фильтр нужен – задерживать частицы сажи, которые появляются в случае неполного сгорания топлива.
Сажевый фильтр - сито, ячейки которого настолько малы, что задерживают ” сажевые "зёрна”.
Однако, когда-нибудь должен настать тот момент, когда основное количество ячеек будет плотно закупорено частичками сажи.
Двигателю становится труднее "дышать”, а на приборной панели то и дело начинают вспыхивать жёлтые, и даже красные контрольные лампы, зовущие на внеочередное посещение фирменной СТО.
Суть морганий проста - фильтру нужна очистка. Владельцы современных дизельных легковых автомобилей в России жалуются на проблемы, связанные с засорением фильтра.
Противосажевые фильтры современных дизельных двигателей:
1) PM (Particulare Matter, Particulare Matrix), и/или фильтры открытого типа
2) DPF (Diesel Particulare Filter), и/или фильтры закрытого типа
3) FAP™ ("filtre a particules"), и/или фильтры закрытого типа с функцией регенерации
PM (Particulare Matter, Particulare Matrix) и/или фильтры открытого типа
Являются даже не столько фильтрами, сколько уловителями частиц сажи. Представляют собою "улитку”, которая свёрнута из чередующихся между собой гладкого и гофрированного слоя жаростойких металлов. Керамика обычно не применяется. Этот тип фильтров называется "открытым” по причине того, что каждый "гофр” можно рассматривать как открытую с двух сторон металлическую трубку (канал) с внутренним отверстием приведённого диаметра около 0.05 – 0.1 мм. Дожигание частиц сажи до состояния CO2 происходит за счёт химической реакции с двуокисью азота NO2 под воздействием собственной температуры выхлопных газов.
Такой фильтр позволяет удержать около 50% частиц сажи, то есть, вдвое сокращает количество вредных выбросов.
Устанавливается обычно, в качестве опции.
"+”
•Относительно простая конструкция и технология изготовления
•Относительно невысокая цена
•Не требуется сложная электронная система для контроля параметров
•Низкая склонность к забиванию благодаря относительно большому приведённому диаметру
•Относительно простая регенерация: для восстановления достаточно демонтировать и промыть спецрастворителями.
"-"
•Низкая эффективность (удерживает около 50% вредных выбросов, у DPF и FAP это значение доходит до 95%).
•Небольшая скорость химических реакций (дожигания частиц сажи), особенно в условиях холодного и влажного климата.
•Практическая невозможность применения систем контроля с обратной связью за состоянием и степенью его "проницаемости”, и по этой причине:
•Склонность к выгоранию "клетчатки”, особенно, в случае неисправностей систем впрыска топлива или ГРМ, а также применения топлива низкого качества.
•Процесс регенерации (прочистки) требует демонтажа фильтра – операции, включающей в себя большое количество ручных работ, что ведёт к удорожанию всего мероприятия.
DPF (Diesel Particulare Filter).
Основой является реактор из пористого карбида кремния (керамика), пронизанный огромным количеством закрытых микроканалов. Эти микроканалы (приведённый диаметр около 0.08 – 0.10 мм) являются закрытыми, а их совокупность представляет микроклетчатку.
Образно, микроканал можно представить в виде трубки, свёрнутой из фильтровальной бумаги и заглушённой с одной из сторон. Частицы сажи, попадающие с выхлопными газами в микроканалы, оседают и удерживаются на его стенках, а очищенные газы, проникая сквозь поры керамических стенок, выходят наружу (к катализатору).
Выхлопные газы выходят на 90% очищенными от частиц сажи различного размера.
Фильтры имеют собственную систему, анализирующую степень засорения с обратной связью. Анализ происходит при помощи двух датчиков давления, один из которых расположен на входе, а другой на выходе из фильтра.
Ахиллесовой пятой является то, что при езде в условиях городских пробок, в выхлопных газах даже самого совершенного дизельного двигателя, будет содержаться увеличенное количество частиц сажи. По этой причине, городской режим движения является самым худшим и опасным. Фильтр, попросту говоря, может быть быстро закупорен, мощность и крутящий момент упадут, автомобиль "перестанет ехать”.
В случае, когда частицы сажи достаточно сильно закупорили микроканалы, от осевшей в фильтре сажи следует избавиться при помощи её "выжигания”. Для этого температуру внутри фильтра следует довести до 600 - 800°С, с целью увеличить скорость реакции окисления углерода, содержащегося в саже до состояния CO и CO2. Для "выжигания” сажи в "Руководстве по эксплуатации” на некоторые модели, производители рекомендуют – "…время от времени активировать процесс регенерации фильтра, проезжая примерно 40 км со скоростью 80 км/ч на низких передачах. Проблема состоит в том, что обычный водитель не всегда имеет возможность осуществить предписанные "Руководством по эксплуатации” действия. Фильтр забивается сажей ещё больше, и может выйти из строя.
В качестве полумеры, программы компьютеров управления системой впрыска топлива некоторых дизельных двигателей имеют возможность самостоятельно менять параметры работы двигателя с целью "выжечь” отложения сажи, но их оптимальная работа по-настоящему осуществима обычно только совместно с АКПП, и то, не при всех режимах движения автомобиля.
В настоящее время устанавливаются на подавляющее большинство дизельных автомобилей. В связи с появлением эксклюзивной и более совершенной технологии FAP, на автомобилях группы PSA, в частности Peugeot, DPF-фильтры не применяются.
"+”
•Практически полное очищение выхлопных газов от сажи (задерживается до 90 – 95% частиц).
•Работоспособность и состояние под полным контролем электронной системы с обратной связью.
•Высокая скорость и полнота химических реакций (дожигание частиц сажи до состояния CO и СO2) вне зависимости от наружной температуры и влажности.
•Высокая стойкость к выгоранию начинки по причине применения жаропрочной керамики.
"-"
•Быстро забивается частицами сажи и теряет проницаемость при движении автомобиля в городском режиме или при использовании топлива низкого качества.
•Сложный и медленный процесс регенерации.
•Обязательное наличие системы диагностики и контроля за состоянием.
•Сложная конструкция и технология изготовления, а также высокая себестоимость.
•Необходимость полной замены через 60 – 80 000 км.
•Более частая замена в условиях применения некачественного дизельного топлива.
FAP ("filtre a particules"), и/или фильтры закрытого типа с функцией регенерации
FAP – официально зарегистрированное обозначение технологии фильтра закрытого типа с регенерацией, созданной группой PSA Peugeot Citroen. FAP-фильтр является усовершенствованным DPF, который дополнен системой автоматической регенерации.
Для регенерации FAP-фильтра используется специальная цериесодержащая присадка EOLYS, которая автоматически впрыскивается в дизельное топливо из отдельного резервуара. Присадка впрыскивается в топливный бак регулярно по сигналу системы контроля работоспособности FAP-фильтра, в результате чего практически не может быть забит, тем более, полностью закупорен.
Цериесодержащая присадка EOLYS представляет собою жидкий коллоидный раствор дизельного топлива с микрогранулами церия. Микрогранулы состоят из частиц церия, заключённых в нерастворимой оболочке из вещества, по своим свойствам напоминающего желатин. Благодаря своему свойству при окислении (сгорании) выделять большое количество тепла, церий дополнительно разогревает выхлопные газы.
Дополнительно разогретые выхлопные газы, попадая в FAP-фильтр разогревают керамический реактор до 700°С, в результате чего, осевшие в микроканалах частички сажи выгорают практически без остатка. Кроме этого, при локальных температурах порядка 1000°С окисляется основное количество сложных углеводородных продуктов неполного сгорания. Примерно через 3 – 5 минут после впрыска присадки EOLYS в дизельное топливо, FAP-фильтр полностью самоочищается и снова готов к полноценной работе.
Самое важное преимущество технологии FAP состоит в том, что процесс регенерации фильтра не отражается на поведении автомобиля, происходит автоматически и абсолютно незаметно для водителя.
До недавнего времени FAP являлся единственной в мире системой противосажевого фильтра с регенерацией. Несколько лет назад у некоторых производителей автомобилей (Ford, Toyota) появились альтернативные FAP-фильтру PSA разработки фильтров с регенерацией (cDPF, DPNR). Однако и сегодня FAP-фильтр считается самой совершенной, надёжной и безотказной системой противосажевого фильтра с регенерацией.
"+”
- Увеличенный срок службы FAP-фильтра. При правильной эксплуатации, на практике, срок службы FAP-фильтра соразмерим со сроком службы самого автомобиля. Практическое отсутствие причин для внеплановой замены FAP-фильтра.
- Отсутствие избыточного забивания и/или засорения фильтра
- Постоянное присутствие в рабочем состоянии, а значит и отсутствие влияния на характеристики двигателя и автомобиля в целом.
- Приемлемая устойчивость к эксплуатации на дизельном топливе низкого качества.
- Более низкие затраты при эксплуатации (даже более частая заправка жидкостью EOLYS оказывается дешевле замены DPF-фильтра).
- Необходимость пополнения запаса жидкости EOLYS через 80 – 100 000 км
"-"
- Нежелательность эксплуатации FAP-фильтра при отсутствии жидкости EOLYS.
- Более частая заправка жидкости EOLYS при эксплуатации на дизельном топливе низкого качества.
- Повышенные требования к системе диагностики и контроля за состоянием, делает её более сложной и дорогой.
- Повышенные требования к жаростойкости и жаропрочности материалов реактора FAP-фильтра в виду работы при температурах, иногда превышающих 1000°С.
Регенерация FAP-фильтра. Как это работает?
1) Церий, заключённый в микрогранулах, содержащихся в "пилотных” и основных порциях топлива, впрыскиваемых системой Common Rail в цилиндры дизельного двигателя, не влияет на протекание сгорания, но увеличивает температуру выхлопных газов. Такое увеличение температуры подготавливает FAP-фильтр к регенерации, разогревая рабочую поверхность клетчатки.
2) Во время такта выпуска отработавших газов, когда выпускные клапаны открыты, происходит послевпрыск топлива в поток газов, вытесняющихся поршнем из цилиндра. Отработавшие газы не вызывают воспламенение церия, а лишь испаряют желатиновую оболочку микрогранул.
3) В предварительно разогретом виде и с испарённой оболочкой, частицы церия попадают на уже разогретую до температуры (400 - 600°С) клетчатку FAP-фильтра.
4) Разогретый церий, попадая на поверхность с высокой температурой, мгновенно воспламеняется, поджигая частички сажи.
5) Частички сажи в клетчатке FAP-фильтра, будучи разогретыми до 400 - 600°С готовы вступить в реакцию с кислородом: С + О2 = СО2. Роль детонатора/спички в регенерации выполняет попадающий на поверхность его клетчатки церий. Его микрочастицы, воспламеняясь, поджигают слой частиц сажи, локально поднимая температуру до 1000°С(!!!). Это, максимально быстро и в полном объёме окисляет не только частицы сажи, но и более сложные составляющие выхлопных газов дизельного двигателя.
Понятия.
Сажа - дисперсный углеродный продукт неполного сгорания или термического разложения углеводородов, состоящий из сферических частиц чёрного цвета. Средний размер сажевых частиц 100—3500 Ангстрем (1 Ангстрем = 10-7 мм). Сажевые частицы в нормальных условиях не взаимодействуют с кислородом воздуха и поэтому удаляются только за счёт процессов осаждения и/или последующего дожигания до состояния CO2, которые идут очень медленно.
Церий — весьма активный металл, разлагает воду при кипячении, растворим в минеральных кислотах, устойчив к действию щелочей. Бурно взаимодействует с галогенами, азотом и углеродом, это свойство используется в FAP-фильтрах.
Какие правила необходимо соблюдать для нормальной работы FAP-фильтра в российских условиях эксплуатации.
1) Рекомендуется пользоваться моторным маслом Total Activa/Quartz INEO ECS 5W-30 с низким содержанием сульфатных зол, фосфора и серы. Причина рекомендации этого моторного масла не только в том, что оно обеспечивает нормальную работу дизельного двигателя при температурах окружающей среды до - 25°С. Основное его преимущество состоит в следующем…
Даже самые совершенные в мире двигатели внутреннего сгорания имеют отвод картерных газов (образование которых неизбежно) в систему впуска воздуха. Картерные газы содержат:
•Испарённые частицы моторного масла
•Отработавшие газы
•Продукты реакции моторного масла и отработавших газов
Моторное масло Total Activa/Quartz INEO ECS 5W-30 позволяет не только избавиться от вредного воздействия картерных газов на детали двигателя, но и практически полностью исключить их влияние на работу FAP-фильтра.
2) Категорически запрещается добавлять в дизельное топливо и/или моторное масло моющие и противоизносные присадки!
Исследования преждевременно вышедших из строя FAP, DPF - в повреждённых керамических клетчатках обнаруживались экзотические оксиды в виде фторо-боро-молибдено-содержащих оксидных композиций, удаление и/или дожиг которых возможен только при температурах порядка 3000°С, ставших следствием применения присадок с веществами, используемыми в космической промышленности для совершенно иных целей.
3) FAP-фильтр при нормальных условиях эксплуатации подлежит замене через 120 000 км, но может прийти в негодность уже после десятка заправок некачественным топливом.
По этой причине рекомендуется для дизельных двигателей топливо, отвечающее стандартам EURO-4. При неисправности данного оборудования применяется радикальное решение по удалению всей системы.
|
Вступить в клуб
Карта сайта 
Контакты 
