Сажевый фильтр что это катализатор

5

Какая разница между катализатором и сажевым фильтром?

Многие, наверняка, слышали выражение о том, что пора менять катализатор или сажевый фильтр. В связи с этим, возникает вопрос: что собой представляет сажевый фильтр и катализатор и есть ли между ними принципиальное различие.

Сажевый фильтр – специальное автомобильное устройство, способствующее очищению выхлопа дизельного мотора от большого количества сажи. С его помощью удается задержать около 80-90% частиц сажи. Катализатор (также известный, как каталитический нейтрализатор) — составная часть выхлопной системы автомобиля, удерживающая большую часть ядовитых веществ от попадания в атмосферу. По сути, катализатор выполняет те же функции, что и сажевый фильтр. Отличия фильтра от катализатора Катализаторы используются в бензиновых авто, однако, разница в системе зажигания дизельного топлива сильно отличается. По этой причине требовался другой прибор, способный устранить сажу. Фильтры впервые были применены в 2001 году и были неотъемлемой частью грузовых машин, которые работали на дизельном топливе. С 2009 года была принята норма ЕВРО5, согласно которой это устройство должно присутствовать на всех авто, работающих на «солярке». Главной задачей сажевого фильтра является захват сажи. Однако в отличие от катализатора он не борется с вредными отработанными газами, поступающими из выхлопа в атмосферу. Для решения этой проблемы многие производители предлагают устройства, совмещающие в себе действие и той и другой системы. Иными словами, внутри прибора находятся ячейки с каналами с малым сечением, которые борются с частичками сажи, а по бокам размещаются особые ячейки, в задачи которых входит борьба с вредными газами. Таким образом, дизельная система оснащается мощным инструментом для улавливания большего количества загрязняющих атмосферу веществ.

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:

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.

Разница между катализатором и сажевым фильтром

Существует два отдельных понятия – сажевый фильтр и катализатор. Они используются для обозначения устройств, монтируемых на автомобилях, работающих на разных типах топлива. Сажевый фильтр устанавливается на авто с дизельным мотором, а катализатор – на машины с бензиновым двигателем. Важно разграничивать эти понятия.

Катализатор

Катализатор или каталитический нейтрализатор – это компонент автомобиля, который внешне выполнен в форме цилиндра или прямоугольника, необходимый для нейтрализации вредных веществ, присутствующих в выхлопных газах, поставляемым мотором, функционирующем на бензине или газообразном топливе.

В структуре нейтрализатора имеется несколько частей:

• Внешний металлический кожух;
• Впускная воронка;
• Монтажный мат;
• Монолитная сердцевина из металла или керамики;
• Выпускная воронка.

Катализатор в поперечном разрезе имеет конструкцию с мелкоячеистыми сотами, у которых поверхность изнутри покрывается слоем драгметаллов платиновой группы, достаточно эффективно взаимодействующих с компонентами выхлопа – это родий, платина, палладий. При прохождении газов по пространству внутри катализатора вредные компоненты, образующиеся при сгорании бензина, вступают во взаимодействие с каталитическим слоем, преобразуются в соединения, не представляющие опасности для человека и окружающей среды – азот, водяной пар, диоксид углерода. Они выводятся в атмосферу. Катализатор улавливает твердые компоненты топливного распада, оседающие на стенках.

Все эти процессы обуславливают постепенное загрязнение катализатора по мере эксплуатации авто, в результате чего эта деталь совершенно утрачивает собственные функции, поэтому требуется провести ее чистку либо полноценную замену на новый компонент.

Сажевый фильтр

Сажевый фильтр используется только для моторов, которые работают на дизельном топливе. Это объясняется тем, что процесс сгорания дизельного топлива сопровождается выделением большего объема коптящего дыма. Сажевый фильтр предназначен для эффективного улавливания твердых частиц сажи, которые конденсируются из отработанных газов, а также нейтрализует вредные компоненты.

Внутренняя конструкция сажевого фильтра сильно разветвлена, напоминает лабиринт, в котором есть множество полостей для удержания сажи.

У некоторых типов сажевых фильтров есть титановые ячейки, которые обеспечивают нейтрализацию вредных компонентов – оксида азота и окиси углерода. Получается, что сажевый фильтр не только улавливает сажу, но и исполняет функции катализатора. По мере заполнения фильтра у транспортного средства существенно повышается потребление топлива, но мощность снижается.

Эксплуатируем сажевый фильтр

Путаясь в таких элементарных понятиях, они показывают свою неосведомлённость. Чтобы исключить подобное в дальнейшем, начнём с рассмотрения основных отличий между системами циркуляции газов.

Итак, сажевый фильтр – это специально разработанное устройство для сбора сажевых частиц в дизельном моторе. Работоспособный механизм способен задерживать до 95% частиц сажи и более.

В то же время, катализатор – это компонент выхлопной системы в целом, состоящей из выпускного коллектора, резонатора, глушителя. Главная задача катализатора не допустить выхода в атмосферу токсических отходов и ядовитых веществ. Иными словами, задачи те же самые, только разные химические отходы для «задержания».

О том, как заменять и удалять устройства, читаем ниже.

Замена катализатора на дизеле с универсальным механизмом

Перед тем, как будет проведена замена катализатора на дизеле или его удаление, необходимо чётко знать количество катализаторов, сажевых фильтров на конкретном автомобиле, место их дислокации.

В большинстве случаев, дизельные агрегаты оснащены катализатором и сажевым фильтром в одном металлическом корпусе. Одна половина наполнена каталитическим реагентом, вторая керамическими сотами для сажи. Устанавливается изделие в задней части хвостовика выпускного коллектора. В меньшей степени – на самом выпускном коллекторе.

• Для обеспечения доступа к корпусной части механизма, необходимо временно демонтировать пластмассовую плиту, покрывающую крышку мотора, воздушный фильтр, корпус самого фильтра. Отдаём крепёжные соединения на стыке коллектора и приёмной трубы катализатора. Для удобства используем ключи рожкового или торцевого типа;
• В зависимости от автомобиля и его строения системы выхлопов, может возникнуть необходимость проведения работ под днищем машины. Это только в тех случаях, когда конструкция предусматривает крепежи катализатора под днищем. Для этого поднимаем машину на электрическом подъёмнике;
• В области передней оси находим интересующий нас крепежный элемент и отвинчиваем соединения в верхней части;
• Остаётся отпустить тыльное соединение и можно извлекать оборудование из-под машины. Иногда, из-за сложности конструкции приходится использовать резак по металлу для перерезания трубы;
• Извлекаем катализатор и сажевый фильтр.

В продаже существует множество разнообразных пламегасителей, катализаторов, как оригинальных, так и не очень.

Современный владелец автомобиля не всегда желает покупать оригинальную продукцию ввиду её дороговизны, отдавая предпочтение подделкам или заменителям среднего качества.

Особую популярность набирает, так называемый универсальный катализатор. Это тот, который можно использовать на любой автомобиль.

Он уже в готовом виде, с термокорпусом и сквозными трубами. Устанавливается только возле резонатора. Одним словом, приварил и забыл.

Дальнейший алгоритм предсказуем: универсальный катализатор приваривается на штатное место, устанавливается на хвостовую часть выпускного коллектора. После монтажа обязательно нужно перепрошить электронный блок управления двигателем на прошивку стандарта «Евро-2».

Сажевый фильтр что это и зачем нам ещё один фильтр?

Как можно понять из названия героя этой статьи, он спасает окружающую среду от избытка сажи, которая в изобилии присутствует в выхлопе дизельного двигателя.

Именно этим компонентом отличаются газы моторов на солярке от своих бензиновых собратьев.

Появлению сажевого фильтра мы обязаны защитникам окружающей среды, которые в начале 2000-х годов начали сильно беспокоиться о наличии сажи и копоти в отработавших газах дизмоторов.

В связи с этим резко стали ужесточаться экологические нормы, и в первую очередь это коснулось европейских стран, где солярка достаточно популярна. Серийно такие фильтры автопроизводители начали устанавливать на свои творения с 2004 года, а с 2009-го они стали обязательными для всех, согласно нормам Евро-5.

Сажевый фильтр что это: заменитель катализатора или дополняющий его узел?

На самом деле, как говорится, одно другому не мешает, а в данном случае даже дополняет. То что двигатель дизельный, вовсе не означает, что в его выхлопах нет угарного газа, оксидов азота и несгоревших углеводородов, поэтому каталитический нейтрализатор (катализатор) также необходим.

В свою очередь сажевый фильтр в системе выхлопа может представлять собой отдельный блок, устанавливаемый после катализатора, а может быть совмещён с ним в один – так, например поступают в Volkswagen.

Замена катализатора на пламегаситель на дизеле

Стоит отметить, что замена катализатора на пламегаситель на дизеле проводится по аналогии с предыдущим. После процедуры полной разборки выхлопной системы, устанавливается пламегаситель. Он может крепиться фланцевыми соединениями или просто ввариваться, в зависимости от марки автомобиля. После монтажа катализатора, необходимо будет перепрошить ЭБУ на прошивку стандарта «Евро-2» или 3, при этом полностью удалив данные о наличии штатного сажевого фильтра. Пламегаситель устанавливают в случае большого пробега автомобиля или грядущего капитального ремонта, когда лишние растраты не рациональны.

Как продлить жизнь сажевому фильтру и катализатору автомобиля

Выхлопная система современных автомобилей, как и другие важные комплектующие, требует ухода при эксплуатации. Раньше водители прибегали к простому методу — просто крепили латки, но такой вариант сейчас может привести к плачевным последствиям. Как продлить срок службы сажевому фильтру и катализатору автомобиля, стоит разобраться подробнее.

Правильная настройка. Современные автомобили требуют оптимальной настройки выхлопной системы, она должна работать, «как часы». На выпускном коллекторе есть «лямбда-зоны», помогающие электронике правильно подготавливать топливную смесь для двигателя. Каталитический нейтрализатор и сажевый фильтр отвечают за чистоту проходящего через него воздуха, а в ремонте обходятся достаточно дорого.

К примеру, нейтрализатор по структуре напоминает соты, а изготовлен он из керамики. В структуру входят дорогие металлы, такие, как родий или палладий, позволяющие очистить выхлопы от вредных элементов. При пробеге в 100-150 тысяч километров, «соты» забиваются, там остаются частицы несгоревшего топлива и сажа, требуется замена детали.

Продление «жизни» нейтрализатора. Срок эксплуатации нейтрализатора можно продлить при помощи специальных средств. К примеру, специалисты используют «Очиститель каталитического нейтрализатора, системы питания», обладающий широким спектром действия. Он может эффективно избавить выхлопную систему от углеродных отложений, в том числе:

• Выпускные клапаны
• Соты нейтрализатора
• Бензобак
• Стенки камер сгорания

Эффект можно увидеть уже после первого применения спецжидкости. Однако она подходит только для бензиновых моделей, а вот для дизельных лучше применять «Очиститель сажевого фильтра HG3185».

Продление «жизни» сажевика. Сажевик, или DPF по конструкции схож с нейтрализатором, однако требует более внимательного ухода. В нашей стране часто встречается некачественное топливо, что сильно сказывается на работе детали, а ремонт окажется достаточно дорогим, причем придется просто заменить сажевик.

Тем не менее, регулярный уход и очистка сажевого фильтра обеспечат ему очень долгий срок службы. Эффективными в этом случае оказываются присадки для топлива от Hi-Gear. Их достаточно просто добавлять при каждой заправке в бак, а главное помнить, что сажевик и нейтрализатор могут служить практически вечно, если обеспечивать для них должный уход и не забывать о технических жидкостях.

Итог. Многие водители не обращают внимания на выхлопную систему своих авто, однако даже самые маленькие ее детали, выйдя из строя, могут оказаться причиной дорогого ремонта. В частности, речь идет о нейтрализаторе и сажевом фильтре. Продлить срок их эксплуатации очень легко, если добавлять в бак специальные присадки и жидкости.

• Суть продукта. Тест-драйв нового Renault Kaptur с турбированным мотором

Смотреть все фото новости >>

Причины замены на пламегаситель или катализатор универсального типа

• использование низкокачественного топлива на постоянной основе, что приводит к преждевременному выходу из строя компонентов выхлопной системы;
• желание повысить мощность автомобиля на несколько лошадок. Для пламегасителя этот показатель равен 5 – 7%, для универсального катализатора чуть больше;
• нежелание владельца авто приобретать качественные и оригинальные запасные части взамен используются дешёвые аналоги;
• модернизация технических показателей для участия в гоночных соревнованиях.

Как это работает

Сажевый фильтр очень похож на каталитический нейтрализатор. На деле в одном устройстве может совмещаться сам фильтр и катализатор: сначала отработавшие газы проходят через катализатор, а потом через сажевый фильтр. В устройство также вмонтирован датчик кислорода, о котором мы писали в данном материале. Слово расходник во вступлении было взято в кавычки неспроста. Дело в том, что классические расходники с бумажным элементом, как-то воздушные и масляные фильтры, сильно отличаются от сажевых фильтров. Фильтрующим элементом последних являются ячеистые элементы из карбида кремния, вмонтированные в металлический корпус. Иначе данный элемент называют матрицей. Матрица включает в себя множество мелких каналов – крипт, – соединенных перемычками. Получается, что весь фильтрующий элемент выполнен из твердого материала, а не податливой бумаги. Благодаря этой особенности изделие может похвастать:

• Высочайшей устойчивостью к термическим нагрузкам и перепадам температур;
• Устойчивостью к механическим воздействиям;
• Стойкостью к воздействию химически агрессивных соединений.

Как уже было указано выше, сажевый фильтр работает в тандеме с катализатором и автомобильной электрикой. Отметим, что в отдельных моделях авто катализатор не предусмотрен и газы поступают сразу на сажевый фильтр. Здесь они проходят через вышеупомянутые крипты, в которых оседают частицы углерода. Данные частицы и образуют ту самую сажу. Состав и температура газов на выходе из фильтра (а иногда и на входе, и на выходе) определяются соответствующими датчиками. Если, к примеру, разница между температурами газов на входе и выходе из фильтра слишком велика, ЭБУ фиксирует ошибку, касающуюся данного «расходника». К несчастью, сажевый фильтр со временем забивается. Он может регенерировать и в идеальных условиях не забиваться вообще, но вот на практике его приходится обслуживать.

Основные отличия сажевого фильтра от катализатора

Катализатор принято использовать в бензиновых типах двигателей автомобилей. В дизельных, наоборот – сажевый фильтр, из-за разной системы зажигания. Впервые о сажевых фильтрах заговорили в 2001 году, когда они массово начали использоваться и становились неотъемлемой частью технического средства. Начиная с 2009 года, стандарты «Евро-5» «затребовали», чтобы каждое транспортное средство, потребляющее дизельное топливо, было оборудовано соответствующим фильтром.

Основная задача фильтра заключается в перехвате частиц сажи, но никак не снижении уровня токсичности выхлопов. Такое разделение не могло длительно оставаться незамеченным и нерешённым. Поэтому, многие производители решили инсталлировать два оборудования воедино.

Классический вариант модернизированного фильтра и катализатора выглядит так: по центру расположен ряд керамических сот для захвата сажи, а по периметру корпуса находится каталитический наполнитель.

В отличие от бензинового типа, на дизельном варианте нужно менять катализатор вместе с сажевым фильтром. Оба изделия установлены в одном металлическом корпусе. Поэтому оба нуждаются в замене/удалении.

Отличия катализатора и сажевого фильтра

Представлены в таблице ниже:

Разновидности катализаторов для дизельных агрегатов

Перед тем, как приступить к рассмотрению процедуры удаления сажевого фильтра на дизельном автомобиле, необходимо рассмотреть основные виды сажевых фильтров:

• классический вариант сажевого фильтра: это простой окислительный катализатор для взаимодействия с оксидами углеродов и углеводородов. В качестве благородного металла используется платина или палладий. Чрезмерное содержание кислорода в окислительных процессах приводит к ускорению реакции, которая начинается уже при 150℃;
• SCR-катализатор селективного восстановления: он был изобретён после того, как были подготовлены стандарты «Евро-5». Так как показатели для четвёртого класса были граничными и необходимо было что-то новое. С приходом пятого поколения начали устанавливать дополнительные датчики содержания аммиака и оксидов. Новый тип фильтров способен выдерживать температуры свыше 450℃. Часто можно встретить название «SINOx-катализаторам», это относится к очистителям пятого поколения Евро. Основу наполнителя составляет ванадий, титан.

Принцип работы

Работа сажевого очистителя заключается в двух этапах, следующих друг за другом: очищение от сажи и последующая регенерация. По сути, сажевый фильтр – металлический цилиндр, наполненный сетью керамических трубок, структура которых напоминает соты. Ячейки разносторонне закрыты, чтобы попавшая внутрь сажа там и оседала. Кроме того цилиндр оснащен датчиками, контролирующими уровень загрязнения и температуру очистителя.

1. Температурной коррекции и разности давлений – устанавливаются перед и за фильтром.
2. Температуры выхлопных газов – защищает от перегревания при регенерации.
3. Лямбда-зонд – для проверки циклов восстановления фильтра и расчета расхода топлива.
4. Контрольная лампочка на панели управления.

При загрязненности запускается очищение ячеек – регенерация.

• пассивная – запускается при длительных поездках, когда температура поддерживается 300-500 градусов по Цельсию. В этом случае частицы сажи сгорают. Главное условие – длительный проезд, без остановок.
• активная – когда поездки совершаются в пределах населенного пункта, с постоянными пробками – регенерации не хватает времени на повышение температуры до нужных показателей. В автомобилях предусмотрена автоматический запуск регенерации – считывается информация с датчиков, температура разогревается до 650 градусов, сажа сжигается, ячейки очищаются.

Очистить сажевый фильтр можно и с помощью промывки – специальные реагенты впрыскиваются внутрь, сажа размягчается и выводится из сот, после чего сгорает быстрее.

При правильной эксплуатации и регулярной регенерации, срок службы сажевого фильтра составляет 120 тыс. км, в городских пробках снижается до 100 тыс.км.