Сажевый фильтр и нейтрализация мочевиной
В выхлопе дизеля две главные вредности: частицы сажи и окислы азота. Сажа появляется там, где топливу не хватило воздуха, а окислы азота — от высокой температуры сгорания при избытке воздуха. Современный дизель убирает и то и другое цепочкой устройств в выпускной трубе.
| Узел | Что делает |
|---|---|
| Окислительный катализатор | Дожигает угарный газ и остатки топлива. Во время регенерации здесь сгорает дополнительное топливо и разогревает газ для фильтра. |
| Сажевый фильтр | Керамические соты, каналы которых закрыты через один. Газ проходит сквозь пористые стенки, сажа остаётся на них. |
| Датчики перепада давления и температуры | По разнице давлений до и после фильтра блок понимает, сколько в нём сажи, и следит за выжиганием. |
| Дозатор раствора мочевины | Впрыскивает водный раствор мочевины в горячий газ, где он превращается в аммиак. |
| Катализатор избирательного восстановления (SCR) | На его сотах аммиак соединяется с окислами азота: получаются азот и водяной пар. |
| Датчики окислов азота | Проверяют, сколько окислов азота было до катализатора и сколько осталось после. |
Регенерация: фильтр чистит себя сам
Сажа постепенно копится, и выхлопу всё труднее проходить через фильтр. Когда её много, блок управления запускает регенерацию: добавляет поздний впрыск, топливо догорает в катализаторе, и газ в фильтре нагревается до 600–650 °C. Сажа сгорает. Для этого нужно 10–20 минут работы прогретого двигателя. Водитель может заметить повышенные обороты холостого хода, вентилятор, который работает после остановки, и чуть больший расход.
Если машина ездит только короткими поездками, регенерация начинается и обрывается, сажа копится, и загорается лампа сажевого фильтра. Обычно помогает поездка по трассе с ровной скоростью — как именно, написано в инструкции к машине. Если лампа не гаснет, нужна сервисная регенерация. Кроме сажи в фильтре копится зола от присадок моторного масла, её выжечь нельзя. Поэтому для дизелей с фильтром выбирают масло с низкой зольностью и с допуском производителя.
Раствор мочевины
Для нейтрализации окислов азота в отдельный бак заливают водный раствор мочевины концентрацией 32,5 %. Расход — порядка литра-трёх на тысячу километров, в учебной модели 3–5 % от расхода топлива. Когда раствор заканчивается, машина заранее предупреждает и показывает остаток пробега, а потом может не разрешить новый пуск. Заливать можно только сертифицированный раствор: не воду и не жидкость омывателя. Раствор замерзает при морозе около −11 °C, поэтому бак и трубки подогреваются.
Не ездите долго с горящей лампой сажевого фильтра. Чем больше в нём сажи, тем опаснее её выжигать: фильтр может треснуть от перегрева, и тогда его придётся менять.
Задания в 3D-модели
В интерактивном уроке 5 заданий выполняются в учебной 3D-модели, модель сама проверяет результат:
- Найдите сажевый фильтр
- Выберите режим «Трасса» и автоматическую регенерацию: катализатор SCR прогреется, и окислов азота после него останется меньше 60 ppm
- Запустите регенерацию сейчас: температура в фильтре поднимется выше 550 °C
- Дождитесь, пока сажи в фильтре станет меньше 20 г
- Включите неисправность, при которой в баке закончился раствор мочевины: окислов азота после катализатора станет столько же, сколько до него, больше 400 ppm
Проверьте себя
В конце интерактивного урока — проверка из 3 вопросов. Прогресс сохраняется в браузере.
В атласе
Уроки модуля «Дизель»
- 4.1. Как дизель обходится без искры
- 4.2. Холодный пуск и свечи накаливания
- 4.3. Наддув и цвет дыма
- 4.4. Аккумуляторная топливная система
- 4.5. Сажевый фильтр и нейтрализация мочевиной
- 4.6. Узнаём неисправность по жалобе