Автомобили, а именно их выхлопные газы, представляют большую угрозу для экологии. Поэтому автопроизводители стали оснащать свои машины различными катализаторами. И если на автомобилях с бензиновыми двигателями он именно так и называется, то на дизелях – это сажевый фильтр. Что это за элемент? Каково его устройство и принцип работы? Обо всем этом и не только – далее в нашей статье.
Назначение
Дизельный сажевый фильтр предназначен для очищения выхлопных газов от сажевых частиц. Использование данного элемента в системе выпуска отработавших газов позволяет снизить содержание сажи на 95 процентов. Последняя образуется вследствие неполного сгорания топлива. 
Размер частичек сажи составляет от 1 до 0,01 мкм. В ее состав входят оксиды металлов, вода, сера, а также углеродистые соединения. Их процент содержания зависит от текущих оборотов и нагрузки на двигатель.
Где используется
На какие машины ставится сажевый фильтр? «Фольксваген», «Ауди», «Мерседес». Это неполный список автомобилей, которые комплектуются данным элементом. На легковых авто сажевый фильтр дизеля стали устанавливать с 2000 года, с применением экологических стандартов «Евро-2» и выше. В странах Европейского Союза наличие данного катализатора является обязательным с 2011 года даже на легковых автомобилях.
Расположение
Где находится сажевый фильтр? «Мерседес» и многие автомобили европейского производства имеют одинаковое расположение катализатора. Он находится сразу за выпускным коллектором. Такое месторасположение обусловлено тем, что именно в этом месте температура газов достигает максимальной черты.
Устройство и принцип работы
Основной элемент сажевого фильтра – керамическая матрица. Она изготавливается из карбида кремния. Такой же материал используется и на катализаторах бензиновых двигателей. Матрица размещена в металлическом корпусе фильтра и имеет сетчатую структуру с переменно закрытыми ячейками. Боковая часть элемента – пористая. Она выполняет функцию фильтра. Ячейки матрицы катализатора – квадратной формы. 
На более современных автомобилях устанавливаются фильтры с 8-угольными ячейками. Такие элементы считаются более надежными и пропускают больше отработанных газов.
Этапы фильтрации
Фильтрация и регенерация – по такому принципу работает каждый сажевый фильтр. Что это такое? Фильтрация – это процесс, при котором производится захват сажевых частиц с дальнейшим их оседанием на стенках. Чем крупнее они, тем легче работать катализатору. Однако выхлопные газы имеют небольшой процент содержания мелкой сажи, размером до 1 мкм. Именно они представляют наибольшую угрозу для экологии и дыхательных путей человека.
Также отметим, что со временем сажевый фильтр («Рено Мастер TDI» — не исключение) забивается, и ему необходима замена. Но ввиду высокой стоимости (от 400 долларов США) российские автовладельцы «выпиливают» его из «мозгов» ЭБУ и ставят на его место «проставку» — металлическую трубу одинакового диаметра.
Пассивная регенерация сажевого фильтра
Данная операция осуществляется за счет высоких температур (от 500 градусов Цельсия). Вот почему катализатор устанавливается сразу за выпускным коллектором. Проникая в сажевый фильтр, выхлопные газы (а именно азотные соединения) вступают в реакцию с кислородом, благодаря чему образуется диоксид азота. Последний, соединяясь с сажей, преобразуется в оксид и угарный газ. Последние два компонента, вступая в реакцию с кислородом, расщепляются на диоксид азота и углекислый газ. Так происходит процесс фильтрации отработанных газов на дизельном автомобиле.
При определенных режимах работы двигателя сбор сажи может быть неэффективным. Она спокойно проходит сквозь ячейки наружу. В таком случае в работу подключается активная регенерация сажевого фильтра.
Активная
Данная обработка заключается в принудительном повышении температуры выхлопных газов. Происходит это все за небольшой период времени. Есть несколько способов принудительного повышения температуры:
- Более поздний впрыск горючего.
- Нагрев газов микроволнами.
- Впрыск горючего перед сажевым фильтром.
- Установка электронагревателя.
Конструкция нейтрализатора постоянно совершенствуется, и сейчас самым популярным типом считается фильтр с каталитическим покрытием и системой ввода присадок в топливо. Давайте рассмотрим их подробнее.
Каталитический сажевый фильтр
Что это за элемент? Данный фильтр используется на автомобилях семейства «Фольксваген». Принцип работы включает в себя активную и пассивную регенерацию.
В последнем случае обработка происходит за счет непрерывного окисления сажи благодаря катализатору – платине, через который проходят газы. Рабочая температура – от 300 до 500 градусов Цельсия. Активный процесс происходит при более высокой температуре – 650 градусов Цельсия. 
При этом задействуется множество управляющих датчиков. Это расходомер воздуха, датчики входной и выходной температуры выхлопных газов, а также давления, в котором работает сажевый фильтр. Что это дает? Все полученные данные обрабатываются через ЭБУ, в результате чего блок управления либо дает сигнал на более поздний впуск топлива, либо снижает подачу воздуха в камеру. Таким способом значительно повышается температура выхлопных газов, и они вступают в реакцию с каталитическими элементами.
Фильтр с системой ввода присадок
Данный катализатор разработан французскими инженерами и устанавливается на автомобили «Пежо», «Ситроен», а также на «Форды» и «Тойоты». Другое название сажевого фильтра – FAP. Суть работы довольно проста. В системе находится присадка с каталитическим нейтрализатором (церий), которая добавляется в топливо и способствует изменению температуры сжигания сажи (порядка 500 градусов Цельсия). Однако при малых нагрузках ее сложно достичь, поэтому в работу подключается принудительная регенерация. Сама же присадка хранится в отдельной емкости (на 4-5 литров). 
Ее ресурс составляет порядка 100 тысяч километров и равен сроку службы самого фильтра. В бак данная присадка подается при помощи электрического насоса. Дозируется она при каждой заправке топлива электронным блоком управления. Основной недостаток использования данной системы – при сгорании цезий оседает на стенках в виде золы, что сильно забивает фильтр. Поэтому он имеет такой малый срок эксплуатации.
Как продлить срок эксплуатации?
Поскольку выгорание сажи происходит при высоких температурах, срок службы фильтра напрямую зависит от частоты его прожогов. Таким образом, чем чаще будет происходить эта операция, тем меньше ресурс элемента. 
Но как можно увеличить пробег автомобиля между прожигами в нейтрализаторе? Для этого существуют различные присадки для защиты сажевого фильтра. Они помогают снизить его рабочую температуру с 600 до 400 градусов Цельсия. Использовать машину при низких нагрузках в надежде на то, что выжигания сажи не произойдет, просто бессмысленно. Для таких случаев предусмотрена принудительная регенерация – даже при минимальных оборотах устройство будет работать на все 100 процентов.
Как определить засор?
Признаки забитого фильтра легко распознать. Это слабая тяга, дым из выхлопной трубы, перерасход топлива. Обычно в разрезе такие элементы выглядят именно так, как на фото ниже.
В таком случае нужно срочно принимать меры — заменить его на новый (чем вряд ли будут руководствоваться наши автовладельцы) либо удалить из системы.
Заключение
Итак, мы выяснили, что собой представляет дизельный катализатор. Как видите, данное устройство отлично борется с очисткой сажи. Однако все хорошее пропадает, когда наступает срок замены. Стоимость нового элемента составляет порядка 50-80 тысяч рублей. 
Поэтому лучший способ – это удаление сажевого фильтра программно из ЭБУ и установка на его место пламегасителя или простой металлической трубы. Стоит данная процедура от 5 до 15 тысяч рублей.
