Сажевый фильтр – что ты такое?
Всем хорош дизельный мотор. Даже экологам, уже успевшим мертвой хваткой вцепиться в бензиновые автомобили, дизели какое-то время были безразличны: действительно, содержание CO в выхлопных газах у дизелей низкое, и, пока экологи боролись в первую очередь с выбросами монооксида углерода, дизели спокойно вписывались в эти требования чисто конструктивно.
А вот когда речь зашла об оксиде азота, дизелям пришлось туго. Дело в том, что при нормальной настройке дизеля как раз оксид азота-то и образуется активно. Если же добиться его минимального выброса, то растет доля сажи в выхлопных газах, и никуда от этого в дизельном моторе не деться. Но, если оксид азота еще можно «придушить» катализатором, то сажу можно только отфильтровать. Так и появилась еще одна «душилка» — сажевый фильтр, он же DPF или FAP.
Принцип работы сажевого фильтра
Сажевый фильтр дизельного двигателя похож внешне на обычный катализатор: это такая же мелкоячеистая структура. Но, если катализатору это необходимо для максимального увеличения площади контакта отработанных газов с активным материалом, то ячейки DPF просто фильтруют механически.
Отсюда и очевидная проблема. Катализатор при работе не изнашивается и в идеальных (увы, недостижимых) условиях работы практически вечен. Сажевый фильтр же постепенно забивается, увеличивая сопротивление выпуска: на практике автосервиса можно вспомнить случаи, когда при работе двигателя корпус фильтра заметно начинал «играть», раздуваясь из-за чрезмерного давления, вызванного забитыми ячейками. Мотор при этом, естественно, еле тянет и постоянно стремится заглохнуть.
Решение у проблемы простое – сажа по сути состоит из углерода, а в выхлопных газах дизеля практически всегда есть кислород. То есть, если значительно поднять температуру сажевого фильтра, в нем при работе двигателя запустится окисление сажи. Абсолютно чистая сажа полностью уйдет из фильтра в виде углекислого газа, в реальном же мире останется куда меньший объем золы – именно поэтому для дизелей с сажевыми фильтрами указывается применение только малозольных моторных масел. Даже при минимальном угаре масло все равно попадает в фильтр, и соответственно должно обеспечивать как можно меньший твердый остаток при сгорании. Солярка, естественно, тоже нужна качественная.
Регенерация сажевого фильтра
Прожиг, или регенерация, фильтра запускается системой управления двигателем автоматически, как только измеренный объем сажи в фильтре превышает заданный порог. Как он измеряется? Способ замера косвенный – на входе и выходе сажевого фильтра стоит дифференциальный датчик давления. Он передает на ЭБУ именно информацию о том, какова разница между давлениями до и после DPF, а та уже пересчитывается в граммы.
Но для эффективного автоматического прожига необходимо соблюдать ряд условий, и в первую очередь это достаточно долгое равномерное движение машины на повышенных оборотах. То есть, если ваш автомобиль ездит только по городу, регенерация может не запуститься никогда! Чтобы ускорить регенерацию и сделать ее возможной даже в городе, на фильтрах типа FAP (чаще всего встречаются на автомобилях Peugeot/Citroen, так как концерном PSA эта система и разработана) практикуется впрыск в фильтр специальной жидкости, позволяющей сжигать сажу не на 700-800 градусах, как это происходит у DPF, а на 400-500.
Если же авторегенерация не помогает, на приборной панели загорается соответствующий индикатор, указывающий на необходимость визита в сервис. Там при помощи диагностического сканера ЭБУ двигателя переводится в режим принудительного прожига:
1. Мотор выводится на повышенные обороты, начиная разогревать фильтр и продувать его остаточным кислородом в отработанных газах. Поскольку автомобиль стоит на месте и не обдувается воздухом, нагревается он быстрее.
2. При достижении заданной температуры (за ней следит термопара в корпусе фильтра) открывается специальная форсунка, по которой солярка подается сразу фильтр. Так что прожигается он буквально: его разогревает горящее внутри топливо.
3. Фильтр прогревается до заданной температуры и удерживается на ней запрограммированное время. Со стороны это выглядит специфически: ревущий мотор, рядом (а тем более напротив) с выхлопной трубой невозможно стоять – поднесенная к ее срезу свежая травинка моментально высыхает и начинает обугливаться.
4. Далее обороты сбрасываются, идет фаза охлаждения. По новому замеру дифференциального давления высчитывается количество выжженной сажи.
Удаление сажевого фильтра на дизеле
Но зола в фильтре копится со временем даже при использовании высококачественного топлива и моторного масла, регулярных удачных прожигах. Сажевый фильтр неизбежно приходит в негодность. А его замена – дело отнюдь не дешевое.
Но нужно учесть, что для работы самого дизельного двигателя он не имеет никакого значения. То есть его можно удалить из системы выпуска отработанных газов. Однако просто удалить фильтр нельзя – моментально загорится ошибка, и ЭБУ впрыска перейдет в аварийный режим работы. Поэтому обязательно выполняется перепрограммирование блока управления либо на заводскую (от аналогичной комплектации, но без сажевого фильтра), либо на модернизированную прошивку.
Такой способ решения проблем наиболее востребован, поскольку позволяет избавиться от потенциально «узкого» места раз и навсегда. К тому же, раз уж все равно нужно перешивать «мозги», то можно исправить и программные «душилки» экологов, сделав машину заметно динамичнее: турбодизели вообще очень хорошо относятся к чип-тюнингу. Да и моторное мало можно после этого лить обычное, без заветного значка lowSAPS на канистре: вот и еще одна экономия. На автомобилях с FAP исчезает необходимость к регулярной доливке спецжидкости в бачок под капотом.
Промывка сажевого фильтра
А можно сделать еще дешевле: Интернет пестрит объявлениями о промывке сажевых фильтров, и обойдется это дешевле удаления. Однако не все так просто, и часто такая процедура не более полезна, чем промывка форсунок прямым ходом сольвента прямо на работающем моторе.
Здесь дело в том, что наибольшая часть загрязнений находится в фильтре, естественно, со стороны двигателя. И с этой же стороны при промывке подается сольвент: то есть, размывая отложения сажи, он неизбежно заставит ее проникать глубже в фильтр. Часть ее, конечно, удалится, но часть останется, и останется там, откуда в дальнейшем ее будет удалить труднее. Так что в перспективе большого пробега мы фактически лечим болезнь, лишь глуша ее внешние симптомы: вроде бы становится легче, а в итоге патологоанатом с удивлением разглядывает, до чего мы себя довели. Заметнее всего эффект промывки после длительной езды на низкокачественном топливе: смолистые отложения в фильтре сольвент удаляет хорошо.
Применяются для промывки не только сольвенты. Так, Liqui Moly предлагает для этого специальную жидкость-катализатор, порционно впрыскиваемую перед фильтром между прогонами двигателя на рабочем режиме. Ничего не напоминает? Правильно, фактически речь идет не о промывке как таковой, а о копировании принципа FAP. То есть такая жидкость облегчает «самопрожиг» фильтра, но сама по себе ничего не моет.
В общем случае рекомендация выбора лучшего варианта очевидна – если принудительный прожиг не приводит к достаточному снижению массы сажи в фильтре, а сама система исправна (это важно – негерметичность в трубках дифференциального датчика давления приведет к ошибке расчета, и машина будет постоянно требовать прожиг даже на чистейшем фильтре!), проблему лучше всего решить раз и навсегда, удалив фильтр как таковой (или заменив на новый), а не пытаясь растянуть его остаточный ресурс.
Лёгкое дыханье: зачем и как удалять сажевый фильтр
Любой фильтр имеет неприятную особенность: со временем он забивается. В автомобилях фильтров несколько: воздушный, один или два топливных, всё чаще есть салонный, а иногда можно встретить и сажевый. Ясное дело, что если забьётся салонный фильтр, ничего страшного не случится, и некоторые на него вообще смотрят как на унылую ненужную деталь. Забитый топливный или воздушный обычно меняют, потому что иначе машина толком не едет. А вот сажевому фильтру не повезло: чаще всего его просто удаляют. Как это делать правильно, чтобы не пустить дизель в разнос или не спалить собственную машину, мы сегодня и поговорим.
Что такое сажевый фильтр, и как он работает?
В общем-то, из названия этого девайса всё ясно: это всего лишь фильтр, который задерживает сажу. Придуман он был в угоду экологии, а значит, изначально против интересов автолюбителей. Хотя было бы глупо говорить, что это совсем уж бесполезная штука. Конечно, это не так. Увидите новую дизельную машину — припадите носом к выхлопной трубе. Отсутствие чёрного налёта на вашем заинтересованном экспериментом лице и кисловатый запах вместо вони сгоревшей солярки — заслуга сажевого фильтра. В целом на этом его заслуги и заканчиваются. Сто (или даже пятьсот) лошадиных сил двигателю он не прибавляет, а пока свежий, то и не отнимает. Проблемы начинаются, когда фильтр оказывается забит сажей. Но об этом — чуть позже. Сначала посмотрим, что он есть такое с технической точки зрения.
Перед нами — сажевый фильтр автомобиля Volkswagen Transporter Т5. Кстати, Т5 — один из лидеров по посещаемости сервиса с необходимостью что-то делать с сажевым фильтром. Итак, фильтр уже демонтирован и лежит перед нами. Неопытному глазу может показаться, что это какая-то железка с проводами. Отчасти так это и есть, но давайте разберёмся в его устройстве.
В одном корпусе здесь совмещены катализатор и сажевый фильтр. Если смотреть от начала выпуска, то первым на дороге отработавших газов окажется катализатор, а вот внутри банки большего диаметра стоит как раз сажевый фильтр. Но посмотрите: тут есть ещё какие-то трубочки и проводочки! Что это такое?
Первый провод отбросим в сторону: это разъём датчика кислорода, который к сажевику никакого отношения не имеет. А вот всё остальное как раз имеет самое непосредственное отношение к фильтру. Один из разъёмов — это разъём датчика температуры. Всего их два, один до фильтра, другой – после (он у нас остался на выпуске позади фильтра, и на фотографии его разъёма нет). Ещё две трубки относятся к датчику дифференциального давления. Как уже ясно из названия, он измеряет не просто давление, а разницу давлений до фильтра и после него. Больше, в общем-то, ничего интересного в фильтре нет. Но давайте посмотрим, как это работает.
Отработавшие газы через катализатор (в данной модели через катализатор, но бывает, что фильтр есть, а катализатора нет) поступают к фильтру. Сам сажевый фильтр состоит из большого числа крипт — глухих перфорированных газовых каналов. Проходя через эти каналы, несгоревшие частицы углерода оседают на их стенках. Задерживать эти частицы сажи и есть задача фильтра. Возникает вопрос: а зачем нужны датчики температуры и датчик дифференциального давления? Эти приборы следят за состоянием фильтра. В блоке управления прописаны параметры температуры и разницы давлений на входе и выходе из фильтра. Если, например, на входе температура очень высокая, а на выходе — слишком низкая, ЭБУ “понимает”, что с фильтром что-то не так. То же самое и с давлением. Если на входе оно слишком высокое, а на выходе — низкое, значит, фильтр забит. Так как забитый сажей фильтр уже не способен пропускать газы в штатном режиме, двигателю приходится тяжело. И в этом случае ситуацию надо исправлять. Тут мы подошли к следующему вопросу, пропустить который нельзя — регенерация сажевого фильтра.
Что такое регенерация?
Регенерация — процедура самоочистки фильтра. Она выполняется по-разному, в зависимости от типа фильтра и непосредственно от алгоритма запуска регенерации.
Сажевые фильтры бывают двух типов: DPF (такой, как на нашем подопытном Транспортёре, такие обычно стоят на немецких автомобилях) и FAP (разработка концерна PSA, стоят на Пежо, Ситроенах, можно встретить на Фордах, Вольво и некоторых других марках). Отличия между DPF и FAP небольшие.
Рассмотрим, как проходит регенерация в фильтрах DPF.
Метод самоочистки прост: всё, что осело в каналах фильтра, выжигается. Для этого используется топливо, подающееся либо дополнительно через форсунки двигателя, либо через отдельную специальную форсунку. При температуре 600-800 градусов сажа в фильтре выгорает (правда, не всегда). FAP отличается наличием специальной жидкости, которая заливается в отдельный бак. Жидкость эта называется Eolys, она выступает в роли катализатора, позволяющего снизить температуру выжигания сажи. В этой системе регенерация проходит при 400-450 градусах.
Регенерация бывает спонтанной и принудительной. В первом случае её запускает ЭБУ исходя из показаний датчиков температуры и дифференциального давления. Помимо этого, блок управления иногда может иметь счётчик израсходованного топлива, и тогда регенерация может быть запущена по достижении прописанного в ЭБУ количества сожжённого топлива. Всё это — спонтанная регенерация. Принудительную, как можно понять из названия, запускают вручную для очистки фильтра, например, в сервисе.
В норме регенерация в зависимости от марки автомобиля и условий его эксплуатации может проходить каждые 1 500 — 5 000 километров. Если она стала запускаться чаще, то фильтру скоро конец: процедура не может обеспечить вхождение параметров температуры и разницы давлений в нормы. Скорее всего, отложения в фильтре перешли в ту стадию, когда сжечь их уже нельзя.
В сервисах не очень любят включать принудительную регенерацию. Во-первых, это может быть просто опасно: температура поднимается сильно, машина должна стоять далеко от горючих и легковоспламеняющихся материалов. Во-вторых, если спонтанная регенерация не помогает, то и принудительная тоже уже вряд ли что-то даст.
Впрочем, ЭБУ не всегда может запустить регенерацию. Для этой процедуры нужны определённые условия: достаточно продолжительное прямолинейное движение автомобиля с относительно равномерной высокой скоростью. В городском режиме таких условий иногда просто нет. А еще начавшуюся регенерацию крайне не рекомендуется прерывать. Это — большое неудобство. Приехали на работу — а тут регенерация в ходу. Сиди и жди 10-15 минут, или лучше вообще езжай по трассе. А если принудительно заглушить мотор, то регенерация не завершится. Стало быть, после последующего запуска и прогрева будет запрос снова и снова, пока процедура не завершится корректно. А это — расход топлива, до 3-4 раз больше на холостых оборотах и в плотном потоке. Это — повышение уровня масла. Со всеми вытекающими: от выдавливания сальников до разноса. И всегда — снижение смазывающей способности масла. В особо тяжёлых случаях, когда регенерация никак не проходит успешно и не завершается — ошибки по превышению предела попыток регенерации или «регенерация невозможна, требуется принудительная». Или подобные ошибки — у разных брендов они разные.
Пожалуй, это всё основное, что нам надо знать о регенерации. Перейдём к следующему вопросу: почему сажевый фильтр выходит из строя.
Что влияет на ресурс сажевого фильтра?
Очевидно, что быстро “убивает” фильтр избыток сажи в отработавших газах. Причин повышения количества сажи всего две: избыток топлива и недостаток воздуха. Первое возможно при неисправности топливной аппаратуры — например, при подтекании форсунки.
Недостаток воздуха могут устроить и сами владельцы. Специалисты сервиса вспоминали случай, когда к ним приехала машина, у которой забитый воздушный фильтр уже стал сворачиваться внутрь воздуховода. Не знаю, как надо не любить свою машину, но, оказывается, бывает и такое.
Иногда воздуха не хватает из-за утечек наддувного воздуха или неправильной работы турбины.
Ну и, разумеется, на дымность влияет качество топлива.
Однако даже если с мотором всё в порядке, со временем фильтр выйдет из строя из-за естественного износа (критического засорения на больших пробегах). И даже если владелец за машиной следит хорошо, короткие зимние поездки от дома до работы или в магазин тоже сокращают ресурс: мотор иногда не успевает прогреваться, а регенерации просто некогда запуститься. И фильтр постепенно забивается сажей. Тут встаёт вопрос: что с ним делать?
Что такое хорошо и что такое плохо
Способов решить возникшую проблему несколько, но хороший среди них только один.
- Первый метод — замена фильтр новым. ОК, вроде, неплохо. Только стоит оригинальный фильтр иногда и за сто тысяч рублей. Так что выход хороший, но только для зятя Рокфеллера. Ну, или для самого Рокфеллера. В общем, это всё не для нас.
- Второй метод — установка аналога. Это один из наиболее неудачных решений вопроса. Дело в том, что оригинальный фильтр не просто так стоит дорого, в нём используются драгоценные металлы, поэтому его себестоимость никак не может быть низкой. Те аналоги или универсальные фильтры не просто бесполезны, но ещё и опасны. Вы же помните про регенерацию? Так вот, далеко не все из них способны пережить эту операцию, и случаев возгорания зафиксировано достаточно, чтобы отказаться от идеи ставить вместо фильтра какую-то сомнительную ерунду. Кстати, иногда предлагают вместо удалённого фильтра набить банку металлическими опилками — мол, будет то же самое, что и фильтр, но дёшево. Это тоже относится к “сомнительной ерунде”. Такой самопальный фильтр не обеспечит укладывание показателей датчиков фильтра в приемлемые рамки, и ошибки будут возникать снова и снова. А что с такой набивкой и со всем остальным выпуском может произойти при попытках регенерации, лучше даже не представлять.
- Ну и, наконец, третий способ — физическое удаление сажевого фильтра с программным удалением его из системы. Вот это — лучший способ избавиться от проблемы раз и навсегда. Никаких фатальных последствий не будет, разве что пропадёт вот та самая кислинка в запахе выхлопа. Но это, думаю, не страшно.
Как удаляют фильтр?
Итак, сначала его снимают с машины. В нашем случае это уже сделано, и фильтр готов пережить все последующие процедуры. Точнее, не пережить, ибо сейчас его надо будет удалить из банки.
Для этого банку разрезают болгаркой. Теперь у нас с одной стороны остался катализатор, который трогать не будем, а с другой — сам фильтр. Последний удаляют двумя способами: выпрессовывают целиком или выдалбливают по кускам. Тут мы видим реализацию второго метода во всей красе.
Давайте рассмотрим извлечённый фрагмент. По цвету видно, что в начале он забит: ближе к началу выпуска он уже почти чёрный. Впрочем, сажа, которую можно собрать пальцем и с внутренней поверхности самой банки, и с поверхности фильтра, говорит о том же.
Теперь пустую банку заваривают. Это можно сделать аргоновой сваркой, можно обычным “полуавтоматом”. Первый способ больше подходит богатым эстетам, ибо он долгий и дорогой, но шов получается красивым. Но необходимости варить именно аргоном нет, сварки “полуавтоматом” тут вполне достаточно. Главное — обработать потом шов средством против коррозии.
Всё, банка собрана. Некоторые предпочитают вместо неё поставить даунпайп — мол, пустая банка будет издавать неприятные звуки. На самом деле в силу конструкции дизеля звук работы не изменится, громче он не станет. Хотя, конечно, если клиент хочет, то почему бы и нет.
Теперь осталось установить банку на место и… заняться программированием.
Как мы помним, есть набор датчиков, которые контролируют работу фильтра. Физическое удаление фильтра изменит их показания, которые могут привести в ступор ЭБУ. Например, отсутствие разницы температур или давлений на входе и выходе заставит его усомниться в корректности работы датчиков или фильтра. И тогда опять появится ошибка, а возможно, и аварийный режим тоже.
И ещё не забываем про регенерацию. Даже если ЭБУ не станет запускать её по показаниям датчиков, он вполне способен сделать это из расчёта израсходованного топлива. Так как после такой “регенерации” пустой банки ничего в показаниях не изменится, блок управления может запускать её бесконечно. В конце концов, это опять приведёт к появлению ошибки в лучшем случае. В худшем — выпуск хорошенько “прожарится” высокой температурой, что тоже не очень хорошо и даже опасно. Наконец, не забываем о том, что для регенерации нужно дополнительное топливо. Наиболее лёгкое последствие — значительно повышенный расход топлива. А вот с тяжёлым лучше вообще не сталкиваться. Наступает оно тогда, когда солярка начинает попадать в масло, вследствие чего его концентрация в картере вырастает настолько, что масло становится уже не маслом, а вполне пригодным для дизеля топливом. Как вы знаете, искра для воспламенения дизелю не нужна, поэтому если мотор начнёт работать на смеси масла с топливом из картера, остановить его выключением зажигания не получится. И начнётся работа двигателя “в разнос”. Зрелище страшное, а для самого мотора такой режим обычно заканчивается именно тем самым разносом.
Но стоит отметить, что главная причина ухода в «разнос» — как раз не удаление сажевого фильтра, а именно его неисправность, из-за которой частые попытки регенерации приводят к повышению уровня масла. Разнос может наступить и при не удаленном фильтре. Впрочем, это тема для отдельного разговора. Пока только скажем, что такой исход при неправильно проведённой работе возможен, а снизить риск может контроль уровня масла. Если он выше нормы — это повод для опасений, и двигатель лучше не запускать вообще.
Одним словом, отключать фильтр в программе просто необходимо. Лучше всего, когда есть возможность просто отключить эту систему. Если свитча нет, то есть и другие способы, о которых говорить не будем — профессиональная тайна.
Ещё надо удалить ошибки сажевого фильтра, но при этом не затронуть всю систему диагностики. Некоторые не самые лучшие “специалисты” грохают всю диагностику, после чего владелец автомобиля ездит потом по другим СТО, где ни в чём не повинные сервисмены пляшут с бубном вокруг машины, которая говорит, что у неё в жизни всё ОК, но при этом не едет.
Вместо заключения
Как вы уже поняли, удаление сажевого фильтра — практически единственный приемлемый способ избавиться от проблемы с этим устройством. И с одной стороны, он не так уж и сложен, но с другой — цена ошибки может быть очень велика.
И уж точно удаление будет дешевле установки нового фильтра (про аналоги говорить не будем, выше уже всё сказано). Правда, и за три копейки вряд ли кто-то выполнит эту работу хорошо, так что выбирать сервис нужно тщательно. Чтобы потом не было мучительно больно…
Ещё один приятный бонус: на моторах с сажевым фильтром необходимо применять специальное масло, которое так и называется — «Для двигателей, оснащенных сажевым фильтром». Оно существенно дороже, чем обычное. А вот после удаления можно лить и обычное.
За помощь в подготовке материала благодарим компанию «Лаборатория Скорости»(СПб, ул. Химиков, д. 2, (812)385-50-82
Для чего нужен сажевый фильтр в дизельном автомобиле
Сажевый фильтр (СФ) защищает атмосферу от выхлопов дизельного двигателя. СФ снижает вырабатываемое количество сажи до 90%. Его спроектировали в начале 2000-х годов, когда к экологичности машин стали предъявлять серьезные требования. С 2001 года фильтр устанавливают во всех автомобилях.
Устройство и принцип работы сажевого фильтра
Это керамический блок, который состоит из множества каналов. Эти тончайшие каналы из карбида кремния соединены между собой и расположены в шахматном порядке. На их концах — заглушки.
Сажа попадает в фильтр и задерживается внутри. В результате из него выходят отработанные газы (ОГ) практически без сажи. Не фильтруются только самые мелкие частицы, размером от 0,1 до 0,5 мкм, что составляет 5-10% от общего числа. В автомобиле СФ размещают в металлическом корпусе после турбины или катализатора.
Регенерация сажевого фильтра
Со временем фильтр забивается — наполняется сажей и препятствует свободному выхлопу. Это сказывается на мощности двигателя. Для того чтобы устройство продолжало выполнять свою задачу без замены, существует алгоритм его автоматической очистки — регенерация. Ее механика проста: частицы сажи нагреваются и окисляются, превращаясь в углекислый газ, который выходит вместе с другими ОГ.
Как это происходит:
- Датчик давления ОГ, установленный перед СФ, передает сигнал блоку управления.
- По величине давления газов блок управления определяет степень засорения фильтра.
- Блок нагревает фильтр, контролируя его температуру с помощью температурного сенсора.
- Запускается режим регенерации.
Сажевый фильтр нагревается до 600 °С и выше. В итоге сажа сгорает и выбрасывается в окружающую среду, а фильтр — очищается. Этот процесс контролирует датчик давления ОГ.
Водители практически не замечают, как проходит регенерация — процесс автоматический. Запускается при движении: когда обороты двигателя выше холостого хода и мощности работающего мотора достаточного для продувки СФ. Если регенерация уже запущена, глушить двигатель нельзя.
А если фильтр все-таки забьется?
Бывает, что владельцы дизельных автомобилей не могут обеспечить нормальный режим очистки: мало ездят, постоянно прерывают запущенную регенерацию.
В результате СФ забивается, что приводит к следующим последствиям:
- Мощность мотора снижается, расход топлива — повышается.
- Снижение КПД двигателя иногда приводит к его перегреву в жаркую погоду.
- Ресурсы двигателя снижаются, и он изнашивается.
Чтобы избежать неприятных последствий, не забывайте проверять состояние СФ каждый раз, когда проходите техобслуживание. Если нужно, мастер на СТО сделает или принудительную регенерацию сажевого фильтра, или заменит его на новый.
Некоторые автовладельцы идут на риск: полностью удаляют устройство из системы. Машина в этом случае переходит на аварийный режим и ограничивает свою мощность. Это сказывается на динамике и комфорте управления автомобилем.
Сажевый фильтр был придуман для того, чтобы воздух стал чище. По сути, это часть глушителя, которая очищает выхлопные газы. Только в отличие от катализатора, он борется не с отработанными газами, а с сажей.
Что такое сажевый фильтр на дизеле и где он стоит
Чтобы уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу с начала этого века на стали применять сажевые фильтры на дизелях, а с 2010-го он стал обязательным элементом легкового автотранспортного средства с дизельным ДВС.
Что такое сажевый фильтр на дизеле, где он стоит, как его чистить и последствия его удаления — далее в статье.
Зачем он нужен
Сажевый фильтр на дизеле в разных странах обозначается в различной аббревиатуре:
- Diesel Particulate Filter (DPF) — в английском варианте.
- Filtre a Particules (FAP) — во французском варианте.
- RubPartikelFilter (RPF) — в немецкой аббревиатуре.
В России, как и во всем мире, больше прижилась французская аббревиатура. Этому есть объяснение (в конце статьи).
Видео — сажевый фильтр на дизеле и его регенерация:
Сажевик предназначен для снижения процентного содержания частиц сажи в отработанных газах. Они образуются в результате сгорания дизельного топлива. Эти частицы имеют микроскопический размер – от тысячных долей миллиметра до 10 микрометров (это еще в 100 раз меньше).
Такие частицы имеют сложный химический состав, ядром которого является углерод. Он «облипается» углеводородами, серой, соединениями металлов. Практически вся таблица Менделеева. Все эти вещества в цилиндры поступают из воздуха и не совсем качественного дизельного топлива.
Где находится
Сажевик может находиться за нейтрализатором. В некоторых автомобилях он находится непосредственно за выпускным коллектором. В таком случае фильтр объединенного типа. Внешний вид типового сажевика:
Конструкция
Основной элемент – керамическая матрица. Ее химический состав – карбид кремния (керамика). Оптимальное сечение керамических ячеек – восьмиугольное. Главный фильтрующий элемент – боковая поверхность ячеек, которая имеет микропористую структуру. Керамическая конструкция заключается в металлический корпус.
Во время работы дизельного двигателя отработанные газы направляются через сажевый фильтр. В микропорах улавливаются мелкие частицы сажи. Крупные частицы не так опасны для человек, живых и растительных организмов. Они осаждаются под действием силы тяжести недалеко от места движения транспортного средства.
Мелкие частицы (менее 0,1 мкм), если их не задержит сажевый фильтр, могут «улететь» далеко за пределы трассы, попасть в органы дыхания, на растения. Им уделяется большое значение при проектировании системы фильтрации выхлопных газов дизельных автомобилей.
В процессе работы сажевого фильтра микропоры засоряются мелкими и крупными частицами. Для его очистки применяется регенерация.
Пассивная и активная регенерация
Регенерация – процесс очистки сажевого фильтра. Различают пассивную и активную регенерацию. Пассивная регенерация происходит при высоких температурах выхлопных газов, от 600 градусов Цельсия. Такая температура возможна при максимальной нагрузке на двигатель. Сажа при высокой температуре выжигается. Для того чтобы уменьшить температуру, при которой выжигается сажа, до 500 градусов и ниже, применяют специальные присадки.
Активная регенерация выполняется при помощи искусственного повышения температуры отработанных газов. Это достигается различными методами:
- изменение угла зажигания при помощи программного контроля;
- дополнительный нагрев перед сажевиком;
- принудительный впрыск;
- нагрев СВЧ волнами.
Совместное применение различных методов регенерации повышает эффективность сажевых фильтров.
Сажевик с каталитическим покрытием
Они разработаны Volkswagen. В них также применяется активный и пассивный режим. Катализатор дополнительно окисляет сажу в условиях высоких температур. При этом происходят сложные химические реакции. Оксиды азота окисляются кислородом в присутствии платины, образуется диоксид азота. Диоксид азота в результате реакции с углеродистой сажей образует оксид азота и угарный газ. Окисляясь, угарный газ и диоксид азота образуют диоксид азота и безопасный углекислый газ.
В результате такого сложного химического процесса сажа выводится из фильтра. Активная регенерация запускается на основании анализа показаний следующих датчиков блоком управления двигателя:
- ДМРВ;
- температуры до сажевика;
- температуры после сажевого фильтра;
- датчика разницы давлений.
На основании сравнения показаний и анализа с встроенным алгоритмом, блок управления одновременно выполняет следующие действия:
- отключает систему ЕГР, которая предназначена для уменьшения температуры воспламенения;
- осуществляет увеличение длительности впрыска топлива форсунками;
- уменьшает подачу воздуха.
Структурная схема такой системы показана на рисунке:
Где: 3 – ДМРВ, 4 – силовой агрегат; 9 – сажевый фильтр.
Система с впрыском присадок
Впервые применил такую систему концерн Peuqeot-Citroen. Поэтому за ним и закрепилось французская аббревиатура FAP (см. начало статьи). Такая же концепция применяется во многих японских и американских автомобилях.
В системе сажевый фильтр находится за каталитическим нейтрализатором. Во время регенерации впрыскивается специальная присадка, которая уменьшает температуру сжигания сажи до 450 градусов Цельсия. Учитывая, что сажевик находится за нейтрализатором, и такая температура в нем проблематична. Поэтому эффект дополняется активной регенерацией.
Присадка находится в отдельном баке небольшой емкости (до 5-ти литров). Содержимого хватает приблизительно на 100.000 километров пробега. Для впрыска предназначен отдельный насос.
Структурная схема системы с впрыском присадок:
Где: 3 – бак для присадки, 5 – насос впрыска присадки, 6 – бак топливный.
Ресурс фильтра около 200.000 километров пробега. Обычно он ниже.
Замена сажевого фильтра требует значительных материальных затрат. Если система сажевого фильтра теряет эффективность, многие автовладельцы дизелей программно и физически удаляют ее, чтобы блок управления двигателем не «душил» силовой агрегат на высоких скоростях и мощностях.
Признаки необходимости очистки
Основными признаками являются:
- сообщение кода ошибки двигателя, указывающие на сажевый фильтр;
- рост потребления топлива;
- повышение уровня масла;
- уменьшение приемистости силового агрегата;
- нестабильные холостые обороты;
- наличие постороннего звука (шипение) во время работы двигателя;
- внезапный «пых» дыма из выхлопной трубы.
В любом случае, следует продиагностировать двигатель, чтобы сделать окончательное заключение.
Видео — промывка сажевого фильтра дизельного двигателя составом Liqui Moly:
Принудительная регенерация при помощи VAG-COM (Вася-Диагност)
Для проведения контроля регенерации сажевого двигателя на автомобилях группы VAG требуется непосредственно сам шнурок и программа, установленная на компьютере. Последовательность выполнения:
Недостатки и возможные последствия удаления сажевого фильтра на дизеле
Сейчас многие мастерские и СТО оказывают услуги программного и физического удаления сажевого фильтра на дизеле. При этом они используют различные эмуляторы или чип-тюнинг. Чип-тюнинг опасен тем, что если некорректно сохранить (или потерять) родную прошивку, впоследствии могут быть серьезнейшие проблемы вплоть до необходимости обращения к производителю.
Видео — о нюансах и возможных последствиях удаления сажевого фильтра на дизеле:
После удаления перепрошивкой косяки могут вылезать через некоторое время. С этой точки зрения безопаснее эмуляторы. Но они имеются не для всех автомобилей.
Во время принятия решения о программном удалении сажевого фильтра следует найти мастерскую, которая производит эту работы в течение нескольких лет, находится на одном и том же месте. Иначе есть риск попасть на неопытных мастеров-однодневок.
Есть мастерские, которые промывают сажевые фильтры при помощи специальных составов. В некоторых случаях это имеет положительный эффект.
С проблемой износа сажевого фильтра сталкиваются многие автолюбители. Нельзя к ней относиться несерьезно.
Если печка в машине дует холодным воздухом, причины могут быть различными.
Как производится подключение выключателя массы автомобиля.
Как правильно выгнать воздух https://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/to-i-remont/kak-vygnat-vozdux.html из системы охлаждения двигателя.
Видео — отключение и физическое удаление сажевика на дизельном автомобиле SsangYong Actyon NEW 2.0D: