Фильтр твердых частиц что это

Фильтр твердых частиц выхлопа дизельных двигателей DPF

DPF (Diesel Particular Filter) — это фильтр твердых частиц выхлопа дизельных двигателей, встроенный в выхлопной трубопровод за окислительным катализатором. Он отфильтровывает из выхлопной системы двигателя частицы сажи, которые образуются при сгорании дизельного топлива. На размещенной ниже иллюстрации показаны основные компоненты фильтра твердых частиц выхлопа дизельных двигателей:

1. Приборы панели управления
2. Панель управления силовым агрегатом
3. Бак с топливной смесью
4. Датчик уровня горючей смеси в баке
5. Деталь фильтра насоса топливной смеси
6. Топливный бак
7. Дизельный двигатель
8. Датчик температуры турбины

1. Турбина
2. Лямбда-зонд
3. Окислительный катализатор
4. Датчик температуры фильтра дизельного двигателя
5. Фильтр твердых частиц выхлопа дизельных двигателей
6. Датчик давления выхлопных газов
7. Глушитель
8. Измеритель массы воздуха

Матрица сажевого фильтра представляет собою ячеистую структуру из керамики на базе карбида кремния. Керамическая матрица заключена в металлический корпус. Она пронизана множеством параллельно расположенных каналов малого сеченья, закрытых попеременно с одной или другой стороны. Поэтому различают впускные и выпускные каналы, разделенные между собой фильтрующими стенками.

Фильтр DPF не обслуживаемая деталь, однако существуют некоторые тонкости, позволяющие избежать замены сажевого фильтра.

Фильтрующие стенки состоят из пористого карбида кремния. Они покрыты смесью оксидов алюминия и церия, выполняющих функцию подложки для катализатора, в качестве которого используется благородный металл — платина. Катализатор — это вещество, которое способствует протеканию химической реакции, но само при этом не изменяется и новых соединений не образует.

Так как каналы фильтра закрыты попеременно со стороны впуска и выпуска, содержащие частицы сажи газы вынуждены проходить через пористые стенки из карбида кремния. При этом частицы сажи задерживаются во впускных каналах, а газ свободно проходит через поры стенок каналов.

Фильтры твердых частиц для бензиновых автомобилей (GPF)

Твердые сажевые частицы присутствуют в выхлопных газах любого автомобиля: как дизельного, так и бензинового. У дизеля дым в выхлопе появляется в основном на мощностных режимах, на разгоне. А у бензинового двигателя— при запуске и прогреве, изредка на других режимах. Сажа в выхлопе обладает канцерогенным действием, так как на поверхности сажевых частиц адсорбируются недогоревшие углеводороды различного вида.

Предыстория. Причина появления

Впервые массово сажевые фильтры начали устанавливать в 2004 году, при введении норм EURO 4, естественно, на дизели. Однако, в связи с введением в 2009 году норм ЕВРО 5а, производителей обязали ограничивать содержание твердых частиц и в выхлопах от бензина.

Предельные значения по присутствию твердых частиц были сжаты в 10 раз согласно новому стандарту от 2014 года. По этой причине использование сажевых фильтров для бензиновых двигателей стало прямой необходимостью.

Сказался постепенный переход бензиновых двигателей на непосредственный впрыск, что привело к увеличению количества сажи в выхлопе по сравнению с впрыском MPI. У устройств с непосредственным впрыском капельки топлива при низких температурах с трудом переходят в газообразное состояние перед сгоранием. Причина заключается в прямом и поэтому слишком коротком пути от форсунки до камеры сгорания.

Постоянно ужесточающиеся экологические нормы привели к запуску в серию фильтров сажевых частиц для бензиновых автомобилей. Фильтр назвали GPF (Gasoline Particulate Filter) — бензиновый фильтр твердых частиц, что похоже на название DPF — (Diesel Particulate Filter) — соответственно, дизельный фильтр твердых частиц.

Сравнение фильтров для дизеля и бензина

Между дизельным и бензиновым сажевыми фильтрами много общего, хотя знак равенства между ними ставить нельзя. Перечислим общие черты:

• В обоих случаях имеются закрытые тонкие каналы, и фильтрация отработавших газов происходит через стенки каналов. Расположены внутри керамического блока в шахматном порядке с чередованием впускных и выпускных типов.
• Помимо этого в качестве катализатора реакции окисления сажи используются родий и палладий.
• Управление прожигом происходит либо по перепаду давления на входе и выходе, либо по температуре (Mercedes Benz).

Существенной разницей является только то, что дизельный вариант прожигается (регенерируется) периодически, а бензиновый сажевый фильтр на постоянной основе на штатных режимах работы двигателя (пассивная регенерация). Сервисная очистка реализуется только при наличии большого количества загрязнений и, в отличие от дизеля на холостом ходу двигателя, обедненной смеси или при увеличении угла зажигания, что поднимает температуру ОГ до 600-700 градусов, достаточных ой для эффективной регенерации.

Бензиновый сажевый фильтр в теории обладает тем же ресурсом, что и автомобиль в целом. Рассчитан на пробег около 240 000 километров. Исключения из правил случаются при использовании неподходящего моторного масла или несоблюдении условий эксплуатации автомобиля. К последним относятся прежде всего качество топлива, количество холодных пусков и городские пробки.

Конструкторы стремятся повысить ресурс фильтров, в том числе повышая давление впрыска топлива. В таких случаях последнее сгорает более полно и сажи образуется меньше. Сегодня достигнуты давления порядка 350 бар.

Качество используемого моторного масла особенно важно, так как в бензиновый сажевый фильтр попадает не только сажа, но и остатки сгоревшего ей смазки. Его количество и, соответственно, количество золы, остающейся в фильтре, влияет на ресурс. Чем больше двигатель расходует масла, тем больше золы, которая в отличие от сажи не сгорает и забивает фильтр необратимо. Чем более зольная смазочная жидкость используется в эксплуатации, тем больше необратимых загрязнений. Именно поэтому в автомобили, оборудованные сажевыми фильтрами рекомендуются исключительно малозольные масла.

Советы владельцу

• В эксплуатации бензинового авто с сажевым фильтром следует избегать сильных ударов по корпусу фильтра, они повреждают керамические соты и следует следить за герметичностью турбонагнетателя, любая негерметичность увеличивает нагрузку на фильтр.
• Самодиагностика автомобиля способна предупредить водителя, если фильтр заполнен более чем на 55% значком на приборной панели. При его появлении следует совершить регенерационную поездку. Если к символу фильтра добавился значки ЕРС и Check Engine, то загрязнений уже более 70% и требуется визит в сервис. Важно с этим не затягивать, пока фильтр полностью не засорился и сервисная очистка принципиально возможна.
• Необходимо использовать исключительно предписанные инструкцией масла с низким показателем зольности и имеющие допуск от производителя автомобиля. Такие масла сейчас доступны на российском рынке:
  • для VAG требуются масла с допусками 504 00 или 508 00,
  • для BMW – Longlife 04, 12 FE, 17 FE,
  • для Mercedes Benz – 229.51,52; 229.71.

  Очистка фильтра от сажи называется регенерацией. Она может быть следующих видов:

  • Пассивная организуется при отсутствии каких-либо мер со стороны блока управления при движении авто. Требуется только подходящая температура.
  • Активная реализуется при помощи датчиков давления, которые размещены до и после фильтра. Включение производится блоком управления. Сравнение сигналов передает информацию о степени засоренности.
  • Принудительная возникает на приборном щитке и говорит о необходимости совершения регенерационной езды. Для этого существует специальная инструкция по скоростному режиму и локациям, которые подойдут для достижения цели. ПРи игнорировании произойдет переполнение сажевого фильтра.

  Все эти масла представлены в ассортименте Liqui Moly GmbH серией Тор Тес. За последний год появилось второе поколение линейки Тор Тес, серии 6000. Выпущены в розничную продажу Top Tec 6100 0W-30, Top Tec 6200 0W-20, Top Tec 6300 0W-20 и Top Tec 6600 0W-20. Это сверхсовременные решения для бензиновых и дизельных двигателей с фильтрами твердых частиц, непосредственным впрыском и турбиной. Эти масла построены по принципу ресурсосбережения, то есть одновременно для экономии топлива и повышения ресурса автомобиля в целом. Их применение способствует общему снижению расходов на эксплуатацию автомобиля.

  Фильтр твердых частиц — в погоне за сажей

  

  

  Автомобили с дизельными двигателями всегда привлекали невысоким уровнем потребления более дешевого топлива, по сравнению с бензиновыми двигателями той же мощности. Сегодня это преимущество теряет свое значение и не только из-за выравнивания цен на бензин и дизельное топливо. Кроме того повысилась степень риска выхода из строя сложного оборудования современного дизеля, требующего больших затрат для устранения неполадок. С 2006 года в Европе обязательным условием стало применение сажевого фильтра, который устраняет 90% твердых частиц в выхлопных газах. Это позволяет удовлетворить нормы токсичности Евро-4 и Евро-5, принятые в большинстве стран Европейского союза, или Северной Америке. В России экологический аспект не так важен, и водитель, приобретающий автомобиль, который в меньшей степени загрязняет окружающую среду, не может рассчитывать на дополнительные льготы. Вместо этого необходимо принимать во внимание перспективу существенных затрат, связанных с восстановлением сажевого фильтра или заменой на новый. Продолжительность жизни фильтра зависит от многих факторов, но главный из них – это условия эксплуатации автомобиля. Наиболее опасны для него поездки на короткие расстояния, когда двигатель не успевает достичь рабочей температуры и не может запустить автоматическую регенерацию фильтра, т.е. сжечь накопленные частицы сажи. Первые фильтры (одноразовые) появились на автомобилях концерна PSA, например Peugeot 406 Coupe 2.2 HDi. Первоначально они предлагались в дорогих автомобилях в качестве дополнительного оборудования. Со временем они стали появляться и в более дешевых автомобилях.

  

  Сегодня все дизельные двигатели, отвечающие нормам токсичности Евро-3, оснащаются сажевым фильтром. Самые старые фильтры, так называемые «мокрые» для своей работы требуют специальной жидкости (CAM FBC). Ее добавляют в топливо. Попадая в камеры сгорания, жидкость повышает температуру выхлопных газов примерно до 440 градусов и приводит к выгоранию сажи в фильтре. «Сухие фильтры» имеют температуру воспламенения сажи около 550 градусов. К сожалению, они могут использоваться не с каждым двигателем. Кроме того в автомобиле, эксплуатируемом преимущественно в городе, не всегда имеется возможность достичь заданной температуры выхлопных газов. В таком случае очень полезна жидкость JLM DPF Cleaner, так же добавляемая в топливо. Она позволяет сжигать твердые частицы при более низких температурах. Благодаря этому фильтры в транспортных средствах, используемых на коротких дистанциях, заполняются гораздо медленнее. Несложная конструкция обеспечивает долговечность фильтра. Фильтрующий элемент имеет пространственную структуру с большой общей площадью поверхности стенок, выполненных из металла, керамики или специальной бумаги. Корпус снаружи выглядит как глушитель или каталитический нейтрализатор. Он имеет специальное термическое покрытие, так как температура во время сгорания сажи достигает 500 градусов.

  Работа фильтра

  

  1. Фильтр твердых частиц представляет собой металлическую банку, заполненную керамической вставкой с многочисленными каналами, перехватывающими частицы сажи. 2. Сажа постепенно накапливается в фильтре, затрудняя прохождение потока выхлопных газов. Автомобильная электроника фиксирует этот момент и дает сигнал на начало регенерации. 3. В зависимости от типа автомобиля в камеры сгорания дизеля поступает дополнительное количество топлива или топлива с жидкостью, что способствует повышению температуры выхлопных газов до 440-550 градусов. 4. При правильно проведенной регенерации фильтр снова готов к работе.

  Заключение

  Фильтры старого типа служили около 80-120 тыс. км, в то время, как современные все чаще доживают до 160-200 тыс. км. Стоимость восстановления фильтра оценивается приблизительно в 6000 рублей, а замены – от 12 до 25 тыс. рублей. Удаление фильтра никак не наказуемо, но не приемлемо с точки зрения морали. В Европе за это можно пострадать, так как законом предусмотрена ответственность за данное деяние.

  Оцените надежность сажевого фильтра

  Citroen C4 2 (2010-2020)

  Дизельный сажевый фильтр

  

  Фильтр твердых частиц, который обычно называют DPF (от английского Diesel Particulate Filter), устройство предназначенное для автомобилей с дизельным двигателем. Его задачей является улавливание и удаление пылевых частиц из выхлопных газов.

  Им оснащены все автомобили с дизельными двигателями, соответствующими стандарту выбросов Евро-5, выпущенными с 2009 года. Таким образом, на практике мы не сталкиваемся с новым автомобилем, который не был бы оснащен этим устройством.

  Фильтр DPF полезен для окружающей среды, поскольку при правильной работе, он предотвращает попадание канцерогенных веществ в воздух. С другой стороны, при засорении или повреждении это может быть большой проблемой для его владельца.

  

  Как работает фильтр DPF

  Сажевый фильтр работает по простому принципу. Он захватывает твердые частицы из выхлопных газов на сетке из специального материала, а затем сжигает их двумя способами.

  По сути, это своего рода улавливатель сажи. Их последующее сжигание, предотвращает выброс канцерогенных веществ в атмосферу.

  Пассивная регенерация сажевого фильтра

  Это автоматический процесс. Захваченные частицы сжигаются всякий раз, когда условия в двигателе и температура в фильтре совпадают. Это обычно имеет место при движении по автомагистрали в течение длительного времени, когда транспортное средство развивает большую скорость.

  Активная регенерация фильтра DPF

  Этот процесс происходит после определенного пробега, но только если не произошла пассивная регенерация. На практике это тот случай, когда автомобиль находился в городских условиях в течение длительного периода времени. Температура выхлопных газов искусственно повышается для сжигания твердых частиц.

  Теоретически, фильтр DPF должен представлять собой саморегулирующийся блок, который будет иметь такой же срок службы, что и автомобиль или его двигатель. Однако опыт показывает, что, несмотря на автоматические механизмы регенерации, фильтр засоряется, особенно на автомобилях с большим пробегом, а также на автомобилях, которые часто передвигаются по городу.

  Замена нового фильтра обычно является дорогостоящим делом, и для некоторых типов транспортных средств стоимость нового элемента буквально астрономическая.

  Поэтому, некоторые владельцы таких автомобилей, незаконно удаляют фильтр. Такой автомобиль не пройдет контроль выбросов.

  

  Симптомы проблем с фильтром DPF

  Проблемы с сажевым фильтром проявляются в его частой регенерации. Водитель узнает, что автомобиль снова находится на более высоких оборотах на холостом ходу, а также немного увеличивается средний расход топлива, что является результатом частой очистки.

  Визуально, очистка фильтра DPF, проявляется густым дымом, и поэтому частое появление дыма является сигналом о надвигающихся проблемах. Если дым белый, катализатор окисления фильтра DPF может быть неисправен.

  Современные автомобили своевременно предупреждают об ограниченных функциональных возможностях с помощью светящегося значка фильтра дизельных частиц на приборной панели.

  Как предотвратить засорение фильтра твердых частиц

  Вариантов продления срока службы фильтра DPF практически два, и оба они очень просты. Если у вас новый дизельный автомобиль, вы в выигрыше и можете позаботиться о своем автомобиле с самого начала. Срок службы фильтра DPF в ваших руках.

  При покупке подержанного автомобиля, сначала проверьте общее состояние, постарайтесь выяснить, как к нему относились, а затем попробуйте следовать двум основным правилам, чтобы поддерживать дизельный сажевый фильтр в форме.

  1. Разрешить автомобилю регулярную пассивную регенерацию фильтра DPF.

  Дизельные двигатели предназначены для обычной езды по шоссе или за городом. Когда вы путешествуете таким образом, вы экономите топливо, а также позволяете очистить фильтр DPF. Пассивная регенерация дизеля запускается примерно каждые 500 километров. Если вы покупаете автомобиль с дизельным двигателем для езды по городу, вы получите проблемы в дальнейшем.

  2. Используйте средства, поддерживающие чистоту фильтра.

  В этом случае речь идет не только о заправке дизельного топлива хорошего качества, но и об использовании подходящих моторных масел и других вспомогательных средств для очистки сажевого фильтра.

  Присадки для очистки сажевого фильтра:

  Liqui Moly Diesel Partikelfilter Schutz — добавить присадку из расчета 1 флакон на 75 л топлива. Рекомендуется использовать средство каждые 2000 км.

  PROTEC DPF Super Clean — залить в топливный бак непосредственно перед полной заправкой. 375 мл достаточно для 80-90 литров дизтоплива. Рекомендуется применять каждые 3 месяца.

  JET 100 Energy — залить средство в горловину топливного бака. 250 мл (1 флакон) на 40–60 л топлива.

  

  Добавки для обслуживания фильтров DPF и других специальных автозапчастей

  По мере развития современных технологий, средства их поддержания меняются. Новейшие автомобили становятся все более экономичными и эффективными, но, с другой стороны, они более восприимчивы к грязи, особенно при большом пробеге. Поэтому рекомендуется использовать качественные присадки, которые обеспечивают профилактическую очистку и безопасны для автомобиля.

  Добавка для фильтра твердых частиц

  Для обеспечения длительного срока службы фильтра твердых частиц, целесообразно регулярное использование присадок, которые будут держать фильтр в долгосрочной перспективе чистым. Такие средства способствуют регулярной регенерации фильтра и предотвращают оседание сажи в выхлопной системе.

  Кроме того, обеспечивают правильное качество дизеля в баке, улучшают параметры выбросов двигателя и облегчают запуск автомобиля. Регулярное использование, значительно продлит срок службы фильтра DPF, сэкономив деньги, которые вы бы потратили на его замену.

  Качество дизельного топлива важно для длительного срока службы фильтра DPF. Но его качество трудно определить. Регулярное добавление присадок к дизельному топливу, гарантирует, что любые примеси дизельного топлива будут удалены из выхлопной системы и из фильтра DPF.

  Заливайте присадку непосредственно в топливный бак через каждые 5000 километров. Аналогичная ситуация с моторными маслами более низкого качества. В этом случае происходит такое же засорение.

  Поэтому использование присадки — это практически необходимость для поддержания автомобиля в хорошем состоянии.

  Качественное моторное масло для поддержания автомобиля в хорошей форме

  Автомобиль похож на живой организм. Для того, чтобы он функционировал должным образом и работал долго, необходимо позаботиться о его нагрузке, и поэтому нужно фокусироваться не только фильтре твёрдых частиц. Необходима регулярная замена рабочих жидкостей и их пополнение. Прежде всего, важно использовать качественное моторное масло.

  Фильтр твердых частиц (DPF) является головной болью для многих автомобилистов. Вынужденная замена этого фильтра у некоторых легковых автомобилей обойдётся в 5 — 10 тысяч гривен, а у грузовых 25 — 40 тысяч гривен, и поэтому не следует недооценивать профилактический уход за этим агрегатом и всей трансмиссией.

  Добавка к дизельному топливу, является идеальным средством для очистки фильтра DPF. Также целесообразно использовать качественное моторное масло.

  Похожие публикации:

  1. Как снять фишку с датчика давления масла калина
  2. Когда менять летнюю резину на зимнюю
  3. Форд фьюжн как разобрать задний моторчик стеклоочистителя
  4. Цкад 5 когда откроют последние новости