Сажевый фильтр: что такое регенерация и какое масло использовать

Конструкция и расположение в системе

Сажевый фильтр относится к выхлопной системе и может располагаться рядом с нейтрализатором или объединяться с ним в единую конструкцию (в этом случае он находится вблизи выпускного коллектора, что обеспечивает фильтрацию газов при максимальной температуре). Применяется устройство только в автомобилях, работающих на дизельном топливе, и, в отличие от катализатора, который устанавливается на бензиновых двигателях, он очищает выхлоп исключительно от частиц сажи.

Сажевый фильтр

Конструктивно сажевый фильтр состоит из следующих элементов:

• Матрица. Изготавливается из карбида кремния (керамики) и представляет собой систему тонких каналов с сечением в форме квадрата или восьмиугольника. Торцы ходов попеременно закрыты, а стенки имеют пористую структуру, благодаря чему сажа задерживается внутри и оседает на стенках.
• Корпус. Выполняется из металла. Имеет входной и выходной канал.
• Датчики измерения давления (перепадов на входе и выходе).
• Датчик температуры на входе и на выходе.

DPF сажевые фильтры закрытого типа

Сажевые фильтры в современном исполнении делятся на два типа:

• dpf фильтры закрытого типа;
• fap фильтры с функцией регенерации фильтрующего элемента.

К первой категории относятся элементы, внутри которых имеются керамические соты, как в каталитическом нейтрализаторе. На их стенки наносится тонкий титановый слой. Эффективность такой детали зависит от температуры выхлопа – только в этом случае будет происходить химическая реакция по нейтрализации окиси углерода. По этой причине такие модели устанавливаются максимально близко к выпускному коллектору.

Оседая на керамические соты с титановым покрытием, сажа и угарный газ окисляются (температура, при которой возникает реакция, должна быть несколько сотен градусов). Наличие датчиков позволяет вовремя диагностировать неисправность фильтра, о чем водитель получит уведомление от ЭБУ на приборке автомобиля.

Зачем удалять: плюсы и минусы, последствия

Вот несомненные достоинства удаления сажевого фильтра:

• расход топлива уменьшается;
• больше не придётся вызывать регенерацию повышением оборотов;
• снижается общая температура работы двигателя, что уменьшает нагрузку на него;
• забитый фильтр — это риск поломки силового агрегата, нет фильтра — нет риска;
• не нужно тратить деньги на замену этого компонента в будущем.

Примечание: есть мнение, что удаление даёт прибавку мощности двигателя. Да, это так, но разница незначительна. Эффект достигается благодаря ускорению выхода выхлопных газов, которым теперь не приходится преодолевать сопротивление фильтра.

А вот существенные минусы:

• машина лишается гарантии (если она есть);
• в ряде случаев увеличивается количество чёрного дыма из выхлопной трубы;
• увеличивается нагрузка на турбину, что несколько снижает её ресурс;
• авто нельзя будет использовать в странах ЕС и других государствах с жёсткими требованиям к качеству выбросов;
• процедуры должны выполнять только профессионалы — если допустить ошибку, могут возникнуть серьёзные проблемы, требующие дорогого ремонта.

Стоит ли убирать сажевый фильтр?

Если DPF заполнен, у владельца Тойота Прадо 150 или автомобиля другой марки возникает резонный вопрос – что делать в данной ситуации. Насколько возможно удаление этого узла, чтобы исключить фильтрующий элемент из цепи выхлопной системы – рассмотрено далее.

Важно понимать, что такая неисправность сажевого фильтра, как и каталитического нейтрализатора, не подлежит ремонту. Требуется замена или удаление, с перепрошивкой электронного блока управления и установкой обманки для датчика, контролирующего загрязнение выхлопа.

Предупредит поломку регулярное проведение технического осмотра, с проверкой машины в автосервисе. Мастера хорошо представляют, как узнать, есть ли сажевый фильтр, а также порядок проверки данного узла.

Если этот фильтрующий элемент забит, и срабатывает сигнализация на приборной панели, ситуацию нельзя оставлять без внимания. Замена узла на оригинальный не всегда приемлема для автовладельца, поскольку цена такой запчасти – от 60 000 до 100 000 руб.

Возможно три варианта действий, чтобы снизить расходы на ремонт:

• Установить универсальную модель по меньшей цене (около 20 000 руб.).
• Заменить узел обманкой, поставив короб с металлической стружкой.
• Убрать эту деталь, изменив прошивку электронного блока управления.

Первый вариант недостаточно надежен. Вряд ли дешевый аналог содержит платину, поэтому такая запчасть не обеспечит нормальную работу выхлопной системы, а ее применение грозит возгоранием.

Установка короба с металлической стружкой станет причиной отклонения давления и температуры от нормы, поэтому на панели управления будет гореть индикатор, указывающий на ошибку в работе оборудования, а устройство быстро выйдет из строя.

Лучше всего последний способ из перечисленных. Если удаление выполнить правильно, единственное негативное последствие – повышенный выход сажи в выхлопе, без падения мощности.

Ремонт проводят в таком порядке:

• Демонтируют фильтрующий элемент, который может располагаться в общем корпусе с катализатором.
• Отсоединяют контакты датчиков.
• Вскрывают корпус, убирают соты.
• Разрезанный цилиндр заваривают аргоновой или полуавтоматической сваркой, наносят антикоррозионное защитное покрытие.
• Монтируют узел на место, подсоединяют датчики.
• При появлении ошибок в электронном блоке управления, сообщения удаляют.
• Перепрошивают ЭБУ, с учетом изменившихся условий.

Важно обеспечить работоспособность диагностического оборудования. У каждого мастера свои секреты изменения настроек. Нарушение предусмотренного режима может вызвать полный сбой электроники, с отказом разных систем.

Где находится и для чего нужен сажевый фильтр в автомобиле

Так как СФ участвует в очистке выхлопа, то он устанавливается в магистраль выхлопной системы автомобиля, работающего от дизельного ДВС. Каждый производитель оснащает свои автомобили системой, которая может отличаться от аналогов других брендов. По этой причине нельзя установить жесткого правила, где должен находиться фильтр.

В некоторых автомобилях сажевик используется вместе с катализатором, который устанавливается во всех современных автомобилях, оснащенных бензиновым мотором. В этом случае фильтр может стоять либо перед каталитическим нейтрализатором, либо после него.

Некоторые производители (например, Volkswagen) создали комбинированные фильтры, которые совмещают в себе функции и фильтра, и катализатора. Благодаря этому выхлоп от дизеля по чистоте не отличается от бензинового аналога. Часто такие детали устанавливаются сразу после выпускного коллектора, чтобы температура отработанных газов обеспечивала должную химическую реакцию по нейтрализации вредных веществ.

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.

Забит сажевый фильтр на дизеле: признаки и последствия

Роль «сажевика» такова, что он только отнимает силы у двигателя. Дело в том, что сажа постоянно накапливается внутри него, создавая сопротивление движению отработанных газов. В городе этого не заметить, а вот на трассе автомобиль с едва заполненным фильтром будет ускоряться менее охотно. Впрочем, езда по загородному шоссе очень полезна для дизельного двигателя, позже мы объясним почему.

Так или иначе, незначительное падение тяги заметить тяжело. Гораздо легче и полезнее обратить внимание на приборное табло, где специальная лампа или комбинация светодиодов обрисуют тяжесть проблемы. Точный ответ, что означает тот или иной значок, можно найти только в инструкции к машине. В качестве примера предлагаем рассмотреть алгоритм сигнализации проблем с DPF на автомобилях VAG:

• Иконка DPF. Фильтр почти полон, за плечами не одна безуспешная регенерация, но шанс выжечь сажу штатными средствами еще есть. Как только значок подсветился, в срочном порядке выезжайте на трассу. Что к чему и почему, мы расскажем.
• Чек + DPF. Верный признак того, что «сажевик» забит. Компьютер переходит в аварийный режим, оставляя владельцу единственную возможность – выжечь сажу особым режимом.

Приборное оповещение дублируют реальные вещи, такие как расход топлива, уровень масла в двигателе, реакция на педаль газа. Например, ориентироваться на приближающийся выход из строя сажевого фильтра помогают такие признаки:

• Средний расход топлива на 100 км внезапно увеличился на 1-2 литра.
• Вырос уровень масла в двигателе в результате попадания солярки в картер.

Объяснение этим событиям одно – безуспешная регенерация (выжигание сажи штатными средствами). Цель прожига – повысить температуру в сажевом фильтре, чтобы сажа выгорела (преобразовалась в углекислый газ) и каналы матрицы снова стали свободными. Повышают эту самую температуру в основном за счет послевпрыска топлива, чтобы ДТ догорало в «сажевике». Если не соблюдать предписания производителя по поводу режима езды во время регенерирующего мероприятия, то успешного результата не получить. Попытки прожига будут часто повторяться, что в итоге приведет к упомянутым вещам – возрастанию расхода солярки и уровня масла.

От идеи пустить все на самотек рекомендуем отказаться. Когда сажевый фильтр почти забит, то машина ведет себя не лучшим образом, ведь аварийный режим – это сплошные ограничения по скорости и текущему расходу топлива. Если этот факт не останавливает, то итог «игнора» экстренного оповещения сработает в любом случае: при полностью забитом очистителе машина глохнет и не заводится, либо заводится и сразу останавливается.

В чем разница между катализатором и сажевым фильтром

«На машине надо заменить сажевый фильтр» — говорит владелец автомобиля с бензиновым двигателем. И совершает ошибку, неправильно назвав каталитический нейтрализатор своего железного коня.
Многие автомобилисты, работники автомастерских не понимают разницы между словами: «катализатор» и «сажевый фильтр». Давайте разберемся, в чем же состоит сходство и различия этих деталей выпускного коллектора.

Катализатор

Или каталитический нейтрализатор – деталь машины в форме цилиндра или прямоугольного параллелепипеда, служащий для очистки выхлопных газов бензинового двигателя автомобиля или работающего на газе.

В разрезе его конструкция напоминает соты, изготовленные из керамики/стали с высокой теплопроводностью. Внутренняя поверхность покрыта напылением с палладием или платиной. Эти элементы вступают в реакцию с вредными продуктами сгорания бензина, нейтрализуют их или преобразуют в безопасные для человека химические соединения (азот, водяной пар, диоксид углерода), которые выводятся через выхлопную трубу в атмосферу.

К тому же катализатор задерживает твердые частички выхлопных газов автомобиля, которые оседают на его стенках.

Эти процессы способствуют том, что каталитический нейтрализатор загрязняется по мере пользования машиной, приходит в негодность, требует чистки или полной замены.

Фильтр сажевый

Используется для двигателей, работающих на дизельном топливе. Поскольку при сгорании ДТ образуется гораздо большее количество дыма, копоти, чем при сгорании бензина, он задерживает образующиеся твердые частички дыма и нейтрализует канцерогенные продукты сгорания топлива.

Внутреннее устройство этой детали представляет собой лабиринт из карбида кремния с многочисленными карманами для сборки сажи.

Некоторые фильтры, но не все, оснащены особыми титановыми ячейками, преобразующими вредные углекислый и угарный газ от сгорания дизельного топлива в безопасные для окружающей среды химические вещества. Они сочетают свойства сажевого фильтра и каталитического нейтрализатора.

Фильтр задерживает до 90% сажи, вырабатываемой двигателем. Когда он забивается, возрастает количество потребления топлива автомобилем, снижается его мощность, беспричинно глохнет мотор.

Сходство катализатора и сажевого фильтра

Определено следующими характеристиками:

1. Предназначены для сбора, нейтрализации продуктов сгорания автомобильного топлива, как твердых частичек, так и канцерогенных выхлопных газов (оксиды углерода, азота, свинца, прочее). Более 90% этих веществ преобразуются в безопасные для человека химические соединения (диоксид углерода, вода, азот).
2. Защищают атмосферу от вредных веществ, содержащихся в выхлопных газах автомашин.
3. Являются частью выпускного коллектора автомобиля.
4. Согласно современным евростандартам все автомобили должны быть оснащены этими деталями в зависимости от типа двигателя.
5. Имеют форму цилиндра или прямоугольного параллелепипеда с входящим и исходящими патрубками. Верх корпуса изготовлен из металла, но внутренняя начинка разная.
6. По мере пользования автомобилем, они загрязняются гарью, копотью. Требуют регулярной регенерации или полной замены при необходимости.
7. На современных автомобилях установлены специальные датчики, контролирующие степень загрязненности катализатора или фильтра.

Отличия катализатора и сажевого фильтра

Представлены в таблице ниже:

Характеристика	Каталитический нейтрализатор	Сажевый фильтр
Тип двигателя	Применяется для автомобилей с бензиновым двигателем или работающих на газе (пропан, бутан)	Используется в машинах, работающих на дизельном топливе
Очищает выхлопные газы	От сажи, канцерогенных веществ	От сажи. В некоторых моделях установлены ячейки с титановым катализатором, нейтрализующим вредные химические соединения
Внутренняя структура	Представлена мелкими ячейками, сотами, которые аккумулируют продукты сгорания бензина, газа. Они изготовлены из металла или керамики.	Как лабиринт со множеством ходов и карманов для сбора копоти.
Принцип действия	Поверхность ячейки покрыта слоем катализатора (палладий, платина), который при высокой температуре превращает канцерогенные продукты сгорания в безвредные с помощью химических реакций. Здесь же оседают гарь, копоть от дыма.	Накапливает в карманах твердые продукты сгорания дизельного топлива. При наличии катализатора – преобразует вредные для человека продукты сгорания в безопасные.
Ширина внутренних ячеек, ходов	Более узкие	Более широкие
Срок службы	Зависит от многих показателей, но также и от материала изготовления. Железные – долговечные, устойчивые к перепадам температур. Пробег – до 200 000 км. Но их вытесняют керамические, которые дешевле, хрупкие, больше соответствуют нормам по очистке выхлопных газов. Пробег – 50 000-70 000 км.	Также зависит от условий эксплуатации автомобиля и варьируется от 50 000 до 120 000 км пробега.
Чистка детали	Если соты катализатора забиты незначительно, возможна чистка без демонтажа с помощью химических жидкостей, которые добавляются в горючее.При значительном загрязнении, деталь демонтируют, многократно промывают специальными жидкостями, чистят щетками.	Используют пассивную или активную регенерацию без съёма детали с выпускного коллектора. Соответствующий индикатор сообщит водителю о сбое в работе фильтра.Его также можно демонтировать и промыть с помощью очистительной жидкости.

Очистка сажевого фильтра самостоятельно

Физически выполнить очистку сажевого фильтра без сервисного оборудования невозможно, но, несмотря на это, можно химически облегчить его естественную регенерацию.

В ассортименте компании LIQUI MOLY есть специальная присадка для уменьшения сажеобразования и облегчения прожига устройства Diesel Partikelfilter Schutz. Данный продукт создан специально для автомобилей, которые эксплуатируются в неблагоприятных условиях для самоочистки (прежде всего, городских условиях). С одной стороны этот инновационный продукт увеличивает полноту сгорания дизельного топлива и уменьшает образование сажи. С другой содержащиеся в нем компоненты облегчают окисление уже накопленных в сажевом фильтре частиц, за счет чего производят очистку сажевого фильтра в условиях обычной эксплуатации. Помните, профилактика проще и дешевле, чем лечение.

Если ситуация не была запущенной в плане забивки фильтрующей системы, то поможет своевременный визит в сервис. Там произведут очистку сажевого фильтра при помощи промывки специальным сервисным составом. Процедура полностью восстанавливает работоспособность сажевого фильтра.

Сажевый фильтр с бачком для добавок в топливо

Сажевый фильтр очищается при температуре порядка 40 градусов

Другим популярным способом чистки сажевого фильтра является установка дополнительного механизма впрыска присадок в топливную систему. Такие фильтры еще называют ФАП-фильтрами, поскольку впервые их предложили французские конструкторы. Позже технологию переняли производители автомобилей Форд и Тойота.

Для реализации задумки конструкторы применили специальную присадку – церий. Она способна обеспечить окисление сажи даже при невысокой температуре 400 °С. Но двигатели, которые не подвергаются большим нагрузкам, не способны обеспечить необходимую температуру, поэтому параллельно выполняется активная чистка. При использовании сажевого фильтра с дополнительным впрыском присадки, фильтр обычно устанавливается раздельно с каталитическим конвертером.

Присадка находится в специальном бачке внутри или снаружи бака с горючим. При каждой дозаправке происходит добавление присадки в топливо. Одного бачка хватает примерно на 100-110 тыс.км. пробега. Примерно столько же служит и сам фильтр. Минусом использования присадки есть то, что во время ее сгорания на стенках фильтра откладывается зола, создавая дополнительные проблемы.

Последний шанс: принудительный прожиг дизельного сажевого фильтра штатными средствами

Процесс этот вынужденный, а программа его выполнения прописана в ЭБУ. Запускается он извне, в ручном режиме – чаще с помощью диагностического оборудования. Если коротко: через сервисную программу активируется особый режим работы мотора (закрытый EGR + послевпрыск + изменение геометрии турбокомпрессора), поднимаются обороты ХХ до 1 500-2 000 единиц и двигатель «коптит» в течение 20-30 минут на месте.

По сути, это и есть финальная попытка активной регенерации. Только, скажем, VolksWagen B6, предпочитает дать водителю шанс не посещать лишний раз сервис. Ну а Toyota сразу рекомендует запускать принудительный прожиг, причем никаких программных средств для этого не нужно – включил кнопку и пожалуйста.

Аспекты процесса

Свои ограничения у операции есть. На VAG-овских машинах регенерация не запустится, если система выявит признаки напрочь забитого сажевого фильтра дизеля, а именно принципиальную разницу показаний датчика дифференциального давления (измеряет разницу давлений газов на входе и выходе) и запредельные показания счетчика объема сажи (более 68 грамм). Цель вынужденной очистки – сбить лишь часть задержанных углеродов (на Audi Q7 3,0 TDI операция завершается при расчетных 56 граммах).

К сведению. Определить физический объем твердых частиц в фильтре невозможно, поэтому используется одна из двух моделей: измеряется давление и температура на входе и выходе из очистителя, расход воздуха мотором или оценивается стиль вождения, информация с сенсора температуры отработавшей газовой смеси и кислородного датчика.

Что делать, если принудительный прожиг не запускается

Предлог запрета – выявленные симптомы забитого фильтра. Исключать выход из строя датчика дифференциального давления нельзя, но чаще система не врет, что доказывает окно с расчетным количеством сажи в диагностической программе. Сбросить счетчик можно, но сенсоры не обманешь.

Реанимировать компонент реально только после пассивного прожига, когда фактический объем сажи станет меньше. Счетчик, естественно, накрутит лишние цифры из расчета 3-5 грамм на 100 км, но показания датчика дифференциального давления уже будут в кондиции, а накрученное обнуляется через пропись нового сажевика.

К сведению. Резкие старты с 0 до 100 км/ч выбивают сажу из-за избыточного давления в выхлопной системе. 5-6 жестких разгонов в течение первых 10…30 секунд после запуска двигателя способны удалить около 10 грамм углерода. Ускорения производятся только на прогретом моторе.

Заменить или удалить?

Чем же таким неприятным сулит замена сажевого фильтра? Основная проблема данной процедуры заключается во внушительной цене нового узла, достигающей порой 1000 евро и больше.

Заменить?

Понятное дело тратить такие деньги на устройство, которое, по сути, является прихотью экологов, хотят не многие автовладельцы. Что же делать? Можно ли вовсе удалить сажевый фильтр?

Да, сделать это можно, но необходимо помнить:

При снятии данного устройства автомобиль начнёт соответствовать только нормам Евро 3.

В нашей стране этот факт является допустимым, но если вы вдруг захотите попутешествовать на своём авто в Европу, то там, при проверке, вас могут заставить немедленно проследовать в местный автосервис для установки фильтра.

Сажевый фильтр: принцип работы и устройство

Размер сажевых частиц очень мал. На 90% они состоят из углерода, и задержать их обычными средствами почти невозможно, поэтому в фильтрующем устройстве применяется диффузия. Матрица состоит из сети трубок, торцы которых закрыты с разных сторон. Сажа поступает со стороны мотора. Ее частицы не могут пройти дальше — они проникают в соседние каналы сквозь стенки фильтра, после чего покидают матрицу. Во время прохода из одного канала в другой удерживаются даже очень мелкие частицы.

Схема работы сажевого фильтра

Сажевик выглядит довольно просто, хотя его устройство трудно назвать таковым. Он похож на металлический цилиндр. Для подключения цилиндра к очищающей системе на нем с двух сторон расположены патрубки. Внутри цилиндра матрица. Сажевик также содержит:

• датчик давления;
• температурный датчик.

Способы установки сажевика бывают разными — это зависит от конструкции компонента. Используются как матрицы с каталитическим покрытием внутри, так и обычные. Во втором случае на мотор приходится ставить катализатор.

Особенности работы и эксплуатации сажевого фильтра

Проходя через сажевый фильтр, загрязнения оседают на стенках матрицы, в результате чего на выходе образуются очищенные газы. Постепенно ячейки фильтра заполняются и забиваются, препятствуя прохождению выхлопных газов. Это приводит к снижению мощности двигателя, что указывает на необходимость его очистки или замены.

Срок службы сажевого фильтра зависит от условий эксплуатации автомобиля. В среднем, производители рекомендуют выполнять проверку состояния каждые 100 тысяч километров пробега. Реальный диапазон загрязнения фильтров составляет от 50 до 200 тысяч километров. Чтобы продлить ресурс, необходимо регулярно выполнять регенерацию и своевременно производить замену масла в двигателе.

Виды и задачи регенерации

Расположение сажевого фильтра в системе выхлопа

Регенерация сажевого фильтра представляет собой процедуру сжигания сажи, оседающей в матрице. Регенерация бывает двух видов:

• Пассивная – осуществляется за счет повышения температуры отработавших газов. Это может быть реализовано путем разгона мотора до максимальной нагрузки (порядка 15 минут движения при 3000 оборотов в минуту и более) или путем добавления в дизтопливо присадок, снижающих температуру сгорания сажи.
• Активная – выполняется, когда основной режим работы двигателя не обеспечивает нужных показателей для пассивной регенерации. Для этого выполняется принудительное повышение температуры на некоторое время. Повышение температуры достигается различными способами – за счет позднего или дополнительного впрыска на такте выпуска, электронагревателем или дополнительными присадками в топливо.

Частый прожиг изнашивает керамическую матрицу и приводит к ее разрушению. И поскольку стоимость сажевого фильтра довольно высока, необходимо найти наиболее щадящий режим. Достигается он увеличением количества пройденного расстояния между процедурами регенерации, а также снижением температурных диапазонов сгорания масла.

Выбор масла для дизеля

Неподходящее масло провоцирует дополнительное загрязнение ячеек матрицы фильтра и предварительный износ. При работе двигателя оно сгорает вместе с топливом и при наличии несгораемого осадка блокирует работу системы очистки выхлопных газов.

Для дизельных моторов с сажевыми фильтрами ACEA (Ассоциация Европейских Автопроизводителей) установила определенный стандарт масла, которое удовлетворяет экологическим стандартам не ниже Евро-4 и правилам эксплуатации автомобилей в целом. Моторные масла для современных сажевых фильтров, имеющие допуск ACEA, получили маркировку С (С1, С2, С3, С4). Они применяются для автомобилей с системами очистки выхлопа, а их состав позволяет продлить срок службы матрицы.

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.

Сажевый фильтр на дизеле

В 2004 году в Европе были введены нормы Евро-4, в соответствии с которыми во всех новых автомобилях наличие сажевого фильтра обязательно.

Сам же элемент применяется в выхлопных системах автомобилей с 2001 года, однако тогда лишь немногие производители устанавливали его.

Так что это – сажевый фильтр на дизеле, для чего он нужен? Давайте определим предназначение данного элемента, его работу и попытаемся понять, почему многие автовладельцы вообще удаляют его из системы.

Что это – сажевый фильтр на дизеле?

Это элемент выхлопной системы автомобиля, который снижает выброс сажевых частиц в атмосферу. Его использование снижает содержание сажи в выхлопных газах на 80-100%. В борьбе за чистоту окружающей среды все автомобили, производимые в Европе, с 2004 года должны оснащаться подобным фильтром.

В зависимости от конструкции это устройство может быть отдельным элементом выхлопной системы, а может соединяться с каталитическим нейтрализатором, хотя принцип от этого не меняется.

Работа

Работа сажевого фильтра основана на двух последовательных этапах: фильтрация сажи и последующая регенерация. При фильтрации сажа оседает на стенках, а очищенные выхлопные газы выбрасываются в атмосферу. При этом частицы размером 0,1-1 мкм могут проходить сквозь фильтр. Их доля составляет около 5% от общего числа. Впрочем, для человека опасными являются именно они.

Скопившиеся внутри частицы сажи могут создавать препятствие для прохода отработанных выхлопных газов, из-за чего мощность двигателя падает. Поэтому периодически проводится регенерация сажевого фильтра.

В зависимости от предусмотренной производителем конструкции процесс регенерации может проходить по-разному.

Теперь, когда мы понимаем, что это – сажевый фильтр на дизеле, можно более детально рассмотреть вопрос регенерации.

Каталитическое покрытие — что это?

Фильтр, если он объединен с нейтрализатором, имеет каталитическое покрытие. Подобные устройства применяются на машинах марки Volkswagen и других зарубежных производителей. Устанавливаются они за выпускным коллектором, недалеко от двигателя – в месте, где температура выхлопных газов является практически максимальной.

Основной конструктивный элемент этого фильтра – матрица, изготовленная из керамики. Она имеет своеобразную ячеистую структуру, которая состоит из каналов малого сечения, поочередно закрытых с обеих сторон. Стенки каналов являются пористыми и выполняют функцию фильтра. На поверхность стенок наносится титан, выступающий в роли катализатора. Вся эта матрица помещается в корпус.

Когда отработавшие газы проходят через данный фильтр, большинство частиц сажи задерживаются на стенках матрицы, а титановый катализатор способствует окислению углеводородов, которые не сгорели в камере сгорания двигателя.

Активная и пассивная регенерация

Как известно, регенерация сажевого фильтра может быть активной или пассивной. При последней окисление сажи происходит непрерывно за счет высокой температуры и действия катализатора. При пассивной регенерации цепочка образований выглядит следующим образом:

1. Оксиды азота реагируют с кислородом, в результате чего образуются диоксиды азота.
2. Затем новообразованное вещество вступает в реакцию с сажей (углеродом), что приводит к образованию угарного газа и оксида азота.
3. Угарный газ и оксид азота взаимодействуют с кислородом, и в результате появляется диоксид азота и углекислого газа.

Если двигатель работает на низких оборотах, то температура газов будет невысокой, из-за чего пассивная регенерация не происходит. В этом случае будет осуществлена принудительная или активная регенерация.

Она осуществляется при температуре 600-650 градусов. Достигаются такие температуры с помощью системы управления двигателем.

При этой температуре сажа сгорает, то есть вступает в реакцию с кислородом при последующем образовании углекислого газа.

Датчики системы

Для работы сажевого фильтра в «Мерседесе» или других автомобилях предусмотрены целые системы управления и датчиков:

1. Расходомер воздуха.
2. Датчик давления в сажевом фильтре.
3. Датчик температуры газов до сажевого фильтра и после него.

По полученным результатам компьютер автоматически впрыскивает дополнительные объемы топлива в камеру сгорания, снижает подачу воздуха и даже прекращает рециркуляцию выхлопных газов. Все это ведет к повышению температуры выхлопа до значения, при котором регенерация может быть осуществлена.

Автоматическая регенерация

Концерны Peugeot и Citroen разработали фильтр с автоматической регенерацией. Их устанавливают отдельно от каталитического нейтрализатора. В данной конструкции используется метод регенерации, который основан на впрыске в топливо специальных присадок, повышающих температуру выхлопных газов. Такой же способ реализуется в фильтрах других производителей (Ford или Toyota, к примеру).

Здесь он работает следующим образом: когда фильтр по максимуму заполнен частицами сажи, система производит автоматический впрыск в топливо специальной присадки с содержанием церия в составе. Этот элемент при сгорании выделяет большое количество тепла.

Присадка может впрыскиваться по сигналу компьютера несколько раз. Первый раз впрыск осуществляется на такте впрыска топлива. При этом отработавшие газы разогреваются до высокой температуры и нагревают матрицу фильтра до 700 градусов. Затем впрыск присадок осуществляется на такте выпуска газов.

При этом церий не сгорает, а вместе с газами попадает в сажевый фильтр. При попадании на раскаленную матрицу топливо с церием воспламеняется, и температура достигает 1000 градусов. При этом сажа сгорает, и таким образом осуществляется регенерация фильтра.

Отметим, что хотя температура здесь очень высокая, разрушения матрицы и самого фильтра не происходит.

Удаление сажевого фильтра и последствия на дизеле

Эти устройства выходят из строя достаточно часто. Учитывая высокую их стоимость, некоторые владельцы автомобилей не хотят платить за них деньги.

Да и зачем, если без них машина нормально ездит? К примеру, на машинах «Рено» дизель с сажевым осадком часто приводит к неисправности данной системы, из-за чего мощность мотора и тяга снижаются, уровень масла в двигателе повышается, возможен даже шипящий звук из двигателя.

И все из-за того, что выхлопные газы будут с трудом проходить через систему. При этом компьютер пропишет постоянную ошибку и ограничит работу двигателя (до 3000 об/мин).

Многие мастера на СТО физически снимают фильтр и прошивают «мозги» автомобиля. В результате удаления сажевого фильтра последствием на дизеле становится нормальная работа двигателя.

Да, выхлопные газы при этом будут содержать большое количество сажи, что вредит окружающей среде, но это мало кого волнует.

Однако после удаления потребуется и прошивка автомобиля, иначе на приборной панели будет ошибка «чек».

Впрочем, на тех же СТО знают, как почистить сажевый фильтр. Но эта услуга стоит денег и помогает лишь на время.

Чем отличается DPF от FAP?

Предусмотрены разные конструкции сажевых фильтрующих элементов, отличающихся принципом действия. Разработка DPF принадлежит немецкому концерну Фольксваген. Конструктивное исполнение этих узлов предполагает разные принципы включения самоочистки, но без применения топливных присадок.

При работе ФАП фильтра используют добавки в топливо, запускающие регенерации при незначительных температурах (около 400 градусов). Это оборудование разработали конструкторы концерна Пежо-Ситроен, чтобы применять на своих автомобилях. Такие сажевые фильтры также устанавливают на Форд Транзит (и других модификациях этого производителя), Вольво и Тойота.

Изучая, где находится сажевый фильтр в машине, при обоих вариантах этот узел установлен после каталитического нейтрализатора, на выхлопном коллекторе. Но оборудование DPF чаще размещают с катализатором в общем корпусе.

Узлы FAP обычно ставят отдельно.

Подробнее о том, что такое сажевый фильтр ФАП на дизеле, и как работает это оборудование. Конструктивно он не предполагает такие же керамические соты с поверхностью, покрытой платиной.

Общий топливный бак укомплектован дополнительным бачком на пять литров, в который заливают присадку, содержащую церий. Уровень этой жидкости контролирует датчик. Количества присадки достаточно на весь ресурс сажевого фильтра на дизеле – до 200 000 км пробега. Но в некоторых моделях авто этой жидкости хватает только на треть срока службы узла, поэтому ее приходится добавлять.

Для запуска активного восстановления должно скопиться значительное количество сажи, требующее хорошей встряски фильтрующего элемента. Объем впрыскиваемой присадки рассчитывает электронный блок управления, по данным текущих характеристик работы оборудования.

При подаче команды, электрический насос закачивает жидкость в общий топливный бак, с последующей активизацией процесса сгорания сажи.

Недостаток данного оборудования – образование нагара от самой присадки, который не сгорает при повышенной температуре. Активная самоочистка не удаляет эту золу.

Многие полагают, что эта особенность сокращает ресурс фильтрующего элемента. Но это не так, поскольку изготовитель учел представленное обстоятельства при разработке конструктивного исполнения оборудования. На срок эффективность очистки сажевого фильтра дизельного двигателя больше влияет некачественное топливо и несоблюдение владельцем регламентного технического обслуживания, предписанного изготовителем.

Еще одно следствие заливки соляры неудовлетворительного качества – повышенный расход присадки, которую потребуется добавлять чаще.

Причины быстрого износа сажевого фильтра

В любом двигателе все взаимосвязано, поэтому если в какой-то системе идет сбой, то это отражается и на работе других систем.

К примеру, не правильно работает топливная система, форсунка льет соляру и идет ее переизбыток. А это значит, что в выхлопных газах образуется большое количество сажи. В результате быстро забивается DPF фильтр и часто запускаются процессы его регенерации.

Также к завышенному количеств сажи в газах приводит недостаток воздуха в системе. К примеру, забился воздушный фильтр, неправильно работает нагнетающая турбина, или где-то идет утечка воздуха. Последнего в цилиндры поступает мало, переобогащенная смесь сгорая образует повышенное количество сажи.

Ну и банальная причина – не качественное топливо, в котором может содержатся завышенное количество примесей, которые сгорая образуют много сажи.

Полезные советы для владельцев дизельных авто

Чтобы продлить срок службы сажевого фильтра и как можно дальше оттянуть его замену, нужно периодически проводить его диагностику и выполнять принудительную активную регенерацию. Делают это на автосервисах химическим или другим методом.

Но не все сервисы берутся за эту работу, так как там понимаю, что если спонтанная активная очистка не помогает, то и принудительная ситуацию вряд ли спасет.

Ну и это очень опасно, так как возникающие большие температуры могут привести к воспламенению горючих жидкостей, которых на автосервисе не мало. Поэтому, как правило, на СТО предлагают свои способы решения проблемы. О них мы писали выше.

Другие советы:

1. Не стоит долго стоять на холостых, особенно если после этого сразу глушить двигатель. Регенерация не сможет запуститься, а фильтр будет сильнее забиваться. Лучше наоборот, после холостых резко ускоряйтесь до 2000 оборотов и в таком режиме поездите некоторое время.
2. Если постоянно ездите по городу, то периодически выезжайте на свободную загородную трассу, чтобы поездить в спортивных режимах.
3. Периодически ездите на повышенных оборотах, чтобы лучше очистить (пробить) фильтр.
4. В сложных ситуациях, да и в профилактических целях, используйте специальные очистители DPF фильтров, предназначенные для их промывки. Сейчас их большой выбор на рынке, к примеру, от LIQUI MOLY. Но в некоторых случаях элемент все равно придется снимать, поэтому делать это лучше на СТО.

Ну а автовладельцев новых дизельных автомобилей может порадовать новость о появлении в ближайшее время сажевых фильтров DPF с ресурсом 250 тыс. км. и более. Всем удачи.