В настоящее время в Европе действует стандарт «Евро-6», а в России – менее строгий «Евро-5», регламентирующие нормы выхлопа вредных веществ в атмосферу.
Обозначенные выше документы фиксируют ограничения на выбросы вредных веществ для всех типов легковых автомобилей, работающих на горючем топливе (дизель, бензин), поэтому мы в нашей статье остановимся подробнее на сажевых фильтрах DPF для автомобилей, использующих в качестве топлива – дизель (солярку).
Цикл поджига и горения дизельного топлива существенно отличается от горения бензина. Если высокооктановые смеси сгорают практически полностью, то дизель оставляет после себя след в виде сажи. Именно ее и должен убирать из выхлопов сажевый фильтр.
Сажевые фильтры могут иметь различные названия, которые меняются от страны к стране и от марки к марке.
- Так, DPF — аббревиатура от англ. обозначения Diesel Particulate Filter,
- FAP – аббревиатура, пришедшая из Франции — Filtre a Particules,
- А RPF – от RubPartikelFilter, из Германии.
Дизельный сажевый фильтр имеет одно основное назначение – очищать отработанные газы дизельного двигателя внутреннего сгорания от сажи, которая поступает в виде мелких механических частиц размером от 10 нм до 1 мкм. При детальном разборе видно, что частицы эти представляют собой соединения углерода с водой, тяжелыми металлами, серой и другими элементами.
Физически фильтрующий элемент может выполняться в виде отдельного корпуса, устанавливаемого в системе отвода выхлопных газов сразу после каталитического нейтрализатора. В отдельных моделях автомобилей сажевый фильтр и катализатор объединены в один корпус.
В качестве фильтрующего элемента чаще всего выступает жесткий материал с кристаллической пористой структурой, например, матрица из керамики (карбид кремния или другие соединения).
Керамическая матрица, которая отвечает за очистку выхлопных газов от примесей сажи, накапливает ее в своих порах.
Это со временем ухудшает ее фильтрующие свойства, затрудняет выход выхлопных газов, что в свою очередь создает дополнительную нагрузку на двигатель, так как камера сгорания очищается не полностью от продуктов сгорания.
Выхлопная система с сажевым фильтром в современном авто По этой причине требуется регулярная очистка DPF фильтра (FAP или RPF) – так называемая регенерация.
Контроль уровня загрязненности сажевого фильтра осуществляют специальные датчики.
- Наиболее распространенный метод оценки загрязненности сажевого фильтра – анализ разницы давлений на входе и на выходе узла. Чем выше разница, тем выше степень загрязненности (газы испытывают затруднения при прохождении через решетку, что вызывает повышение давления на входе и понижение на выходе).
- Еще один тип датчиков – кислородные, они контролируют уровень содержания кислорода в отработанной смеси, соответственно, применение двух датчиков на входе и выходе из сажевого фильтра позволяет оценить, уменьшилось или нет содержание других примесей, то есть, произошло или нет очищение.
На дисплее вашей приборной панели автомобиля будет показана соответствующая ошибка.
В большинстве современных автомобилей применяются саморегенерирующие фильтры. Им для запуска процесса самоочищения необходим определенный режим работы двигателя.
Когда машина перемещается преимущественно на короткие расстояния без регулярного прогрева сажевого фильтра, это может послужить причиной его необратимого заполнения механическими частицами сажи. В этом случае без посещения пункта технического обслуживания или даже салона официального дилера не обойтись, так как код ошибки может быть устранен только в официальном сервисном центре.
Отключение и регенерация
Различают два типа регенерации сажевых фильтров:
- Пассивный.
- Активный.
Первый тип регенерации возможен только на фильтрах с каталитическим покрытием. Ввиду того, что для нормальных химических реакций по сжиганию сажи требуется температура свыше 600°C, для ускорения и облегчения реакции окисления (горения) применяются так называемые катализаторы (вещества, которые изменяют условия происхождения химических реакций без собственного расходования).
Так, использование платинового покрытия сажевого фильтра снижает температуру сжигания сажи до планки в 300°C. То есть сгорание сажи с использованием катализатора (каталитического покрытия) происходит при естественной работе двигателя, совершенно незаметно для пользователя. Запускать какую-либо процедуру очистки нет необходимости.
Активный тип регенерации предполагает изменение работы двигателя или введение особых присадок в топливо для того, чтобы повысить температуру выхлопных газов на входе в сажевом фильтре до 600°C. То есть такой тип регенерации требует участия или каких-либо активных действий владельца дизельного автомобиля (ручной запуск процедуры очистки или добавление присадок).
Встроенные датчики анализируют текущий уровень загрязненности фильтрующего элемента, и при необходимости сигнализируют пользователю о возникшей неисправности (индикация может происходить на приборной панели или через дисплей бортового компьютера, в зависимости от модели машины и ее оснащения).
Увидев сигнал о засорившемся сажевом фильтре, пользователь может запустить процедуру регенерации в ручном режиме.
Процедуры в различных моделях автомобилей и у разных производителей могут отличаться последовательностью действий, но суть сводится к тому, что за счет изменения тактов выпуска отработанных газов повышается их температура, что в свою очередь разогревает до нужного показателя керамическую решетку фильтра и сжигает сажу.
Если проведение процедуры регенерации в ручном режиме по какой-то причине не очищает фильтр (возможен простой износ оборудования, сильное засорение керамической матрицы, частая езда на короткие дистанции по городу, без полноценного прогрева системы отвода выхлопов, когда фильтр не может самостоятельно очиститься и т.п.), система может изменить статус ошибки. Теперь снять ее сможет только официальный сервисный центр.
Специалисты пункта технического обслуживания в свою очередь могут предложить провести профессиональную процедуру очистки фильтра (с помощью химических реагентов и т.п.) или полностью заменить агрегат на новый.
Ввиду высокой стоимости полной замены, некоторые СТО предлагают более дешевую процедуру удаления фильтра с установкой оборудования, обманывающего датчик загрязненности (ошибка может быть снята и программным способом). Это, естественно, увеличивает показатели выброса вредных веществ в атмосферу. Законность процедуры оставим на совести СТО и владельцев авто.
Стоит ли удалять сажевый фильтр
С одной стороны, удаление сажевого фильтра – разовая процедура, позволяющая экономить на периодической замене или прочистке узла, мощность двигателя при отсутствующем фильтре незначительно возрастает (так как нет сопротивления отводу выхлопным газам). С другой стороны – растут выбросы, а вероятность прохождения регулярного государственного технического осмотра сводится к нулю.
Ездить автомобиль сможет и с ошибкой на дисплее. Но стоит иметь ввиду, что засорившийся фильтр увеличивает сопротивление в выхлопной трубе.
Неправильное аппаратное удаление узла может вызвать ошибку, из-за которой двигатель откажется заводиться.
Стоит оставить сажевый фильтр или убрать его совсем – решать каждому владельцу самостоятельно. Однако, не стоит упускать из вида тот факт, что в случае отрицательного результата при прохождении техосмотра может потребоваться установка нового агрегата, а значит процедура удаления – это лишние неоправданные расходы, которые лишь отсрочили неизбежную процедуру замены.
Такое устройство, как сажевый фильтр, имеется во всех дизельных авто, выпускаемых с 2011 года (а также на ряде моделей, выпущенных после 2000 года – тогда он еще не был обязательным элементом, но уже использовался некоторыми производителями автомобилей) на территориях стран, входящих в ВТО (стандарт «Евро-5», принятый Таможенным союзом).
Новый сажевый фильтр 
Сажевый фильтр после отработки
Главная задача такого элемента – максимально очистить выхлопные газы от вредных для окружающей среды примесей.
Использование сажевых фильтров позволило сократить содержание частиц сажи в выхлопе дизельных автомобилей практически на 100 % — если точнее, на 99,9 %.
Для чего нужен и как работает сажевый фильтр автомобиля
На текущий момент в автомобилях применяется два типа очистителей сажи:
Сажевый фильтр DPF (аббревиатура от слов Diesel Particulate Filte) для дизельного авто улавливает частицы сажи размером до 1 мкм, которые образуются в результате сгорания топлива. Такой фильтр отличается простотой устройства, но при этом требует регулярных действий по очистке (регенерации).
Фильтр типа FAP (сокращение французского выражения Filtre A Particules) представляет собой более сложное устройство, не требующее регулярного вмешательства. Регенерация (очищение) происходит здесь в автоматическом режиме.
Местоположение сажевого фильтра (см. рис. 1) – в системе выпуска отработанных газов, за каталитическим нейтрализатором. В некоторых случаях он также может быть объединен с нейтрализатором, и тогда его местоположение – прямо за выпускным коллектором.
Это место, где отработанные газы имеют наивысшую температуру. В таком варианте устройство называется «сажевый фильтр с каталитическим покрытием».
Средний ресурс сажевых фильтров рассчитан на пробег в 150 тыс. км. Но это европейский стандарт. На российском топливе, по отзывам владельцев и работников автосервисов, этот показатель снижается почти втрое.
В момент, когда бортовой компьютер выдаст ошибку, говорящую о том, что сажевый фильтр засорился, автовладельцу необходимо будет принять одно из следующих решений:
- Полная замена сажевого фильтра . Очень дорогостоящее мероприятие. Конечно, цена очень зависит от марки и модели авто, но в любом случае, это действие значительно дороже всех нижеперечисленных пунктов. К примеру, на BMW замена сажевого фильтра обойдется приблизительно в 1500 евро.
- Физическое удаление сажевого фильтра. Процедура тоже не из дешевых, и имеет ряд недостатков. Недостаточно просто взять и вырезать фильтр, заменив участком трубы. На данные, поступающие с датчиков сажевых фильтров, завязан ряд процедур бортового компьютера, а это значит, что необходимо будет заменить его прошивку. Замена прошивки не всегда происходит гладко, в ряде случаев возникают ошибки (ложные срабатывания индикации, другие проблемы с бортовым компьютером).
- Обман датчика сажевого фильтра. Заключается в установке отдельного прибора, который эмулирует нормальную работу датчиков (подделывает сигналы) или программное удаление сажевого фильтра из системы электронного блока управления. Эта процедура не освобождает владельца авто от очистки самого фильтра. Однако, значительно продлевает срок его работы или позволяет беспроблемно удалить сажевый фильтр с наименьшими ошибками в работе бортового компьютера.
- Регенерация. Наиболее правильная процедура, ведь удаление фильтра увеличивает выбросы вредных веществ в атмосферу, несмотря на то, что даже без данного элемента европейские автомобили успешно проходят технический осмотр по российским нормам. При этом стоимость регенерации фильтров остается приемлемой в сравнении с тем же удалением или заменой, хотя и требуют периодического повтора.
ВИДЕО ИНСТРУКЦИЯ
Виды регенерации — способы очистки
По сути сажевый фильтр представляет собой емкость, заполненную веществом с пористой структурой (чаще всего используется керамика). При прохождении выхлопных газов через эти «соты» сажа и гарь оседают на порах наполнителя.
Со временем поры закупориваются и прохождение выхлопных газов затрудняется, что приводит к увеличению расхода топлива и снижению мощности двигателя, повышается риск возникновения различных неполадок.
Для восстановления свойств фильтра производится процедура регенерации, которая может быть двух типов:
- Активный. Очищение пор происходит за счет повышения температуры внутри фильтра до 600-1000 градусов Цельсия. При такой температуре сажа полностью сгорает.
- Пассивный. Здесь удаление сажи происходит также за счет ее сгорания, но протекает горение при температуре около 350°С (это нормальная температура отработанных газов дизеля). Для окисления сажи нужен специальный катализатор, понижающий температуру реакции – например, платина в фильтрах компании Volkswagen (те самые сажевые фильтры с каталитическим покрытием, которые упоминались ранее).
Активная регенерация требует выполнения специальных процедур со стороны автовладельца, а пассивная происходит без какого-либо участия водителя авто.
Если регенерация не имеет нужного эффекта, то всегда можно просто промыть фильтр. Промывка сажевого фильтра выполняется после его снятия с автомобиля. Агрегат помещают в специальный химический состав на некоторое время, а потом пропускают этот же состав через фильтр под давлением.
Как запустить регенерацию сажевого фильтра
Повысить температуру внутри сажевого фильтра для полного сгорания сажи можно одним из следующих способов (активная регенерация):
- Введение в топливную смесь специальных присадок (чаще всего на основе церия), которые при прохождении вместе с выхлопными газами продолжают гореть. При этом снятия самого узла автомобиля не требуется. Недостатком данного метода является его низкая эффективность – способ может дать положительный эффект только при начальном этапе загрязнения (не более 2000 – 3000 километров с момента срабатывания индикатора ошибки на панели бортового компьютера).
- Запуск особой процедуры работы двигателя через блок электронного управления авто. В этом случае снижается подача воздуха, топливо впрыскивается на такте выпуска (то есть попадает несгоревшим в систему отведения выхлопных газов). В отдельных моделях автомобилей применяются оригинальные технологии, например, дополнительно вводится присадка, или снижается отток сгоревших газов и т.п.
Если регенерация не помогает – необходим ремонт сажевого фильтра .
Его снимут, разберут и почистят вручную или полностью заменят в мастерской. Конечно, это можно сделать и своими руками, но лучше довериться специалистам.
Запускается процедура регенерации чаще всего без участия пользователя:
- Срабатывает датчик повышения уровня сажи в фильтре.
- В процессе движения блок управления самостоятельно повысит обороты, понизит приток воздуха и прочистит сажевый фильтр.
Но, если попытки прочистки не увенчаются успехом, или уровень сажи будет критическим, то блок управления откажется от попыток очистки и высветит ошибку.
В этом случае можно будет попытаться запустить процедуру самостоятельно через сервисное меню электронного блока управления (ЭБП) и следовать указаниям системы (если не поддерживается автоматический режим управления оборотами).
Все зависит от модели автомобиля и прошивки ЭБП. В отдельных случаях может потребоваться знание сервисных кодов или подключение внешних устройств диагностики.
Какая жидкость поможет для регенерации сажевого фильтра дизельного авто
Если вы не стали обладателем авто с сажевым фильтром с каталитическим покрытием или встроенной автоматической процедурой регенерации, то всегда можно прибегнуть к использованию спецприсадок.
Попытаться восстановить сажевый фильтр можно, например, с помощью универсальных средств:
- Катализаторы регенерации от компании ARDINA — Diesel Particulate Filter Regeneration Aid (заливаются в бак с топливом как присадка).
- Liqui Moly Pro-Line Diesel Partikelfilter Reiniger – очиститель, который требует принудительного впрыска, после применения его необходимо нейтрализовать другим раствором (Pro-Line Diesel Partikelfilter Spulung).
- Liqui Moly Diesel Partikelfilter Schutz – еще одна присадка, выступающая катализатором.
ВИДЕО ОПИСАНИЕ
Если в автомобиле используется оригинальная присадка (для автоматической подачи из специального бака в режиме регенерации сажевого фильтра), то заказывать ее стоит у официальных дилеров.
К современному транспортному средству предъявляется множество требований, среди которых выделяют соблюдение экологических норм и стандартов. На самом деле это очень важный вопрос, ведь загрязнение планеты, прежде всего, сказывается на нас самих. Специалисты автомобилестроения, которые пришли к осознанию данного факта, начали разрабатывать все новые и новые технологии очистки выхлопных газов, а в число орудий борьбы попал сажевый фильтр, устанавливающийся на дизельных моторах.
Где находится и для чего нужен сажевый фильтр в автомобиле
Нкоторые автолюбители понятия не имеют зачем нужен сажевый фильтр на дизеле, ведь даже учитывая, что это очень полезная деталь, незаменимой ее назвать нельзя. Прежде всего, следует разобраться в его назначении и особенностях. Так, сажевый фильтр разработан и используется в целях снижения выброса в атмосферу сажевых частиц, которые попадают в нее вместе с выхлопными газами. Использование такого барьера позволяет снизить количество вредных выбросов до 99,9%.
В основном, указанная деталь размещается за каталитическим нейтрализатором, но возможны и другие схемы размещения: перед каталитическим нейтрализатором или в комбинированном порядке, когда сажевый фильтр объединен с каталитическим нейтрализатором (характерно для автомобилей, выпускающихся концерном Volkswagen) и располагается сразу за выпускным коллектором, то есть там, где температура отработанных газов достигает максимума. Такая деталь носит название сажевого фильтра с каталитическим покрытием.
Причины появления сажи
Считается, что «дизель» – самый «грязный» двигатель, но благодаря сажевому фильтру есть шанс изменить указанное мнение. Для того чтобы данная деталь успешно справлялась со своими обязанностями, для начала, нужно определить возможные причины появления большого количества сажи. Сажа (причем самая обычная) – это несгоревшие остатки углеводорода, которые при выходе из дизельного мотора приобретают достаточно опасную для здоровья человека форму.
Неполное сгорание топливно-воздушной смеси может являться результатом недостатка кислорода в камере сгорания, или избытка топлива. Наиболее типичным и ожидаемым основанием для нехватки воздуха выступает засорение воздушного фильтра
, а вот причиной плохого наполнения цилиндров могут стать неправильно отрегулированные зазоры клапанов или сильный износ кулачков распределительного вала.
Кроме того, неполное сгорание топлива нередко основывается на неправильной установке момента впрыска (так называемый поздний впрыск) или на неисправности форсунки, обеспечивающей хорошее распыление топливной жидкости. Также причиной копоти часто оказывается протечка форсунок, низкое цетановое число топлива или обильное попадание охлаждающей жидкости в камеру сгорания.
Для более точного определения причины появления сажи, необходимо проверить систему забора воздуха и выхлопную систему. Нелишним будет обратить свое внимание и на давление наддува (на дизельных двигателях с турбонаддувом), регулировку клапанов, компрессию в цилиндрах, а также на состояние охладительной системы, уровень масла и наличие следов попадания газов в картер.
Устройство фильтра
Отвечая на вопрос, что такое сажевый фильтр на авто с конструктивной точки зрения, сразу следует сказать, что это металлическая колба с керамической матрицей внутри (представленная в виде многоуровневой сетки). Размер ячеек матрицы достигает одного миллиметра, а структура ее стенок отличается пористостью, благодаря чему на стенках матрицы оседают мелкие частицы сажи. Кроме того, в фильтре расположены температурные датчики, датчик дифференциального давления и датчик кислорода. В зависимости от вида детали, устройство сажевого фильтра может предусматривать и наличие некоторых других составляющих. Например, в фильтре закрытого типа с возможностью сгорания собранной сажи, для ее удаления со стенок детали используются специальные реагенты.
DPF сажевые фильтры закрытого типа
Все сажевые фильтры разделяют на два основных вида DPF – фильтр закрытого типа без возможности прочистки и фильтры закрытого типа, с возможностью удаления сажи (FAP). В случае засорения, DPF-фильтры подлежат замене, хоть принято считать, что они способны восстанавливаться на повышенных нагрузках (когда температура картерных газов достигает 400 градусов). Такой метод регенерации получил название пассивного.
Сажевый фильтр DPF – это керамические соты, на стенки которых нанесен каталитический металл «титан».
Попадая из камеры сгорания внутрь фильтра, сажа и угарный газ оседают на внутренней поверхности фильтра, где под воздействием высокой температуры происходит их окисление до нейтральных и неопасных веществ.
Состояние фильтра и его физико-химические характеристики контролируются ЭБУ (электронным блоком управления). Индикацию о состоянии сажевого фильтра вы сможете увидеть на приборной панели.
Интересный факт! Первый сажевый фильтр применили только в 2000-м году, а обязательной деталью он стал в 2011, когда ввели нормы токсичности Евро-5.
FAP сажевые фильтр закрытого типа с функцией регенерации
FAP – еще один сажевый фильтр закрытого типа, вот только в отличие от предыдущего варианта он обладает возможностью удаления собравшейся сажи. Как мы уже отмечали, для выполнения этой задачи используется специальный реагент, вступающий в реакцию с вредными веществами и полностью удаляющий их из фильтра под воздействием высокой температуры.
Для регенерации сажевого фильтра FAP (что это такое вы уже примерно поняли) используют специальную цариесодержащую присадку EOLYS.
Она автоматически впрыскивается в дизельное топливо из отдельного бачка, предварительно получая соответствующую команду от системы контроля работоспособности FAР-фильтра.
В результате получается, что фильтр с функцией регенерации не может оказаться полностью забитым., ведь дополнительно разогретые отработанные газы при попадании в сажевый фильтр FAP начинают разогревать керамический реактор до 700 °С, вследствие чего все осевшие частицы сажи быстро выгорают из микроканалов. Более того, при локальных температурах в районе 1000 °С окислению поддается и большая часть сложных углеводородных продуктов, которые образовались в результате неполного сгорания. Спустя всего 3-5 минут после впрыска указанной присадки происходит полное самоочищение фильтра FAP.
В некоторых случаях место реагента занимает дополнительная порция топливной жидкости, подающаяся автоматически. Она догорает уже после топлива в цилиндрах двигателя, благодаря чему возрастает температура в фильтре.
А знаете ли Вы? Первый в истории сажевый FAP-фильтр был установлен на Peugeot 607.
Вполне возможно, что еще не все автолюбители понимают, как работает сажевый фильтр, и это вполне естественно, ведь мало кто вникает в принцип его деятельности. На самом деле все достаточно просто: попадая в фильтр, отработанные газы вступают в реакцию с покрытием матрицы, после чего осевшая сажа начинает засорять деталь. Для ее удаления может использоваться один из двух методов регенерации: активный и пассивный.
Пассивная регенерация
Процесс пассивной регенерации проходит при движении транспортного средства под нагрузкой. К примеру, передвижение автомобиля по трасе будет способствовать поднятию температуры в фильтре до 350-400 градусов, что в свою очередь активизирует процесс окисления сажи путем воздействия на нее катализатора и высоких температурных показателей. Цепочка химических реакций при пассивной регенерации состоит из нескольких этапов:
1. Оксиды азота взаимодействуют с кислородом и в присутствии катализатора образовывают диоксид азота;
2. Затем, полученное химическое соединение начинает взаимодействовать с частицами сажи (углеродом), вследствие чего появляется оксид азота и угарный газ;
3. На следующем этапе оксид азота и угарный газ вступают в реакцию с кислородом и образовывают диоксид азота и углекислый газ.
Обратите внимание! На определенных рабочих режимах двигателя (малая нагрузка и т.п.) температура отработанных газов будет недостаточно высокой, из-за чего не сможет начаться пассивная регенерация. В этом случае, на выручку приходит активная (или принудительная) регенерация сажевого фильтра.
Активная регенерация
Регенерация катализатора – это обязательный процесс, без которого сажевый фильтр быстро выйдет из строя. Если условия оказываются неподходящими для пассивной регенерации (при передвижении в городских условиях или на малые расстояния, когда не удается достичь нужной температуры сажевого фильтра), запускается активный процесс.
То есть, после основной порции топливной жидкости, в цилиндры силового агрегата подается еще одна дополнительная. Клапан EGR перекрывается, а в случае необходимости меняется и алгоритм управления геометрией турбины.
Частично сгоревшая топливно-воздушная смесь, через коллектор, перемещается в катализатор, который размещен перед сажевым фильтром. Именно в нем происходит ее дожиг, причем существенно повышается температура проходящих выхлопных газов. Последующее перемещение разогретых газов по впускному тракту вызывает повышение температуры и в самом фильтре (до 500-700 градусов), в результате чего происходит выжигание сажи. Об этих процессах, происходящих внутри транспортного средства, может свидетельствовать выходящие из трубы черные клубки дыма. Естественно, потребление топлива и обороты холостого хода будут повышаться.
Как ухаживать за сажевым фильтром
В завершение статьи, когда вы, уважаемые читатели, больше узнали о сажевом фильтре и для себя определили что это за процесс такой «регенерация сажевого фильтра», можно поговорить и о том, как правильно ухаживать за данной деталью. Конечно, обязательная очистка указанного элемента должна проводиться не только после появления проблем, но и при регулярном техническом осмотре автомобиля, однако, если вы желаете предотвратить появление любых неисправностей, тогда в процессе эксплуатации автомобиля лучше использовать специальные автохимические добавки.
Срок службы сажевого фильтра зависит и от частоты его прожогов, то есть чем чаще вы будете проводить указанную процедуру, тем больше будет выгорать катализатор. Исходя из этого, чтобы увеличить ресурс фильтра следует увеличить и пробег машины между прожигами, одновременно снизив температуру процесса. Для этих целей предназначены самые различные присадки для защиты сажевого фильтра, помогающие ему перейти в режим очистки на более низких температурах, обеспечивая при этом полное сгорание топливной жидкости. Неважно из чего состоит сажевый фильтр на вашем дизеле, в любом случае указанный метод профилактики убережет транспортное средство от частых ремонтных вмешательств.
Сажевый фильтр отработанных газов – фильтрующий элемент выпускной системы дизельного автомобиля расположенный за выпускным коллектором. На английском, звучит как Diesel Particulate Filter , а иногда его называют сажевик – предназначенный снижать выброс частиц сажи (размер от 10 нм до 1 мкм) в атмосферу вместе с ОГ. Все современные дизельные автомобили оборудованы данным фильтром, так как принятые экологические нормы «Евро 4 и 5» предполагают обязательное его наличие.
Конструктивно может быть как простой фильтр сажи (ячеечная матрица из карбида кремния), так и достаточно сложный. Поскольку многие объединенные с каталитическим нейтрализатором ().
Конструкция и принцип действия
Сажевый фильтр выполняется из специального ячеистого фильтрующего элемента, основой которого является керамика, помещенная в металлический корпус. Керамическая фильтрующая система состоит из большого количества микроскопических каналов, попеременно закрытых то с одной, то другой стороны, а стенки имеют пористую структуру, через которые проходит газ, но не может просочиться сажа. Ответ на вопрос где находится сажевый фильтр, очевиден: он встраивается в выхлопную систему автомобиля, а вот точное расположение уже зависит от конкретной модели.
Принцип действия данного устройства довольно прост. Отработанные газы просачиваются через пористую структуру фильтрующего элемента. При этом практически все частицы сажи остаются на входе, то есть в виде выхлопа из автомобиля выходит практически чистый газ, лишенный тяжелых примесей.
Принцип работы сажевого фильтра. Пассивная и Активная регенерация.
Накопленные при фильтрации сажевые частицы создают сопротивление отработанным газам, что в свою очередь приводит к понижению мощности двигателя автомобиля. В связи с этим любой сажевый фильтр нуждается в периодической чистке от сажи. Данный процесс называется регенерацией.
Проблемы с работой сажевого фильтра
Существует два вида регенерации: пассивная и активная.
Пассивная регенерация происходит без участия водителя (происходит незаметно). Мелкие отложения сгорают при температуре около 350 градусов. Такая чистка может сопровождаться резким дымлением. Но чтобы достигнуть этакого нужного температурного режима необходимо периодически давать поработать дизельному двигателю на оборотах более 2000 об. продолжительностью 5 - 10 мин. Такой вид регенерации выполняется каждые 500 - 700 км пробега.
Поскольку в городских условиях, какой режим вождения возможен не всегда, происходит постепенное засорение с последующим выходом из строя.
В связи с этим водители часто периодически добавляют в топливо специальные присадки позволяющие сгорать саже при меньших температурах около 450 °C. Применение другого вида восстановления работоспособности сажевика вызывается загоранием на приборной панели соответствующего заначка, а при диагностике выскочит ошибка.
Значок сажевого фильтра (он же неисправность выхлопной системы) загорается в нескольких случаях: когда требуется активная регенерация элемента выхлопной системы или если он уже пришел в негодность.
Активная регенерация сажевого фильтра происходит при температурах более 600 градусов (ЭБУ защёт данных с датчиков сам производит необходимые процедуры), таких как:
- поздний впрыск топлива;
- дополнительный впрыск;
- используется дополнительный нагревательный элемент перед фильтром;
- впрыскивается топливо перед фильтром;
Именно при таких процедурах выхлоп нагревается до такого значения при максимальной нагрузке дизельного двигателя. После такой регенерации работоспособность сажевого фильтра восстанавливается.
Аварийная регенерация не запускается, если фильтр заполнен сажей боле определенного значения (около 68 гр).
Но как бы там ни было, ресурс фильтра отработанных газов составляет около 250 тыс. км пробега. А как долго не понадобится полное удаление или замена сажевого фильтра зависит от качества топлива и смазочных материалов.
Симптомы засорения сажевого фильтра
Когда фильтр очистки сажи засорен или полностью вышел из строя, то о его состоянии водителю будут сигнализировать такие признаки:
Особенности эксплуатации
Довольно часто причиной поломки сажевого фильтра становятся неисправные клапана EGR. В современных автомобилях электронные системы управления автоматически подсчитывают количество завершенных циклов регенерации и при необходимости извещают водителя о необходимости замены фильтра. В любом случае для нормальной эксплуатации сажевика необходимо использовать качественное топливо (содержание серы не должно превышать нормы), отвечающее требованиям стандарта Euro-4,5. Также владельцам автомобилей оборудованных таким фильтром не стоит заливать био-дизель.
В автомобилях оборудованных сажевым фильтром очень важно использовать ту марку масла, которая преднаписана в инструкции заводом изготовителем. Когда она не соответствует то вероятность его выхода из строя через засор продуктами угара масла, очень высока.
Стоит помнить что авто с сажевым фильтром требует определенных правил обслуживания и эксплуатации.
Удаление или отключение сажевого фильтра требует программного вмешательства.
Особенности ремонта
В большинстве случаев сажевые фильтры не являются ремонтируемыми устройствами, но при этом они размещаются под днищем автомобиля или возле двигателя, поэтому их замена не выглядит сложной задачей, но довольно дорогостоящая. Именно поэтому основная масса автовладельцев обращаются на СТО с целью вырезать фильтр очистки выхлопных газов, нарушая тем самым экологические нормы выбросов вредных веществ в атмосферу. На некоторых машинах сажевый фильтр можно вовсе отключить (если не установить дополнительный резонатор, то появится громкий звук выхлопа), но только там, где его наличие и состояние не контролируется электроникой. Такой выход из ситуации называется чип-тюнинг.
Связанные термины
Сильное загрязнение сажевого фильтра отрицательно воздействует на работоспособность всего транспортного средства, а какому автовладельцу понравится, что у автомобиля заметно вырос расход горючего, уменьшилась тяга, а к тому же все время светятся надоедливые контрольные лампы. Конечно, вопрос можно решить заменой детали, однако за это необходимо будет заплатить довольно приличную сумму. Единственным разумным выходом в данной ситуации, с точки зрения большинства автомобилистов, является полное удаление фильтра с автомобиля, но только не каждый задумывается о возможных последствиях. Об этом далее в статье.
Сажевый фильтр является важным элементом выхлопной системы дизельного двигателя. Задача данного устройства — очищать выхлопные газы от сажи для предотвращения их попадания в окружающую среду (около 90 процентов не проходит наружу).
Использовать сажевые фильтры начали в 2001 году на грузовых автомобилях. Однако после введения в 2009 году экологического стандарта «Евро-5» всех автомобильных производителей обязали устанавливать данный фильтрующий элемент на автомобили любого типа и класса, работающие на дизеле.
Корпус сажевого фильтра при отсутствии самого фильтра
Сажевый фильтр выполнен в виде металлического цилиндра. На цилиндре расположены выходной и входной патрубки для подсоединения к общей системе очистки отработавших газов. Внутри него находится керамическая матрица. Кроме нее, на сажевый фильтр монтируются датчики, которые контролируют его работу. В зависимости от конструкции сажевый фильтр может монтироваться по-разному.
Принцип работы сажевого фильтра
Функционирует сажевый фильтр в два этапа:
1 этап — захват сажи. Частицы сажи на данном этапе оседают на стенки фильтрующего элемента, которые напоминают ячейки по внешнему виду. Сажа, при этом, здесь не остается полностью, а лишь частицы размером больше 0.5 мкм. Остальное выходит наружу с выхлопными газами, хотя процент подобных осадков небольшой — около 10 процентов.
2 этап — регенерация. Трудоемкая процедура очищения ячеек от сажевых осадков. Процесс проходит согласно регламенту, предписанному производителем.
Способы очистки сажевого фильтра
Существует два способа очистки сажевого фильтра — активный (принудительный) и пассивный.
Пассивная регенерация проводится автовладельцем самостоятельно при возникновении соответствующей индикации и при заметных симптомах ухудшения работы силового агрегата (снижение динамики, падение мощности и так далее).
Самое главное при этом — обеспечить повышение температуры для отработанных газов, что можно получить, если проехать при полной нагрузке тридцать-сорок километров. Данный режим движения обеспечивает сгорание сажи и его очистку. Как вариант, еще можно использовать специальные добавки в топливо, которые приводят к снижению температуры сгорания сажи.
Активная регенерация. Такой режим, который позволяет выполнить очистку, может автоматическим образом включить контроллер управления мотором, для чего он анализирует информацию, которую передает ему датчик текущей температуры и датчик разности давлений. Данный датчик свидетельствует, что сажевый фильтр забит частицами сажи, а с помощью датчика текущей температуры определяется ее значение. Если температуры недостаточно для того, чтобы сажа сгорела, контроллер может произвести, к примеру, дополнительный впрыск топлива, производимый при выпуске отработанный газов, что повлечет за собой его сгорание прямо в системе выхлопа, а также повысит температуру выхлопных газов до требуемого значения.
Если выхлопная система, установленная на дизеле, предусматривает и иные меры, направленные на увеличение температуры отработанных газов, которые поступают в сажевый фильтр, контроллер управления тоже их задействует.
Чем сажевый фильтр отличается от катализатора
Сажевый фильтр предназначен для предотвращения/минимизации попадания сажи в окружающую среду. Он считается частью глушителя и главная его задача — очищать отработавшие газы. Но, не стоит сравнивать данное устройство с каталитическим нейтрализатором, так как катализатор борется с выхлопными газами, а сажевый фильтр — только с сажей в них.
Положительные моменты эксплуатации дизеля с сажевым фильтром
К положительным моментам эксплуатации дизельного двигателя с сажевым фильтром можно отнести соответствие автомобиля экологическим нормам «Евро-5». Транспортное средство не загрязняет атмосферу, а людям больше не приходится дышать сажей.
Отрицательные моменты эксплуатации дизеля с сажевым фильтром
Существует ряд отрицательных факторов, возникающих при использовании сажевого фильтра:
- Повышенный расход топлива.
- Существенные затраты по обслуживанию и замене.
- Потеря личного времени, обусловленная началом регенерации (если она началась, ее нельзя прерывать) и обслуживанием автомобиля.
- Систематическое ухудшение характеристик автомобиля в результате снижения пропускных свойств фильтра.
Если сажевый фильтр вывести из работы, положительные и отрицательные моменты
Преимущества удаления сажевого фильтра:
- Отпадает потребность в обслуживании фильтрующего элемента.
- Силовой агрегат работает устойчивее.
- Улучшение динамических показателей транспортного средства (повышение мощности).
- Уменьшение расхода топлива.
- Отпадает потребность в режиме регенерации.
- Отсутствие режима аварийного состояния мотора и ошибок по причине забитого фильтра.
Недостатки удаления сажевого фильтра:
- Ухудшение экологических показателей. Хотя техосмотр можно пройти, уровень выброса сажи в окружающую среду резко повышается.
- Автомобиль лишается гарантии (при ее наличии).
- Увеличение нагрузки на турбину, что немного снижает ее ресурс.
- В ряде случаев происходит увеличение количества черного дымы из выхлопной трубы.
- Проблемы с эксплуатацией автомобиля в странах Европейского Союза, где все автомобили в обязательном порядке должны соответствовать экологическим нормам «Евро-5».
Этапы удаления сажевого фильтра
Процесс удаления сажевого фильтра состоит из двух шагов — физического и программного.
физический этап удаления (пошагово)
Физический этап несложен. Мастера находят банку, где находятся катализатор и фильтр, и вырезают ее. На некоторых моделях автомобилей для этого понадобится снятие выхлопной трубы. Взамен фильтра необходимо что-нибудь поставить, например, обычные металлические заглушки или же пламегасители. Монтаж пламегасителя немного повысит срок эксплуатации глушителя. Если элемент оборудован зондами углекислого газа и датчиками температуры, может понадобится их изъятие и монтаж в заглушку, что дает возможность избежать программных ошибок.
- Сначала отсоединяем датчики и разрезаем с помощью болгарки выпускную трубу, расположенную после фильтра.
- Затем откручиваем болты со стороны мотора, разрезаем и вскрываем обшивку фильтра.
- Достаем само приспособление. Возможно, потребуется выбивать отдельные сегменты.
- Завариваем корпус и устанавливаем его на место. Подсоединяем датчики.
перепрограммирование блока двигателя (способы перепрошивки)
После этого следует перепрограммировать блок силового агрегата. Если не сделать этого, датчики будут считать, что фильтр постоянно забит. Итог — демонстрация кодов неисправностей, а порой и вовсе происходит включение аварийного режима.
Данная часть процедуры осуществляется только экспертами сервисного центра. Результата можно добиться тремя методами:
- Установить прошивку от производителя транспортного средства. Это является лучшим вариантом, который не несет фактически никакого риска.
- Установить прошивку, разработанную энтузиастами. Это своеобразная лотерея — не факт, что вам повезет. Качество прошивок очень сильно варьируется.
- Установить прошивку от такой версии автомобиля, где по умолчанию отсутствует сажевый фильтр. Способ чреват снижением функциональности, к примеру, на Honda CRV происходит отключение круиз-контроля.
В некоторых моделях Ford, Mazda, Toyota и Nissan невозможно выполнить обычную перепрошивку — приходится применять способ эмуляции. Монтируется приспособление-обманка, которое заставляет блок считать, что фильтр находится на своем месте. Контроллер не замечает изъятия элемента, так как получает соответствующие сигналы. Но этот вариант имеет один недостаток — режим регенерации будет все ровно включаться, так что расход горючего не снизится.
Возможные риски которым подвергается автомобиль при проведении вышеуказанных работ
Во-первых, при самостоятельном удалении сажевого фильтра существует риск что-нибудь сломать, что повлечет за собой еще большие проблемы, а стоимость ремонта существенно возрастет.
Во-вторых, если неправильно перепрограммировать блок мотора, система будет видеть, что фильтр не засоряется, а этого попросту не может быть, поэтому она решает, что сажевый фильтр неисправен, и переводит транспортное средство в аварийный режим, не говоря уже о том, что система постоянно будет выдавать коды неисправностей.
В третьих, многие автолюбители говорят, что после удаления данного приспособления улучшается динамика машины. Причина очевидна — в результате удаления сажевого фильтра снижается сопротивление выхлопных газов. Однако хорошо ли это? Из-за повышения скорости потока газов выхлопа повышается скорость вращения турбины, что, в данном случае, превышает расчетную скорость. Как свидетельствует практика, нередко после изъятия сажевого фильтра происходит выход турбины из строя.
Нужно ли проводить удаление сажевого фильтра? Решать только вам. Автомобиль действительно становится более простым и дешевым в эксплуатации, немного возрастает мощность. Но заказывать данное мероприятие нужно лишь у высококвалифицированных специалистов, в противном случае можно получить больше неприятностей, чем пользы.
Как на Алиэкспресс найти и заказать запчасти и аксессуары для грузовиков, автобусов, снегоходов по сходной цене и бесплатной доставкой
- Регистрируемся на Алиэкспресс, для чего нажимаем соответствующую кнопку в правом верхнем углу сайта. Далее вводим адрес электронной почты, фамилию, имя и придумываем пароль.
- Заполняем адрес доставки. Делается это в своем профиле и обязательно английскими символами.
- Затем в левой части страницы возле строки «Категории» нажмите «Смотреть все».
- Из предложенный категорий выбираем «Автомобили и мотоциклы».
- Далее выбираем категорию «Транспорт и аксессуары».
- В левой части страницы вы увидите разные подкатегории (как на рисунке ниже), выбираем требуемую, например, запчасти для грузовых автомобилей.
- В поисковую строку вводим название искомой детали. Лучше это делать на английском языке.
- Выбираем товары с бесплатной доставкой.
- На странице описания товара необходимо выбирать нужное количество, размер и цвет.
- Если вы желаете оплатить заказ прямо сейчас, нажмите «Купить сейчас», если хотите оплатить заказ позже, нажмите «Добавить в корзину».
- Теперь осталось только оплатить заказ.