Принцип работы сажевого фильтра в дизельном двигателе

DPF&FAP: Все что нужно знать о сажевых фильтрах — в нашем видео блоге.

Сегодня будет много полезной инфы, для интересующихся техническими аспектами — welcome!

Согласно требованиям экологических норм Евро 4, автомобили оснащаются сажевыми фильтрами (DPF – diesel particulatefilter, FAP), предназначенными для снижения выброса в атмосферу сажи. Эти частицы образуются в результате неполного сгорания дизельного топлива.

Чем плох сажевый фильтр?

Когда сажевый фильтр новый, то он работает как задумал завод производитель и его присутствие не сильно отражается на работоспособности двигателя. Однако с пробегом он начинает забиваться и тут автовладельцев поджидает насколько неприятнх моментов

-от активной регенерации повышается расход топлива

-из-за пробки на выхлопе повышается температурный режим двигателя. В частности начинает перегреваться турбина. Данный параметр надо чётко отслеживать. т.к. производители турбин не гарантируют долговечность этого агрегата при значительном повышении показаний EGT (exhaust gas temperature — датчик, измеряющий температуры напосредственно за турбиной)

-при превышении определенного уровня засоренности сильно поднимается давление на выхлопе. Она-то и выдавливает в масло солярку. Попадание в масло солярки как минимум снижает смазочные свойства масла, а как максимум может привести к тому, что дизель пойдёт в разнос.

Как это работает

Выхлопная система с сажевым фильтром обычно имеет следующую компоновку:

Иногда производители совмещают катализатор и сажевый фильтр в одном металлическом корпусе («банке»)

Обычно фильтр располагается в непосредственной близости от двигателя, но есть и установки под днищем автомобиля

Сам фильтр состоит из так называемых сот (матрицы). На стенках этих сот как раз и оседают (фильтруются) недогоревшие частицы дизельного топлива. После фильтрации эти частицы необходимо удалить с поверхности фильтра – произвести регенерацию.

Процесс регенерации происходит при достижении необходимой температуры (около 600-650 градусов). При обычной эксплуатации данная температура достигается крайне редко, особенно при городской эксплуатации в условиях пробок на дорогах. Таким образом, разработчиками данной системы было предусмотрено 2 варианта регенерации:

-пассивная регенерации. Данный вариант предусматривает сгорание сажи при обычной работе двигателя

-активная регенерация. Этот же вариант предусматривает включение особого режима работы двигателя для поднятия температуры выхлопных газов.

Работа сажевого фильтра контролируется электронным блоком управления двигателя (ЭБУ) с помощью определенных датчиков. В зависимости от производителя и конкретного двигателя управление может осуществляться с различными наборами датчиков, однако, всегда присутствуют следующие: датчики температуры до и после (или в самом корпусе) сажевого фильтра, датчик дифференциального давления, который измеряет разность давлений до сажевого фильтра и после него. На основе показаний этих датчиков определяется необходимость включения активной регенерации (определяется уровень засоренности сажевого фильтра)

Основными признаками выхода из строя сажевого фильтра являются:

— индикация ошибок на приборной панели

— потеря мощности двигателя

— увеличение уровня масла

— повышение расхода топлива

— плавающий холостой ход

— частая активная регенерация

К основным причинам можно отнести следующие причины выхода сажевого фильтра из строя:

— некачественное топливо является одним из самых распространенных причин

— неисправность двигателя. Например, если клапан ЕГР «залип» и не происходит рециркуляция отработанных газов, то в фильтр будет направляться гораздо больший поток недогоревших частиц сажи и фильтр может не справиться с возросшим объемом

— нарушение целостности системы выхлопа. Нельзя пренебрегать даже небольшими повреждениями выхлопной системы до фильтра. Если будет нарушена целостность системы, то ЭБУ не сможет точно определить уровень засоренности не включить активную регенерацию. Наиболее частым примером является повреждение гофры. При этом датчики дифференциального давления не будет показывать корректных данных – часть давления будет травиться через повреждения и регенерация не включится

— прерывание активной регенерации. Режим активной регенерации нельзя останавливать, глуша автомобиль. Каждый раз необходимо дожидаться завершения, иначе это приведёт к быстрому выходу фильтра из строя

— частые и непродолжительные по пробегу поездки. В этом случае сажевый фильтр просто физически не будет прогреваться до нужной температуры

Московское представительство компании «Лаборатория Скорости» предлагает услугу по решению проблемы сажевого фильтра для легковых автомобилей и коммерческого транспорта – удалению его из системы автомобиля

Удаление сажевого фильтра разделяется на 2 этапа:

-физическое удаление (вырезка) сот фильтра. Для этого корпус сажевого фильтра демонтируется с автомобиля, в нём выпиливается «окошко», удаляются соты фильтра, «окошко» заваривается и «банка» ставится на место

-программное отключение. Так как программа управления двигателем, как было описано выше, контролирует работу сажевого фильтра, то при его физическом удалении ЭБУ будет диагностировать неисправность фильтра и включать аварийный режим. При программном удалении будут отключены: регенерация сажевого фильтра, «аварийный режим», связанный с его неисправностью, ошибки сажевого фильтра

Удаление сажевого фильтра на сегодняшний день является самым простым и самым дешевым решением

Каждый, кто сталкивался с данной проблемой, рассматривал вариант замены забитого сажевого фильтра на новый фильтр. Однако, данное решение имеет несколько отрицательных моментов:

-высокая цена нового сажевого фильтра. В среднем она варьируется в диапазоне от 60 до 120 тысяч рублей в зависимости от марки и модели автомобиля

-невозможность изменить главную причину быстрого засорения сажевого фильтра. Качество дизельного топлива очень сильно влияет на «скорость» выхода его из строя

-нет гарантии долговечности работы нового сажевого фильтра

-строгие условия эксплуатации автомобиля, оснащенного данной системой. К этим условиям, например, можно отнести требование: «не глушить автомобиль во время принудительной регенерации»

Сажевый фильтр на дизеле: что это такое

Стандарты экологической безопасности (Евро 3 и выше) требуют фильтрации выхлопа автомобилей с дизельными двигателями. Для соответствия этим стандартам производители автомобилей используют специальное устройство под названием сажевый фильтр. В данной статье мы расскажем о том, что такое сажевый фильтр, как он устроен и как работает.

Что такое сажевый фильтр на дизеле

Как выглядит сажевый фильтр на дизеле.

В процессе работы дизельного двигателя соответствующее топливо сгорает не полностью, образуя твердые частицы в диапазоне размеров между 10 нм и 1 мкм. Твердые частицы сажи относятся к загрязнителям 3-го класса опасности.

При контакте с человеческим организмом они провоцируют обострение респираторных заболеваний и рак кожи, а в окружающей среде нарушают климатические условия. Так, дожди по выходным дням в больших городах происходят, в частности, из-за того, что капли воды в атмосфере образуются вокруг сажевых частиц.

Наличие сажевого фильтра сокращает содержание твердых частиц в выхлопе на 80-90%. Однако за такой результат приходится платить технологической сложностью и высокой стоимостью системы. Рассмотрим её конструкцию и принцип работы ближе.

Как устроен сажевый фильтр

Существует несколько типов фильтрующих систем:

  • DPF (Diesel Particulate Filter)
  • FAP (Filter a Particules)
  • RPF (RussPartikelFilter)

Они обладают некоторыми отличиями принципов работы. Так, системы FAP и RPF требуют использования специальных топливных присадок, которые связывают твердые частицы. С этим обстоятельством связана более сложная конструкция (наличие бачка для присадки) и, соответственно, повышенная стоимость эксплуатации ввиду необходимости восполнения присадки. Фильтры DPF не нуждаются в применении присадок.

Усредненная конструкция сажевого фильтра включает в себя:

  • ЭБУ (электронный блок управления).
  • Подключенные к нему датчики давления и температуры на входе и выходе фильтра.
  • Блок катализатора.
  • Собственно металлокерамический фильтр.

Модели, предназначенные для использования топливных присадок, также снабжаются бачком для хранения используемой жидкости и форсунками для её впрыска в топливный бак или в пространство между катализатором и фильтром.

Катализатор и фильтр, как правило, снабжаются сообщающимися корпусами. Некоторые модели используют специальный сажевый фильтр с каталитическим покрытием, что исключает необходимость в отдельном блоке катализатора.

Принцип работы сажевого фильтра

Из двигателя выхлопные газы поступают в выпускную систему, проходит через ячеистый катализатор и попадает в сажевый фильтр. В металлическом корпусе этого элемента конструкции размещена керамическая фильтрующая структура с множеством глухих канальцев, крипт.

На их стенках и оседают частицы сажи, а остальные компоненты в газообразном состоянии продолжают путь по выпускной системе, проходя через материал фильтра путем диффузии. Это основной режим работы – фильтрация.

Регенерация сажевого фильтра

В процессе эксплуатации крипты фильтра быстро забиваются сажей. Менять его каждые 600 – 2000 км пробега было бы нецелесообразно, поэтому в фильтрах предусмотрены циклы регенерации.

Читайте также  При отключении дмрв двигатель работает лучше

ЭБУ считывает показатели дифференциального давления и/или температуры на входе и выходе узла выпускной системы. Когда разница показателей достигает определенного уровня, система «понимает», что фильтр забит, и активирует процесс регенерации. Процесс регенерации возможен только в определенных условиях: необходимая температура двигателя (не менее 80 0 С), скорость (не менее 80 км/ч), время (от 2 до 15 минут). Если такие условия не возникают, процесс, так называемой, спонтанной регенерации невозможен. Именно поэтому фильтры авто, которые перемещаются преимущественно в черте города, забивается быстрее.

Регенерация фильтра заключается в выжигании накопившейся сажи. В зависимости от модели это происходит при помощи электрического нагревательного элемента или путем впрыска определенных порций топлива в выпускную систему. Во время регенерации фильтр разогревается до значительной температуры (700 0 С и более), поэтому и возможен только в указанных выше условиях.

Существует процедура принудительной регенерации, которая выполняется на специальных стендах в сервисных центрах, но ввиду значительных температур прибегать к ней опасно и не многие СЦ готовы пойти на это. Нужно отметить, что промывка фильтров не является альтернативой регенерации. Если штатная спонтанная регенерация уже не способна избавить от осевшей сажи, значит, пора менять или удалять фильтр.

Читайте также: Что такое катализатор на автомобиле и для чего он нужен.

Признаки и последствия неисправностей сажевого фильтра

Главной проблемой сажевого фильтра, как правило, становится терминальная степень заполнения сажей. Она проявляется, прежде всего, густым черным выхлопом и рядом других характерных симптомов:

  • Значительный рост потребления топлива.
  • Снижение тяги.
  • Рост уровня масла в картере (оно разбавляется впрыскиваемым топливом и эта смесь приводит к тому, что двигатель уходит «в разнос»).
  • Нестабильная работа двигателя на холостом ходу.

Естественно о возникновении неполадок сигнализируют соответствующие маркеры приборной панели.

Читайте также: Как проверить катализатор на забитость не снимая.

Сажевый фильтр

В последние десятилетия забота об экологии и чистоте автомобильного выхлопа стала крайне актуальной. Поэтому использование такого элемента в автомобиле как сажевый фильтр стало реальной необходимостью. Для дизельных автомобилей действуют одни из наиболее жестких норм, которые отражаются в содержании частиц сажи в выхлопе. Яркий пример — пуск старого дизельного грузовика или трактора в холодную погоду, который обычно сопровождается эффектным выбросом черного облака из выхлопной трубы. Он как раз и является сажей на основе углерода, который остался при неполном сгорании топлива. Помимо этого выброс является ближайшим родственником активированного угля из аптеки.

Тогда почему сажа представляет опасность, если такое вещество можно принимать внутрь в качестве лекарственного препарата? На обоих веществах (активированном угле и саже) происходит оседание и дальнейшее преобразование вредных и токсичных для организма человека крупных и тяжелых частиц. Они попадают в легкие человека и постепенно начинают отравлять организм.

У современных автомобилей, отвечающих нормам Евро 5 и выше, такая ситуация невозможна. Так как на страже чистого выхлопа стоит специальный сажевый фильтр (DPF). Представляет собой специальное устройство в выхлопной системе, которое препятствует попаданию твердых частиц в атмосферу. История появления устройства фильтрации:

  • В Европе первые сажевые фильтры появились в 2000 году.
  • С 1 января 2016 года все новые автомобили, продающиеся на территории России, оснащены этим устройством, так как именно с этой даты запрещен выпуск и ввоз автомобилей не соответствующих нормам Евро 5.

Как работает сажевый фильтр

Сажевый фильтр представляет собой специальную керамическую матрицу, пронизанную множеством параллельно расположенных каналов малого сечения, закрытых в шахматном порядке с одной или другой стороны.

Поэтому отработанные газы вынуждены проходить через пористые керамические стенки. В то время как они проходят через поры, происходит одновременное удерживание твердых частиц. Так выглядит забитый сажевый фильтр.

То есть с течением времени устройство забивается. Но в отличие от других фильтров в автомобиле замена этого элемента при плановых ТО не предусмотрена. Несмотря на это, очистку сажевого фильтра необходимо производить регулярно. Рассмотрим причины такого подхода.

Сажевый фильтр умеет самоочищаться или на языке сервисников «регенерироваться» (в литературе используется термин «регенерация» или «прожиг»). В процессе регенерации происходит два процесса:

  • Накопленные в фильтре частицы окисляются до газов (проще говоря, сжигаются). Чтобы это происходило при умеренных температурах и с максимальной эффективностью, на поверхность ячеек нанесен катализатор. Он состоит из мельчайших частиц платины. Именно этот фактор влияет на высокую стоимость сажевого фильтра, в связи с чем автолюбители не хотят его превращать в расходный материал.
  • Вторая составляющая прожига сажевого фильтра — повышенная температура выхлопных газов. По источнику этого показателя регенерацию делят на несколько видов: пассивную, активную и сервисную:
    • При пассивной регенерации сажевого фильтра блок управления никак не вмешивается в работу двигателя. При длительном движении по автомагистралям с высокой средней скоростью выхлопные газы достигают нужных температур, без каких-либо дополнительных действий и сажа сгорает естественным образом.
    • Если условия для пассивной регенерации сажевого фильтра при эксплуатации автомобиля не возникает в течение длительного времени, блок управления переходит к «плану Б» — активной регенерации. При этом за счет изменения режима впрыскивания топлива температура выхлопных газов существенно повышается до необходимого уровня на время около 10 минут. В большинстве случаев этого достаточно для выжигания скопившейся сажи. Но нужно учитывать, что при этом корпус сажевого фильтра может нагреваться до высоких температур. Поэтому без обеспечения должного охлаждения может произойти перегрев покрытия днища автомобиля, а в худшем случае — его возгорание. Поэтому такой вид регенерации также недоступен при скоростях ниже 20-30 км/ч.

Причины проблем с сажевым фильтром DPF

А если автомобиль эксплуатируется в условиях мегаполиса с «вечными» пробками в дороге до работы и обратно? Или присутствует потребность регулярных выездов за город. Такие режимы связаны с блокировкой возможностей прожига сажевого фильтра. Поэтому рано или поздно для восстановления работоспособности придется обращаться в сервис. Перечислим основные проблемы устройства при эксплуатации:

  • Дополнительные проблемы сажевому фильтру создают и владельцы авто, которые оборудованы сигнализациями с «автозапуском». При длительных зимних прогревах двигателя создаются все условия для образования огромного количества сажи. В начале статьи был приведен пример из этой серии с запуском старых дизелей. Принципы работы у современного движка на дизеле не изменились, но большое черное облако теперь «прячется» в сажевый фильтр. Загрязненные форсунки также вносят свою лепту в этот процесс, и в этом случае вся «чернота» прячется в фильтре.
  • Вторая проблема — эксплуатация на топливе с высоким содержанием серы. В этом случае устройства забиваются частицами, для окисления которых нужны очень высокие температуры, зачастую недостижимые в обычных условиях и небезопасные с точки зрения риска возгорания. Эти отложения обычно более светлого цвета.
  • Аналогичную проблему вызывает и применение неподходящих смазочных материалов. Несмотря на то, что у исправного двигателя в камеру сгорания попадает минимальное количество масла, по данным разных производителей это чревато сокращением ресурса сажевого фильтра вплоть до 30-50%.

Загорелась лампочка системы сажевого фильтра

Как понять, что забит сажевый фильтр на дизеле? Первым признаком будет резкое падение мощности двигателя, невозможность его работы на высоких оборотах. То есть в один «прекрасный день» на приборной панели дизельного автомобиля загорается контрольная лампа забитого сажевого фильтра. Часто это событие вызывает приступ паники, активный поиск в интернете цен на замену или операцию по удалению. Второй приступ обычно наступает после осознания размера денежных затрат. Но лучше спокойно разобраться с тем, что означает сообщение от блока управления двигателем.

В большинстве случаев, если лампа загорелась в одиночестве — это означает засорение фильтра от 50 до 70% и необходимость в ближайшее время обеспечить автомобилю возможность «прожечь» сажевый фильтр. Для этого выполните отложенный «на потом» выезд за город, и автомобиль скажет Вам «спасибо», погасив страшную лампу или убрав сообщение.

Важно отметить, что затягивать с поездкой не стоит, так как при превышении степени засорения до 70% к уже горящей лампе добавится указание «check engine». В этом случае придется ехать в сервис и проводить одну из двух процедур: специальную сервисную регенерацию или очистку сажевого фильтра.

Читайте также  Ситроен с4 постоянно работает вентилятор охлаждения

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.

Из всего вышесказанного следует, что проблем с сажевым фильтром и необходимостью его полной замены или частной очистки будет значительно меньше при правильном подходе к условиям эксплуатации дизельного автомобиля.

Устройство сажевого фильтра и принцип работы

В Европе самым популярным ДВС является дизель. Однако, ни в бензиновом, ни в дизельном моторе топливо не сгорает полностью. Следствием чего будет образование в отработанных газах (ОГ) ядовитых и канцерогенных веществ, в том числе частиц сажи – продуктов неполного сгорания углеводородов. Во избежание этого введены нормы на выбросы вредных веществ, для соответствия которым в конструкцию автомобиля вводится специальный элемент – сажевый фильтр.

  1. Для чего нужен сажевый фильтр
  2. Принцип работы
  3. Устройство сажевого фильтра
  4. Фильтр сажевых частиц – как лучше эксплуатировать
  5. Причины, снижающие эффективность работы
  6. Текущий контроль состояния
  7. Как очистить – дизель позволяет и это
  8. Пассивная регенерация
  9. Активная регенерация
  10. Промывка

Для чего нужен сажевый фильтр

Для понимания назначения подобного устройства необходимо коснуться того, что собой представляют ОГ. На фото ниже в таблице показан состав ОГ, а также их влияние на организм человека.

Данные показывают, что дизель опасен высоким содержанием сажи в составе ОГ. Вот для уменьшения ее концентрации в конструкцию автомобиля и вводится такой элемент – сажевый фильтр, рассматриваемый ниже.

Принцип работы

Размер частиц сажи ориентировочно равен пяти сотым микрона, а по своему химическому составу это чистый углерод. Задержать такие микроскопические частицы обычными средствами довольно проблематично. Для их улавливания в устройстве используется диффузия. Понять принцип работы, заложенный в подобное устройство, поможет приведенное ниже фото:

Из картинки видно, что в матрице существует целая сеть трубок, причем у соседних из них торцы закрыты с разных сторон. Внутрь ОГ поступают со стороны двигателя, но попадая в трубки, закрытые с противоположной стороны, не могут двигаться дальше. Тогда они через стенки проникают в соседние открытые полости и свободно уходят из керамической матрицы.

При этом во время диффузии из одной полости в другую, даже микроскопические частицы задерживаются, а значит, сажевый фильтр выполнил свою задачу.

Устройство сажевого фильтра

Сам по себе дизельный сажевый фильтр, при своей внешней простоте, является довольно сложным устройством. При всех его исполнениях для различных автомобилей, он является металлическим цилиндром. На цилиндре располагаются входной и выходной патрубки для подключения к общей системе очистки ОГ. Устройство фильтра можно видеть на приведенном фото.

Внутри располагается керамическая матрица, устройство которой уже рассмотрено выше. Кроме матрицы на сажевый фильтр устанавливаются датчики, контролирующие его работу.
Среди них стоит упомянуть:

  • датчик разности давления;
  • датчик температуры на входе и выходе используемого сажевого фильтра.

В зависимости от конструктивного исполнения сажевый фильтр на дизель может устанавливаться по-разному, как именно – показано на фото:

Дело в том, что сама матрица может быть изготовлена как с внутренним каталитическим покрытием, так и без него. В последнем случае на дизель необходимо дополнительно устанавливать катализатор. Если в составе использована керамическая матрица с каталитическим покрытием, то он может быть объединен с катализатором.

Фильтр сажевых частиц – как лучше эксплуатировать

Правильная эксплуатация автомобиля продлевает время жизни сажевого фильтра. Дело в том, что очищая ОГ, поры в трубках и сами трубки забиваются частицами сажи, что приводит к ухудшению условий работы двигателя и в конечном итоге не позволяет нормально эксплуатировать автомобиль.

Здесь стоит упомянуть, что сажевый фильтр, для восстановления его работоспособности без замены и снятия с автомобиля, требует специального режима работы, отличающегося от выполняемого обычно процесса фильтрации. Но к этому вопросу можно будет вернуться немного позже.

Причины, снижающие эффективность работы

Причин, по которым он забивается, может быть несколько. Одна из основных – это качество используемого топлива. Некачественное топливо служит причиной повышенного образования сажи в процессе работы двигателя, вследствие чего очень быстро сажевый фильтр будет забит этими частицами, что значительно снизит срок его службы.

Другой причиной можно считать недостаточную для полного сгорания сажи температуру выхлопных газов. Дело в том, что сажевый фильтр позволяет не только задерживать частицы сажи, но и в процессе работы, когда дизель обеспечивает достаточный уровень температуры ОГ, сжигать эти частицы. Но надо подчеркнуть, что это возможно, когда значение температуры ОГ высокое и составляет не менее шестисот градусов. При других, более низких ее значениях, ничего подобного не происходит.

Причин снижения температуры ОГ может быть несколько, в том числе:

  1. режим движения (с низкой скоростью и частыми остановками);
  2. пробки во время движения;
  3. нарушение процесса сгорания топлива.

Текущий контроль состояния

С целью обеспечения контроля, выхлопная система, которой оснащается дизель, комплектуется контрольно-измерительными приборами, включающими в себя, как уже упоминалось, датчик температуры, контролирующий ее показания, и датчик давления, измеряющий его разность на концах фильтра.

По сигналам, которые формирует датчик давления, контроллер управления определяет, что сажевый фильтр переполнен несгоревшими остатками топлива, и поэтому может автоматически запустить процесс его очистки. На панели при этом появляется соответствующий символ.

Как очистить – дизель позволяет и это

Зачастую для восстановления нормальной эксплуатации машины, когда сажевый фильтр заполнен частицами несгоревшего топлива, достаточно использовать несколько простых приёмов, запускающих регенерацию. Она может быть активной и пассивной. При любом варианте, очистка происходит благодаря сгоранию частиц сажи и освобождения от них забившихся пор, для чего используется:

  • повышение значения температуры ОГ;
  • присадки, приводящие к уменьшению температуры, при которой происходит сгорание сажи;
  • промывка, при которой сажевый фильтр с помощью специальных реагентов очищается от сажи.

Пассивная регенерация

Проводится водителем самостоятельно при появлении соответствующей индикации, а также при заметных признаках ухудшения работы двигателя (падение мощности, снижение динамики и т.д.).
При этом самое главное – обеспечить для ОГ повышение температуры, что получается, если проехать три-четыре десятка километров при полной нагрузке. Такой режим движения обеспечит сгорание сажи внутри и его очистку. Другим вариантом может быть использование специальных добавок в топливо, приводящих к понижению температуры сгорания сажи.

Активная регенерация

Подобный режим, позволяющий выполнить очистку, может автоматически включить контроллер управления двигателем. Для этого он анализирует данные, которые ему передает датчик текущей температуры, а также датчик разности давлений. Этот датчик сигнализирует, что частицы сажи забили сажевый фильтр, а датчик текущей температуры определяет ее значение. Если ее недостаточно для сгорания сажи, то контроллер может осуществить, например, дополнительный впрыск топлива, осуществляемый при выпуске ОГ, что приведёт к его сгоранию непосредственно в системе выхлопа и поднимет температуру выхлопных газов до нужного значения.
Если выхлопная система, которая установлена на дизель, предусматривает и другие меры, направленные на повышение температуры отработанных газов, поступающих в сажевый фильтр, то контроллер управления также их задействует.

Читайте также  Как проверить клапан егр на работоспособность?

Промывка

В этом случае очистка выполняется с помощью специальных жидкостей, заливаемых или впрыскиваемых внутрь. Реагенты размягчают сажу и выводят ее из забитых пор, после чего она может быть сожжена при движении авто.
» alt=»»>
Сажевый фильтр – неотъемлемая часть современного автомобиля и обеспечивает состав выхлопных газов в соответствии с действующими нормами. Его текущее состояние контролируется системой управления, для чего используется датчик текущей температуры, а также датчик, измеряющий разность давления. Такая система контроля позволяет либо водителю своевременно принять меры по восстановлению работоспособности сажевого фильтра и нормального технического состояния автомобиля, либо режим регенерации включится автоматически, если это предусмотрено конструкцией.

Сажевый фильтр дизеля – назначение и устройство

Как и бензиновые двигатели, дизельные моторы оборудуются фильтром очистки отработанных газов. Но, поскольку принцип воспламенения топлива у двигателей этих двух типов разнится, то и фильтры отработанных газов у дизельного и бензинового мотора существенно отличаются друг от друга.

Стоит отметить, что, если каталитические нейтрализаторы отработанных газов устанавливаются в систему выхлопа бензиновых моторов уже давно, то сажевые фильтры стали устанавливаться в обязательном порядке на дизельные моторы гораздо позже – после введения в действие экологических нормативов Евро-5.

Из самого наименования устройства понятно, что его основной задачей является фильтрация выхлопа мотора от содержащихся частиц сажи. Сажевый фильтр современного дизеля задерживает до 90% количества сажи, содержащейся в выхлопе. Внешне сажевый фильтр являет собой небольшой металлический цилиндр, наполненный особым жаропрочным керамическим материалом. Благодаря ячеистой структуре керамического наполнителя фильтр задерживает мельчайшие частицы, образующиеся в результате сгорания. Фактически, сажевый фильтр это – часть глушителя, предназначенная для очистки выхлопа.

Принцип работы сажевого фильтра

Работу сажевых фильтров принято разбивать на два этапа: непосредственно фильтрация отработанных газов (захват сажи) и регенерация фильтра. На этапе захвата сажи внутри фильтра, в отличии от каталитического нейтрализатора бензинового мотора, не происходит никаких сложных химических или физических процессов. Особая мелкоячеистая керамическая структура внутренней части фильтра просеивает выхлопные газы, задерживая на своих стенках частицы сажи. При этом даже самые эффективные фильтры не способны полностью исключить попадание сажи в атмосферу, пропуская микрочастицы размером от 0.1 до 0.5 мкм. Впрочем, содержание частиц такой величины в выхлопе дизельного мотора не превышает 5-10%.

Естественно, что со временем количество уловленной сажи в фильтре достигает критического показателя – фильтр забивается все больше и больше, и после определенного момента это начинает сказываться на производительности работы силового агрегата в целом: падает мощность мотора, повышается топливные расход. На очистку или регенерацию сажевого фильтра направлен второй этап работы устройства. В отличии от процесса фильтрации этап регенерации фильтра является весьма сложным процессом. Регенерация сажевых фильтров реализована разными автопроизводителями по-разному. Правда, суть всех этих решений едина – очистка ячеек фильтра от забившейся сажи.

В большинстве случаев сажевый фильтр представляет собой комбинированной устройство, объединяющее противосажевый фильтрующий элемент и каталитический нейтрализатор вредных отработанных газов. Типичным примером являются сажевые фильтры, применяемые на своих автомобилях компанией Volkswagen. Таким образом, разработчики не только реализуют требования по очистке выхлопа, но и обеспечивают процесс очистки фильтрующего противосажевого элемента. Устройство комбинированного фильтра таково: внутри корпуса фильтра располагаются жаропрочные ячейки из карбида кремния с каналами минимального сечения. Эти ячейки являются фильтрующим элементом, борющимся с сажей. Внутренние боковины корпуса фильтра изготовлены из специального каталитического материала (как правило, титана), способствующего окислению и сгоранию угарного и углекислого газов. Дополнительная функция нейтрализатора в данном случае заключается в его способности разогревать сажевый фильтр до температуры порядка 500 °С. Как правило, такой температуры вполне достаточно для того, чтобы скопившиеся частицы сажи просто выгорели сами собой, очистив тем самым ячейки фильтра. Такой процесс принято называть пассивной регенерацией сажевого фильтра.

Однако эффективность пассивной регенерации сажевого фильтра на дизеле достигается только при относительно длительной работе мотора под нагрузкой, например, в продолжительной поездке по загородной трассе на высоких скоростях. Ведь только тогда в фильтре достигается высокая температура, достаточная для выжигания накопившейся сажи. Если заполнение сажей достигло критического уровня, а разогреть фильтр не удается в силу недостаточной нагрузки на двигатель (езда на короткие расстояния или нечастое передвижение по городу), но при этом датчики фиксируют засорение фильтра сверх допустимой нормы, запускается процесс активной очистки сажевого фильтра. Этот процесс предполагает подачу дополнительной порции топлива в цилиндры двигателя вслед за основной частью солярки. Затем перекрывается клапан EGR, а при необходимости электроника временно меняет алгоритм стандартного управления геометрией турбины. Не прогоревшая топливная смесь попадает в катализатор сквозь впускной коллектор, после чего происходит дожиг смеси, существенно повышающий температуру выхлопных газов. Поступающие в сажевый фильтр выхлопные газы достигают 500-700°С и моментально выжигают из забившихся ячеек фильтра сажу.

Очевидным свидетельством запуска процесса активной регенерации фильтра будут неожиданные кратковременные выхлопы черного дыма. При этом приборы покажут моментальное и непродолжительное повышение оборотов мотора на холостом ходу с одновременным всплеском топливного расхода. Стоит отметить, что вся процедура принудительной очистки полностью автоматизирована и не требует вмешательства владельца машины. Электроника считывает данные с датчиков, установленных до фильтра и после него, при восстановлении нужного уровня давления процесс активной регенерации заканчивается, а работа двигателя возвращается в штатный режим.

Некоторые производители, не использующие комбинированные устройства очистки выхлопа дизельного мотора, применяют фильтры с отдельным катализатором. Здесь очистка фильтра происходит посредством автоматического впрыска в топливо специальной присадки. При наполнении сажевого фильтра и падении мощности мотора система впрыска нагнетает присадку в топливо. После сгорания такой смеси в выхлопной системе достигается чрезвычайно высокая температура, превышающая 600 °С. Кроме того, активное вещество присадки при сгорании с соляркой не распадается, а попадает в раскаленный сажевый фильтр, где, сгорая, поднимает температуру до 900 °С, обеспечивая мгновенное выжигание сажи и быструю очистку фильтра. Учитывая кратковременность воздействия сверхвысокой температуры и прочность материалов, из которых изготавливаются фильтры, система выхлопа не разрушается.

Удаление сажевого фильтра – способы и последствия

К сожалению, частая регенерация негативным образом влияет на двигатель машины. Во время регенерации обогащенная топливная смесь сгорает не полностью и попадает в моторное масло. В результате масло разжижается, увеличиваясь в объеме. Защитные и смазывающие свойства масла снижаются, кроме того, жидкое масло легко преодолевает уплотнения, вызывая риск попадания в интеркулер и цилиндры.

Срок службы сажевых фильтров достигает 110-120 тыс. км пробега автомобиля. Однако, учитывая низкое качество отечественной солярки, нередки случаи, когда замена фильтра на новом автомобиле требовалась уже через 25-30 тыс. км пробега. В зависимости от модели машины стоимость фильтра для выхлопной системы дизельного мотора колеблется в интервале от 900 до 3000 евро.

Эффективной альтернативой замены сажевого фильтра будет его удаление. Удалив фильтр, владелец машины избавит себя от проблем, связанных с регулярными засорами и необходимостью очистки устройства. Тяговые характеристики такого автомобиля заметно возрастают, а топливный расход уменьшается. Кроме того, отпадает необходимость применения специальных моторных масел, требующихся для автомобилей с сажевыми фильтрами. Что касается возможных негативных последствий удаления фильтра, то при правильном демонтаже устройства помимо возрастания вредных выбросов продуктов сгорания топлива до уровня требования Евро-3 ничего страшного с автомобилем не произойдет.

Сегодня многие автосервисы предлагают услугу удаления сажевого фильтра. Однако доверяться «гаражным» специалистам довольно опасно. Подобный вариант чреват повреждением датчиков системы выхлопа, что приводит к включению аварийного режима работы автомобиля и последующему ремонту. Чтобы правильно удалить сажевый фильтр, необходимо выполнить несколько шагов, включая предварительную компьютерную диагностику, перепрограммирование ЭБУ и последующий технический демонтаж устройства.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: