Для чего нужен сажевый фильтр :

На множестве легковых и грузовых автомобил ей с дизельным и двигателем и с 2001 года применяется сажевый фильтр. С 2005 года (к 2005 году большинство современных дизельных двигателей оснащались системой непосредственного впрыска топлива - common rail, CDI, CDTI) применение сажевых фильтров стало повсеместно, т.к. был введен новый стандарт экологических выбросов отработавших газов в атмосферу - Евро-4.

Это вынудило производителей дизельных автомобилей применить новое техническое решение, которое позволило добиться значительного снижения выброса вредных веществ в окружающую среду. Сажевый фильтр стал устанавливаться на современные дизельные автомобили в 95 процентах случаев.

На фото: сажевый фильтр в " разрезе"

Общие принципы работы сажевого фильтра (принцип работы DPF, FAP):

DPF или FAP (Diesel Particular Filter) – это фильтр твердых частиц выхлопа (сажа) дизельных двигателей, встроенный в выхлопной трубопровод за окислительным катализатором.
Сажевый фильтр (" противосажевый" фильтр, DPF, FAP, фильтр сажевых частиц) всегда представляет собой металлический корпус (внешне похож на катализатор бензинового двигателя), заполненный специальным керамическим материалом с ячеистой структурой, пропитанной веществом-катализатором, похожей на матрицу, которая способна задерживать мелкие частицы сажи из продуктов сгорания в двигателе. Основным элементом сажевого фильтра является матрица, которая изготавливается из " керамики" (карбида кремния). Эта керамическая матрица имеет ячеистую структуру, состоящую из ячеек малого сечения, попеременно закрытых с одной и другой стороны. ЭБУ двигателя постоянно отслеживает пропускную способность сажевого фильтра и его температуру с помощью специальных датчиков. В случае необходимости (при загрязненности), запускает регенерацию, т. е. процесс очистки фильтра от накопившейся в нем сажевой грязи. Регенерация сажевого фильтра бывает пассивной и активной. Когда происходит пассивная регенерация, сажа на " керамике" сжигается в процессе движения автомобиля и при работе двигателя под под нагрузкой, при постоянном движении, когда температуре в сажевом фильтре достигает 350-400 градусов по цельсию. При движении автомобиля на малые расстояния или с постоянными остановками (условия города и пробок), когда не удается разогреть сажевый фильтр до нужной для пассивной регенерации температуры, а датчики фиксируют то, что пропускная способность фильтра ниже нормы, запускается процесс активной регенерации. При этом в цилиндры мотора, через форсунки, после основной порции топлива, подается еще одна порция - дополнительная, клапан руциркуляции отработавших газов перекрывается и при необходимости ЭБУ двигателя изменяет алгоритм управления геометрией турбины. Полностью не сгоревшая смесь, через коллектор впуска попадает непосредственно в катализатор, который установлен прямо перед сажевым фильтром, и там происходит окончательное сгорание смеси. При этом существенно повышается температура выхлопных газов, проходящих через катализатор. Это приводит к повышению температуры в сажевом фильтре до 500-700 градусов и сажа из фильтра начинает выжигаться. При регенерации иногда можно увидеть черный дым, выходящий из выхлопной трубы автомобиля. При регенерации, в активном режиме, расход топлива повышается. Следует отметить, что любой фильтр может выполнить определенное количество циклов регенераций и обычно, через несколько лет эксплуатации автомобиля требует замену.
.Сажевые фильтры бывают двух типов:

DPF (DPF - Diesel Particulare Filter - фильтр сажевых частиц) сажевы й фильтр закрытого типа
FAP (FAP - Filtre a Particules) сажевы й фильтр закрытого типа с функцией регенерации

На фото вышепоказаны основные компоненты фильтра твердых частиц выхлопа для дизельных двигателей:

1.Приборы панели управления
2.Панель управления силовым агрегатом
3.Бак с топливной смесью
4.Датчик уровня горючей смеси в баке
5.Деталь фильтра насоса топливной смеси
6.Топливный бак
7.Дизелььный двигатель
8.Датчик температуры турбины
9.Турбина
10.Лямбда-зонд
11.Окислительный катализатор
12.Датчик температуры фильтра дизельного двигателя
13.Фильтр твердых частиц выхлопа дизельных двигателей
14.Датчик давления выхлопных газов
15.Глушитель
16.Измеритель массы воздуха

При эксплуатации автомобиля в городских пробках срок службы сажевого фильтра обычно прилично сокращается и чаще всего, не превышает более 100 тыс км. Когда сажевый фильтр автомобиля загрязнен, двигатель может плохо запускаться, неустойчиво работать на холостом ходу, не обладать достаточной тягой и потреблять топливо с повышенным расходом.

Если дальнейшая эффективная регенерация сажевого фильтра не возможна и он пришел в негодность, его следует заменить. Как альтернатива - отключение сажевого фильтра из комплектации автомобиля (перепрограммирование ЭБУ и программное удаление сажевого фильтра ) и дальнейшее физическое удаление сажевого фильтра .

Если сажевый фильтр был отключен в программе управления ЭБУ корректно, то последующее физическое удаление фильтра не приводит к неправильной работе двигателя, а наоборот, работа двигателя без сажевого фильтра становится более стабильной и эффективной.

Кстати, с введением стандарта Евро-5 на множестве современных дизельных автомобилей (и не только коммерческих) помимо фильтра сажевых частиц появился селективный катализатор, требующий для своей нормальной работы постоянного впрыска в систему специальной присадки - ADBlue (" мочевина" ), которая находится в автомобиле в специальном резервуаре и постоянно расходуется (в среднем 1-3 литра на 100 км).

ОСЕННЯЯ АКЦИЯ!

При чип-тюнинге дизельного автомобиля программное удаление сажевого фильтра бесплатно! Звоните нам. Предложение ограничено.

Мы производим удаление сажевого фильтра Audi, Bmw, Volkswagen, Mercedes, Nissan, Mitsubishi, Toyota, Mazda, Chevrolet, Subaru, Honda, Acura, Mini, Peugeot, Renault, Citroen, Hyundai, Kia, Daihatsu, Rover, Mini и другие.

При сгорании топливно-воздушной смеси образуются выхлопные газы, в состав которых входит сажа, то есть мелкие механические частицы, загрязняющие атмосферу. В конце 90-х начале двухтысячных годов остро встал вопрос о вкладе транспорта в загрязнение атмосферы. Перед инженерами была поставлена задача - максимально снизить количество вредных веществ в автомобильном выхлопе. С этой целью в стандартную схему выхлопной системы были включены новые элементы - каталитический нейтрализатор и сажевый фильтр.

Каталитический нейтрализатор, как видно из названия, нейтрализует вредные вещества. В частности, углеводороды, водяной пар и оксид углерода превращаются в относительно безвредный углекислый газ, а оксиды азота - в азот. Сажевый фильтр предназначен для задержания твердых частиц микроскопического размера. С 2011 года наличие этих двух элементов стало обязательным для эксплуатации авто в Евросоюзе и его соответствия нормам токсичности Евро-4, Евро-5, Евро-6.

Конструкция сажевого фильтра

Устанавливается он обычно сразу после катализатора, есть также варианты спаренные с катализатором в одном корпусе. Стоят они, как правило, сразу же после выпускного коллектора, турбины или приемной трубы. Именно здесь выпускные газы разогреты до высокой температуры порядка 300-400 градусов.

Сам по себе фильтр представляет матричную структуру, испещренную входными и выходными каналами, стенки которых имеют пористую структуру. Именно в этих порах и оседает сажа. Изготавливают матрицу из огнеупорной керамики. Заключена вся эта конструкция в металлический корпус.

Ячейки и каналы могут иметь как квадратное, так и восьмиугольное сечение. Последние работают более эффективно, так как способны задерживать действительно микроскопические частицы диаметром не более одного микрона. На входе и выходе из фильтра устанавливаются датчики, которые анализируют состав входящих и выходящих газов. В идеале из сажевого фильтра выходит практически безвредный выхлоп с кисловатым запахом.

Несложно догадаться, что со временем фильтр забивается и требуется его замена. Однако разработчики пошли другим путем, придумав систему регенерации.

Регенерация сажевого фильтра

Если фильтр забит, значительно снижается мощность двигателя, так как на пути отработанных газов появляется серьезная преграда. Решается эта проблема с помощью регенерации - сжигание сажи при высоких температурах порядка 500-600°С.

На автомобили Volkswagen устанавливают фильтры с каталитическим покрытием из платины, которая нейтрализует частицы сажи при нормальных рабочих температурах. То есть в них происходит пассивная регенерация в процессе работы. Хотя, стоит отметить, что именно владельцы автомобилей Фольксваген являются лидерами по обращению на СТО из-за проблем с сажевым фильтром.

Есть несколько видов регенерации:

• активная - путем намеренного повышения температуры отработанных газов;
• пассивная - с применением катализатора;
• с помощью добавления специальных присадок к топливу.

Как только фильтр забивается, на панель приборов выводится соответствующий сигнал и активируется система EGR (рециркуляция отработанных газов - Exhaust Gas Recirculation). Мы не будем описывать все ее разновидности, но самая распространенная - отработанные газы через специальный клапан направляются обратно в цилиндры, из-за чего их температура повышается. Сажа полностью выгорает при 600°С.

В некоторых моделях непосредственно перед сажевым фильтром устанавливают специальный нагревательный элемент. Есть также такой вариант, когда серия дополнительных впрысков топлива осуществляется на такте выпуска. Одним словом, регенерацию лучше всего проводить автоматически во время движения на высоких оборотах двигателя.

Понятно, что в условиях города сложно длительное время ездить на высоких оборотах. В таких случаях можно отправиться на СТО, где фильтр промоют под давлением специальными промывками. Peugeot и Citroen нашли свой выход из ситуации, разработав систему ввода присадок в дизельное топливо для очистки от сажи. Такую систему позже применили инженеры Тойота и Форд. Присадка, содержащая церий, заливается в отдельный бачок и мелкими порциями впрыскивается в топливо, ее хватает на несколько десятков тысяч км.

У такой присадки есть минус - она оседает на дне сажевого фильтра и удалить этот осадок практически невозможно. Таким образом, ресурс работы сажевого фильтра в среднем составляет примерно 100-150 тыс. км.

Замена сажевого фильтра или полное удаление

Несмотря на регенерацию, со временем сажевый фильтр забивается настолько сильно, что очистить его невозможно никакими присадками и температурами. Промывка на СТО тоже не дает желаемого результата. Скажем сразу, что оригинальный фильтр стоит довольно дорого, даже б/у будет стоить от 15-20 тысяч, за новый же, в зависимости от модели, готовьтесь заплатить от 30-50 до 100 и выше тысяч рублей.

Можно, конечно, купить более дешевую копию или эмулятор, но редакция сайт не рекомендует этого делать, так как эта деталь должна выдерживать очень высокие температуры, а при ее производстве применяются драгоценные металлы. То есть возгорание авто вполне реально, если установить дешевый сажевый фильтр.

Но автомобилисты нашли более простое решение проблемы - полное удаление сажевого фильтра. Правда, тут понадобится помощь не только автомеханика, но и программиста, поскольку нужно внести изменения в программный код - полностью удалить данные о фильтре из Одним словом понадобится полная перепрошивка электронного блока управления.

Удаление сажевого фильтра происходит следующим образом:

• его снимают;
• металлический корпус вскрывают болгаркой;
• выбивают матрицу;
• заваривают оставшуюся банку и устанавливают обратно.

Далее перепрошивают блок управления - это самый сложный и ответственный этап, поскольку из-за неправильного перепрограммирования ЭБУ возможны проблемы с работой системы впрыска дизельного топлива. После удаления сажевого фильтра снизятся затраты на содержание автомобиля и улучшатся показатели двигателя: мощность, тяга, динамика.

Требования к чистоте выхлопа автомобильных двигателей ужесточаются ежегодно. Производители авто постоянно создают всё новые системы для защиты окружающей среды. Одним из устройств этого плана стал сажевый фильтр. Так его назвали за то, что он полностью удаляет из выхлопа автомобиля сажу и копоть.

Для чего служит сажевый фильтр

Сажевый фильтр предназначен для очищения выхлопа автомобиля от остатков несгоревшего топлива, и самое главное для понижения содержания в нём угарных газов. Правильное его название - каталитический нейтрализатор, или проще катализатор. Его задача при помощи химического процесса - катализа, преобразовывать токсичные (ядовитые) выхлопы двигателя в более безопасные для природы и людей компоненты. Многие обращали внимание на то, что из выхлопной трубы как из кондиционера капают капли воды. Можно спорить, что большинство глядя на это думали про себя, а иногда и заявляли вслух, о качестве нашего топлива. Мол это попадает много воды. Однако это не так. Появление жидкости показывает на качественную работу сажевого фильтра - катализатора.

Основной принцип действия сажевого фильтра

Как уже говорилось сажевый фильтр проводит обработку выхлопных газов с помощью реакций катализа. Проще говоря преобразует вредные вещества в пар, который конденсируясь, превращается в ту самую воду и почти безвредный выхлоп. В сажевом фильтре процесс этого превращения обеспечивают три элемента таблицы Менделеева:

Наличие этих редких и дорогих компонентов определяет высокую стоимость сажевого фильтра. Именно эти вещества вступая в реакцию превращают несгоревшие углеводороды из ряда CH в обычный пар H2O, а опасный угарный газ CO делает полезным углекислым газом. Платина и палладий работают как окислители, а родий восстановителем. По количеству активных веществ этот сажевый фильтр называется трёхкомпонентным. Рабочий сажевый фильтр снижает токсичность выхлопа до 85%.

Как устроен сажевый фильтр

Назначение катализатора указывает на то, где находится сажевый фильтр. Он расположен в системе выпуска отработанных газов. Обычно производители автомобилей стараются установить его сразу за выпускным коллектором, так как высокие температуры улучшают процессы преобразования. Однако здесь таится и свой минус. Близость к двигателю и температурный режим приводят к более быстрому износу сажевого фильтра. Состоит нейтрализатор из трёх частей:

Основой сажевого фильтра является блок нейтрализатора. Выполняется он в виде цилиндрического (иногда овального) блока тончайших трубочек. Они напоминают своим видом с торцевой части, пчелиные соты. Изнутри эти соты как раз и покрыты каталитическими компонентами, благодаря которым в них и происходит очищение выхлопа. Сверху блок покрыт специальным слоем, удерживающим тепло. Естественно, кроме входа и выхода рабочих трубок. Всё это заключено в металлический корпус повышенной прочности и жаростойкости.

Внимание! При работе двигателя сажевый фильтр в процессе катализа нагревается до 150— 200 градусов. Поэтому следует соблюдать крайнюю осторожность при работе с ним, и дать как следует остыть.

Иногда катализатор ставится непосредственно перед выпускным глушителем-резонатором. Такое расположение позволяет продлить срок службы сажевого фильтра, однако снижает его эффективность.

Электронное сопровождение работы сажевого фильтра

Нормальная работа каталитического нейтрализатора возможна только при условии качественного сжигания топлива в камерах сгорания. Горение такого уровня может обеспечить только топливная система двигателя, оснащённая ЭСУД (Электронная система управления двигателем), в которой все процессы контролируются электронным блоком, работающим на данных, получаемых с различных датчиков. Включен в эту схему и катализатор. Непосредственно перед блоком нейтрализатора, в корпус сажевого фильтра встроен специальный датчик. Его название - датчик кислорода. Обиходное прозвище Лямбда-зонд. Суть его работы в том, что, имея циркониево-платиновое покрытие, при нагреве он меняет потенциал сопротивления внешней оболочки в зависимости от степени содержания в выхлопе угарного газа. Если такое содержание начинает выходить за заданные рамки, ЭБУ сокращает время открытия форсунок и этим уменьшает подачу топлива. И при уменьшении этого показателя нормализует процесс в обратном порядке.

Системы Евро-2 и Евро-3 и 4

Первые автомобили с сажевыми фильтрами получили классификацию Евро. За чистоту отработанных газов по стандартам Европы. Однако через некоторое время была разработана и внедрена описанная выше система управления выхлопом через датчик кислорода. Эффективность очистки стала ещё выше. Срок службы сажевого фильтра увеличился. Эта система уже получила классификацию Евро-2. Как порядковый номер.

Но недостатком системы была возможность того, что при выходе из строя или удалении сажевого фильтра ЭБУ никак не реагировал. Тогда разработали систему Евро-3. Суть идеи такова: в систему, уже после блока нейтрализатора, врезали ещё один датчик кислорода. Получалось, что пока фильтр работает и всё в порядке ЭБУ видит следующую картину: показания сопротивления первого датчика - идут волнами. Уровень CO всё время меняется. В то же время показания второго датчика - ровная линия с небольшими колебаниями, то есть фильтр выполняет свою задачу. Если же показания становятся одинаковыми значит катализатор рассыпался или прогорел и ЭБУ резко сокращает впрыск. Если же сажевый фильтр забился, то линия показаний второго датчика станет ровной абсолютно. Но, впрочем, когда это происходит, водитель ощутит изменения без всяких датчиков. Заткнутая, по сути, выхлопная труба, это падение мощности более чем на 50%. Ну и в последние годы был принят автопромом за основу стандарт Евро 4. Но основным условием перехода на этот стандарт является не конструктивные изменения автомобиля, а переход всех заправочных станций на новый стандарт топлива. Многие статьи интернета важно утверждают, что для перехода автомобиля на стандарт Евро-4 нужна операция по установке специального катализатора. Такое утверждение звучит по меньшей мере странно. Дело в том, что все российские автомобили, выпущенные с 2005 года уже оборудованы сажевым фильтром, тем самым каталитическим нейтрализатором. Другой вопрос что многие владельцы его удалили. Но вопрос удаления этого устройства из системы выпуска отработанных газов тема отдельной статьи и здесь не рассматривается.

Внимание! Работы по удалению или замене фильтра стоит проводить только после консультации со специалистом.

Возможность выхода из строя сажевого фильтра

Трубки для блока нейтрализатора изготовляются из двух видов материала. Есть керамические соты и металлические. Керамические соты в работе более долговечны, так как при реакциях их поверхность не может вступать во взаимодействие с активными веществами. Кроме того, керамика в отличие от металла лучше переносит высокие температуры. Но при этом сажевый фильтр с керамической основой боится сильных встрясок и ударов, ведь этот материал более хрупок. Так что основная причина поломки - разрушение нейтрализующего блока.

В керамическом варианте он может рассыпаться, а в металлическом — прогореть. У систем с блоком, расположенным прямо за выхлопным коллектором, это очень неприятный момент. Либо осколки керамики ссыпаются вниз и забивают выход отработанных газов, либо металлический блок также падая, перекрывает выхлоп. Второй вариант - забивание рабочих сот при использовании топлива низкого качества. И последний, это выработка на внутренней поверхности сот всех активных элементов. Самый редкий случай, разрушение металлического корпуса. Во всех случаях требуется провести комплекс работ по замене или удалению сажевого фильтра. Но этот вопрос также стоит рассмотреть отдельной темой.

Сажевый фильтр для дизельных двигателей

Дизельное топливо по составу кардинально отличается от бензина и принцип работы дизелей отличен от работы обычных бензиновых ДВС. Соответственно и сажевый фильтр, каталитический нейтрализатор этих моторов, имеет отличное от бензинового строение.

Сажевый фильтр дизельных двигателей исполняется из карбида кремния и титана. Основной задачей нейтрализатора здесь, является не катализ, а простое улавливание и дожигание высокими температурами скапливающихся частиц сажи. Такие фильтры стали устанавливаться на дизельные моторы сравнительно недавно, после принятия экологических стандартов Евро-4 и Евро-5. Из особенностей этой системы можно назвать самоочищаемость этих нейтрализаторов. Электроникой предусмотрена система принудительного дожигания частиц. При накоплении в сотах сажи, включается специальный клапан, асинхронно подающий в цилиндры небольшое количество дополнительного топлива. Попадая в соты, эта смесь разогревает сажевый фильтр до температуры 500—700 градусов Цельсия принудительно выжигая осадки сажи начисто. На некоторых моделях вообще установлена ещё и дополнительная система впрыска азотной смеси в сажевый фильтр. По оценкам экспертов нейтрализаторы для дизеля по нормам Евро-5 удерживают до 95% выбрасываемой сажи. Но тему дизелей тоже стоит рассматривать как тему отдельной статьи, или даже цикла статей.

Ниже можно посмотреть интересное видео работе сажевого фильтра:

Введение в 2005 году экологического стандарта ЕВРО-4, регламентирующего количество вредных выбросов в окружающую среду автомобилями с двигателями внутреннего сгорания, вынудил производителей автомобилей применить техническое решение, которое позволило бы добиться значительного снижения выбросов вредных и опасных для здоровья человека веществ (сажа, оксид азота NOx, оксид углерода и др.)

Именно по этой причине, большинство современных дизельных автомобилей, выпущенных с 2004 года, оборудованы системой нейтрализации сажи, основным элементом которой является “противосажевый фильтр”.

Само название - «сажевый фильтр» - поясняет его предназначение: задерживать частицы сажи, которые являются продуктом сгорания дизельного топлива.

Наиболее широко распространены следующие сажевые фильтры дизельных двигателей:

1) DPF (Diesel Particulare Filter) сажевые фильтры закрытого типа
2) FAP (Filtre a Particules) сажевые фильтры закрытого типа с функцией регенерации

Принцип работы сажевого фильтра

Сажевый фильтр представляет собой металлический цилиндр, заполненный специальным жаростойким керамическим материалом с ячеистой структурой, который способен задерживать мелкие сажевые частицы. Блок управления двигателем отслеживает пропускную способность сажевого фильтра и в случае необходимости запускает регенерацию, т.е. процесс очистки фильтра от накопившейся в нем сажи. Регенерация бывает пассивной и активной. При пассивной регенерации, сажа сжигается в процессе движения машины под нагрузкой, например, при движении по трассе, когда температуре в фильтре достигает 350-400 градусов и выше. При движении по городу или на малые расстояния, в случае когда не удается разогреть сажевый фильтр до нужной температуры, а датчики фиксируют что наполненность фильтра выше нормы, то запускается процесс активной регенерации. Для этого, в цилиндры мотора, после основной порции топлива, подаётся ещё одна дополнительная, клапан EGR перекрывается, при необходимости изменяется алгоритм управления геометрией турбины. Не полностью сгоревшая смесь, через выпускной коллектор попадает в катализатор, который установлен перед сажевым фильтром, и там происходит её дожиг. При этом температура выхлопных газов проходящих через катализатор значительно повышается. Дальнейшее движение разогретых газов по выпускному тракту, приводит к повышению температуры в сажевом фильтре до 500-700 градусов. Сажа начинает выжигаться. Об этом может свидетельствовать чёрный дым, выходящий из трубы. Моментальный расход топлива и обороты холостого хода повышаются.

В системе выпуска отработавших газов турбо дизельных автомобилей отвечающих стандарту Euro-4, обычно присутствуют три датчика: датчик температуры, датчик кислорода и датчик дифференциального давления. Если блок управления двигателем выявит некорректную работу любого из компонентов системы отвечающей за контроль правильного смесеобразования, датчика кислорода, расходомера, системы EGR, датчика уровня топлива, датчика уровня реагента (мочевины), датчика уровня топлива в баке, и некоторых других, то это приведет к невозможности проведения регенерации сажевого фильтра. Как правило, в таких случаях, активируется аварийный режим работы двигателя (на панели приборов загорится предупреждающий символ, мотор потеряет тягу, максимальные обороты снизятся до 2500-3000 мин-1, повысится расход топлива и увеличится дымность выхлопа) Важно отметить, что многочисленные неудачные попытки регенерации сажевого фильтра не проходят бесследно для автомобиля. Во время процесса регенерации, обогащённая топливо-воздушная смесь не сгорает полностью, и часть несгоревшего топлива все же попадает в моторное масло, и тем самым разжижает его. Со временем, можно заметить, что уровень масла стал значительно выше отметки “max”. Это не только снижает смазывающие и защитные свойства масла, что может нанести вред мотору. Масло с низкой вязкостью легче преодолевает уплотнения, и его подтекания могут быть выявлены в самых неожиданных местах. А попадание масла внутрь интеркулера, и затем вместе с нагнетаемым воздухом в цилиндры двигателя, может вызвать процесс неконтролируемого горения, вплоть до физического разрушения мотора.

Последствия эксплуатации авто с засоренным сажевым фильтром

Volkswagen Multivan сажевый фильтр забился, но автомобиль продолжали эксплуатировать дальше, что привело к разрушению фильтра. Обломкам фильтра преградил путь датчик температуры выхлопных газов, что привело к полному закупориванию выхлопной системы. В выпускном коллекторе создалось высокое противодавление отработавших газов, от высокой температуры и давления его поверхность повело и газы начали прорываться через прокладку выпускного коллектора. В результате пришлось заменить турбину, выпускной коллектор и клапан EGR. Сажевый фильтр был удален и заменена программа управления двигателем для корректной работы без фильтра.

Часто, непроходимость сажевого фильтра и высокое давление внутри выпускного тракта служит причиной выхода из строя клапана EGR системы рециркуляции отработанных газов. И наоборот, неисправный клапан EGR может стать первопричиной выхода из строя сажевого фильтра.

Выявление проблемы с сажевым фильтром

Чем раньше будет выявлена проблема с сажевым фильтром, тем лучше. Регулярная диагностика и своевременное прохождение ТО, помогут решить проблему на ранней стадии.

Симптомами проявления проблем с сажевым фильтром являются:

Снижение тяги мотора
- периодически появляющаяся повышенная дымность выхлопных газов
- повышенный расход топлива
- неустойчивые обороты холостого хода
- повышенный уровень моторного масла в двигателе
- неестественный, шипящий звук при работе двигателя
- предупреждающий сигнал в виде иконки DPF фильтра на панели приборов

Какие «плюсы» удаления сажевого фильтра?

Отсутствие подобных проблем в будущем
- восстановление тяговых характеристик двигателя
- снижение среднего расхода топлива
- отпадает необходимость использования дорогостоящих моторных масел
предназначенных для автомобилей с сажевыми фильтрами
- отсутствие необходимости заправки реагентами (AdBlue, EOLYS и др.)
- стоимость процедуры удаления во много раз ниже стоимости нового сажевого фильтра, срок службы которого при эксплуатации в наших условиях существенно ниже регламентированного заводом изготовителем

К сведению

Срок службы нового сажевого (FAP/DPF) фильтра при использовании нашего дизельного топлива и при эксплуатации в нашей климатической зоне, составляет приблизительно 20…120 тыс. км.

Цена нового сажевого фильтра находится в диапазоне 900…3000 euro.

Если экономическая составляющая ремонта Вашего авто является для Вас важной, а покупка нового сажевого фильтра Вас не устраивает ввиду большой стоимости, то вариант оперативного удаления сажевого фильтра является оптимальным и наиболее выгодным решением, как для Вас, так и для Вашего автомобиля.

На легковых автомобилях с дизельным двигателем в составе выпускной системы с 2000 года применяется сажевый фильтр. С введением норм Евро-5 в январе 2011 года применение сажевого фильтра на легковых автомобилях с дизельным двигателем является обязательным.

Дизельный сажевый фильтр (в английском варианте Diesel Particulate Filter, DPF, в французском варианте Filtre a Particules, FAP, в немецком варианте RubPartikelFilter, RPF) предназначен для снижения выброса сажевых частиц в атмосферу с отработавшими газами. Применения фильтра позволяет добиться снижения частиц сажи в отработавших газах до 99,9 %.

В дизельном двигателе сажа образуется при неполном сгорании топлива. Частицы сажи имеют размер от 10 нм до 1 мкм. Каждая частица состоит из углеродного ядра, с которым соединены углеводороды, оксиды металлов, сера и вода. Конкретный состав сажи определяется режимом работы двигателя и составом топлива.

В выпускной системе сажевый фильтр располагается за каталитическим нейтрализатором . В ряде конструкций сажевый фильтр объединен с каталитическим нейтрализатором окислительного типа и располагается сразу за выпускным коллектором там, где температура отработавших газов максимальна. Он называется сажевый фильтр с каталитическим покрытием.

Основным конструктивным элементом сажевого фильтра является матрица, которая изготавливается из керамики (карбида кремния). Матрица помещена в металлический корпус. Керамическая матрица имеет ячеистую структуру, состоящую из каналов малого сечения, попеременно закрытых с одной и с другой стороны. Боковые стенки каналов имеют пористую структуру и играют роль фильтра.

В сечении ячейки матрицы имеют квадратную форму. Более совершенными являются входные ячейки восьмиугольной формы. Они имеют большую площадь поверхности (по сравнению с выходными ячейками), пропускают больше отработавших газов и обеспечивают больший срок службы сажевого фильтра.

В работе сажевого фильтра различается два последовательных этапа: фильтрация и регенерация сажи. При фильтрации происходит захват частиц сажи и оседание их на стенках фильтра. Наибольшую сложность для задержания представляют частицы сажи малого размера (от 0,1 до 1 мкм). Их доля невелика (до 5%), но это самые опасные для человека выбросы. Современные сажевые фильтры задерживают и эти частицы.

Скопившиеся при фильтрации частицы сажи создают препятствие для отработавших газов, что приводит к снижению мощности двигателя. Поэтому периодически требуется очистка фильтра от накопившейся сажи или регенерация. Различают пассивную и активную регенерацию сажевого фильтра. В современных фильтрах используется, как правило, пассивная и активная регенерация.

Пассивная регенерация сажевого фильтра осуществляется за счет высокой температуры отработавших газов (порядка 600°С), которая достигается при работе двигателя с максимальной нагрузкой. Другим способом пассивной регенерации является добавление в топливо специальных присадок, которые обеспечивают сгорание сажи при более низкой температуре (450-500°С).

При определенных режимах работы двигателя (небольшая нагрузка, движение в городе и др.) наблюдается недостаточно высокая температура отработавших газов и пассивная регенерация происходить не может. В этом случае осуществляется активная (принудительная) регенерация сажевого фильтра.

Активная регенерация сажевого фильтра производится путем принудительного повышения температуры отработавших газов в течение определенного промежутка времени. Накопленная при этом сажа окисляется (сгорает). Различают несколько способов увеличения температуры отработавших газов при активной регенерации:

• поздний впрыск топлива;
• дополнительный впрыск топлива на такте выпуска;
• использование электрического нагревателя перед сажевым фильтром;
• впрыск порции топлива непосредственно перед сажевым фильтром;
• нагрев отработавших газов микроволнами.

Конструкция сажевого фильтра и систем, обеспечивающих его работу, постоянно совершенствуется. В настоящее время наиболее востребован сажевый фильтр с каталитическим покрытием и сажевый фильтр с системой ввода присадок в топливо.

Сажевый фильтр с каталитическим покрытием

Сажевый фильтр с каталитическим покрытием применяется на автомобилях концерна Volkswagen и ряда других производителей. В работе сажевого фильтра с каталитическим покрытием различают активную и пассивную регенерацию.

При пассивной регенерации происходит непрерывное окисление сажи за счет действия катализатора (платины) и высокой температуры отработавших газов (350-500°С). Цепочка химических преобразований при пассивной регенерации имеет следующий вид:

• оксиды азота вступают в реакцию с кислородом в присутствии катализатора с образованием диоксида азота;
• диоксид азота вступает в реакцию с частицами сажи (углеродом) с образованием оксида азота и угарного газа;
• оксид азота и угарный газ вступают в реакцию с кислородом с образованием диоксида азота и углекислого газа.

Активная регенерация происходит при температуре 600-650°С, которая создается при помощи системы управления дизелем . Необходимость активной регенерации определяется на основании оценки пропускной способности сажевого фильтра, которая осуществляется с помощью следующих датчиков системы управления дизелем: расходомера воздуха ; температуры отработавших газов до сажевого фильтра; температуры отработавших газов после сажевого фильтра; перепада давления в сажевом фильтре.

На основании электрических сигналов датчиков электронный блок управления производит дополнительный впрыск топлива в камеру сгорания, а также снижает подачу воздуха в двигатель и прекращает рециркуляцию отработавших газов. При этом температура отработавших газов поднимается до требуемой для рециркуляции величины.

Сажевый фильтр с системой ввода присадок в топливо

Сажевый фильтр с системой ввода присадок в топливо является разработкой концерна PSA (Peuqeot-Citroen). Так как первопроходцами использования присадок для регенерации являются французы, за фильтром закрепилось название FAP-фильтр (от французского Filtre a Particules). Аналогичный подход реализован в сажевых фильтрах других автопроизводителей (Ford, Toyota).

В системе используется содержащая церий присадка, которая добавляется в топливо и обеспечивает сжигание сажи при более низкой температуре (450-500°С). Но и эта температура отработавших газов не всегда может быть достигнута, поэтому в системе периодически выполняется активная регенерация сажевого фильтра. Сажевый фильтр устанавливается, как правило, отдельно за каталитическим нейтрализатором.

Присадка хранится в отдельном бачке, емкостью 3-5 л, которой хватает на 80-120 тыс. км пробега (срок службы фильтра). Конструктивно бачок может находиться в топливном баке или вне его. Уровень присадки в бачке контролируется с помощью датчика поплавкового типа. В топливный бак присадка подается с помощью электрического насоса. Подача присадки осуществляется при каждой заправке топливного бака пропорционально заправляемому объему топлива. Начало и продолжительность подачи присадки регулируется блоком управления двигателем (в некоторых конструкциях отдельным электронным блоком).

Побочным эффектом применения присадки является то, что при сгорании она оседает в виде золы на стенки фильтра и не выводится из него, что сокращает ресурс устройства. Срок службы современного сажевого фильтра составляет 120000 км пробега. Производители декларируют выпуск в ближайшее время фильтра с ресурсом 250000 км.

Ввиду высокой стоимости сажевые фильтры, выработавшие ресурс, автовладельцами, как правило, не заменяются, а удаляются с последующей перепрошивкой системы управления двигателем.