Сажевый фильтр для бензинового двигателя. Сажевый фильтр: для чего нужен на дизеле и принцип его работы Зачем нужен сажевый фильтр на дизеле

Дизельные моторы были изобретены достаточно давно, но технология продолжает развиваться по сей день. Одним из последних нововведений стало использование сажевого фильтра. С начала 2000-х автомобили Вольво, БМВ и Мерседес стали активно применять его в новых моделях. После того, как в Евросоюзе была принята норма Евро-5, сажевый фильтр стал неизменной составляющей моторов на дизельном топливе.

Для чего нужен сажевый фильтр на дизеле

Дизельный сажевый фильтр имеет несколько аббревиатур. Например, в автомобиле Форд Куга он будет обозначаться DPF, в автомобилях Фольксваген, Ауди и Опель Астра 2.2 – RPF, а в Рено Меган 3 или Рено Лагуна 3 – FAP. Все это аббревиатуры с английского, французского и немецкого языка. Поэтому не удивляйтесь, если на приборной панели появится одно из этих обозначений. Значит, фильтр нуждается в сервисе.

Это маленькое приспособление имеет огромное значение для экологии, так как помогает уменьшить количество выбросов в окружающую среду. Моторы без сажевого фильтра выбрасывают в воздух на 99% больше отходов.

Дизельные моторы в отличие от бензиновых аналогов сжигают горючие не полностью, в результате формируется сажа. Микрочастицы сажи размером от 0,1 микрон до 1 микрона, в их состав входят пары воды, сера, соединения углеродов и тяжелые металлы. Более конкретный состав зависит от качества дизеля и типа двигателя. Если это отложение вовремя не прочистить, то фильтр придется заменить новым. Цена на него достаточно «кусачая»: от 900 до 3000 евро, зависит от марки машины.

Где находится сажевый фильтр

Сажевый фильтр находится в выхлопной трубе. В некоторых автомобилях он может располагаться за каталитическим конвектором или быть объединенным с ним. В таком случае фильтр находится за выпускным распределителем. В этом месте жар отработанных газов достигает максимума.

Видеоролик про сажевый фильтр

Как выглядит сажевый фильтр

Важнейшей частью сажевого фильтра является керамическая матрица, ее изготовляют из карборунда. Для того, чтобы матрицу было удобно крепить, ее помещают в металлическую основу. Если ближе рассмотреть керамическую матрицу, то будет видно, что она состоит из ячеек малого сечения, которые попеременно закрываются с обеих сторон. Также в конструкции предусмотрены торцевые стенки с губчатой структурой, выполняющие роль дополнительного фильтра.

В первых вариантах матрицы, ячейки имели прямоугольную форму. Сейчас производители постепенного переходят на восьмиугольную, поскольку она более практична. Дело в том, что такая форма дает преимущество: появляется возможность разместить большее количество ячеек и продлить жизнь фильтру.

Принцип работы сажевого фильтра

Проходя через сажевый фильтр, сажа проходит два основных этапа: фильтровка и очистка. Во время первого микрочастицы сажи проходят через фильтр и оседают на его стенках. Самым сложным в этом процессе является захват микроскопических частиц размером до 1 микрона. На них приходится всего 5% от общей массы выхлопных газов, но они самые нежелательные для организма человека. Благо инновационные технологии позволяют задерживать даже такие микрочастицы.

Скапливающиеся во время фильтрации микрочастицы образуют сажу, препятствующую выходу отработанных газов. В следствие теряется тяга мотора. Поэтому фильтр нуждается в регулярной очистке. В наши дни существует два способа очистки: спокойный и инициативный. В новых фильтрах обычно применяют обе технологии.

Спокойный метод происходит за счет конструкторских особенностей выхлопной трубы. Как уже упоминалось, сажевый фильтр находится в месте, где жар от газов самый сильный (может достигать 1000 °С). Либо при использовании особых добавок, которые впрыскиваются в топливо. Они способны обеспечить окисление сажи при 450-550 °С.

Такие присадки необходимы при слабой нагрузке мотора, например, при движении в условиях городской езды. Тогда мотор не способен генерировать достаточную температуру для сгорания нежелательной сажи. В этих случаях и используется принудительная спокойная регенерация.

Провести интенсивную очистку немного сложнее, поскольку она нуждается в дополнительных действиях, после чего температура поднимается до 600-700 °С. Для этого существует несколько способов:

• Впрыск горючего с задержкой
• Дополнительный впрыск горючего во время впуска
• Применение электронагревателя перед фильтром
• Впрыск горючего перед сажевым фильтром
• Нагревание газов микроволнами
• Конструкторы стараются облегчить процесс регенерации, поэтому современные фильтры все чаще оснащают бачком с добавкой для горючего.

Сажевый фильтр с катализатором

Ряд производителей используют для некоторых моделей автомобилей (Санта Фе, Туарег 3.0, Ниссан Х Трейл) сажевый фильтр с каталогизатором, который способен обеспечить одновременно активную и пассивную очистку фильтра.

Работу данной системы обеспечивает пластина с катализатором. При этом проходит спокойная и интенсивная очистка.

Спокойная очистка происходит беспрерывно. Покрытие позволяет окислить сажу. Благодаря чему она сгорает, образуя монооксид углерода и диоксид углерода. Процесс осуществляется при 300-400 °С.

Интенсивная очистка происходит за счет нагнетания жара газов (свыше 600 °С) механизмом управления дизеля. Определить, когда фильтр нуждается в активной чистке, можно с помощью специальных датчиков. К ним относится: воздушный расходомер, термометр отработанных газов и манометр.

Когда датчики сигнализируют, что фильтр пора чистить, компьютер активизирует процесс интенсивной очистки. Во-первых, увеличивается впрыск горючего внутри камеры сгорания. Во-вторых, прикрывается клапан, отвечающий за количество подачи кислорода в мотор. А также отключается процесс рециркуляции выхлопов. Все это позволяет создать необходимые условия для интенсивной чистки.

Сажевый фильтр с бачком для добавок в топливо

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

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

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

Замена сажевого фильтра

Когда фильтр будет забит окончательно, то его придется удалить физически и программно. То есть придется дополнительно перешивать программу компьютера, иначе он выдаст ошибку.

При желании новый сажевый фильтр можно не устанавливать. В России штраф за его отсутствие не предусмотрен. При этом улучшиться тяга двигателя, снизится расход топлива и можно будет заливать зольное масло. Однако в Европе за такую езду светит штраф, практически равноценный стоимости замены фильтра.

Как продлить жизнь сажевому фильтру

После окончания цикла использования сажевого фильтра, купить новый не так просто, стоит он немало. Поэтому важно продлить жизнь своему во время эксплуатации. Для этого нужно своевременно чистить его и выбирать правильное моторное масло.

Сейчас выпускаются зольные, малозольные и сверхмалозольные виды моторного масла. Зола от масла оседает на поверхности камеры сгорания, а после собирается внутри сажевого фильтра. Это означает, что содержание золы в масле напрямую влияет на длительность срока эксплуатации фильтра. Так что хорошее масло и своевременный сервис могут помочь продлить жизнь сажевому фильтру на несколько десятков тысяч километров.

• Новости
• Практикум

Запрет на ручные радары ГИБДД: в некоторых регионах он снят

Напомним, что запрет ручных радаров для фиксации нарушений ПДД (модели «Сокол-Виза», «Беркут-Виза», «Визир», «Визир-2М», «Бинар» и др.) появился после письма главы МВД Владимира Колокольцева о необходимости борьбы с коррупцией в рядах сотрудников ГИБДД. Запрет начал действовать 10 июля 2016 года во многих регионах страны. Впрочем, в Татарстане инспекторы ДПС, ...

Владельцы Mercedes забудут, что такое проблемы с парковкой

По словам Цетше, которые приводит Autocar, в ближайшем будущем автомобили станут не просто транспортными средствами, а персональными помощниками, которые здорово упросят жизнь людям, перестав провоцировать стрессы. В частности, гендиректор Daimler заявил, что вскоре на автомобилях Mercedes появятся специальные датчики, которые «будут отслеживать параметры организма пассажиров и корректировать ситуацию...

В Германии улитки стали причиной аварии

Улитки во время массовой миграции ночью пересекали автобан неподалёку от немецкого города Падерборн. К раннему утру дорога не успела высохнуть от слизи моллюсков, что стало причиной аварии: автомобиль Trabant занесло на мокром асфальте, и он перевернулся. Как сообщает The Local, машина, которую немецкая пресса иронично именует «бриллиантом в короне немецкой...

Штрафы ГИБДД пустят на строительство дорог

Проект соответствующих поправок в Бюджетный кодекс разработало Министерство транспорта РФ. Как сообщают «Известия», благодаря изменениям субъекты федерации будут обязаны передавать дорожные платежи и штрафы в местные дорожные фонды. О подготовке соответствующей инициативы министр транспорта РФ Максим Соколов заявлял еще в апреле. Проект предполагает 10 видов платежей напрямую...

Московский каршеринг оказался в центре скандала

Как рассказал один из участников сообщества «Синие Ведерки», воспользовавшийся услугами «Делимобиля», компания в случае ДТП с участием арендованного автомобиля требует от пользователей компенсировать стоимость ремонта и дополнительно взимает штраф. Кроме того, автомобили сервиса не застрахованы по каско. В свою очередь представители «Делимобиль» на официальной странице в Facebook дали официальные...

Видео дня: электромобиль набирает 100 км/ч за 1,5 секунды

Электрический болид под названием Grimsel смог разогнаться с места до 100 км/ч за 1,513 секунды. Достижение было зафиксировано на взлетно-посадочной полосе авиационной базы в Дюбендорфе. Болид Grimsel представляет собой экспериментальный автомобиль, разработанный студентами Швейцарской высшей технической школы Цюриха и Университета прикладных наук Люцерна. Автомобиль создан для участия...

Четверо бездомных и священник поехали на тракторах из Польши во Францию

Путешественники планируют проехать на своих мини-тракторах, скорость которых не превышает 15 км/ч, весь путь из польского города Явожно до Базилики Святой Терезы во французском городе Лизьё, сообщает «Рейтер». По задумке участников необычного пробега, путь в 1700 км должен стать аллюзией на знаменитый фильм Дэвида Линча «Простая история», ...

В Хельсинки запретят личные автомобили

Для того, чтобы воплотить столь амбициозный план в реальность, власти Хельсинки намерены создать максимально удобную систему, в которой границы между личным и общественным транспортом будут стёрты, сообщает Autoblog. Как рассказала специалист по транспорту мэрии Хельсинки Соня Хейккиля, суть новой инициативы довольно проста: у горожан должна быть...

В новом календаре Pirelli снимется профессор МГУ

В съемках культового календаря приняли участие голливудские звёзды Кейт Уинслет, Ума Турман, Пенелопа Круз, Хелен Мирен, Леа Сейду, Робин Райт, а специально приглашенным гостем стала профессор МГУ Анастасия Игнатова, сообщает Mashable. Съемки календаря проходят в Берлине, Лондоне, Лос-Анджелесе и французском городке Ле Туке. Как...

Названа средняя цена нового автомобиля в России

Если в 2006 году средневзвешенная цена машины составляла примерно 450 тыс. рублей, то в 2016 - уже 1,36 млн рублей. Такие данные приводит аналитическое агентство «Автостат», изучившее ситуацию на рынке. Как и 10 лет назад, самыми дорогими на российском рынке остаются иномарки. Сейчас средняя цена нового автомобиля...

ГДЕ можно купить новую машину в Москве?, где продать машину в москве быстро.

Где можно купить новую машину в Москве? Количество автосалонов в Москве скоро достигнет отметки в тысячу. Сейчас в столице можно купить практически любой автомобиль, даже Ferrari или Lamborghini. В борьбе за клиента салоны идут на всевозможные хитрости. Но ваша задача...

На чем ездили звезды в 20 веке и сегодня?

Уже давно всем понимают, что автомобиль — это не просто средство для передвижения, а показатель статуса в обществе. По машине можно запросто определить к какому классу относится ее владелец. Это относится, как к простому человеку, так и к эстрадным звездам. ...

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.

В законодательстве по токсичности ОГ EURO 6c предельные значения массы частиц (PM) и количества частиц (PN) ограничены еще жестче. Основанием для этого служит тот факт, что у современных ДВС с непосредственным впрыском не создается такая однородная топливо-воздушная смесь, как с впрыском во впускной коллектор.

Поэтому при сгорании топлива образуется больше частиц. Для соответствия предельным значениям, среди прочего, устанавливается сажевый фильтр для бензинового двигателя.

Пример: Двигатель B48 у F22/F23

Описание функционирования

Монтажное положение сажевого фильтра для бензинового двигателя

Сажевый фильтр для бензинового двигателя устанавливается на месте среднего глушителя за катализатором. В будущем у т/с сажевый фильтр для бензинового двигателя будет устанавливаться ближе к двигателю в общем корпусе с катализатором.

Для однозначной идентификации следует проверить монтажное положение датчика давления наддува.

Если датчик давления ОГ расположен на выходе катализатора, то сажевый фильтр для бензинового двигателя расположен дальше от двигателя в днище т/с вместо среднего глушителя. Если датчик давления ОГ расположен по центру на корпусе катализатора, то сажевый фильтр для бензинового двигателя установлен ближе к двигателю.

Монтажное положение сажевого фильтра для бензинового двигателя ближе к двигателю способствует регенерации (обгорание сажи), поскольку проще достигаются необходимые для этого температуры ОГ.

Конструкция и функционирование сажевого фильтра для бензинового двигателя

Сажевый фильтр для бензинового двигателя пронизан множеством каналов, по которым проходят ОГ. Стенки сажевого фильтра для бензинового двигателя пористые для прохождения ОГ. Частицы (сажа и зола) оседают в каналах.

Каналы сажевого фильтра для бензинового двигателя закрыты по краям. Каждый впускной канал окружен 4 выпускными каналами. Частицы оседают в покрытии впускных каналов. Там остаются частицы, которые сгорают при повышении температуры отработавших газов и необходимом количестве кислорода. Очищенный отработавший газ проникает через пористые стенки с покрытием из выпускных каналов.

Отложения сажи со временем забивают сажевый фильтр для бензинового двигателя. Поэтому их следует сжигать. Это происходит, когда температура отработавших газов превышает температуру воспламенения сажи. Данный процесс называется регенерацией. При этом частицы углерода превращаются в газообразную двуокись углерода (CO2 ) при помощи окисления.

Отложения сажи начинают сгорать при температурах от 600 °C. Быстрая и эффективная регенерация достигается только от температуры 700 °C. Так как данная температура достигается только при соответствующей высокой нагрузке, наряду с естественной регенерацией (обгорание сажи при избытке воздуха в режиме принудительного холостого хода) сажевого фильтра для бензинового двигателя применяются дополнительные меры. Так температура отработавших газов искусственно повышается путем регулировки угла зажигания. Как правило, водитель не ощущает этих процессов.

Датчик давления ОГ

В бензиновом двигателе по сравнению с дизельным перепад давлений не измеряется до и после сажевого фильтра. Вместо этого датчик давления ОГ в бензиновом двигателе измеряет давление ОГ перед сажевым фильтром для бензинового двигателя и давление окружающей среды.

Цифровая электронная система управления двигателем (DME) по сигналам от датчика давления наддува и по другим сигналам (например, воздушной массы) рассчитывает поток отработавших газов.

На основе потока отработавших газов в сочетании с измеренным давлением окружающей среды рассчитывается значение давления ОГ после сажевого фильтра для бензинового двигателя. Рассчитанный перепад давлений до и после сажевого фильтра для бензинового двигателя сообщает о степени загрузки сажевого фильтра для бензинового двигателя. цифровая электронная система управления двигателем (DME) активирует регенерацию при превышении допустимой степени загрузки.

Системные функции

Регенерация

В зависимости от манеры езды и состояния обслуживания т/с сажевый фильтр для бензинового двигателя рассчитан на пробег около 240000 км. По достижении этого пробега сажевый фильтр для бензинового двигателя следует заменять вместе с корпусом. Для этого система выпуска отработавших газов снимается и ставится новый сажевый фильтр для бензинового двигателя.

Информацию о степени загрузки предоставляет диагностическая система. По достижении максимального пробега регистрируется ЗУ неисправностей, которое считывается диагностической системой. В т/с по достижении максимального пробега сервисная информация не отображается.

Для сохранения давления ОГ в допустимых пределах увеличивается количество циклов регенерации по мере повышения степени загрузки сажевого фильтра для бензинового двигателя золой. При максимальной степени загрузки золой сажевого фильтра для бензинового двигателя он не в состоянии свободно прогорать. Как следствие происходит постепенное уменьшение мощности двигателя. При превышении снижения мощности 30 % цифровая электронная система управления двигателем (DME) активирует сигнальную лампу токсичности отработавших газов. Система управления двигателем переходит в аварийный режим.

Возможности регенерации

• Нормальная регенерация: осуществляется в зависимости от характера движения. Обгорание сажи возможно только при избытке воздуха в режиме принудительного холостого хода в режиме принудительного холостого хода и при соответствующей высокой температуре отработавших газов.
• Рассчитанная регенерация: циклическая регенерация на основе характера движения.
• Регенерация каждые 10 000 км: установленный цикл регенерации.

Впрыск

Для улучшения параметров выбросов вредных веществ (частиц) для EURO 6c установлены новые форсунки. Форсунки имеют новую геометрию для впрыска. На нижеследующем графике показано изменение:

Указания для службы сервиса

Общие указания

Указания по диагностике

Сажевый фильтр для бензинового двигателя диагностируется при помощи диагностической системы. Для этого предусмотрены тестовые модули для датчика давления ОГ и сажевого фильтра для бензинового двигателя.

Для сервисной функции замену сажевого фильтра для бензинового двигателя следует регистрировать.

Оставляем за собой право на опечатки, смысловые ошибки и технические изменения.

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.

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.