Фильтр dpf – Дизельный сажевый фильтр DPF — проблема большинства современных дизелей — Stoppanic

Содержание

Для чего нужен сажевый DPF/FAP фильтр

В настоящее время в Европе действует стандарт «Евро-6», а в России – менее строгий «Евро-5», регламентирующие нормы выхлопа вредных веществ в атмосферу.

Обозначенные выше документы фиксируют ограничения на выбросы вредных веществ для всех типов легковых автомобилей, работающих на горючем топливе (дизель, бензин), поэтому мы в нашей статье остановимся подробнее на сажевых фильтрах DPF для автомобилей, использующих в качестве топлива – дизель (солярку).

Цикл поджига и горения дизельного топлива существенно отличается от горения бензина. Если высокооктановые смеси сгорают практически полностью, то дизель оставляет после себя след в виде сажи. Именно ее и должен убирать из выхлопов сажевый фильтр.

Сажевые фильтры могут иметь различные названия, которые меняются от страны к стране и от марки к марке.

Так, DPF — аббревиатура от англ. обозначения Diesel Particulate Filter,
FAP – аббревиатура, пришедшая из Франции — Filtre a Particules,
А RPF – от RubPartikelFilter, из Германии.

Дизельный сажевый фильтр имеет одно основное назначение – очищать отработанные газы дизельного двигателя внутреннего сгорания от сажи, которая поступает в виде мелких механических частиц размером от 10 нм до 1 мкм. При детальном разборе видно, что частицы эти представляют собой соединения углерода с водой, тяжелыми металлами, серой и другими элементами.

Физически фильтрующий элемент может выполняться в виде отдельного корпуса, устанавливаемого в системе отвода выхлопных газов сразу после каталитического нейтрализатора. В отдельных моделях автомобилей сажевый фильтр и катализатор объединены в один корпус.

В качестве фильтрующего элемента чаще всего выступает жесткий материал с кристаллической пористой структурой, например, матрица из керамики (карбид кремния или другие соединения).

Как понять, что фильтр DPF заполнен

Керамическая матрица, которая отвечает за очистку выхлопных газов от примесей сажи, накапливает ее в своих порах.

Это со временем ухудшает ее фильтрующие свойства, затрудняет выход выхлопных газов, что в свою очередь создает дополнительную нагрузку на двигатель, так как камера сгорания очищается не полностью от продуктов сгорания.

Выхлопная система с сажевым фильтром в современном авто

По этой причине требуется регулярная очистка DPF фильтра (FAP или RPF) – так называемая регенерация.

Контроль уровня загрязненности сажевого фильтра осуществляют специальные датчики.

Наиболее распространенный метод оценки загрязненности сажевого фильтра – анализ разницы давлений на входе и на выходе узла. Чем выше разница, тем выше степень загрязненности (газы испытывают затруднения при прохождении через решетку, что вызывает повышение давления на входе и понижение на выходе).

Еще один тип датчиков – кислородные, они контролируют уровень содержания кислорода в отработанной смеси, соответственно, применение двух датчиков на входе и выходе из сажевого фильтра позволяет оценить, уменьшилось или нет содержание других примесей, то есть, произошло или нет очищение.

На дисплее вашей приборной панели автомобиля будет показана соответствующая ошибка.

В большинстве современных автомобилей применяются саморегенерирующие фильтры. Им для запуска процесса самоочищения необходим определенный режим работы двигателя.

Когда машина перемещается преимущественно на короткие расстояния без регулярного прогрева сажевого фильтра, это может послужить причиной его необратимого заполнения механическими частицами сажи. В этом случае без посещения пункта технического обслуживания или даже салона официального дилера не обойтись, так как код ошибки может быть устранен только в официальном сервисном центре.

Отключение и регенерация

Различают два типа регенерации сажевых фильтров:

Пассивный.
Активный.

Первый тип регенерации возможен только на фильтрах с каталитическим покрытием. Ввиду того, что для нормальных химических реакций по сжиганию сажи требуется температура свыше 600°C, для ускорения и облегчения реакции окисления (горения) применяются так называемые катализаторы (вещества, которые изменяют условия происхождения химических реакций без собственного расходования).

Так, использование платинового покрытия сажевого фильтра снижает температуру сжигания сажи до планки в 300°C. То есть сгорание сажи с использованием катализатора (каталитического покрытия) происходит при естественной работе двигателя, совершенно незаметно для пользователя. Запускать какую-либо процедуру очистки нет необходимости.

Активный тип регенерации предполагает изменение работы двигателя или введение особых присадок в топливо для того, чтобы повысить температуру выхлопных газов на входе в сажевом фильтре до 600°C. То есть такой тип регенерации требует участия или каких-либо активных действий владельца дизельного автомобиля (ручной запуск процедуры очистки или добавление присадок).

Встроенные датчики анализируют текущий уровень загрязненности фильтрующего элемента, и при необходимости сигнализируют пользователю о возникшей неисправности (индикация может происходить на приборной панели или через дисплей бортового компьютера, в зависимости от модели машины и ее оснащения).

Увидев сигнал о засорившемся сажевом фильтре, пользователь может запустить процедуру регенерации в ручном режиме.

Процедуры в различных моделях автомобилей и у разных производителей могут отличаться последовательностью действий, но суть сводится к тому, что за счет изменения тактов выпуска отработанных газов повышается их температура, что в свою очередь разогревает до нужного показателя керамическую решетку фильтра и сжигает сажу.

Если проведение процедуры регенерации в ручном режиме по какой-то причине не очищает фильтр (возможен простой износ оборудования, сильное засорение керамической матрицы, частая езда на короткие дистанции по городу, без полноценного прогрева системы отвода выхлопов, когда фильтр не может самостоятельно очиститься и т.п.), система может изменить статус ошибки. Теперь снять ее сможет только официальный сервисный центр.

Специалисты пункта технического обслуживания в свою очередь могут предложить провести профессиональную процедуру очистки фильтра (с помощью химических реагентов и т.п.) или полностью заменить агрегат на новый.

Ввиду высокой стоимости полной замены, некоторые СТО предлагают более дешевую процедуру удаления фильтра с установкой оборудования, обманывающего датчик загрязненности (ошибка может быть снята и программным способом). Это, естественно, увеличивает показатели выброса вредных веществ в атмосферу. Законность процедуры оставим на совести СТО и владельцев авто.

Стоит ли удалять сажевый фильтр

С одной стороны, удаление сажевого фильтра – разовая процедура, позволяющая экономить на периодической замене или прочистке узла, мощность двигателя при отсутствующем фильтре незначительно возрастает (так как нет сопротивления отводу выхлопным газам). С другой стороны – растут выбросы, а вероятность прохождения регулярного государственного технического осмотра сводится к нулю.

Ездить автомобиль сможет и с ошибкой на дисплее. Но стоит иметь ввиду, что засорившийся фильтр увеличивает сопротивление в выхлопной трубе.

Неправильное аппаратное удаление узла может вызвать ошибку, из-за которой двигатель откажется заводиться.

Стоит оставить сажевый фильтр или убрать его совсем – решать каждому владельцу самостоятельно. Однако, не стоит упускать из вида тот факт, что в случае отрицательного результата при прохождении техосмотра может потребоваться установка нового агрегата, а значит процедура удаления – это лишние неоправданные расходы, которые лишь отсрочили неизбежную процедуру замены.

Очистка сажевого фильтра DPF в дизельном автомобиле

В какой-то момент эти проблемы проявляются как постепенное ухудшение характеристик и увеличение расхода топлива, эти симптомы чаще всего замечает сам водитель. Наконец, если пассивная регенерация выходит из строя, во многих случаях перед предупреждающим аварийным режимом появляется предупреждающий сигнал, начнется активная регенерация.

В том случае если неисправность вашего автомобиля застала вас в расплох, всегда можно обратиться за помощью специалистов. В том случае если автомобиль нельзя доставить в сервис своим ходом, всегда можно заказать эвакуатор на Ярославке, который в кратчайшие сроки прибудет на место, организует погрузку вашего автомобиля и доставит его в автосервис.

Часто этот цикл повторяется в течение нескольких недель, постепенно уменьшая возможности фильтра DPF. Как следствие, на практике применяются принудительная, статическая регенерация, полная замена фильтра DPF или даже обнаружения других повреждений, что было распространенным сценарием для многих автомобилистов.

Короткий пробег автомобиля, характеризующийся большим количеством остановок и повторным запуском, может означать реальную катастрофу для любого современного автомобиля, оснащенного фильтром DPF. Эта ситуация в основном относится к автобусам, на которые особенно влияет эта проблема.

Очистка сажевого фильтра дизельного двигателя

Они нередко способны достигать достаточно высокой температуры для сажи во время пассивной регенерации фильтра DPF. Даже если у водителя автобуса действительно есть время, чтобы активировать вынужденную статическую регенерацию, он вряд ли пойдет на это, так как запуск активной регенерации достаточно время затратный процесс.

Выход из DPF, частично заблокированного на весь день работы, повлечет последствия не только для двигателя, но и для фильтра DPF, что приведет к увеличению выбросов и сокращению диапазона. Хорошо известно, что предположительный срок службы DPF в этом случае значительно уменьшится, если он не обслуживается должным образом.

Одной из причин является накопление золы, которая является основным драйвером внутреннего потребления материала в фильтре DPF, особенно когда регенерация DPF может быть осуществлена только посредством активных и принудительных циклов.

В то время как служба DPF связана с расходами, отчистка ее от сажи – это определенно вмешательство, требующее внимания, даже если вы отключите его на некоторое время. В конце концов, частичное закрытие лучше, чем общее.

Хотя услуга DPF является фактором снижения риска, это все же затраты для любого бизнеса. Однако если мы учитываем все затраты, связанные с расходами топлива, они меньше и их проще контролировать с помощью обычных проверок и очистки, чем, если бы они вообще не выполнялись.

Присадка для очистки сажевого фильтра

Последняя возможность не такая дорогая, как кажется на первый взгляд. Это дает вам преимущество очистки фильтров DPF, которые являются беспроблемными, не говоря уже о потоке потенциальных доходов для конкурентоспособности. Вариант капитальных вложений, очевидно, требует предварительных финансовых затрат, но возврат происходит быстро и обеспечивает гораздо большую гибкость.

Если автобус отправляется на базу, такие сервисные услуги идеально вписываются в сжатые сроки.

Решение для очистки фильтра DPF

Подобрав выгодное сервисное решение для очистки фильтра DPF, вы можете комбинировать процесс очистки с другими ремонтными работами, чтобы как можно скорее вернуть автобус на маршрут и получить возможность ремонтировать транспортные средства, у которых есть ранние признаки проблем с фильтром DPF.

Одним из таких решений является Series Hartford DPF300. Это мощное пневматическое устройство, использующее запатентованные воздушные ножи, которые одновременно проходят сверху и снизу фильтра DPF. Это позволяет проверять фильтры DPF для потока до и после воздушной и термической очистки (хотя только один из шести требует термической очистки), даже перед использованием сжатого воздуха, если DPF особенно забивается сажей.

С помощью этого устройства весь процесс занимает менее одного часа от извлечения фильтра DPF до установки на место. DPF300 Master Series – уникальный инструмент для дополнительной идентификации дефектов в фильтре DPF.

Фильтр DPF может иметь много неисправностей, и каждая может указывать на другие сбои в транспортном средстве, которые требуют внимания. В фильтре DPF помимо стандартного накопления сажи и золы могут быть также следы топлива и масла и поврежденная внутренняя структура ячейки, которая обычно не видна.

Эта дополнительная идентификация сбоев позволяет каждой базе автобусов выйти за рамки стандартного поведения, ориентированного на один метод, экономя деньги и время, затрачиваемые на восстановление полностью непродуктивного DPF.

О сажевых фильтрах (DPF/ FAP)

dpf

В 2005 году был в рамках программы по сохранению «здоровья» окружающей среды был введен новый экологический стандарт: EURO-4. Эта мера заставила автопроизводителей устанавливать на свои автомобили с дизельными двигателями, вышедшие с конвейера позже 2004 года (2001 в случае автомобилей французского производства), систему фильтрования сажевых выбросов (т.н. «противосажевый фильтр»).

Уже само название «сажевый фильтр» говорит о его роли: удерживать продукты сгорания топлива (твердые частицы сажи).

Наиболее широко распространены следующие сажевые фильтры дизельных двигателей:

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

Принцип работы сажевого фильтра

Сажевый фильтр – это металлический цилиндр, емкость которого заполнена жаростойкой керамикой с ячеистой структурой. Благодаря своей конструкции, фильтр способен задерживать мельчайшие частицы сажи. Электронный блок управления двигателем ведет постоянный мониторинг пропускной способности фильтра и, когда это необходимо, запускает регенерацию (процесс очистки) фильтра. Различают два вида регенерации: пассивную и активную.

Пассивная регенерация заключается в сжигании сажи во время движения автомобиля в нагрузке (пр.: движение по трассе), когда температура газов в фильтре превышает 350-400 градусов.

При движении по городу или на малые расстояния, в случае, когда не удается разогреть сажевый фильтр до нужной температуры, а датчики определяют заполненность фильтра выше нормы, запускается процесс активной регенерации. Для этого, в цилиндры мотора, подаётся дополнительная порция топлива, клапан EGR перекрывается, в некоторых случаях изменяется алгоритм управления геометрией турбины. Не до конца сгоревшая смесь, через выпускной коллектор попадает в катализатор, который установлен перед сажевым фильтром, и там происходит её догорание. При этом температура выхлопных газов проходящих через катализатор значительно выше обычных значений. Дальнейшее продвижение горячих газов по выпускному тракту приводит к росту температуры в сажевом фильтре, значения температуры в данном случае превышают 500-700 градусов. Сажа начинает выгорать. Об этом может свидетельствовать чёрный дым из выхлопной трубы. Моментальный расход топлива и обороты холостого хода повышаются.

В системе выпуска отработавших газов автомобилей с турбированным дизельным двигателем, отвечающих стандарту EURO-4, обычно, присутствуют три датчика:

датчик температуры,
датчик кислорода
датчик дифференциального давления.

Когда ЭБУ определяет некорректную работу любого из компонентов, работа двигателя переходит в аварийный режим (на панели приборов загорается соответствующий индикатор, мотор теряет тягу, максимальные обороты понижаются до 2500-3000 в минуту, повышается расход топлива и увеличивается выброс дыма через выхлопную систему).

Важно отметить, что многочисленные неудачные попытки регенерации сажевого фильтра оставляют свои последствия. Во время процесса регенерации обогащённая топливовоздушная смесь сгорает не до конца, и часть не сгоревшего топлива попадает в моторное масло, и разжижает его. Со временем, можно заметить, что уровень масла стал значительно выше максимальной отметки. Это значительно снижает смазывающие и защитные свойства масла, что может нанести вред мотору. Масло с низкой вязкостью легче проходит через места стыков, и его следы могут быть обнаружены там, где их не должно быть вообще. А попадание масла внутрь интеркулера, и, затем вместе с подаваемым воздухом, в цилиндры двигателя, может вызвать процесс неуправляемого горения, вплоть до физического разрушения мотора.

Последствия эксплуатации авто с забитым сажевым фильтром

На представленном фото, можно наглядно увидеть забитый сажевый фильтр.

Часто, сопротивление, возникающее в сажевом фильтре, и высокое давление внутри выпускного тракта служит причиной выхода из строя клапана EGR системы рециркуляции отработанных газов. А неисправный клапан EGR может стать первопричиной выхода из строя сажевого фильтра.

Симптомами проявления проблем с сажевым фильтром DPF являются:

значительное снижение тяги мотора
периодическая едкая дымность выхлопных газов
увеличение расхода топлива
изменяющиеся обороты холостого хода
увеличенный уровень масла в двигателе
неестественный, шипящий звук при работе двигателя

предупреждающий сигнал в виде значка DPF на приборной панели

Преимущества удаления сажевого фильтра

избавление от подобных проблем в будущем
восстановление динамических характеристик двигателя
уменьшение среднего расхода топлива
отпадает необходимость использования специального дорогостоящего масла для автомобилей, оснащенных сажевым фильтром
отсутствие необходимости заправки присадками (AdBlue, EOLYS и др.)
стоимость процедуры удаления во много раз ниже стоимости нового сажевого фильтра, срок службы которого существенно ниже предопределенного заводом изготовителем ввиду низкого качества топлива в нашей стране.

К сведению
Срок службы нового сажевого (FAP/DPF) фильтра при эксплуатации в наших температурах, климате и с нашим топливо, составляет около 80-120 тыс. км.
Новый сажевый фильтр стоит в диапазоне 900-3000 Евро
.

Если вам важна экономия и удобство, обеспеченные удалением сажевого фильтра и вы не хотите тратить бешеные деньги на замену фильтра, компания Dieselok Autoservice SRL предлагает вам свои услуги по удалению сажевого фильтра.

Мы работаем с большинством современных автомобилей. И даже если вы не нашли ваш автомобиль в нашем списке, вы всегда можете уточнить цену, позвонив нам.

* В стоимость услуг по удалению сажевого фильтра входит не только физическое удаление, но также и программное отключение его работы. В случае, если физическое удаление было произведено вами уже в другом месте и вам необходимо просто перенастроить ЭБУ, стоимость услуг может отличаться от указанной.

Заказать консультацию

Гарантия.

Компания «Dieselok» предоставляет пожизненную гарантию на выполненные работы!

Внимание! Обращаем ваше внимание, что в последнее время, все чаще стали появляться «частные авто-мастера», предоставляющие услуги по удалению сажевых фильтров и чип-тюнингу, которые по факту являются обычными гаражными самоучками. Предостерегаем вас, что риск при обращении к подобным «Кулибиным» слишком велик и лежит полностью на вас. Вы можете потерять немало времени и средств, так как устранение ошибок этих «чудо-мастеров» нашими специалистами порой стоит дороже, чем сама процедура, проведенная у нас.

Компания «Dieselok Autoservice» SRL предоставляет гарантию на весь комплекс работ. Мы постоянно находимся в поиске новых решений, главным критерием которых является качество, надёжность и оперативность.

Наши телефоны: +373 78513500, +373 60544522

Наше ателье работает круглосуточно с понедельника до субботы!

Получите бесплатную консультацию

Получите бесплатную консультацию

DIESELOK © Авторские права защищены. Размещение материалов статьи (выдержек, фрагментов или полного текста) возможно только при указании ссылки на источник.

Сажевые фильтры DPF

Стандарт ЕВРО-4 для автомобилей с дизельными двигателями предусматривает минимизацию вредных выхлопов – и для этой цели устанавливается сажевый фильтр. Его главное предназначение – сокращение выбросов из выхлопной трубы, причем он улавливает не только сажу, но и оксиды углерода и азота.

Что представляет собой фильтр DPF

Фильтр DPF – это конструкция закрытого типа, то есть изначально возможность его прочистки не предусмотрена. Производители утверждают, что засорившиеся фильтры нужно заменять, — хотя сегодня уже доказано, что их можно восстанавливать. В частности, практикуется пассивный метод регенерации – для этого обеспечиваются повышенные нагрузки, чтобы температура выхлопных газов достигла 400°С (тогда сажа сгорает).

Что же касается конструкции, то сажевый фильтр типа DPF – это соты из высокопрочной керамики с дополнительным титановым покрытием, нанесенным каталитическим способом. Угарный газ и сажа поступают сюда из камеры сгорания, оседают на стенках и при высокотемпературном воздействии окисляются до нейтральных элементов. Такой фильтр монтируют после выпускного коллектора и приемной трубы глушителя. А для контроля состояния фильтрационного элемента в нем присутствуют датчики и электронный блок управления. Состояние сажевого фильтра водитель может контролировать с помощью приборной панели.

Что делать, если фильтр DPF засорился?

Когда фильтр засоряется, на приборной панели высвечивается ошибка. Диагностика легко определяет, что неприятности именно с фильтром, однако большинство водителей не стремятся сразу же менять этот элемент. Виной тому – его высокая стоимость.

Иногда принимается решение об удалении сажевого фильтра – но не во всех случаях это решение будет единственно верным. Работа систем с забитым сажевым фильтром приводит к повышению расхода топлива, возникает также падение мощности мотора и его неустойчивая работа на холостых оборотах. Но те же самые проблемы могут возникнуть и при удалении фильтра – кроме того, никто не даст вам гарантии, что в бортовом компьютере после таких манипуляций не возникнет сбоев.

Решить проблему можно установкой эмулятора – электронного прибора, имитирующего чистый фильтр для бортового компьютера. Но существуют и способы реанимации сажевого фильтра – активные и пассивные.

Как восстановить сажевый фильтр DPF

Пассивная регенерация обеспечивается увеличением температуры отработанных газов до 600 градусов, для чего двигатель заставляют работать с максимальной нагрузкой. Пассивная регенерация также может обеспечиваться использованием соответствующих присадок, благодаря которым температура сгорания сажи понижается на 100-150 градусов.

Если же машина эксплуатируется при невысоких нагрузках и пассивная регенерация не происходит, то восстановление сажевого фильтра обеспечивается принудительно. Методы активной регенерации основаны также на повышении температуры, которое выполняется принудительно одним из следующих способов:

Поздний впрыск;
Дополнительный впрыск на выпуске;
Установка электронагревателя перед фильтром;
Впрыск топлива перед фильтром;
Нагрев микроволнами отработанных газов.

Существует мнение, что сажевый фильтр способен проработать на нашем дизельном топливе не более 50000 км, а его общий ресурс – не более 150 тыс. км. Однако ресурс этого элемента на самом деле выше, и может быть еще увеличен при корректировке режима эксплуатации.

Моторное масло для увеличения срок службы сажевого фильтра

Моторные масла классифицируются на малозольные, сверхмалозольные и зольные. Степень зольности характеризуется склонность рабочей жидкости к формированию отложений, выводящихся затем через выхлопную систему. Если в выхлопной системе нет фильтра, то вся сажа выбрасывается в атмосферу.

Моторные малозольные масла формируют мало сажи, а значит, фильтр DPF дольше останется чистым. Отличить масла этой группы от зольных можно благодаря маркировке С – С1, С2 и так далее.

Интервал обслуживания сажевого фильтра

На работоспособность сажевого фильтра оказывают влияние не только тип масла, но и продолжительность езды, качество топлива, степень износа двигателя. Ведь если машина будет возить своего владельца только до работы и обратно, то автомобиль не прогреется должным образом. А для того, чтобы сажевый фильтр очищался пассивно, нужно сочетать городкой режим езды с загородным.

Принудительную регенерацию сажевого фильтра DPF нужно производить в зависимости от условий эксплуатации авто. Постоянная работа автомобильного двигателя на холостом ходу или низких оборотах приведет к существенному накоплению сажи. Проблемы возникнут и если заливать низкокачественную соляру – после длительной езды на таком топливе сажевый фильтр восстановить не получится. Рекомендации по периодичности обслуживания следующие:

Если поездки постоянные и длительные, двигатель постоянно подвергается нагрузкам, то интервал обслуживания сажевого фильтра – 1 год;
Если двигатель функционирует в разных режимах и с переменными нагрузками, то чистка фильтра производится каждые три квартала;
Если же автомобиль часто вынужден простаивать в пробках, то есть работать на холостых или низких оборотах, то фильтр очищается раз в полгода.

Сажевый фильтр DPF

С 1 сентября 2009 года в Европейском союзе был введен в действие новый экостандарт выхлопа для легковых автомобилей — Евро-5. В России применение данного стандарта стало обязательным с 1 января 2016 года. С этого момента импортируемые или производимые на территории нашей страны автомобили должны соответствовать установленным ограничениям на содержание вредных примесей в продуктах отработки двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Для автомобилей с дизельным двигателем это означает обязательное наличие так называемых сажевых фильтров.

Сажевый фильтр (его еще называют фильтр твердых частиц, от англ. Diesel Particulate Filter, DPF) — это устройство, предназначенное для фильтрации продуктов горения дизельных ДВС от мелких частиц сажи. Качественные сажевые фильтры снижают выброс сажи в окружающую среду практически на 99,9%.

В зависимости от различных параметров (качество используемого топлива, режим работы ДВС и т.п.) частицы сажи могут иметь различный химический состав. Сажевые частицы представляют собой аморфный углерод с примесью частиц металлических окислов, воды, углеводородов, серы и других химических элементов. Размеры этих частиц варьируются от 10 до 1000 нанометров. Образование сажи происходит из-за неполного сгорания топлива, что может быть вызвано рядом причин (большое количество примесей в топливе, затрудняющих самовоспламенение, недостаток кислорода и т.п.). Образуясь в ходе горения топлива в цилиндрах ДВС, частицы сажи поступают в выпускную систему, где улавливаются сажевым фильтром.

Конструктивно сажевые фильтры состоят из керамической матрицы, помещенной в герметичный металлический корпус.
Матрица состоит из множества ячеек квадратной формы (имеются модификации с усовершенствованными восьмиугольными ячейками), которые представляют собой узкие каналы, поочередно закрытые с обеих сторон.
Внутренняя поверхность каждого канала выполнена из пористого материала, который и представляет собой фильтрующий элемент. Расположение сажевого фильтра в выпускной системе зависит от его модели и конфигурации.

Чаще всего он расположен непосредственно после каталитического нейтрализатора, однако в некоторых модификациях эти два элемента объединены. В нейтрализаторах окислительного типа сажевый фильтр располагается после выпускного коллектора. Данное расположение неслучайно, т.к. именно здесь температура отработанных газов, поступающих из ДВС, имеет максимальное значение. Каналы ячеек матрицы в этом случае покрывают катализатором, который окисляет несгоревшие частицы топлива.

В процессе работы фильтра частицы сажи постепенно заполняют собой фильтрующий материал стенок каналов матрицы. Когда их концентрация достигает критического значения, они затрудняют продвижение отработанных газов по выпускной системе, что негативно сказывается на КПД двигателя (снижается мощность). Отдельную проблему представляют малые частицы сажи размерами порядка 0,1 мкм, т.к. они очень тяжело улавливаются сажевым фильтром. И хотя их доля в общем объеме выбрасываемой ДВС сажи составляет около 5%, данные частицы представляют наибольшую опасность для человека: частицы размером менее 5 микрон не отфильтровываются в верхних дыхательных путях, в результате чего сажа накапливается в легких. Поэтому помимо этапа фильтрации в работе сажевого фильтра выделяют этап регенерации. Регенерация позволяет избавлять фильтр от накопившейся сажи и повышать его фильтрующую способность.

Регенерация сажевого фильтра может быть выполнена в двух вариантах: активном и пассивном.

При пассивной регенерации размещенный в ячейках катализатор при воздействии температуры выхлопных газов ускоряет процесс окисления (сгорания) отфильтрованных частиц сажи. Иногда для улучшения данного эффекта в дизельное топливо добавляют специальные присадки, которые позволяют запустить реакцию окисления сажи при меньших значениях температуры. Однако в ряде случаев (работа ДВС на холостом ходу, малые нагрузки, движение в пробках и т.п.) необходимое значение температуры для запуска пассивной регенерации не достигается. В таких случаях применяют активную регенерацию.
Активная регенерация подразумевает применение более высоких значений температуры. При использовании принудительной регенерации температура газов в фильтре повышается до 600 градусов по Цельсию. Это может достигаться несколькими способами, которые используются как комплексно, так и по отдельности. К ним относят задержку времени подачи дизельного топлива в камеру сгорания ДВС, дополнительную подачу топлива в цилиндры на такте выпуска отработанных газов, распыление небольшого количества топлива в отработанные газы, поступающие в сажевый фильтр, разогрев газов перед фильтром различными способами (нити накаливания, микроволны) и другие.

В современных сажевых фильтрах используются как пассивная, так и активная регенерации. Разработка новых экологических стандартов требует постоянной оптимизации и усовершенствования конструкции и принципов работы сажевых фильтров. На сегодняшний день наиболее распространенными являются сажевые фильтры с каталитическим покрытием и сажевые фильтры с системой ввода присадок в топливо.

Фильтры первого типа устанавливаются на автомобили, производимые концерном Volkswagen, а также некоторыми другими производителями.

В качестве катализатора в этих фильтрах используют платину и ее соединения. За счет работы катализатора находящаяся в фильтре сажа сгорает под воздействием температуры отработавших газов, после чего удаляется из фильтра. В процессе окисления частиц сажи оксиды азота NO за счет присутствия катализатора окисляются до диоксида NO2. Диоксид азота, взаимодействуя с сажей (основную часть которой составляет углерод), образует два соединения — оксиды азота и углерода (угарный газ). Затем образовавшиеся оксиды оксиляются кислородом и образуют соответствующие диоксиды. Температура протекания процесса обычно не превышает 500 градусов по Цельсию.

В случаях, когда отдельные компоненты системы управления (например, датчик измерения расхода воздуха (расходомер), датчики температуры на входе и выходе фильтра, датчики давления и т.п.) сигнализируют о падении пропускной способности фильтра, требуется проведение активной регенерации, во время которой температура внутри сажевого фильтра достигает 650 градусов по Цельсию. Когда датчики системы управления сигнализируют о снижении пропускной способности, блок управления увеличивает объем подаваемого топлива в цилиндры, одновременно ограничивая объем поступающего воздуха (кислорода). В таких условиях температура газов повышается до необходимых для активной регенерации значений.

Сажевые фильтры с системой ввода присадок в топливо функционируют по иным принципам. Этот тип сажевых фильтров был разработан концерном Peugeot-Citroen (PSA). В связи с тем, что активно внедряли в массовое производство данные фильтры именно французские производители, за такими фильтрами закрепилась не англоязычная аббревиатура DPF, а франкоязычная FAP (Filtre A Particules). Спустя некоторое время эти фильтры на своих автомобилях стали устанавливать Ford и Toyota.

В связи с отсутствием в фильтрующих ячейках фильтра катализатора для горения сажи, конструктивно такие фильтры устанавливаются отдельно от каталитического нейтрализатора. При этом в топливо добавляется специальная присадка (на основе церия и его соединений), которая снижает минимально необходимую температуру горения частиц сажи до 450-500 градусов по Цельсию. В ряде случаев подобные значения температуры во время пассивной регенерации недостижимы, поэтому в фильтре происходит постепенное накопление сажевых частиц. При достижении их критического значения необходимо применять активную регенерацию.

Вводимая в топливо для обеспечения горения сажи присадка располагается в отдельной емкости объемом до пяти литров. Этого количества присадки обычно хватает на 80-120 тысяч километров пробега автомобиля и характеризует срок службы сажевого фильтра. Количество оставшейся присадки постоянно мониторится с помощью поплавкового датчика. Количество добавляемой присадки контролируется электроникой и пропорционально объему топлива, поступившему в топливный бак во время заправки автомобиля.

Применение присадки в топливо для горения сажи обуславливает наличие в отработавших газах продуктов горения церия, которые также улавливаются фильтром, но в отличие от частиц сажи, они не сгорают даже при активной регенерации. Это ограничивает период работы сажевого фильтра. Современные сажевые фильтры с системой присадок в топливо поддерживают свою работоспособность на протяжении 120 000 км пробега, однако уже сегодня производители заявляют о появлении в скором времени фильтров, способных эффективно выполнять свои функции на протяжении 250 000 км пробега.

После того, как сажевый фильтр выработал свой ресурс, его необходимо заменить на новый. Однако из-за их высокой стоимости зачастую автолюбители не устанавливают в автомобиль новый сажевый фильтр, а перепрограммируют систему управления дизелем на работу без сажевого фильтра.

Сажевый фильтр

Что такое Сажевый фильтр.

В последние десятилетия забота об экологии и чистоте автомобильного выхлопа. У дизельных автомобилей одни из самых жестких норм – это содержание частиц сажи в выхлопе. Многие наверняка видели пуск старого дизельного грузовика или трактора в холодную погоду – обычно это сопровождается эффектным выбросом черного облака из выхлопной трубы. Это сажа ничто иное как углерод , оставшийся при неполном сгорании топлива, а еще это ближайшая родственница активированного угля из аптеки.

Что же в ней опасного, если огромное количество людей добровольно принимает внутрь, без вреда для здоровья, спросите Вы? Дело в том что, как и на активированном угле, на частицах сажи оседают вредные и токсичные для организма человека, образуя достаточно крупные и тяжелые частицы, которые оседают в наших легких надолго, медленно отравляя наш организм. У современных автомобилей, отвечающих нормам Евро 5 и выше, такая ситуация невозможна – на страже чистого выхлопа стоит специальный сажевый фильтр (DPF) – специальное устройство в выхлопной системе не допускающее попадания твердых частиц в атмосферу. В Европе первые сажевые фильтры появились в 2000 году, а 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 специальную керамическую матрицу, пронизанную множеством параллельно расположенных каналов малого сеченья, закрытых в шахматном порядке с одной или другой стороны.

Поэтому отработавшие газы, вынуждены проходить через пористые керамические стенки. При этом твердые частицы задерживаются, а газ проходит через поры.

Соответственно, как и любой фильтр, он со временем должен засоряться. Но в отличие от других фильтров в автомобиле замена этого фильтра при плановых ТО не предусмотрена. Давайте разберемся почему?

Все очень просто – этот фильтр умеет самоочищаться, или на языке сервисников «регенерироваться». В процессе регенерации, накопленные в фильтре частицы окисляются до газов (проще говоря — сжигаются). Чтобы это происходило при умеренных температурах и и с максимальной эффективностью на поверхность ячеек нанесен катализатор – мельчайшие частицы платины (именно этим и обусловлена совсем не гуманная цена этого фильтра и нежелание автолюбителей делать из него расходный материал). Вторая составляющая регенерации – повышенная температура выхлопных газов. И именно по источнику этой температуры и разделяют несколько вариантов регенерации: пассивную, активную и сервисную.

При пассивной регенерации 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 выгорает естественным образом.

В случае если условий для пассивной регенерации 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 накопившейся сажи. Но нужно учитывать, что при этом корпус фильтра может нагреваться до высоких температур, и без обеспечения должного охлаждения может произойти перегрев покрытия днища автомобиля, а в самом неприятном случае – его возгорание. Поэтому такой вид регенерации также недоступен при скоростях ниже 20-30 км/ч.

Причины проблем с DPF

А если автомобиль эксплуатируется в условиях мегаполиса с «вечными» пробками в дороге до работы и обратно? Например такими?

А вот здесь, если не выезжать регулярно за город и до проблем не далеко. Как уже писалось выше, при таких режимах все возможности сажевого фильтра самоочистится заблокированы и рано или поздно для восстановления работоспособности придется обращаться в сервис.

Дополнительные проблемы сажевому фильтру создают и владельцы авто, оборудованных сигнализациями с «автозапуском». При длительных зимних прогревах двигателя создаются все условия для образования просто огромного количества сажи – в начале статьи мы говорили о том какое «зрелище» сопровождало пуск старых дизелей. Принципы работы у современного дизеля ничуть не изменились, только 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 сажевых фильтров – эксплуатация на топливе с высоким содержанием серы. В этом случае фильтр забивается 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 и выглядят вот таким образом:

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 от 30 до 50%.

Загорелась лампочка системы сажевого фильтра

В один «прекрасный день» на приборной панели дизельного автомобиля загорается контрольная лампа состояния сажевого фильтра, которая чаще всего вызывает приступ паники, поиск в интернете цен на замену или операцию по удалению и второго приступа паники после осознания уровня затрат. Прежде чем начинать паниковать, лучше разобраться с тем, что же означает это 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. Осуществите отложенный «на потом» выезд за город и автомобиль скажет Вам «спасибо» погасив страшную лампу или убрав сообщение. А вот затягивать с этим мероприятием не стоит, ибо если степень засорения превысит 70%, то к уже горящей лампе сажевого фильтра добавится «check engine». В этом случае придется ехать в сервис и проводить либо специальную процедуру сервисной регенерации, либо процедуру очистки сажевого фильтра.

Как предотвратить возможные проблемы и минимизировать затраты на решение.

Помимо контроля над режимом эксплуатации облегчить жизнь сажевому фильтру можно и использованием специальных средств.

В ассортименте компании LIQUI MOLY есть специальная присадка для уменьшения сажеобразования и облегчения прожига сажи Diesel Partikelfilter Schutz

Данный продукт создан специально для тех автомобилей, которые эксплуатируются в условиях неблагоприятных для самоочистки сажевого фильтра (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, тем самым, облегчая жизнь сажевого фильтра в городских условиях.

Итог

В заключении хотелось бы, перефразируя известную поговорку, сказать, что не так страшен DPF, как его представляют и при правильном подходе к эксплуатации такого автомобиля, проблем не возникнет.

Очиститель сажевого фильтра. Как выбрать?

Как правило, на такое средство, как очиститель сажевого фильтра, автомобилисты обращают внимание уже после того, как система борьбы с твёрдыми частицами приходит в негодность. Узнаем, как и когда нужно использовать это средство, а также кратко рассмотрим несколько популярных очистителей сажевых фильтров.

Как работает сажевый фильтр?

Дизельное топливо, за счёт более тяжёлых и структурно разветвлённых фракций углеводородов, сгорает с образованием мелкодисперсных частиц сажи. Эти сажевые частицы наносят вред окружающей среде и человеку. Поэтому, начиная со стандарта ЕВРО-3, допустимое в выхлопах количество сажевых частиц дизельных моторов строго регламентируется. Причём с переходом на новый стандарт массовая доля в отработавших газах сажи всё жёстче ограничивается.

Для борьбы с твёрдыми частицами в выхлопных газах и был разработан сажевый фильтр. Сажевый фильтр представляет собой ячеистый цилиндр или куб, состоящий из продольных каналов (сот) диаметром 2-4 мм. Архитектура проходных каналов продумана таким образом, чтобы летящие сажевые частицы за счёт свой массы и инерции задерживались в теле фильтра, а выхлопные газы беспрепятственно проходили дальше.

Когда в сажевом фильтре скапливается определённое количество сажи, затрудняется проход выхлопных газов. Это улавливают датчики давления и дают сигнал на начало прожига фильтра. Для осуществления этой операции форсунки начинают впрыскивать в цилиндры обильное количество дизельного топлива, гораздо большее, чем нужно для стехиометрического соотношения. Это топливо и догорает в сажевом фильтре, пережигая твёрдые углеводороды и расщепляя их на углекислый газ и воду.

В некоторых случаях, из-за сбоев в работе алгоритма прожига или по другим причинам (неисправность системы питания, износ цилиндро-поршневой группы, плохое качество топлива), сажевый фильтр чрезмерно забивается твёрдыми частицами или загрязнителями другой природы. И естественная очистка уже не способна полностью освободить соты от накопленного балласта.

Если не принять своевременных мер по восстановлению сажевого фильтра, его придётся удалять или заменять на новый. А это дорого. Один из способов борьбы с ранними засорами сажевого фильтра – использование очистителей сажевого фильтра.

Случаи, когда нужно промывать сажевый фильтр

Многие автомобилисты относят сажевый фильтр к сложному, дорогостоящему и в целом ненужному устройству в конструкции авто. Действительно, вышедший из строя сажевый фильтр – головная боль при любом раскладе. Менять – дорого. Удалять – не всегда легко из-за необходимости вносить изменения в систему выпуска и программу ЭБУ, что также обойдётся в приличную сумму.

Поэтому ниже мы подобрали несколько неисправностей и их признаков, при которых использование очистителей сажевых фильтров будет актуальным и поможет продлить срок службы этой непростой системы.

Чрезмерно частое срабатывание механизма самоочистки. Интервалы между прожигами у разных авто могут значительно отличаться. Обычно усреднённые пробеги (или наработка в моточасах) прописаны в инструкции по эксплуатации авто. Если пробег между очередными прожигами уменьшился в два и более раза, и наметилась тенденция на сокращение этих интервалов – пора бить тревогу. Как минимум, стоит осмотреть торцевую поверхность сажевого фильтра через датчик давления или лямбда-зонд (в зависимости от конструкции фильтра). Видны сажевые обильные образования по краям фильтра? Перед тем, как пойти по пути более сложных диагностических или ремонтных операций, попробуйте решить проблему с помощью очистителя сажевого фильтра.
Ошибка на приборной панели. Всё зависит от расшифровки ошибки. Если проблема с датчиком давления или лямбда-зондом – очиститель вряд ли поможет. Но если ошибка указывает на критическую засоренность фильтра – можно попробовать исправить ситуацию с помощью очистителя.

Косвенно на проблемы с сажевым фильтром указывает увеличившийся расход топлива и пониженная мощность ДВС.

Средства для промывки сажевых фильтров

Известны три принципиально различающиеся методики очистки сажевых фильтров:

через присадки в топливо;
с использованием пенного очистителя, который заливается в корпус фильтра без его демонтажа;
механическая очистка или промывка с физическим извлечением тела сажевого фильтра из корпуса.

Последний способ практикуется редко. С одной стороны, этот метод позволяет достигнуть наилучшего результата. Прямая промывка сажевого фильтра увеличивает шансы на успех. Но сам способ трудоёмкий. И, как показала практика, более чем в половине случаев не приводит к действительно хорошему результату. Дело здесь только в одном: автомобилисты, не желающие разукомплектовывать оригинальную систему выпуска, цепляются за этот метод как за последнюю соломинку. Однако убитый сажевый фильтр с критическим засорением сот или механическими повреждениями восстановлению не подлежит.

Кратко рассмотрим средства для промывки сажевых фильтров.

Составы от Liqui Moly. Производитель из Германии предлагает сразу несколько средств. Рассмотрим только два, которые встречаются чаще других. Первое и самое распространённое – DPF Cleaner. Выпускается в таре 5 литров. Обычно используется после демонтажа корпуса фильтра, методом прямой промывки. Ячеистое основание заливается средством и оставляется на несколько часов для растворения и размягчения отложений. После фильтр промывается водой и высушивается. Второе и также часто используемое – Pro-Line Diesel Partikelfilter Reiniger. Заливается в корпус фильтра без его демонтажа. Важное условие: использовать его можно только на остывшем фильтре, температура которого не превышает 40°C. После заливки пены нужно дать настояться средству 15 минут и запустить двигатель. Во время активации следующего прожига фильтр должен очиститься.
Wynn’s Diesel Particulate Filter Regenerator. Добавка в топливо. Продаётся в пластиковых бутылках объёмом 0,5 литра. Заливается в топливный бак из пропорции 1 флакон на как минимум 40 литров солярки. Средство работает как профилактика: снимает лёгкие сажевые отложения, которые не удаляются при регенерации, и предотвращает образование непрожигаемых пробок. Производитель рекомендует применять состав через каждые 3000 км пробега.

Verylube «Защита сажевого фильтра». Средство из семейства автохимии Verylube. Представляет собой добавку в топливо. Один флакон (250 мл) необходимо залить в бак, в котором должно быть от 40 до 60 литров топлива. Также относится к профилактическим средствам.

Помните, что проще избежать проблем с сажевым фильтром, чем потом их устранять. Особенно это касается России, где качеств топлива не всегда соответствует требованиям стандартов автопроизводителя. И одним из средств, которое поможет в этом вопросе, может стать очиститель сажевого фильтра.