Hino-avto.ru

официальный дилер Hino Motors
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое сажевый фильтр и для чего он нужен

Сажевый фильтр

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Сажевый фильтр с каталитическим покрытием

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

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

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

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

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

Сажевый фильтр с системой ввода присадок в топливо

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

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

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

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

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

Как работает сажевый фильтр и для чего он нужен

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

Для чего служит сажевый фильтр

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

Основной принцип действия сажевого фильтра

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

  • палладий;
  • родий;
  • платина.

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

Как устроен сажевый фильтр

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

  • блок нейтрализатора;
  • теплоизолирующий слой;
  • металлический корпус.

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

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

Электронное сопровождение работы сажевого фильтра

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

Читать еще:  Ravon вернулся в Россию: подробности и планы

Системы Евро-2 и Евро-3 и 4

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

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

Возможность выхода из строя сажевого фильтра

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

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

Сажевый фильтр для дизельных двигателей

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

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

Ниже можно посмотреть интересное видео работе сажевого фильтра:

Сажевый фильтр: вырезать нельзя оставить. Мнение специалиста

Современные дизельные автомобили отличаются небольшим расходом топлива: некоторые модели — например, SEAT Ibiza или Skoda a 1,2 TDI /1,4 TDI — потребляют порядка 3-3,5 л/100 км по трассе. Но за кажущейся выгодой всегда скрываются нюансы — например, забота об экологии. Сажевый фильтр и клапан EGR давно стали «красной тряпкой» для белорусских автомобилистов.

Сажевый фильтр стал обязательным для большинства автомобилей, оснащенных дизельными двигателями с 2001 года. Его главная задача – уменьшение количества сажевых частиц, выбрасываемых в атмосферу вместе с отработанными газами. Со временем такой фильтр забивается сажей и приходит в негодность.

О том, что сажевый фильтр больше не справляется со своими обязанностями, сообщает значок на приборной панели. Если автолюбитель продолжает и дальше игнорировать предупреждение , то со временем пропадет тяга, повышается расход топлива, появляются неустойчивые обороты холостого хода.

Обычно, когда на панели загорается check engine и диагностика указывает на сажевый фильтр, автовладельцы обращаются на СТО с просьбой удалить DPF/FAP. Оно и понятно: платить в среднем тысячу евро за новую запчасть довольно накладно и, кажется, проще вырезать фильтр раз и навсегда. Но не все специалисты это могут сделать качественно — в противном случае у владельцев автомобилей появляются дополнительные проблемы. Да и не всегда нужно это делать.

Бортовой компьютер требует деликатного подхода, поэтому вмешательство в его работу, неизбежное при удалении сажевого фильтра, всегда напоминает лотерею: может, конечно, и пронесет. Учитывая, что удалить сажевый фильтр стоит 200-250 долларов, многие соглашаются идти на риск.

Другой способ справиться с проблемой – установка эмулятора, который имитирует наличие абсолютно нового чистого сажевого фильтра в системе автомобиля. Электронное устройство генерирует абсолютно такие же сигналы, как и настоящий сажевый фильтр, что позволяет вводить бортовой компьютер в заблуждение. Стоит услуга от 1,5 млн рублей.

Существует и третий способ справиться с сажевым фильтром – просто промыть. Процедура по сравнению с обычным удалением менее затратная (800 тыс. рублей), и потом не нужно переживать по поводу некорректной прошивки, постоянно загорающихся ошибок, да и в конструкцию выхлопной системы вмешательств не будет.

Что сажевый фильтр «держится» на нашей солярке не более 50 тыс. км, а его ресурс не превышает 120-150 тыс. км – расхожий миф, считает директор СТО «Автоорех» Илья Орехов.

По словам специалиста, торопиться удалять сажевый фильтр не стоит — сначала нужно найти причину, по которой он засорился. Во многих случаях ее устранение решает все проблемы с DPF/ FAP. На самом деле у сажевого фильтра при правильном обслуживании очень большой ресурс: на СТО помнят, как к ним приезжала машина с пробегом более 500 тыс. км, где сажевый фильтр так и не менялся.

К нам часто обращаются, когда автомобиль уже откровенно «не тянет»: водители до последнего катаются с горящим «чеком» на панели, – рассказал Илья. – Таких людей стараемся сразу отговорить от удаления — гораздо проще и дешевле реанимировать старый фильтр. Если DPF/FAP поврежден механически, тоже не стоит его просто вырезать – можно приобрести такой же, но подержанный и поставить его на место поврежденного, проведя все необходимые работы по очистке. Займет это всего полдня.

Также, по словам специалиста, мнение, что удаление сажевого фильтра благоприятно сказывается на двигателе – миф, который объясняется просто: с забитым/неисправным сажевым фильтром у автомобиля действительно повышается расход топлива, падает мощность, возникает неустойчивая работа на холостых оборотах. После того как фильтр удаляется, все это проходит. Однако появляются другие проблемы: посторонние звуки при работе двигателя, а при некорректном удалении система видит, что сажевый фильтр не засоряется, а такого быть не может, решает, что фильтр неисправен, и переводит автомобиль в «аварийный режим».

Также, по словам специалиста, не стоит верить рекламе разнообразных средств, добавление которых в бак поможет очистить DPF/FAP:

Для очистки сажевого фильтра стоит использовать только рекомендованные производителем средства. Например, во французские автомобили стоит добавлять только EOLYS. К нам часто приезжают любители попробовать различные разрекламированные присадки, что приводит к дополнительным затратам.

Илья Орехов уверен, что заправляться нужно только на проверенных заправках.

Для автомобиля с DPF/FAP-фильтром вредно, когда владелец ездит на короткие расстояния. Так, утром владелец заводит свою иномарку и пока доезжает до работы, автомобиль не прогревается до рабочей температуры. Затем он день постоит, и вечером повторяется то же самое. В результате накапливается сажа в фильтре DPF/FAP, и проблему частым обслуживанием не решить. Нужно сочетать городской режим езды и загородный. Среди других причин – износ двигателя, несвоевременное и некачественное обслуживание мотора, а также «плохое» топливо.

Впрочем, решение, вырезать DPF/FAP или нет, принимает сам владелец. Экономия при удалении сажевика не всегда очевидна, зато для экологии последствия катастрофические.

Читать еще:  Как в каршеринге следят за водителями и машинами

Сажевый фильтр

В выхлопных газах дизельного двигателя содержится масса токсичных и представляющих опасность для окружающей среды и человека веществ. А также дизель изрядно коптит небо — в его выхлопе присутствует сажа, которая оказывает самое губительное влияние на природу и наше с вами здоровье. В современных двигателях эта проблема решена с помощью простого устройства — сажевого фильтра, которому посвящена эта статья.

Что такое сажевый фильтр и зачем он нужен

Дизельный двигатель использует топливо, которое состоит из более тяжелых продуктов перегонки нефти, чем бензин, а температура горения этого топлива значительно ниже температуры сгорания смеси бензина и воздуха. В результате выхлоп дизеля содержит большое количество частичек сажи размером от 10 нанометров до 1 микрометра (то есть, совершенно невидимых глазом). Основу сажевых частиц составляет углерод, также в них содержатся несгоревшие углеводороды, оксиды металлов, вода, сера и другие вещества.

Сажа представляет серьезную опасность для окружающей среды и здоровья человека. Вдыхание сажи приводит к ее накоплению в легких, и, как следствие, к различным заболеваниям, в том числе и раковым (поэтому сажа — один из канцерогенов, то есть веществ, провоцирующих рак). Поэтому конструкторы дизельных двигателей (конечно, под натиском врачей и экологов) борются с сажей, и эта борьба вполне успешна.

Сегодня для удаления сажи из выхлопных газов дизельных двигателей используются сажевые фильтры, интегрированные в выпускную систему. Современные фильтры очень эффективны в борьбе с сажей, и даже серийные образцы способны задерживать до 99,9% сажевых частиц в диапазоне размеров 0,1-1 микрометр.

Интересно, что впервые законодательно использование (пока не обязательное для некоторых категорий двигателей) сажевых фильтров было введено в 2005 году с вступлением в силу стандарта «Евро-4». А в 2011 году, вместе с вступлением в силу норм стандарта «Евро-5», использование сажевого фильтра стало обязательным для всех дизельных двигателей легковых и грузовых автомобилей.

Типы сажевых фильтров

Все сажевые фильтры основаны на одном простом принципе: частицы сажи задерживаются в керамической матрице, пронизанной продольными каналами. Поэтому говорить о большом разнообразии типов фильтров нельзя — этого разнообразия просто-напросто нет.

Однако фильтрам присуща одна проблема: со временем они загрязняются, стенки каналов забиваются сажей, и приходится проводить регенерацию, то есть восстановление фильтра. И фильтры можно разделить на несколько групп по использованным в них техническим решениям для регенерации:

— Традиционные сажевые фильтры — регенерация проводится изменением режима работы двигателя (об этом читайте ниже);
— Фильтры с каталитическим покрытием — это, в сущности, объединение каталитического нейтрализатора и сажевого фильтра в одном модуле, регенерация проводится за счет изменения режима работы двигателя и близкого расположения фильтра к выпускному коллектору;
— Фильтры с системой ввода в топливо присадок — активным компонентом присадок является церий, который снижает температуру сжигания сажи, и регенерация фильтра происходит постоянно в процессе работы двигателя.

Также все сажевые фильтры можно разделить на несколько групп по размещению их в выпускной системе двигателя:

— Фильтр располагается между выпускным коллектором и каталитическим нейтрализатором;
— Фильтр располагается после нейтрализатора;
— Фильтр и нейтрализатор объединены в единую конструкцию.

Но, как было сказано выше, независимо от типа все фильтры имеют одинаковое устройство и в основе их работы лежат одинаковые принципы.

Устройство и принцип работы сажевого фильтра

Сажевый фильтр имеет очень простое устройство: его основу составляет жаропрочная керамическая матрица (обычно изготавливается из карбида кремния), помещенная в стальную емкость объемом несколько литров. Матрица пронизана тонкими продольными каналами квадратного сечения, причем в каждой стороны фильтра каналы в шахматном порядке заглушены, и получается, что сквозных отверстий в керамической матрице просто нет. Но как тогда происходит очистка выхлопных газов, если матрица получается закупоренной со всех сторон?

Все очень просто: керамика имеет пористую структуру, поэтому при малой толщине стенок матрицы и большой площади поверхности каналов газы могут свободно проходить через них. Но только газы, а частицы сажи, которые слишком большие, осаждаются на стенках этих каналов. Вот и весь секрет работы фильтра.

Конечно, такая структура все равно создает некоторое сопротивление свободному прохождению выхлопных газов, отчего бесполезно теряется вырабатываемая двигателем мощность. На практике потеря мощности из-за наличия сажевого фильтра не превышает единиц лошадиных сил, что для современных двигателей — ничто. Поэтому сажевые фильтры и находят такое широкое применение.

Фильтрационный элемент в разрезе

Действие фильтрационного элемента

Фазы фильтрационных циклов:
A — фаза фильтрации
B — фаза регенерации

Однако нетрудно понять, что со временем фильтр засоряется сажей, отчего вся выпускная система и двигатель перестают нормально функционировать. В этом случае необходимо очистить фильтр, восстановить его работоспособность, или, как говорят, произвести регенерацию.

Регенерация сажевого фильтра

Современные сажевые фильтры имеют большой ресурс — иные образцы нормально выполняют свои функции до 180 тысячи км пробега. Однако очень часто бывает, что еще задолго до выработки ресурса фильтр засоряется и нуждается в очистке, или регенерации. Этот процесс сводится к простому сжиганию сажи (которая, как мы помним, состоит из горючих углерода и углеводородов), а вот как сжечь сажу — это уже вопрос. Потому что она начинает гореть при температуре 530°C, в то время как температура выхлопных газов дизельного двигателя едва достигает 300 градусов.

Существует два типа регенерации фильтра:

Пассивная регенерация — сжигание сажи производится во время работы двигателя на определенных режимах. Проще говоря, вы используете свой автомобиль, и если в какой-то момент двигатель выходит на благоприятный режим работы (обычно это большие обороты), то за счет возросшей температуры выхлопных газов сажа частично сжигается.

Активная регенерация — это принудительная регенерация при критическом засорении фильтра (о чем свидетельствует специальный индикатор). Может производиться несколькими способами, но наиболее простой из них — перевод двигателя в особый режим работы, при котором одновременно с выхлопными газами в выпускной коллектор (а через него — в фильтр) подается некоторое количество топлива. Это топливо поджигается выхлопными газами непосредственно в сажевом фильтре, в результате чего и происходит сжигание сажи.

Также, как мы говорили выше, в топливе могут присутствовать присадки, понижающие температуру горения сажи, в результате чего пассивная регенерация происходит эффективнее. Однако и в этом случае требуется периодическая активная регенерация, хотя и не так часто.

Нужно сказать, что матерые автовладельцы используют особый способ регенерации фильтра: при загорании индикатора о засорении фильтра они просто выезжают на загородные трассы, и катаются по ним несколько десятков минут на большой скорости. Конечно, это помогает (так как температура выхлопа в этом случае повышается и часть сажи сгорает), но ненадолго — уже чрез пару недель индикатор засорения фильтра снова напомнит о себе. Поэтому лучше проводить регенерацию так, как это рекомендует производитель автомобиля.

Принцип работы и особенности эксплуатации сажевого фильтра

При работе дизельного двигателя, как правило, не происходит полного сгорания топлива. В результате, вместе с выхлопными (отработавшими) газами в атмосферу попадают вредные для человека и окружающей среды компоненты, в том числе сажа. Для уменьшения концентрации последней и используется сажевый фильтр. В англ. варианте – Diesel Particulate Filter (DPF).

  1. Конструкция и расположение в системе
  2. Особенности работы и эксплуатации сажевого фильтра
  3. Виды и задачи регенерации
  4. Выбор масла для дизеля
  5. Можно ли удалить сажевый фильтр

Конструкция и расположение в системе

Сажевый фильтр относится к выхлопной системе и может располагаться рядом с нейтрализатором или объединяться с ним в единую конструкцию (в этом случае он находится вблизи выпускного коллектора, что обеспечивает фильтрацию газов при максимальной температуре). Применяется устройство только в автомобилях, работающих на дизельном топливе, и, в отличие от катализатора, который устанавливается на бензиновых двигателях, он очищает выхлоп исключительно от частиц сажи.

Сажевый фильтр

Конструктивно сажевый фильтр состоит из следующих элементов:

  • Матрица. Изготавливается из карбида кремния (керамики) и представляет собой систему тонких каналов с сечением в форме квадрата или восьмиугольника. Торцы ходов попеременно закрыты, а стенки имеют пористую структуру, благодаря чему сажа задерживается внутри и оседает на стенках.
  • Корпус. Выполняется из металла. Имеет входной и выходной канал.
  • Датчики измерения давления (перепадов на входе и выходе).
  • Датчик температуры на входе и на выходе.

Особенности работы и эксплуатации сажевого фильтра

Проходя через сажевый фильтр, загрязнения оседают на стенках матрицы, в результате чего на выходе образуются очищенные газы. Постепенно ячейки фильтра заполняются и забиваются, препятствуя прохождению выхлопных газов. Это приводит к снижению мощности двигателя, что указывает на необходимость его очистки или замены.

Срок службы сажевого фильтра зависит от условий эксплуатации автомобиля. В среднем, производители рекомендуют выполнять проверку состояния каждые 100 тысяч километров пробега. Реальный диапазон загрязнения фильтров составляет от 50 до 200 тысяч километров. Чтобы продлить ресурс, необходимо регулярно выполнять регенерацию и своевременно производить замену масла в двигателе.

Читать еще:  Жидкая напыляемая шумоизоляция

Виды и задачи регенерации

Регенерация сажевого фильтра представляет собой процедуру сжигания сажи, оседающей в матрице. Регенерация бывает двух видов:

  • Пассивная – осуществляется за счет повышения температуры отработавших газов. Это может быть реализовано путем разгона мотора до максимальной нагрузки (порядка 15 минут движения при 3000 оборотов в минуту и более) или путем добавления в дизтопливо присадок, снижающих температуру сгорания сажи.
  • Активная – выполняется, когда основной режим работы двигателя не обеспечивает нужных показателей для пассивной регенерации. Для этого выполняется принудительное повышение температуры на некоторое время. Повышение температуры достигается различными способами – за счет позднего или дополнительного впрыска на такте выпуска, электронагревателем или дополнительными присадками в топливо.

Частый прожиг изнашивает керамическую матрицу и приводит к ее разрушению. И поскольку стоимость сажевого фильтра довольно высока, необходимо найти наиболее щадящий режим. Достигается он увеличением количества пройденного расстояния между процедурами регенерации, а также снижением температурных диапазонов сгорания масла.

Выбор масла для дизеля

Неподходящее масло провоцирует дополнительное загрязнение ячеек матрицы фильтра и предварительный износ. При работе двигателя оно сгорает вместе с топливом и при наличии несгораемого осадка блокирует работу системы очистки выхлопных газов.

Для дизельных моторов с сажевыми фильтрами ACEA (Ассоциация Европейских Автопроизводителей) установила определенный стандарт масла, которое удовлетворяет экологическим стандартам не ниже Евро-4 и правилам эксплуатации автомобилей в целом. Моторные масла для современных сажевых фильтров, имеющие допуск ACEA, получили маркировку С (С1, С2, С3, С4). Они применяются для автомобилей с системами очистки выхлопа, а их состав позволяет продлить срок службы матрицы.

Можно ли удалить сажевый фильтр

Многие автомобилисты, желая избавиться от проблемы постоянной очистки и замены и сопряженных с ними дополнительных финансовых расходов, решают удалить сажевый фильтр. Сделать это можно несколькими способами:

  • Демонтаж устройства. Механическое удаление сажевого фильтра позволяет незначительно повысить мощность автомобиля. С другой стороны, при эксплуатации машины ЭБУ двигателя начнет выдавать ошибку, воспринимая отсутствие фильтра как неисправность.
  • Внесение корректив в программное обеспечение ЭБУ двигателя (обновление программы до версии, не содержащей информацию о подключении сажевого фильтра). Обновление программного обеспечения выполняется специальным устройством – программатором, но при этом необходимо быть уверенным в корректности работы новой прошивки, поскольку последствия могут быть непредсказуемы.
  • Подключение эмулятора устройства (без изменения заводской программы), который посылает ЭБУ сигналы, аналогичные работе реального сажевого фильтра.

Однако следует иметь ввиду, что установленные на сегодняшний день экологические стандарты Евро-5 запрещают эксплуатацию автомобиля с дизельным двигателем без сажевого фильтра.

Что такое сажевый фильтр и для чего он нужен

ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ ЧИП-ТЮНИНГ АВТОМОБИЛЕЙ

Расширение ассортимента услуг и снижение цен !

В этой статье кратко описаны когда нужно удалять сажевый фильтр на дизельном автомобиле . Симптомы, говорящие о необходимости удаления сажевого фильтра или его замены .

Что такое сажевый фильтр и для чего он нужен Вы можете прочитать в одной из наших статей — ссылка

На этой странице мы постараемся описать основные симптомы, указывающие на неисправность системы сажевого фильтра дизельных автомобилей (производитель не важен — рассмотрим общие проблемы, присущие всем автомобилям с нормами ЕВРО-4 и выше). Ведь эксплуатируя современный дизельный автомобиль в наших современных условиях, особенно в черте города, сажевые фильтры нередко выходят из строя уже при пробеге коло 70-90 тыс. км, а проблемы с ними иногда начинаются ранее, уже при 40-60 км. пробега.

Почему сажевый фильтр так быстро выходит из строя :

Вот тут как раз стоит вспомнить устройство самого фильтра и его принцип работы. Фильтр всегда установлен за выпускным коллектором, в непосредственной близости от двигателя и выхлопные газы проходят через фильтр, прежде чем попасть в остальную часть выхлопной системы и далее в атмосферу. Основным фильтрующим элементом сажевого фильтра является керамическая матрица, изготовленная обычно из карбида кремния. Она имеет ячеистую сетчатую структуру внутри и пористые стенки каналов, которые выполняют роль фильтров и задерживает частички сажи из выхлопных газов двигателя. Со временем фильтр начинает забиваться сажей, но в системе предусмотрена возможность очищения сажевого фильтра (называется регенерация). Эта функция контролируется с помощью ЭБУ двигателя , который опрашивает ряд датчиков (датчики перепада давления до и после сажевого и фильтра и температурные датчики) и основываясь на их показаниях ЭБУ включает регенерацию.

Хотелось бы заметить, что некачественное топливо так же сильно влияет на ресурс сажевого фильтра и двигателя в целом. Количество сажи напрямую зависит от содержания серы в топливе, и при ее завышенных параметрах фильр забивается быстрее. ухудшаются.

Регенерация бывает двух типов — пассивная и активная.

Пассивная регенерация более эффективна и происходит обычно при поездках более получаса в загородном цикле при оборотах двигателя около 2500об. / мин. При пассивной регенерации сажа в фильтре окисляется счет катализатора и высокой температуры отработавших газов (пассивная регенерация сажи происходит только при достижении постоянной температуры 350-550°С). Такая регенерация более эффективна и если автомобиль эксплуатируется в загородных условиях — несомненно, что сажевый фильтр прослужит гораздо дольше.

В условиях города и плотного трафика разогреть сажевый фильтр до такой температуры при обычной езде практически невозможно, поэтому при забитости фильтра ЭБУ использует активную регенерацию, впрыскивая солярку в двигатель в излишке (при этом из выхлопной трубы на холостых оборотах идет дым белого цвета и обороты могут быть чуть завышены), что-бы разогреть сажевый фильтр до температуры 600-650°С. При достижении этой температуры частички сажи в фильтре вступают в реакцию с кислородом и в результате образуется безвредный углекислый газ. Но такая регенерация менее эффективна, поэтому зачастую » городской » дизельный автомобиль уже имеет проблемы с фильтром на совсем малых пробегах. К тому же, автомобиль может вовсе не включать регенерацию целому ряду причин — активная ошибка в ЭБУ, неправильно закрытая крышка бака, неисправность клапана ЕГР и др.) и тогда сажевый фильтр придет в негодное состояние совсем скоро и ЭБУ, основываясь на показаниях датчикови расчитав предельную забитость фильтра пропишет по нему постоянную нестираемую ошибку и автомобиль будет двигаться только в аварийном режиме (до 3000 об. без включения турбокомпрессора). В таком случае потребуется замена фильтра на новый или программное удаление сажевого фильтра и его физическое удаление.

Конечно же не стоит забывать о качестве топлива, зачастую продаваемого на АЗС в нашей стране, особенно дизельного, ведь качество солярки очень важный фактор для всех современных дизельных двигателей высокого давления с непосредственным впрыском топлива.

Основные минусы при эксплуатации транспортного средства с неисправным сажевым фильтром :

увеличение расхода топлива

в следствии сильной забитости фильтра система рециркуляции выхлопных газов (ЕГР) гораздо быстрее » закоксовывается » , что приводит к выходу из строя дорогостоящего клапана, а в некоторых случаях и турбокомпрессора

двигатель работает в аварийном режиме » на износ » , турбокомпрессор не включается и обороты развиваются до 3000 об ./ мин . — в следствии этого АКПП получает недостаточный крутящий момент с двигателя и управляет пакетами с повышенной нагрузкой (толчки при переключении)

если забитость фильтра близка к критичной, а автомобиль продолжает эксплуатироваться, то возможен выход из строя двигателя

Симптомы, говорящие о возможной неисправности сажевого фильтра и его забитости и необходимости удаления сажевого фильтра :

Появление п овышенн ого расход а топлива, частая регенерация (белый дым при стоянке на холостых оборотах свидетельствует о проходящей активной регенерации)

Снижение мощности и тяги двигателя

Н еустойчивая работа двигателя и повышенная дымность при работе

Ш ипящий звук при работе двигателя

За вышенный уровень моторного масла в двигателе (при соблюдении нормы)

Переход двигателя в аварийный режим (до 3000 об/мин без нормальной работы турбокомпрессора) .

Индикация на приборной панели :

у части а вто на панели приборов присутствует индикатор сажевого фильтра — обычно он загорается или начинает мигать при неисправности, иногда мигает индикатор CHECK-ENGINE.

Все указанные тут признаки не являются сто процентной причиной дефекта системы сажевого фильтра и для полноценного выявления проблемы, прежде чем приступать к какому либо вмешательству в автомобиль, необходимо сделать квалифицированную диагностику автомобиля. После выявления проблемы специалистом Вы поймете, нужно ли в данном случае менять или удалять сажевый фильтр.

На фото : Пришедший в негодность и забитый сажевый фильтр, разрезанный поперечно.

ОСЕННЯЯ АКЦИЯ!

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

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

Позвоните нам и получите бесплатную консультацию по вопросам программное удаление сажевого фильтра вашего автомобиля. Так же, предварительную стоимость ремонта Вы можете уточнить по телефону 517-2836 . Или написав нам на электронный адрес : mptune@gmail.com


г. Москва, ул. Беломорская, дом 40 | mptune@gmail.com
Наши телефоны : +7 (495) 517-28-36, +7 (985 ) 260-54-05
Мы работаем с 1 1:00 — 19 : 30 (обед с 14.00 до 15.00), кроме выходных (ВС, ПН)



Вызов эвакуатора

Лаборатория по ремонту автомобильной электроники MP-Lab

Наш адрес : г. Москва, ул. Беломорская, дом 40, м. Речной Вокзал

+7 (495) 517-28-36 +7 ( 985 ) 260-54-05

Мы работаем :
с 11:00 до 19 : 30
рабочие дни: ВТ-СБ.
выходные: ВС,ПН

Качественный ремонт блоков А К ПП A UDI Multitronic » под ключ «

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector