Для чего нужен сажевый фильтр на дизельном двигателе

Что делать с сажевым фильтром дизеля: менять, выбросить, чистить

При всех плюсах у современного дизеля есть несколько минусов, и один из них – сажевый фильтр. Вроде бы и не самый важный компонент, но когда забьется – машина просто не едет. Что с ним делать?

Сажевый фильтр очищает дизельный выхлоп от одной из вредных оставляющих – частиц черного углерода, продукта неполного сгорания топлива и масла. В английской литературе этот элемент называется DPF (Diesel Particulate Filter), а французские автопроизводители имеют его FAP (Filtre a Particules), и то и другое означает фильтр частиц.

После введения экологических норм Евро 4 в 2005 году легковые дизели на территории Европы стали оснащать сажевым фильтром.

Фильтр представляет собой керамический вкладыш пористой структуры с мелкими сквозными каналами. Частицы сажи размером менее микрона оседают на их поверхности. Часть из них впоследствии догорают, превращаясь в углекислый газ и другие вещества, часть остается на керамике.

Такой фильтр, в отличие от других применяющихся на современном автомобиле, по сути многоразовый. Конструкторы предусмотрели меры для того, чтобы фильтр служил как можно дольше. Состояние DPF контролируют датчики температуры и давления. Если блок управления замечает, что фильтр перегревается или что давление в выхлопном тракте перед ним нарастает, электроника делает вывод, что фильтр забился. И дает команду на самоочистку.

Самоочистка сажевого фильтра

Есть два типа самоочистки сажевого фильтра. Первая применяется обычно на немецких силовых агрегатах, она выжигает оставшуюся в порах фильтра сажу путем нагрева до температуры 600 о – 800 о С. Для этого в цилиндры подается увеличенная порция топлива, и температура выхлопных газов на время (около 10 минут) поднимается.

Система выхлопа современного дизеля, как и бензиновой легковушки, имеет катализатор, а дополнительно еще и сажевый фильтр с саморегенерацией.

Вторая система очистки сажевого фильтра поначалу встречалась на лишь дизелях французского производства – почему ее в народе и стали называть FAP. Она предусматривает автоматический впрыск в цилиндры специальной жидкости под названием Eolys – катализатора, который помогает саже выгореть без повышения температуры, уже при 400 о С. (Не путать с Adblue!)

Водитель не всегда знает, в какой момент его выхлопная система проходит процедуру самоочистки, хотя обычно это сопровождается повышенным дымлением из выхлопной трубы. Очистка должна происходить при равномерном движении на оборотах выше средних, т.е. в идеале — на загородном шоссе, но если машина в такие поездки отправляется редко, нормально очистить фильтр не удается.

Проблемы самоочистки

В зависимости от режима эксплуатации, качества топлива и масла система регенерации сажевого фильтра активируется каждые 1500 – 5000 км. Но когда фильтр достаточно стар, все больше сажи остается в нем неудаленными, и электроника включает самоочистку все чаще. Это можно сделать и принудительно в условиях СТО. Но после большого пробега – обычно за 200 тыс. км – фильтр приходится менять: его поры в конце концов оказываются напрочь забитыми тем, что принято называть сажей.

Сажевый фильтр дизельного авто рано или поздно перестает очищаться и забивается. В таком случае его приходится заменять или удалять.

Замена обходится недешево, не одну сотню в твердой валюте, поэтому отечественные дизелеводы пытаются найти альтернативное решение вопроса. Например, прибегают к промывке фильтра некоей чудодейственной жидкостью, которая в самом деле может помочь, но ненадолго.

К слову, некоторые не особенно внимательные водители дизелей вспоминают о необходимости наполнять бачок с Eolys, только когда фильтр оказывается безнадежно забит. Если вы хотите сохранить ваш сажевый фильтр на более долгий срок, нужно следить за исправностью системы постоянно.

Удалить сажевый фильтр и перепрошить под его отсутствие электронику стоит немалых денег, но это дешевле, чем покупать новый.

Радикальный способ – удаление забитого фильтра из его корпуса с последующей сваркой разрезанных половинок. При таком подходе нужно также внести коррекцию в программу управления системой питания, чтобы электронный мозг мог нормально воспринимать отсутствие разницы температур и давления на входе в пустой корпус фильтра и на выходе из него. В итоге плата за такую “ампутацию” тоже может выйти внушительной – в несколько тысяч гривен.

Рекомендация Авто24

Какой способ решения проблемы забитого сажевого фильтра выбрать, каждый водитель пусть решает сам. А мы хотели бы дать совет тем, кто только собирается купить автомобиль с дизелем экологического класса Euro 4 и выше. Да, владея машиной с дизелем, заманчиво экономить на топливе. Но нужно учитывать, что содержать современный дизель – и в особенности подержанный – не так уж и дешево. Если не покупать специальные масла, топливо с низким содержанием серы, не промывать вовремя форсунки и не следить за состоянием сажевого фильтра, вся экономия на топливе может быть сведена на нет.

Что такое сажевый фильтр и как с ним бороться ?!

Дизельный сажевый фильтр
Первые дизельные сажевые фильтры в автомобилях с дизельным типом двигателя появились в 2001 году. В 2008 эти фильтры стали обязательны для всех легковых ав­то­мо­би­лей с дизельными двигателями после введения нормы Евро 5.
Как это видно из названия, дизельный сажевый фильтр предназначен для уменьшения выброса в атмосферу частичек сажи вместе с выхлопными газами. Практика показывает, что использование сажевых фильтров (DPF или дословно Diesel Particulare Filter) помогает достичь снижения выброса частиц сажи на 80, а то и на все 100%.

Дизельный сажевый фильтр

Автомобили различных про­из­во­ди­те­лей имеют некоторые конструктивные осо­бен­нос­ти в строении сажевых фильтров. Однако принципиально эти различия можно свести к двум вариантам: сажевый фильтр – отдельный элемент выхлопной системы, и вариант два – сажевый фильтр представляет собой часть конструкции, включающей в себя ка­та­ли­ти­чес­кий нейтрализатор. В этом слу­чае этот узел имеет название «сажевый фильтр с ка­та­ли­ти­чес­ким покрытием».

При работе дизельного сажевого фильтра различают два этапа. Это собственно филь­тра­ция, и необходимая, время от времени, регенерация фильтра. В процессе фильтрации фильтр «отлавливает» частички сажи; граничным размером частиц, которым удается избежать фильтрации, считается размер от 0,1 до 1 микрометра. Это довольно опасные для дыхательной системы человека и животных частицы, но, к счастью, их доля в выбросах не велика – не более 5%. Рано или поздно накопившаяся сажа начинает служить ощутимым препятствием на пути выхлопных газов. Водитель автомобиля начинает замечать, что мощность двигателя падает. Поэтому следует поп­ро­бо­вать осуществить ре­ге­не­ра­цию сажевого фильтра

В дизельных сажевых фильтрах различных производителей используются различные способы регенерации, однако принципиально это пассивная и активная регенерация.

пассивная и активная регенерация

Под пассивной регенерацией сажевого фильтра подразумеваются самостоятельные действия водителя в тех случаях, когда на дисплее бортового компьютера появилось со­от­ветс­тву­ю­щее уведомление, или же водитель сам заметил падение мощности двигателя. Самым простым способом пассивной регенерации является повышение температуры в фильтре, а соответственно простое сжигание сажи. Для этого надо всего лишь дать двигателю полную нагрузку и проехаться так километров 30-40. Еще одним методом пассивной регенерации является использование специальных добавок в дизельное топливо. Эти добавки просто снижают температуру, при которой сажа воспламеняется и полностью сгорает в фильтре.

чистый и заполненный сажевый фильтр

При активной регенерации сажевого фильтра главным действующим лицом ста­но­вит­ся не водитель, а специальный контроллер, предусмотренный конструкторами. При поступлении данных от датчика температуры и датчика давления контроллер производит анализ данных и делает вывод о наличии частиц сажи и о необходимости их удаления. Если контроллер в результате анализа принимает решение об удалении частиц, он впрыскивает дополнительное количество топлива, чтобы поднять температуру и сжечь частицы сажи в фильтре. Если производителями предусмотрен другой способ регенерации фильтра, конт­рол­лер обязательно его задействует. Таким образом, контроллер самостоятельно в зап­рог­рам­ми­ро­ван­ном режиме осуществляет контроль над процессом регенерации сажевого фильтра
В случаях, когда регенерация так и не началась, не­об­хо­ди­мо обратиться к специалистам на СТО, где окажут необходимую техническую помощь.
Удаление сажевого фильтра вполне возможна и позволяет сэкономить деньги, поскольку она стоит гораздо дешевле, нежели полная замена старого дизельного сажевого фильтра на новый.

Удаление сажевого фильтра

Как правило, любая забота о ком-то в конечном итоге приводит к тому, что именно этот кто-то вынужден будет за все расплачиваться, и хорошо, если только деньгами. Вот так можно подытожить введение ограничений по составу выбросов выхлопных газов, когда были утверждены нормы ЕВРО-4. Разумеется, обстановка в городах значительно улучшилась, воздух стал намного чище, но непонятно по какой причине это вылилось в дополнительную прибыль изготовителям. Чтобы улучшить состав ВГ (выхлопных газов) в конструкцию автомобилей был добавлен дизельный сажевый фильтр. Но, при всей эффективности очистки выхлопных газов, большинство автовладельцев задумываются об удалении сажевого фильтра
Но просто так данное приспособление не получится убрать из автомобиля. Вся проблема заключается в том, что состояние прибора учитывается контроллером управления мотором.
Программное удаление сажевого фильтра выполняется так – за счет внешних устройств присоединяется программатор и изменяется прошивка контроллера, в него устанавливается версия, которая не предусматривает в составе автомобиля наличие дизельного сажевого фильтра. После этого он физически удаляется, на это действие контроллер никак не от­ре­а­ги­ру­ет.

Удаление программно сажевого фильтра BMW X5 E53 Удаление программно сажевого фильтра BMWX5 E70 Удаление сажевог фильтра программно VOLVO XC70 Извлечение сажевого фильтрра Сварочные работы после извлечения сажевого фильтр

Сажевый фильтр на дизеле: что это такое

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

Что такое сажевый фильтр на дизеле

Как выглядит сажевый фильтр на дизеле.

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

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

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

Как устроен сажевый фильтр

Существует несколько типов фильтрующих систем:

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

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

Усредненная конструкция сажевого фильтра включает в себя:

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

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

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

Принцип работы сажевого фильтра

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

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

Регенерация сажевого фильтра

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

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

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

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

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

Признаки и последствия неисправностей сажевого фильтра

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

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

Естественно о возникновении неполадок сигнализируют соответствующие маркеры приборной панели.

Читайте также: Как проверить катализатор на забитость не снимая.

Сажевый фильтр: устройство, принцип работы, регенерация, срок службы

Обязательная установка сажевых фильтров (DPF-фильтр) на дизелях введена в 2009 году. Предназначение ― улавливание токсичных частиц сажи в выхлопе дизельного автомобиля. Сажа в выхлопных газах оказывает негативное воздействие на здоровье людей и загрязняет окружающую среду. Сажевые фильтры бывают в виде отдельного элемента конструкции автомобиля или составной части каталитического нейтрализатора. Применение DPF-фильтров позволяет дополнительно очистить выхлоп при работе дизеля и устранить возникающие неприятные запахи.

Оседание частиц сажи на стенках сажевого фильтра в процессе эксплуатации приводит к ухудшению пропускной способности. Забитый сажей фильтр ― причина снижения мощности двигателя, перебоев в его работе. Для устранения проблемы автолюбители могут:

• заменить сажевый фильтр;
• демонтировать DPF-фильтр.

Но многие автовладельцы склоняются именно ко второму способу решения проблемы.

Устройство и принцип работы

В конструкции автомобиля с каталитическим нейтрализатором сажевый фильтр устанавливается непосредственно за катализатором в едином с ним корпусе. Через разъемы на корпусе к DPF-фильтру подключены:

• кислородный датчик катализатора;
• температурные датчики сажевого фильтра (через два разъема);
• датчики дифференциального давления, установленные перед и после фильтра.

Важно! Датчик давления фиксирует разницу давлений на входе и выходе из фильтра, температуру измеряют температурные датчики. Назначение датчика давления и температурного датчика состоит в регенерации (прожигании) DPF-фильтра.

Принцип работы сажевого фильтра:

• Отработавшие газы направляются в катализатор для очистки, затем направляются к DPF-фильтру, представляющему собой сеть глухих каналов с перфорацией (крипт). При прохождении газов через каналы происходит оседание сажи (углерода) на стенках каналов.
• Каналы сажевого фильтра при эксплуатации автомобиля начинают забиваться осевшими частицами сажи, что требует выполнения очистки фильтра. Состояние DPF-фильтра оценивают датчики температуры и дифференциального давления. В электронном блоке управления двигателя прописаны разрешенные параметры температуры и разницы давлений на входе и выходе из фильтра. При отклонении от нормальных показателей ЭБУ запускает процесс регенерации (самоочистки) сажевого фильтра.

Регенерация DPF-фильтра

На различных моделях автомобилей процесс регенерации выполняется по разным алгоритмам. Общим является то, что независимо от типа и особенностей конструкции, происходит выжигание осевших частиц сажи в каналах сажевого фильтра.

Прожигание обеспечивается подачей электронным блоком управления большего количества топлива через двигатель или отдельную форсунку. Выгорание частиц сажи происходит за счет повышения температуры DPF-фильтре до 600˚С.

Различают два вида регенерации: плановую и принудительную. Это означает, что прожигание выполняется не всегда. При плановой регенерации ЭБУ анализирует показатели датчиков давления и температуры. Блок управления одновременно просчитывает количество использованного топлива.

Процесс регенерации запускается ЭБУ на основании оценки пропускной способности DPF-фильтра, а также в случаях, когда объем сожженного топлива подошел к запланированной отметке. На практике регенерации запускается через 2000 – 5000 км пробега.

Важно помнить, что электронный блок управления запускает регенерацию только при определенных условиях:

• автомобиль двигается продолжительное время по прямой с относительно постоянной высокой скоростью;
• сажевый фильтр начал работать с серьезными сбоями.

В городских условиях такие параметры езды труднодостижимы. Прерывать запущенную регенерацию не следует. Это означает, что глушить двигатель в таких случаях не надо, необходимо дождаться окончания процесса (обычно он продолжается минут 15). Иначе ЭБУ зафиксирует, что завершения запущенной регенерации не произошло. Это приведет к постоянному повторению запроса на регенерацию до того момента, пока она не будет штатно завершена.

Примечание: регулярная подача дополнительного топлива для самоочистки DPF-фильтра негативно влияет на работоспособность двигателя и состояние моторного масла.

Данная информация актуальна для DPF-фильтров. В FAP-фильтрах очистка выполняется с использованием специальной жидкости, которая подается через предназначенную для этой операции форсунку из отдельного бачка. Такой способ очистки не оказывает на моторное масло очень негативного влияния, но прерывать процесс очистки не рекомендуется.

Появление сигнала «регенерация невозможна» указывает на то, что плановая самоочистка успешно не завершена или не начата. Это означает, что допустимый порог попуток выполнения регенерации превышен. ЭБУ в подобных случаях указывает на необходимость выполнения принудительной регенерации, для чего процесс необходимо запустить вручную.

Это происходит в случаях, когда сажевый фильтр полностью забит и проведение очистки не позволит обеспечить оптимальные параметры температуры и давления. Иначе говоря, эффективно сжечь осевшие в каналах фильтра частицы сажи уже не получится.

Срок службы

На работоспособность сажевых фильтров негативно влияет большое количество сажи в выхлопных газах. Причиной может быть проблема смесеобразования, когда поступает излишнее количество топлива или в смеси недостаточно воздуха.

Происходит это из-за неисправности топливной аппаратуры, проблем с турбонаддувом или системой подачи воздуха. Негативно повлиять может также низкое качество дизельного топлив

Важно! При пробеге порядка 200 000 — 250 000 км даже в идеальных условиях DPF-фильтр будет забит, что потребует решения вопроса. Официально рекомендуется сажевый фильтр заменить. Решение правильное, но затратное.

Значительные затраты при замене сажевого фильтра заставляют автовладельцев прибегать к следующим методам:

• Установить аналог или использовать кустарное решение проблемы. Способ рискованный, на практике себя не оправдывает. Дешевый аналог или самоделка могут быстро привести к возгоранию. Установленные датчики не смогут штатно взаимодействовать с таким аналогом фильтра, и ошибка по регенерации постоянно будет появляться.
• Удалить сажевый фильтр и полностью избавиться от проблемы. Но надо помнить, что при таком решении появится неприятный запах и увеличится токсичность выхлопных газов.

Проблемам с экологией сегодня в странах СНГ должного внимания еще не уделяется, поэтому автовладельцы часто принимают решение сажевый фильтр удалить.