Как называется фильтр в выхлопной системе автомобиля

8

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

Почему вырезать сажевый фильтр – плохая идея и как продлить ему жизнь?

Есть в дизельных автомобилях один узел, который многие владельцы считают совершенно излишним. Говорят, что от него один вред – и мощность душит, и эластичность мотора давит. Спрос рождает предложение, поэтому существует множество небольших контор, которые занимаются удалением этих узлов. Вы, конечно, поняли, что речь идет о каталитических сажевых фильтрах. Вот только наивное желание подправить заводских конструкторов и повысить отдачу мотора, вырезав сажевый фильтр и снизив сопротивление выхлопного тракта, может обернуться серьезными проблемами…

Партнерский материал

Итак, поговорим о сажевом фильтре, и обсуждать это устройство мы будем на примере коммерческих автомобилей Volkswagen. Прежде всего нужно понимать смысл и физику работы этого устройства. На самом деле, это такой же фильтр, как воздушный или топливный, условно непроходимая для частиц коробка, в которой есть множество маленьких калиброванных отверстий, через которые свободно проходят газы, но не проходят твердые частицы, имеющие большие размеры, чем поры фильтра. Его задача – поймать твердые частицы, отсеять их и удержать в себе. Но в отличие от масляного и воздушного фильтров, он обладает функцией регенерации, поскольку твердые частицы в продуктах горения углеводородов – это углерод в виде сажи, то есть в аморфной твердой форме. А раз так, то этот углерод можно сжечь, превратив его в газообразные окислы углерода, СО2 и СО. Лучше, конечно, в углекислый газ СО2, а не в СО, поскольку окись углерода токсична.

Задача вроде достаточно простая: собираем сажу, она забивает фильтр, снижая эффективность его работы и затрудняя работу двигателя, и тогда мы ее сжигаем. Сажа превращается в газообразные продукты горения, которые вылетают вместе с прочими выхлопными газами. Но проблема в том, что сгорает не все. Остаются соединения других элементов, то есть то, что в обиходе называется золой. Вот эта-то зола и забивает поры фильтра. То есть, первый фактор, влияющий на здоровье и нормальную работу сажевого фильтра, – это зольность самого горючего, а также состав масла и исправность двигателя, в первую очередь – его маслосистемы, ведь какая-то часть масла все-таки попадает в цилиндры и сгорает вместе с дизельным топливом.

Еще один фактор, приводящий к возникновению неисправности, – это большие температурные перепады. Не секрет, что на фазе накопления сажи фильтр имеет температуру 200-500 градусов. Это зависит от манеры вождения. Например, при высоком давлении выхлопных газов (то есть при работе на высоких оборотах) сажа прогорает в фильтре сама, и это нормально. Но на коротких дистанциях, в условиях плотного городского движения, такой режим не возникает, сажа самостоятельно не сгорает, и происходит переполнение сажевого фильтра. Тогда для его очистки запускается процесс прожига, искусственный пожар, который поднимает температуру фильтра уже до 700-800 градусов. Решение о начале прожига «мозги» автомобиля принимают самостоятельно, как только датчики определят рост перепада давления. Получаются серьезные перепады температуры: 200 градусов в фазе накопления и 800 при прожиге.

И все бы ничего, но процесс принудительного прожига чаще всего запускается при постоянной эксплуатации в городских пробках, и возникающие перепады температур ведут к постоянным циклам теплового сжатия и расширения узла, а это – прямая дорога к развитию усталостного износа. Со временем может начаться и механическое разрушение фильтра: он начнет выкрашиваться, высыпаться, выдуваться… Поэтому очень важно хотя бы периодически использовать автомобиль в режиме загородных поездок на достаточно высоких скоростях, 70-80 км/ч и более. Это нужно для того, чтобы регенерация не запускалась в режиме городского цикла, а происходила постоянно в режиме движения. Если выехать на трассу и ехать с приличной скоростью, то сажа выгорает без каких-либо негативных последствий.

И самое главное, с точки зрения регенерации: не стоит пытаться зимой спать или ждать кого-то в автомобиле с заведенным двигателем. Автомобиль работает на холостом ходу, нагрузки нет, и сажа вырабатывается достаточно интенсивно, а естественный прожиг невозможен. И если автомобиль регулярно использовать в таких режимах, то это может привести к тому, что сажевый фильтр из-за очень частых циклов принудительной регенерации раньше времени выйдет из строя. Если же эксплуатация в этих режимах неизбежна – ну, например, как в случае с VIP-шаттлами, которые дежурят в Шереметьево и должны сутками находиться в теплом состоянии, с прогретым салоном, то во избежание таких ситуаций стоит все-таки установить автономный отопитель типа «Вебасто», а еще лучше – заказывать его установку прямо на заводе при покупке нового автомобиля. С ним и салон можно поддерживать теплым в течение длительного времени, и сажевый фильтр не страдает.

Признаки начинающихся проблем с сажевым фильтром вполне можно обнаружить во время планового ТО. На самом деле, в план стандартных работ такая диагностика не входит, но в случае каких-то жалоб со стороны клиента, например, на слишком частый запуск режима прожига, мы можем посмотреть количество золы, которое накопилось в сажевом фильтре, и проанализировать его поведение: как часто запускаются циклы регенерации. Современные системы управления вполне это позволяют. Вся операция занимает 10-15 минут. Чтобы узнать количество накопившейся золы, достаточно подключить систему, потому что собираемые в цикле регенерации данные проходят анализ по сложной математической модели, и количество того, что не удалось прожечь, всегда можно вычислить. Если знать разницу давления в выхлопной системе и иметь эталонные данные, это не составит особого труда.

Есть еще один фактор. Если прожиг не запускался регулярно естественным образом, в автоматическом режиме, то при запуске принудительной регенерации блоком управления включается дополнительный впрыск. При этом топливо не сгорает в цилиндре, а должно сгореть в сажевом фильтре, чтобы поднять его температуру. Цилиндро-поршневая группа устроена так, что часть этого топлива попадает в масло, и это абсолютно нормальное явление. Водитель всего этого может и не замечать, потому что в поддон попадает 100-300 мл топлива. В процессе нормальной эксплуатации оно испаряется, попадает через систему вентиляции картерных газов в выхлопной тракт и там дожигается.

Но если сажевый фильтр забит золой примерно на 80%, а пропускная способность его составляет, соответственно, 20% от номинала, то фильтр начинает очень быстро заполняться сажей и так же быстро прожигаться. Количество циклов прожига увеличивается как минимум в 5 раз. Если при этом машина продолжает эксплуатироваться в пробках без должного внимания к процессу, то в итоге топливо не будет успевать испариться, что в свою очередь приводит к уменьшению вязкости масла, ухудшению его смазывающих свойств, а в итоге – к уменьшению давления масла со всеми вытекающими последствиями.

Если человек вовремя обратился к квалифицированным специалистам, то головка блока цилиндров с распредвалами, скорее всего, останется жива. Но в любом случае масляный насос и сажевый фильтр придется менять. А если владелец промедлит с визитом в сервисный центр, то вполне может приехать туда уже с задирами на коленвале.

Итак, первый фактор, влияющий на здоровье сажевого фильтра, – это зола, второй – тяжелый и неблагоприятный для его работы режим движения, ну и третий фактор – водительские привычки. На самом деле, водитель должен хотя бы немного знать свой автомобиль. Итак, сажевый фильтр может иметь температуру до 700 градусов. Поэтому общее правило: после работы с нагрузкой не надо нырять в лужи и пытаться преодолевать броды. Часто приходится слышать от вполне взрослых мужчин, которым пришлось поездить по грязи, что они специально проезжают через лужи на скорости, чтобы «помыть днище». Мало того, что можно гидроударом оторвать пластиковые защиты. Представьте, что на разогретую до малиново-красного цвета железяку, внутри которой находится керамика, попадает вода. И это не холодный воздух, а вода с её огромной теплоемкостью! Происходит мгновенный теплоотвод и деформация корпуса, ну а внутренний керамический фильтрующий блок начинает трескаться. И даже если деталь не лопнет пополам, то от резкого перепада температур в блоке появляются микротрещины.

В общем, правило простое: собираешься ехать через воду, будь то лужа, брод или болотце, посмотри, не работает ли фильтр в режиме прожига. Это можно определить, в частности, по косвенным признакам, например, если блок управления самостоятельно поднимает обороты, то, скорее всего, включился режим прожига. Ну и если вы просто перед этим ехали с высокой скоростью, то сажевый фильтр и катализатор у вас точно будут малиновыми. И если сразу бросить машину через лужи, то это приведет к мгновенному уничтожению фильтров. Вы легкомысленно поедете дальше, а через 500-1000 км у вас начнутся проблемы. Вы приедете в сервис и будете задавать сакраментальные вопросы: «За что мне это всё и почему это у меня произошло?».

А всё потому, что автомобиль – это сложное техническое устройство, в котором, конечно, есть «защита от дурака», но она имеет свои пределы, за которые лучше не выходить, иначе все закончится очень серьезными финансовыми потерями.

Почему сажевый фильтр стоит так дорого, более 120 000 рублей, и за что нужно платить такие деньги? А вот за что. Корпус фильтра – это, конечно же, просто сборная банка, но в ней стоит трехкомпонентный нейтрализатор. И если сажевый фильтр идет в сборе, в нем содержится большое количество драгоценных металлов, прежде всего – платины и металлов платиновой группы, которые служат катализаторами. Идея простая: чтобы процесс протекал быстро и эффективно, нужно поместить туда химический элемент, в присутствии которого химические реакции ускоряются. Именно содержание этих редких и дорогих элементов превращает фильтр в драгоценность, именно поэтому он столько стоит. Даже содержимое поврежденных сажевых фильтров конторы по добыче драгметаллов скупают по цене от 6 до 10 тысяч рублей.

Но, может быть, тогда лучше просто удалить этот фильтр? Это, конечно, не совсем законно, но всегда найдутся люди, которые готовы выйти за границы закона. Вот только слишком часто у них возникают проблемы. Вы вырезаете сажевый фильтр, и в выхлопе на порядки возрастает количество твердых частиц. На сегодняшний день пройти техосмотр с отсутствующим сажевым фильтром можно – приехал, получил талон, да и уехал счастливым. Вот только не факт, что это будет продолжаться долго: все-таки все мы движемся в сторону повышения автомобильной культуры и ужесточения экологических требований, так что со временем у нас наверняка всё будет, как в Европе: полиция будет останавливать автомобили, которые им чем-то не понравились, вставлять в выхлопную трубу дымомер и выписывать штрафы. Это, конечно, перспектива, но вполне реальная.

Претензии со стороны контролирующих органов – это, конечно, неприятно, но важно не это. Я просто впадаю в ступор, когда мне говорят: «Я удалил сажевый фильтр, и мотор задышал». Это не мотор задышал, это владелец автомобиля и его пассажиры полной грудью задышали угарным газом, окислами азота, сажей – словом, всей той дрянью, которая летит из выхлопной трубы. Удаляя катализатор, водитель прежде всего вредит себе, своему здоровью и своим близким. Ведь в составе выхлопа множество очень опасных и очень активных химических веществ. Производитель автомобиля всеми силами пытается защитить водителя, его близких и детей, всех, кто его окружает, а он, видите ли, «задышал». Работники сервисов, кстати, прекрасно это чувствуют: если в цех заезжает машина без катализатора, то все вокруг начинают кашлять, чихать, и глаза у них начинают слезиться.

Но помимо юридических и медицинских опасностей, человека, решившегося на резекцию сажевого фильтра, поджидают и опасности чисто технического порядка. Дело в том, что в Европе есть всего три разработчика систем электронного управления двигателем: Bosch, Delphi и Siemens. Это огромные корпорации, где большие коллективы ученых и инженеров строят сложнейшие математические модели, согласно которым происходит управление двигателем. Эти модели подробно описывают весь процесс сгорания дизельного топлива вплоть до кончика выхлопной трубы, и там работают настолько сложные алгоритмы, что и представить себе трудно. Но чтобы автомобиль с вырезанным сажевым фильтром поехал нормально, эти алгоритмы нужно перенастроить, ведь ни Bosch, ни Delphi, ни Siemens продуктов, рассчитанных на работу двигателя без сажевого фильтра, не делают.

В итоге человеку, решившемуся на удаление сажевого фильтра из своего автомобиля, непременно придется искать место, где ему сделают чип-тюнинг, то есть программно внесут изменения в сделанную Bosch математическую модель. И вроде бы с этим никаких проблем нет: сейчас чуть ли не на каждом шиномонтаже висит вывеска «Делаем чип-тюнинг, подключаем, то-сё». Но представьте себе ситуацию, когда в каждом шиномонтаже вам будут предлагать поправить операционную систему вашего смартфона или ноутбука… Ну не может один человек быть лучше огромных коллективов высоких специалистов, которые годами занимались этими разработками и вложили в них немереное количество труда.

Тем не менее время от времени появляется условный Вася, который заявляет: «Я могу исправить алгоритм, да так, что для ресурса автомобиля не будет никакого ущерба, и вообще всё будет хорошо». Вы соглашаетесь, Вася влезает в программу, что-то в ней меняет, причем нередко не понимая, что, собственно, он сделал и что поменял. Потому что там настолько сложная математическая модель, что нужно быть настоящим ученым-математиком с огромным опытом, чтобы разобраться и понять, как там все работает. В итоге в ЭБУ двигателя вашей машины прописывают непонятную программу, с непонятно кем исправленными алгоритмами и с неизвестной эффективностью.

Стоит признать, что у нас действительно существуют специалисты, которые умеют делать тюнинг-программы и которые приблизились к так называемому «нейтральному результату»: и сажевый фильтр вроде отключен, и ресурсность вроде бы не уменьшилась, и ездовые качества сохранились. Но вся проблема в том, что на самом деле таких специалистов – единицы на всю страну, и доезжает до них в лучшем случае один из десяти владельцев. Остальные попадают в руки «шинных чиповщиков», которых назвать специалистами просто нельзя. Те, кто платят им деньги, просто не понимают, что доверить этим «специалистам» такую работу – все равно что вызвать коновала и доверить ему операцию на мозге. В итоге получается так: сделали чип-тюнинг, удалили фильтр, автомобиль вроде бы поехал, а через два-три года он просто начинает разваливаться. Прогорают поршни из-за неправильного количества топлива и состава топливной смеси, летит трансмиссия DSG… И вопросы задавать уже некому.

Один из сотрудников фирменного сервиса Volkswagen рассказал, что к ним достаточно регулярно обращаются владельцы с просьбой восстановить заводскую прошивку: «Спрашиваем, а почему вы не обратитесь туда, где вам прошивку делали? А нам говорят: нашли объявление на Авито, приехал человек на мотороллере, сделал чип-тюнинг и уехал. Ну и где его теперь искать вместе с мотороллером? Телефон больше не отвечает, симка не работает…».

При этом на «Алиэкспресс» продается масса инструментов, позволяющих считывать данные из блока управления двигателем, а в интернете лежит софт, который позволяет с помощью этих инструментов редактировать программы ЭБУ двигателя, то есть считывать штатную программу, вносить изменения, запаковывать и прошивать обратно в блок. И неизвестно, у кого в руках был программатор: у нормального специалиста, недоучки или просто мошенника, одержимого одним желанием срубить легкие деньги. В итоге пострадавшие от собственной глупости либо просто об этом молчат, либо быстро избавляются от своих машин при первой возможности.

В общем, неквалифицированное вмешательство в заводские алгоритмы – это фактор и беда номер один. При этом у грамотных людей, которые занимаются чип-тюнингом, есть четкое понимание, что 90% программных продуктов, изменяющих программы управления, это либо подделка, либо кустарщина. И что вероятность благополучного исхода вмешательства в программные алгоритмы составляет даже не 50 на 50, а 20 на 80, причем 80 – это риск того, что в длительной перспективе все будет не очень хорошо, и лишь 20 – что всё будет «более или менее».

Остается лишь присоединиться к призыву «береги сажевый фильтр смолоду», тем более что для сохранения его технического здоровья на долгие годы нужно всего лишь соблюдать несколько несложных эксплуатационных правил, вовремя обслуживать автомобиль (желательно в авторизованных сервисах), использовать рекомендованные масла и комплектующие. Тогда и услуги непонятных мастеров чип-тюнинга не понадобятся, и коммерческие автомобили Volkswagen подтвердят свою надежность и выносливость, и бюджет не пострадает…

Что такое DPF в автомобиле: особенности устройства и принципа действия

Требования, предъявляемые к современному автотранспорту, предполагают сведение к минимуму выброс в атмосферу вредных веществ, для обеспечения нормативов по экологической безопасности. Один из узлов, применяемых в данных целях – противосажевый фильтр. В предлагаемом обзоре рассматриваются особенности использования DPF – что это в автомобиле, принцип действия, возможные проблемы в работе и способы устранения неисправностей.

Что такое DPF?

Прежде чем рассматривать принцип действия данного узла, важно понять значение термина и расшифровку аббревиатуры, ведь автовладельцу, изучающему устройство DPF фильтра, нужно знать, что это такое.

Системой DPF называют фильтрующий элемент, удаляющий из выхлопных газов твердые частицы, загрязняющие атмосферу. Этим устройством, обеспечивающим соблюдение стандарта «Евро 4», начали оснащать машины с дизельными двигателями в 2001 году.

На отдельных моделях автомобилей данный узел совмещают с катализатором, монтируя в общем корпусе, что затрудняет идентификацию.

Аббревиатуру DPF расшифровывают с английского как «Diesel Particulate Filter». Дословно эту фразу переводят «дизельный сажевый фильтр». Перевод объясняет назначение узла. Зная полное звучание термина, не сложно догадаться о применении фильтра DPF – что это такое и для чего применяется.

В выхлопных газах содержатся частицы, составленные из сложных углеродных соединений с различными компонентами. Размеры этих фрагментов – от 10 нм до 1 мкм. Выброс этих веществ наносит существенный вред окружающей среде. Система DPF в дизельных двигателях удерживает сажу и копоть, обеспечивая экологическую безопасность эксплуатации автомобиля.

Необходимо понимать важность DPF, что это устройство оставляет в выхлопе лишь сотую процента от общего количества вредных веществ, существенно снижая ущерб для экологии. Подробнее о том, как выглядит сажевый фильтр. Это узел цилиндрической конфигурации, с керамической сотовой структурой внутри. Сажевый фильтр в разрезе представлен на фото ниже:

Классификация, устройство, как работает фильтр

В зависимости от конструктивного исполнения и принципа работы, применяемые DPF фильтры классифицируют следующим образом:

• Пассивные – очистка газов за счет особого покрытия, нанесенного на поверхности элементов.
• Активные – путем внесения топливных добавок, изменяющих свойства горючей смеси.

При любой конструкции и принципе работы сажевого фильтра в дизельном двигателе, фильтрующие элементы устанавливают сразу за катализатором, в выпускном тракте.

Далее рассмотрены перечисленные виды DPF – что это такое, как устроено и действует оборудование.

Пассивные

Ввиду высокой температуры отработанных газов, выходящих из катализатора, для изготовления фильтрующих элементов применяют жаропрочные материалы. Узел делают из керамики.

Детали характерна сотовая структура. На поверхность сот наносят платиновое покрытие, выступающее в роли катализатора.

В цилиндрическом стальном корпусе фильтра DPF заключен пористый картридж, пронизанный узкими отверстиями. Сечение этих проходов может быть четырех- или восьмиугольным.

Каналы проходят в одном направлении с движением газов выхлопа. Частично они открыты с одной стороны, закрыты с другой. Такие каналы называют впускными. Сквозные отверстия относят к выпускным.

Наличие платины запускает химическую реакцию, с разложением твердых элементов, без образования новых элементов, что обеспечивает эффективность очистки.

Состояние выхлопных газов контролируют датчики, установленные в устройстве, с фиксацией показателей выхлопа. Применяют разные типы данных контролирующих элементов, в зависимости от марки и модели автомобиля.

Лучше понять, что такое DPF в дизельных двигателях, поможет изучение принципа действия этого узла. Выхлопные газы поступают во впускные отверстия, из которых выход возможен только через пористую структуру карбида кремния. Взаимодействуя с платиной, твердые частицы сгорают, образуя углекислоту.

После выхода из выпускных трубок, газ выбрасывается в атмосферу. Лучше понять, что такое DPF, поможет сравнение запахов выхлопа с применением данного устройства и без него. Неочищенные газы содержат в сотни раз большее количество канцерогенов, а их очистка обеспечивает экологическую безопасность работающего двигателя.

Процесс очищение протекает непрерывно, пока работает мотор, до момента полного загрязнения сажевого фильтра DPF. Затем отложения выгорают, при запуске механизма самоочистки узла.

Активные

Необходимо разобрать принцип действия активного фильтра твердых частиц – что это за устройство и как работает.

Конструкция этого элемента разработана французскими автопроизводителями концерна Рено-Ситроен. Порядок очистки также основан на химическом взаимодействии загрязнений с покрытием сот. Но температуру выхлопа, необходимую для сгорания сажи, повышает не электронный блок управления, а автоматический впрыск специальной топливной присадки. Этот компонент вносят в состав топливной смеси, когда датчики укажут, что FAP фильтр (как называют устройство по французской аббревиатуре) забился. Автовладельцу нужно регулярно пополнять запасы указанной присадки с добавлением церия каждые 80 000 км пробега.

Порядок регенерации

Из принципа действия современных сажевых фильтров следует, что это самовосстанавливающиеся узлы. Для запуска процесса самоочищения, требуется обеспечить соответствующий режим работы двигателя.

При активном принципе работы агрегата, выхлопные газы разогреваются до температуры 500 градусов выше нуля при ровном функционировании силовой установки. Такая степень нагрева обеспечивает сгорание сажи, без применения дополнительных мер, за счет протекания химической реакции.

Ключевая роль в запуске процесса регенерации сажевого фильтра Мерседеса и машин других марок принадлежит платине, обеспечивающей окисление при указанных температурных показателях. Без использования данного металла, выхлоп пришлось бы разогревать до температуры на полторы сотни градусов выше.

В узле протекают такие химические процессы:

• Образуется двуокись азота вследствие взаимодействия кислорода с оксидом азота.
• Полученное вещество, контактируя с сажей (углеродом) вновь выделяет оксид азота и угарный газ.
• Эти компоненты, в результате последующей окислительной реакции, выделяют двуокись азота и углекислоту.

Особенно актуальна активная регенерация в городских условиях, когда передвижение сопровождается частыми остановками на светофорах. Сажа не успевает выгорать самостоятельно, поскольку оборудование не обеспечивает необходимой температуры. Это приводит к засорению фильтра твердых частиц.

В зимний сезон проблемы с очисткой противосажевого фильтра проявляются наиболее явно, поскольку пониженная температура воздуха снижает нагрев выхлопных газов. Мотор недостаточно прогревается, и сквозь коллектор выходит охлажденная газовая среда.

Автовладелец не всегда может оставить машину с включенным двигателем, чтобы продолжить сжигание сажи в выхлопе. Нередко человек спешит на срочную встречу или опаздывает на работу. Приходится выключать зажигание, когда в коллекторе сохранилась копоть, не успевшая сгореть, а на полную очистку может потребоваться до получаса, которых нет в наличии.

Процедура продолжается при последующем запуске мотора, но это приводит к нестандартному режиму работы силовой установки, с перерасходом топлива и опасностью повышенного износа оборудования.

В зависимости от принципа срабатывания процесса очистки сажевых фильтров, эта процедура бывает:

• Спонтанной – режим запускает электронный блок управления, на основе показаний датчиков, которые регистрируют температуру и давление, либо по команде программы, оценивающей необходимость применения, с учетом фактического пробега или количества сожженного топлива.
• Принудительной – процесс запускают вручную; это можно сделать самостоятельно или обратиться за помощью в автосервис.

Подробнее о принудительном режиме очистки сажевого фильтра – что это такое, и как работает оборудование при этом принципе, рассмотрено далее.

Порядок включения зависит от типа силового агрегата. Для двигателей BUG потребуется выполнить следующие действия:

• Запустить мотор, прогрев до температуры не менее 70 градусов.
• Перевести селектор в позицию паркинга, при закрытом капоте.
• Зайти посредством ваг-кома в раздел блока 01 – Engine.
• Нажать кнопку Coding-II, ввести логин 10016.

Для двигателя типа CAS потребуется:

• При запущенном и разогретом двигателе с закрытым капотом, перевести коробку передач в паркинговую позицию.
• Зайти в аналогичный пункт меню ваг-кома.
• В разделе настроек безопасности прописать 276701.
• Перейти в четвертый подраздел настроечных опций.
• Выбрать позицию DPF, нажав запуск.
• Система укажет на необходимость нажатия педали тормоза; выполнив эту команду, нужно нажать подтверждение, выжав затем акселератор.

Если правильный порядок действий соблюден, показатель оборотов двигателя составит до 1 500 в минуту, с разогревом выхлопа до 300, а через небольшой промежуток времени – и до 600 градусов. Для сажевого фильтра это означает запуск активного процесса очистки. Результат заметен по черному цвету выхлопных газов, выходящих из коллектора.

Из представленного описания понятно, как работает сажевый фильтр на дизеле при принудительном способе очистки.

Порядок работы данного узла также зависит от количества накопленной копоти. Если сажи не более 68 г, процесс не запустится, и остановится, когда объем загрязнений снизится до 56 г.

В данной ситуации водитель не сможет запустить регенерацию, поскольку температура нагрева выхлопа не превысит 250 градусов. Это предусмотрено, чтобы исключить воспламенение. В расчетные показатели ЭБУ введена норма по накоплению сажи от 2 до 5 г на сотню километров пробега.

Если по сведениям блока управления, количество загрязнений не превышает 68 г, очистка не запустится, и даже установка нового сажевого фильтра ситуацию не изменит. Потребуется обнулить данные в компьютере.

Для облегчения запуска регенерации сажевого фильтра можно вручную снизить порог по минимально допустимой массе твердых частиц в коллекторе. Поскольку сведения электронный блок управления оценивает на основе показаний в разнице давления, эта характеристика будет возрастать постепенно, чем можно воспользоваться.

Водителю нужно выполнить спортивный старт, начав двигаться сразу после запуска зажигания, при максимальном числе оборотов двигателя. Предельный разгон будет достигнут в первые 20 секунд езды. Этого достаточно, чтобы запустить очистку сажевого фильтра. Повторив упражнение до шести раз, можно хорошо очистить данный узел.

Если фильтрующие элементы очищаются в автоматическом (спонтанном) режиме, за запуск процесса отвечает программа, состав которой зависит от модели автомобиля. Программное обеспечение выполняет следующие функции:

• Регулирует регулярность выпуска отработанных газов.
• Подает команду на дополнительное впрыскивание топливной смеси при выбросе выхлопа.
• Задерживает подачу топлива.

Некоторые автопроизводители применяют дополнительные инновации, при которых программа работает в комплексе со следующими функциями:

• Разогревом выхлопа микроволновым излучением.
• Подачей горючего форсункой непосредственно в фильтрующий элемент.

Эти меры позволяют быстро разогреть оборудование до 650 градусов, что обеспечивает полное сгорание копоти.

Активное восстановление обеспечивают присадки, добавляемые в горючую смесь. Это запускает очистку при температуре до 500 градусов, без сильного разогрева выпускного коллектора.

Обратите внимание! Многие водители полагают, что регенерацию можно запустить при достижении определенной скорости. Но этот процесс возможен сразу после включения мотора, вне зависимости от передвижения автомобиля.

Сажевый фильтр Ленд Крузер 200 дизель и других марках машин служит до 200 000 км пробега. Для некоторых моделей этот показатель может возрасти до полутора раз, с учетом особенностей принципа действия, характеристик и конструктивного устройства узла.

Но если автовладелец ездит по большей части в пределах городской черты, заправляя машину топливом не лучшего качества, этот ресурс может заметно сократиться, с преждевременным выходом из строя оборудования. В таких условиях регенерация не справляется с поставленными задачами, как при активном, так и пассивном принципе работы.

Очистка срабатывает обычно через каждые полторы – две тысячи километров пробега, в зависимости от марки автомобиля, состава заливаемой топливной смеси и режимов движения. Если регенерация запускается чаще, это свидетельствует о повышенном загрязнении фильтра выхлопных газов. Владельцу необходимо подготовиться к необходимости ремонта данного узла, поскольку самоочистка уже не справляется с удалением скопившихся частиц.

При забитом фильтрующем элементе давление в выпускном коллекторе превышает нормативное значение, поскольку выход выхлопных газов осложнен. Это приводит к повышенному образованию нагара на стенках цилиндров двигателя, с опасностью преждевременного выхода из строя силового агрегата.

Резко падает тяга, сигнализация на приборной панели предупреждает о срабатывании датчиков, фиксирующих температуру и давление. Такая ситуация грозит поломкой форсунок, другими неисправностями.

Чем отличается DPF от FAP?

Предусмотрены разные конструкции сажевых фильтрующих элементов, отличающихся принципом действия. Разработка DPF принадлежит немецкому концерну Фольксваген. Конструктивное исполнение этих узлов предполагает разные принципы включения самоочистки, но без применения топливных присадок.

При работе ФАП фильтра используют добавки в топливо, запускающие регенерации при незначительных температурах (около 400 градусов). Это оборудование разработали конструкторы концерна Пежо-Ситроен, чтобы применять на своих автомобилях. Такие сажевые фильтры также устанавливают на Форд Транзит (и других модификациях этого производителя), Вольво и Тойота.

Изучая, где находится сажевый фильтр в машине, при обоих вариантах этот узел установлен после каталитического нейтрализатора, на выхлопном коллекторе. Но оборудование DPF чаще размещают с катализатором в общем корпусе.

Узлы FAP обычно ставят отдельно.

Подробнее о том, что такое сажевый фильтр ФАП на дизеле, и как работает это оборудование. Конструктивно он не предполагает такие же керамические соты с поверхностью, покрытой платиной.

Общий топливный бак укомплектован дополнительным бачком на пять литров, в который заливают присадку, содержащую церий. Уровень этой жидкости контролирует датчик. Количества присадки достаточно на весь ресурс сажевого фильтра на дизеле – до 200 000 км пробега. Но в некоторых моделях авто этой жидкости хватает только на треть срока службы узла, поэтому ее приходится добавлять.

Для запуска активного восстановления должно скопиться значительное количество сажи, требующее хорошей встряски фильтрующего элемента. Объем впрыскиваемой присадки рассчитывает электронный блок управления, по данным текущих характеристик работы оборудования.

При подаче команды, электрический насос закачивает жидкость в общий топливный бак, с последующей активизацией процесса сгорания сажи.

Недостаток данного оборудования – образование нагара от самой присадки, который не сгорает при повышенной температуре. Активная самоочистка не удаляет эту золу.

Многие полагают, что эта особенность сокращает ресурс фильтрующего элемента. Но это не так, поскольку изготовитель учел представленное обстоятельства при разработке конструктивного исполнения оборудования. На срок эффективность очистки сажевого фильтра дизельного двигателя больше влияет некачественное топливо и несоблюдение владельцем регламентного технического обслуживания, предписанного изготовителем.

Еще одно следствие заливки соляры неудовлетворительного качества – повышенный расход присадки, которую потребуется добавлять чаще.

Причины преждевременного выхода из строя оборудования

Автомобиль представляет собой систему взаимосвязанных узлов. Недостаточно эффективная работа одних узлов может стать причиной преждевременного износа других. Если система подачи топлива работает с нарушениями, впрыскивая повышенное количество смеси, возрастает объем сажи, с интенсивной нагрузкой на фильтрующий элемент.

Увеличение отложений нагара может быть вызвано недостатком воздуха, когда горючее сгорает не полностью. Это нередко обусловлено забитым воздушным фильтром, неправильной работой турбины или отсутствием герметичности в коллекторах.

Но наиболее распространенная причина переизбытка сажи – некачественное топливо, с повышенным содержанием вредных примесей, образующих копоть при сгорании.

Симптомы забитого сажевого фильтра

При недостаточно эффективной самоочистке система не справляется с разложением образовавшейся копоти. Если забит сажевый фильтр на дизеле, это можно понять по следующим характерным симптомам:

• Резкому падению мощности мотора.
• Пониженным оборотам двигателя.
• Срабатыванию контрольной лампы на приборной панели.

При засорении сажевого фильтра на дизеле, важно представлять, что это грозит серьезными проблемами, и нужно оперативно принимать меры.

Стоит ли убирать сажевый фильтр?

Если DPF заполнен, у владельца Тойота Прадо 150 или автомобиля другой марки возникает резонный вопрос – что делать в данной ситуации. Насколько возможно удаление этого узла, чтобы исключить фильтрующий элемент из цепи выхлопной системы – рассмотрено далее.

Важно понимать, что такая неисправность сажевого фильтра, как и каталитического нейтрализатора, не подлежит ремонту. Требуется замена или удаление, с перепрошивкой электронного блока управления и установкой обманки для датчика, контролирующего загрязнение выхлопа.

Предупредит поломку регулярное проведение технического осмотра, с проверкой машины в автосервисе. Мастера хорошо представляют, как узнать, есть ли сажевый фильтр, а также порядок проверки данного узла.

Если этот фильтрующий элемент забит, и срабатывает сигнализация на приборной панели, ситуацию нельзя оставлять без внимания. Замена узла на оригинальный не всегда приемлема для автовладельца, поскольку цена такой запчасти – от 60 000 до 100 000 руб.

Возможно три варианта действий, чтобы снизить расходы на ремонт:

• Установить универсальную модель по меньшей цене (около 20 000 руб.).
• Заменить узел обманкой, поставив короб с металлической стружкой.
• Убрать эту деталь, изменив прошивку электронного блока управления.

Первый вариант недостаточно надежен. Вряд ли дешевый аналог содержит платину, поэтому такая запчасть не обеспечит нормальную работу выхлопной системы, а ее применение грозит возгоранием.

Установка короба с металлической стружкой станет причиной отклонения давления и температуры от нормы, поэтому на панели управления будет гореть индикатор, указывающий на ошибку в работе оборудования, а устройство быстро выйдет из строя.

Лучше всего последний способ из перечисленных. Если удаление выполнить правильно, единственное негативное последствие – повышенный выход сажи в выхлопе, без падения мощности.

Ремонт проводят в таком порядке:

• Демонтируют фильтрующий элемент, который может располагаться в общем корпусе с катализатором.
• Отсоединяют контакты датчиков.
• Вскрывают корпус, убирают соты.
• Разрезанный цилиндр заваривают аргоновой или полуавтоматической сваркой, наносят антикоррозионное защитное покрытие.
• Монтируют узел на место, подсоединяют датчики.
• При появлении ошибок в электронном блоке управления, сообщения удаляют.
• Перепрошивают ЭБУ, с учетом изменившихся условий.

Важно обеспечить работоспособность диагностического оборудования. У каждого мастера свои секреты изменения настроек. Нарушение предусмотренного режима может вызвать полный сбой электроники, с отказом разных систем.

Применяют ли сажевый двигатель на бензиновых двигателях?

У многих автовладельцев возникает вопрос – что такое сажевый фильтр для двигателей, работающих на бензине. Для бензиновых моторов применение данных фильтрующих элементов также актуально. Но в большинстве моделей разработчики ограничиваются катализатором, которого достаточно для очистки выхлопных газов.

Конструктивное исполнение сажевых фильтров на бензиновом двигателе аналогично узлу, устанавливаемому на дизельные автомобили. Разница в материале, из которого изготовлены соты. В отличие от DPF, фильтрующий элемент для моторов на бензине делают на основе жаростойкого кордиерита.

Аналогичный ответ на вопрос – где находится сажевый фильтр. Этот элемент ставят сразу за катализатором или в одном с ним корпусе.

Работает узел по принудительному принципу, с активной регенерацией, запуск которой зависит от температуры и давления.

Представленный обзор позволяет сделать вывод об особенностях конструктивного устройства, назначения принципа действия сажевого фильтра, чтобы понять, что это такое и для чего применяется.

Что такое сажевый фильтр и зачем его удаляют

Дизельные моторы начали оснащаться сажевыми фильтрами еще в 2000 году. Тогда еще не было таких жестоких требований по экологии, как сегодня и далеко не все производители их применяли, делая большую ставку на выходную мощность двигателя, нежели на заботу о природе. Когда в январе 2011 года были приняты стандарты Евро – 5, сажевый фильтр стал обязательным атрибутом выхлопной системы дизельного автомобиля. Сегодня мы попробуем разобраться в том, что же это за такой узел, для чего он служит, сколько он служит, и как с ним быть по окончанию срока его службы.

Фильтр сажи

Как следует из названия, сажевый фильтр предназначен для того, чтобы минимизировать выбросы сажи вместе с отработанными газами. Сажа образуется в результате не полного сгорания дизельного топлива и зачастую сажевые фильтры задерживают до 99,9% сажи. Простой пример, вспомните какой цвет выхлопных газов у старого видавшего виды дизельного Nissan Terrano 1988 года, и как выглядят выхлопные газы у последнего поколения Audi Q7 с трехлитровым мотором TDI.

Данный фильтр в выпускной системе автомобиля может устанавливаться за каталитическим нейтрализатором, а может быть и совмещен с ним в один корпус.

«Сажевик», как называют его в народе, представляет собой чаще всего керамический блок, со сквозными ячейками квадратного сечения, в которых и происходит удержание частиц сажи. Рано или поздно, но частицы сажи просто закупоривают соты фильтра и тем самым препятствуют выходу выхлопных газов, по причине чего создается высокое давление в выпускном коллекторе, что снижает мощность и ухудшает продувку ГБЦ, поэтому сажевому фильтру требуется периодическая чистка или регенерация.

Существует два вида регенерации сажевого фильтра: активная и пассивная.

Пассивная регенерация осуществляется поднятием температуры выхлопа отработанных газов до 600°С, на предельных нагрузках двигателя. Другими словами, простым выжиганием сажи из фильтра. Но есть другой, более безопасный способ, когда в дизельное топливо добавляется специальная присадка, которая обеспечивает сгорание сажи при более низкой температуре, которая будет на отметке 450 — 500°С.

Но есть нюансы, в которых пассивная регенерация с поднятием температуры выхлопа не может быть осуществлена, и в таком случае применяют активную регенерацию сажевого фильтра.

Очистка сажевого фильтра

Принцип у активной регенерации такой же – выжигание, но осуществляется профессионалами с применением специализированного оборудования, и для этого есть несколько способов: нагрев выхлопных газов микроволнами, впрыск топлива или использование электрического нагревателя перед сажевым фильтром, ну или поздний впрыск топлива в камеру сгорания.

Эта процедура может обеспечить правильную работу сажевого фильтра еще на которое время, до того момента, как сами соты фильтра не начнут разрушаться.

Грязный и чистый фильтр

В тех случаях, когда «сажевик» совмещен в одном корпусе с каталитическим нейтрализатором, пассивная регенерация происходит куда проще, так как окисление сажи в фильтре происходит непрерывно из-за действия катализатора, да и температура выхлопных газов ниже, в районе 350-500°С. Активная регенерация тоже упрощена. Она производится на температуре около 600°С, и эту температуру обеспечивает электронная система управления двигателем. О необходимости провести регенерацию тоже скажет электроника, которая промониторив состояние сажевого фильтра по данным датчиков, и оценив его пропускную способность выдаст заключение о его работоспособности.

Есть еще один способ очистки, с одной стороны более простой, с другой более сложный. Это когда фильтр просто снимают с автомобиля и промывают специальными промывочными жидкостями. Это происходит путем глушения одного из патрубков фильтра, а через другой заливается профилактическая химия, после чего его на 12 часов оставляют в вертикальном положении и периодически встряхивают. По истечении положенного времени, жидкость смывают, а сам фильтр промывают теплой водой.

Дизельный двигатель по сравнению с бензиновым более чувствителен к качеству топлива. Заправка некачественным дизельным топливом с большим содержанием серы, может привести к тому, что будет выделяться большое количество сажи, и сажевый фильтр просто будет не успевать его дожигать и в итоге забьётся. Так же проблемы могут возникнуть по причине низкой температуры выхлопных газов, из –за чего фильтр будет просто не дожигать сажу. Так же, сажевый фильтр имеет свой срок службы, и обычно это около 200 000 км пробега, но на эту цифру может влиять множество факторов, такие как стиль вождения, качество топлива и условия эксплуатации. В российских условиях ресурс обычно составляет 100-120 000 км.

Замена узла обойдется очень недешево, и чаще всего, к тому моменту, как сажевый фильтр выйдет из строя, большинство автомобилей уже потеряют заводскую гарантию производителя, поэтому нередко пользуются самым простым способом, которым можно решить проблему вышедшего из строя фильтра – это его физическое удаление с программным отключением.

Такой ход благоприятно скажется на состоянии и сроке службы дизельного двигателя, так как уменьшится нагрузка на шатунно – поршневую группу, но будет страдать экология, так как все то, что раньше оставалось в фильтре, будет уходить в атмосферу. И если на грузовиках или внедорожниках, живущих по большей части на трассах и зимниках это не большая проблема, то для легковых машин, живущих по большей части в городе это уже может быть серьезной проблемой, так как двигаться за такой машиной в городском потоке не самое приятное, чем можно закончить свой рабочий день.