Dpf что это в автомобиле

13

DPF распространенные проблемы и решения

Сажевый фильтр (DPF) на дизельном авто обычно служит не менее 150 000 км пробега, после чего обычно требуется его замена либо проведение процедуры профессиональной очистки.

Однако, из-за технической неисправности автомобиля блок управления (ECU) может не инициировать включение автоматической регенерации сажевого фильтра. Это становится причиной преждевременного загрязнения DPF до критического состояния и влечет за собой блокировку выхлопной системы. В таком случае замена или очистка DPF не решат проблему надолго и сажевый фильтр будет снова сильно загрязнен после короткой эксплуатации.

По истории ECU всегда можно проверить, проводил ли автомобиль регенерации сажевого фильтра, являлись ли они успешными и насколько часто происходили.

Эти моменты очень важны, так как на основании такой информации можно определить наиболее вероятные неисправности авто.

Причинами преждевременной блокировки DPF могут стать проблемы с топливной системой, свечами накаливания, системой рециркуляции отработавших газов (EGR), вопросы, связанные с воздухозабором и неисправным турбокомпрессором.

Регенерация не проводится, если есть какие-либо ошибки, связанные с датчиком дифференциального давления DPF, датчиком температуры выхлопных газов и даже с пробкой заливной горловины топливного бака.
Ниже приведены коды неисправностей DPF с кратким описанием:

Typical DPF fault codes

P1471 Diesel particulate filter (bank 1) regeneration not completed
P2002 Diesel particulate filter (bank 1) efficiency below threshold
P2003 Diesel particulate filter (bank 1) particulate mass too high
P242F Diesel particulate filter (bank 1) regeneration not active
P244A Particulate filter differential pressure too low
P224B Particulate filter differential pressure too high
P2452 Particulate filter differential pressure sensor malfunction
P2453 Diesel particulate filter differential pressure — sensor malfunction
P2454 Diesel particulate filter differential pressure — sensor voltage too low
P2455 Diesel particulate filter differential pressure — sensor malfunction
P2458 Particulate filter regeneration maximum regeneration time exceeded
P2459 Particulate filter regeneration, regeneration frequency implausible

Рассмотрим некоторые моменты на которые следует обратить внимание, чтобы регенерация сажевого фильтра прошла успешно:

1) В баке должно быть достаточное количество топлива, по меньшей мере четверть бака, или около двадцати литров топлива.
2) Для пассивной регенерации содержание сажи в фильтре не должно превышать 45% от максимума.
3) При большом количестве неуспешных регенераций, моторное масло часто оказывается сильно разжижено дизельным топливом. И если этот параметр контролируется ECU, то регенерация с большой вероятностью не будет запускаться до тех пор, пока моторное масло и масляный фильтр не будут заменены, а контрольный параметр не будет сброшен с помощью диагностического аппарата.

Напомним, что в авто, оборудованных сажевым фильтром следует использовать моторное масло с низким содержанием SAPS (сульфатной золы, фосфора и серы).

4) Любая неисправность в системе управления двигателем не даст произойти процессу регенерации сажевого фильтра. Все недостатки должны быть устранены, иначе сажевый фильтр будет заблокирован после короткого интервала работы двигателя.
5) Некоторые производители автомобилей ограничивают время работы DPF пробегом. И если "вшитый" предел достигнут, то ECU автомобиля не позволит DPF пройти через процесс регенерации. При замене сажевого фильтра на новый или восстановленный все значения DPF в ECU требуется сбросить с помощью диагностического аппарата.
6) Если DPF критически заблокирован сажей и золой, то потребуется либо его замена либо проведение процедуры профессиональной очистки.

Принудительная регенерация требуется, если диагностическим прибором определяется код неисправности P1471 — DPF регенерация не завершена. Причиной возникновения этой ошибки является то, что активная регенерация не была успешной при нормальных условиях движения транспортного средства. В таком случае следует попытаться запустить принудительную регенерацию сажевого фильтра.

Существует два типа принудительной регенерации: статическая и динамическая.

Статическая регенерация проводится на открытом воздухе на ровной и пожаробезопасной поверхности. Ее запуск производится с помощью диагностического прибора, который управляет процессом регенерации от начала до конца. Весь процесс должен находится под контролем техника-оператора. Цикл регенерации может длиться до часа в зависимости от целого ряда факторов. Как правило, это тип транспортного средства, содержание сажи в фильтре, зольность и т.д.

Динамическая регенерация происходит во время движения авто. Техник должен вести транспортное средство с умеренной скоростью, как правило, менее 60 км в час, а процесс управляется диагностическим прибором, подключенным через порт OBD автомобиля.
Регенерация в движении занимает приблизительно от двадцати до тридцати минут. Из соображений безопасности второму технику рекомендуется сидеть в автомобиле и следить за сообщениями и указаниями, появляющимися на экране диагностического прибора.

Отдельно следует отметить, что большое количество транспортных средств, оборудованных сажевым фильтром, требует для процедуры регенерации использования специальной добавки (EOLYS). В таких авто нужно контролировать наличие достаточного количества этой добавки в отдельном предназначенном для нее баке, и следить за отсутствием ошибок в системе управления ее впрыском в топливо.

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.

Зачем удалять сажевый фильтр и как это делать?

Любой фильтр имеет неприятную особенность: со временем он забивается. В автомобилях фильтров несколько: воздушный, один или два топливных, все чаще есть салонный, а иногда можно встретить и сажевый. Ясное дело, что если забьется салонный фильтр, ничего страшного не случится, и некоторые на него вообще смотрят как на унылую ненужную деталь. Забитый топливный или воздушный обычно меняют, потому что иначе машина толком не едет. А вот сажевому фильтру не повезло: чаще всего его просто удаляют. Как это делать правильно, чтобы не пустить дизель в разнос или не спалить собственную машину, мы сегодня и поговорим.

Что такое сажевый фильтр, и как он работает?

В общем-то, из названия этого девайса все ясно: это всего лишь фильтр, который задерживает сажу. Придуман он был в угоду экологии, а значит, изначально против интересов автолюбителей. Хотя было бы глупо говорить, что это совсем уж бесполезная штука. Конечно, это не так. Увидите новую дизельную машину – припадите носом к выхлопной трубе. Отсутствие черного налета на вашем заинтересованном экспериментом лице и кисловатый запах вместо вони сгоревшей солярки – заслуга сажевого фильтра. В целом на этом его заслуги и заканчиваются. Сто (или даже пятьсот) лошадиных сил двигателю он не прибавляет, а пока свежий, то и не отнимает. Проблемы начинаются, когда фильтр оказывается забит сажей. Но об этом – чуть позже. Сначала посмотрим, что он есть такое с технической точки зрения.

В одном корпусе совмещены катализатор и сажевый фильтр. Если смотреть от начала выпуска, то первым на дороге отработавших газов окажется катализатор, а вот внутри банки большего диаметра стоит как раз сажевый фильтр. Также тут неподалеку находятся провода, разъемы и трубки.

Первый провод – это разъем датчика кислорода, который к сажевику никакого отношения не имеет. А вот все остальное как раз имеет самое непосредственное отношение к фильтру. Один из разъемов – это разъем датчика температуры. Всего их два, один до фильтра, другой – после. Еще две трубки относятся к датчику дифференциального давления. Как уже ясно из названия, он измеряет не просто давление, а разницу давлений до фильтра и после него. Больше, в общем-то, ничего интересного в фильтре нет. Как же он работает?

Отработавшие газы через катализатор (или напрямую, если катализатор отсутствует) поступают к фильтру. Сам сажевый фильтр состоит из большого числа крипт – глухих перфорированных газовых каналов. Проходя через эти каналы, несгоревшие частицы углерода оседают на их стенках. Задерживать эти частицы сажи и есть задача фильтра. Возникает вопрос: а зачем нужны датчики температуры и датчик дифференциального давления? Эти приборы следят за состоянием фильтра. В блоке управления прописаны параметры температуры и разницы давлений на входе и выходе из фильтра. Если, например, на входе температура очень высокая, а на выходе – слишком низкая, ЭБУ «понимает», что с фильтром что-то не так. То же самое и с давлением. Если на входе оно слишком высокое, а на выходе – низкое, значит, фильтр забит. Так как забитый сажей фильтр уже не способен пропускать газы в штатном режиме, двигателю приходится тяжело. И в этом случае ситуацию надо исправлять. Тут мы подошли к следующему вопросу, пропустить который нельзя – регенерация сажевого фильтра.

Что такое регенерация?

Регенерация – процедура самоочистки фильтра. Она выполняется по-разному, в зависимости от типа фильтра и непосредственно от алгоритма запуска регенерации.

Сажевые фильтры бывают двух типов: DPF (они обычно стоят на немецких автомобилях) и FAP (разработка концерна PSA, стоят на Peugeot, Citroёn, можно встретить на Ford, Volvo и некоторых других марках). Отличия между DPF и FAP небольшие.

Рассмотрим, как проходит регенерация в фильтрах DPF.

Метод самоочистки прост: все, что осело в каналах фильтра, выжигается. Для этого используется топливо, подающееся либо дополнительно через форсунки двигателя, либо через отдельную специальную форсунку. При температуре 600-800 градусов сажа в фильтре выгорает (правда, не всегда). FAP отличается наличием специальной жидкости, которая заливается в отдельный бак. Жидкость эта называется Eolys, она выступает в роли катализатора, позволяющего снизить температуру выжигания сажи. В этой системе регенерация проходит при 400-450 градусах.

Регенерация бывает спонтанной и принудительной. В первом случае ее запускает ЭБУ исходя из показаний датчиков температуры и дифференциального давления. Помимо этого, блок управления иногда может иметь счетчик израсходованного топлива, и тогда регенерация может быть запущена по достижении прописанного в ЭБУ количества сожженного топлива. Все это – спонтанная регенерация. Принудительную, как можно понять из названия, запускают вручную для очистки фильтра, например, в сервисе.

В норме регенерация в зависимости от марки автомобиля и условий его эксплуатации может проходить каждые 1500 – 5000 километров. Если она стала запускаться чаще, то фильтру скоро конец: процедура не может обеспечить вхождение параметров температуры и разницы давлений в нормы. Скорее всего, отложения в фильтре перешли в ту стадию, когда сжечь их уже нельзя.

В сервисах не очень любят включать принудительную регенерацию. Во-первых, это может быть просто опасно: температура поднимается сильно, машина должна стоять далеко от горючих и легковоспламеняющихся материалов. Во-вторых, если спонтанная регенерация не помогает, то и принудительная тоже уже вряд ли что-то даст.

Впрочем, ЭБУ не всегда может запустить регенерацию. Для этой процедуры нужны определенные условия: достаточно продолжительное прямолинейное движение автомобиля с относительно равномерной высокой скоростью. В городском режиме таких условий иногда просто нет. А еще начавшуюся регенерацию крайне не рекомендуется прерывать. Это – большое неудобство. Приехали на работу – а тут регенерация в ходу. Сиди и жди 10-15 минут, или лучше вообще езжай по трассе. А если принудительно заглушить мотор, то регенерация не завершится. Стало быть, после последующего запуска и прогрева будет запрос снова и снова, пока процедура не завершится корректно. А это – расход топлива, до 3-4 раз больше на холостых оборотах и в плотном потоке. Это – повышение уровня масла. Со всеми вытекающими: от выдавливания сальников до разноса. И всегда – снижение смазывающей способности масла. В особо тяжелых случаях, когда регенерация никак не проходит успешно и не завершается – ошибки по превышению предела попыток регенерации или «регенерация невозможна, требуется принудительная». Или подобные ошибки – у разных брендов они разные.

Пожалуй, это все основное, что нам надо знать о регенерации. Перейдем к следующему вопросу: почему сажевый фильтр выходит из строя.

Что влияет на ресурс сажевого фильтра?

Очевидно, что быстро «убивает» фильтр избыток сажи в отработавших газах. Причин повышения количества сажи всего две: избыток топлива и недостаток воздуха. Первое возможно при неисправности топливной аппаратуры – например, при подтекании форсунки.

Недостаток воздуха могут устроить и сами владельцы. Специалисты сервиса вспоминали случай, когда к ним приехала машина, у которой забитый воздушный фильтр уже стал сворачиваться внутрь воздуховода. Не знаю, как надо не любить свою машину, но, оказывается, бывает и такое.

Иногда воздуха не хватает из-за утечек наддувного воздуха или неправильной работы турбины.

Ну и, разумеется, на дымность влияет качество топлива.

Однако даже если с мотором все в порядке, со временем фильтр выйдет из строя из-за естественного износа (критического засорения на больших пробегах). И даже если владелец за машиной следит хорошо, короткие зимние поездки от дома до работы или в магазин тоже сокращают ресурс: мотор иногда не успевает прогреваться, а регенерации просто некогда запуститься. И фильтр постепенно забивается сажей. Тут встает вопрос: что с ним делать?

Что такое хорошо и что такое плохо

Способов решить возникшую проблему несколько, но хороший среди них только один.

Первый метод – замена фильтр новым. ОК, вроде, неплохо. Только стоит оригинальный фильтр иногда и за сто тысяч рублей. Поэтому реально на установку нового сажевого фильтра никто не решается.

Второй метод – установка аналога. Это один из наиболее неудачных решений вопроса. Дело в том, что оригинальный фильтр не просто так стоит дорого, в нем используются драгоценные металлы, поэтому его себестоимость никак не может быть низкой. Те аналоги или универсальные фильтры не просто бесполезны, но еще и опасны. Вы же помните про регенерацию? Так вот, далеко не все из них способны пережить эту операцию, и случаев возгорания зафиксировано достаточно, чтобы отказаться от идеи ставить вместо фильтра какую-то сомнительную ерунду. Кстати, иногда предлагают вместо удаленного фильтра набить банку металлическими опилками – мол, будет то же самое, что и фильтр, но дешево. Это тоже относится к «сомнительной ерунде». Такой самопальный фильтр не обеспечит укладывание показателей датчиков фильтра в приемлемые рамки, и ошибки будут возникать снова и снова. А что с такой набивкой и со всем остальным выпуском может произойти при попытках регенерации, лучше даже не представлять.

Ну и, наконец, третий способ – физическое удаление сажевого фильтра с программным удалением его из системы. Вот это – лучший способ избавиться от проблемы раз и навсегда. Никаких фатальных последствий не будет, разве что пропадет вот та самая кислинка в запахе выхлопа.

Как удаляют фильтр?

Итак, сначала его снимают с машины. В нашем случае это уже сделано, и фильтр готов пережить все последующие процедуры. Точнее, не пережить, ибо сейчас его надо будет удалить из банки.

Для этого банку разрезают болгаркой. Теперь у нас с одной стороны остался катализатор, который трогать не будем, а с другой – сам фильтр. Последний удаляют двумя способами: выпрессовывают целиком или выдалбливают по кускам. Затем пустую банку заваривают. Это можно сделать аргоновой сваркой, можно обычным «полуавтоматом». Первый способ больше подходит богатым эстетам, ибо он долгий и дорогой, но шов получается красивым. Но необходимости варить именно аргоном нет, сварки «полуавтоматом» тут вполне достаточно. Главное – обработать потом шов средством против коррозии.

Все, банка собрана. Некоторые предпочитают вместо нее поставить даунпайп – мол, пустая банка будет издавать неприятные звуки. На самом деле в силу конструкции дизеля звук работы не изменится, громче он не станет. Хотя, конечно, если клиент хочет, то почему бы и нет.

Теперь осталось установить банку на место и… заняться программированием.

Как мы помним, есть набор датчиков, которые контролируют работу фильтра. Физическое удаление фильтра изменит их показания, которые могут привести в ступор ЭБУ. Например, отсутствие разницы температур или давлений на входе и выходе заставит его усомниться в корректности работы датчиков или фильтра. И тогда опять появится ошибка, а возможно, и аварийный режим тоже.

И еще не забываем про регенерацию. Даже если ЭБУ не станет запускать ее по показаниям датчиков, он вполне способен сделать это из расчета израсходованного топлива. Так как после такой «регенерации» пустой банки ничего в показаниях не изменится, блок управления может запускать ее бесконечно. В конце концов, это опять приведет к появлению ошибки в лучшем случае. В худшем – выпуск хорошенько «прожарится» высокой температурой, что тоже не очень хорошо и даже опасно. Наконец, не забываем о том, что для регенерации нужно дополнительное топливо. Наиболее легкое последствие – значительно повышенный расход топлива. А вот с тяжелым лучше вообще не сталкиваться. Наступает оно тогда, когда солярка начинает попадать в масло, вследствие чего его концентрация в картере вырастает настолько, что масло становится уже не маслом, а вполне пригодным для дизеля топливом. Как вы знаете, искра для воспламенения дизелю не нужна, поэтому если мотор начнет работать на смеси масла с топливом из картера, остановить его выключением зажигания не получится. И начнется работа двигателя «в разнос». Зрелище страшное, а для самого мотора такой режим обычно заканчивается именно тем самым разносом.

Но стоит отметить, что главная причина ухода в «разнос» – как раз не удаление сажевого фильтра, а именно его неисправность, из-за которой частые попытки регенерации приводят к повышению уровня масла. Разнос может наступить и при не удаленном фильтре. Впрочем, это тема для отдельного разговора. Пока только скажем, что такой исход при неправильно проведенной работе возможен, а снизить риск может контроль уровня масла. Если он выше нормы – это повод для опасений, и двигатель лучше не запускать вообще.

Одним словом, отключать фильтр в программе просто необходимо. Лучше всего, когда есть возможность просто отключить эту систему. Если свитча нет, то есть и другие способы, о которых говорить не будем – профессиональная тайна.

Еще надо удалить ошибки сажевого фильтра, но при этом не затронуть всю систему диагностики. Некоторые не самые лучшие «специалисты» грохают всю диагностику, после чего владелец автомобиля ездит потом по другим СТО, где ни в чем не повинные сервисмены пляшут с бубном вокруг машины, которая говорит, что у нее в жизни все ОК, но при этом не едет.

Вместо заключения

Как вы уже поняли, удаление сажевого фильтра – практически единственный приемлемый способ избавиться от проблемы с этим устройством. И с одной стороны, он не так уж и сложен, но с другой – цена ошибки может быть очень велика.

И уж точно удаление будет дешевле установки нового фильтра (про аналоги говорить не будем, выше уже все сказано). Правда, и за три копейки вряд ли кто-то выполнит эту работу хорошо, так что выбирать сервис нужно тщательно. Чтобы потом не было мучительно больно…

Еще один приятный бонус: на моторах с сажевым фильтром необходимо применять специальное масло, которое так и называется – «Для двигателей, оснащенных сажевым фильтром». Оно существенно дороже, чем обычное. А вот после удаления можно лить и обычное.

Сажевый фильтр DPF

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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