ООО «Центр Грузовой Техники»

8(812)244-68-92

Содержание

unom.ru > Сажевый фильтр DPF. Как это работает и какие могут возникнуть проблемы?

На автомобили, оборудованные дизельными двигателями, установлены строгие ограничения по вредным выбросам. Это стало причиной стандартной комплектации дизельных автомобилей сажевыми фильтрами. В Европе даже на многие старые автомобили устанавливаются DPF фильтра, и это субсидируется государством.

Наиболее распространенный вид DPF фильтров это "wall-flow" фильтра. Обычно они изготавливаются из керамического материала и их структура представляет собой несколько параллельно расположенных каналов. Эта технология сходна с каталитическим нейтрализатором.

Основной задачей DPF фильтра является сбор сажи. (См. Рис.4). Сажа скапливается в конце каналов. Постепенно выхлопные газы будут иметь меньше пространства для потока и это будет вызывать увеличение давления. Периодически накопленная сажа должна быть сожжена. Этот процесс называется регенерацией сажевого фильтра.

Регенерация - это процесс удаления скопившейся сажи из DPF фильтра. Это может происходить пассивно (под воздействием температуры отработанных газов при обычной работе автомобиля) или активно (принудительно), при которой вызывается очень высокая температура в выхлопной системе. Это может быть реализовано различными способами. Наиболее распространенный вариант, когда повышение температуры достигается через более поздний впрыск топлива или впрыск во время такта выхлопа.

DPF фильтра оборудованы несколькими датчиками. Датчики давления устанавливаются перед фильтром и после. Они отслеживают поток выхлопных газов. (количество накопившейся сажи, которая вызывает ограничение потока газов). Рядом расположены лябда зонд и датчик температуры. Они контролируют сгорание, температуру и выхлопы.

Помимо активной и пассивной регенерации различают два типа фильтров - с каталитическим нейтрализатором и без. DPF фильтра с каталитическим нейтрализатором имеют датчик температуры между двумя фильтрами (каталитическим нейтрализатором и непосредственно DPF фильтром). DPF фильтра без каталитического нейтрализатора обычно имеют датчик температуры спереди. (См. Рис.2 и Рис.3)

  1. DPF фильтр
  2. Каталитический нейтрализатор
  3. Датчик температуры
  4. Передний датчик давления
  5. Задний датчик давления
  6. Люмбда зонд
  1. DPF фильтр
  2. Датчик температуры
  3. Люмбда зонд
  4. Передний датчик давления
  5. Задний датчик давления

Возникает вопрос - в чем проблема? Даже имея активную и пассивную систему для активации процесса регенерации фильтра, поднятие температуры до нужного значения в течении продолжительного периода эксплуатации автомобиля не всегда происходит. Даже при помощи активной системы процесс регенерации не всегда запускается или происходит не должным образом (сажа сгорает не полностью). Одной из причин накопления сажи являются короткие поездки на автомобиле. Если процесс регенерации не запускается, то в конечном счете это приводит к дерганью автомобиля и потере мощности. Кроме того избыточное давление, вызванное засорением фильтра DPF, может повредить турбину или двигатель.

В настоящий момент все больше автолюбителей выбирают дизельные автомобили по экономическим соображениям. Небольшие пробеги и частые городские циклы передвижения могут вызывать эти проблемы и дорогостоящую замену DPF фильтра.

Есть несколько альтернативных решений процедуре очистке сажевого фильтра. Все они не идеальны для потребителя и СТО.

  • Установка нового фильтра DPF. Стоимость фильтра варьируется от 1000 до 5000 евро. Так же не всегда нужный фильтр окажется на складе станции технического обслуживания. Соответственно ремонт может занять много времени.
  • Принудительная регенерация (с помощью бортового компьютера). Очень часто количество сажи достигло такого уровня, что это не работает.
  • Специальные печи. Стоимость от 500 до 800 евро. При этом фильтр должен быть снят, потом отправлен для проведения очистки и это занимает минимально 3-4 дня.

Дополнительно к перечисленным неудобствам, эти решения не помогают предотвратить проблему в будущем.

Альтернативное решение предлагает голландская компания ARDINA. Она разработала для станций технического обслуживания набор для очистки DPF фильтров (Ardina DPF Cleaning kit) и катализатор регенерации сажевых фильтров (ARDINA Diesel Particulate Filter Regeneration Aid).

Процесс очистки состоит из двух этапов. Первый - это обработка моющим средством, второй -промывка. Третий этап - это добавка для предотвращения в будущем избыточного скопления сажи.

Набор состоит из следующих предметов:

  • 500 мл очищающее средство
  • 2000мл промывка
  • Добавка для активации процесса регенерации в процессе вождения

Для очистки и промывки DPF фильтра используется специальный распылитель, который поставляется с двумя соединительными насадками.

Для автолюбителей компания ARDINA предлагает органо-металлическую добавка для дизельного топлива (ARDINA Diesel Particulate Filter Regeneration Aid). Она используется для активации процесса регенерации сажевых фильтров путем снижения температуры, при которой запускается процесс сжигания сажи, скопившейся в фильтре. Дополнительно, она оптимизирует процесс выжигания сажи.

 

Загрязненная воздухозаборная система вызывает повышенный выброс вредных выхлопных газов и избыточное скопление сажи. Современные дизельные двигатели оборудованы EGR системой, которая вызывает образование большого количества отложений во всей воздухозаборной системе, вихревых закрылках и датчике давления в коллекторе (MAP-sensor).

В случае, если воздухозаборная система сильно загрязнена, то рекомендуется разобрать необходимые элементы и произвести очистку в ручную, используя продукты Комплексный кондиционер для двигателя(Total Engine Conditioner) или Очиститель EGR, турбины и впускного тракта (ARDINA EGR, Turbo & Intakecleaner). При незначительных загрязнений эти средства могут быть использованы без разборки.

Чистые дизельные форсунки обеспечивают правильны впрыск топлива. Благодаря этому происходит полное сгорание топлива, что в свою очередь дает меньший выброс выхлопных газов, экономию топлива и лучший прием автомобиля. Присадка для очистки дизельных форсунок Ardina Diesel Injector Cleaner восстанавливает нормальный впрыск и минимизирует процесс формирования сажи в DPF фильтре.

Из-за неэффективного сгорания топлива во время неполных или продолжительных процессов регенерации DPF фильтра, моторное масло может иметь значительные загрязнения и терять свои свойства. Использования правильного масла (с низким содержанием серы) и применение профессиональной промывки для масляной системы Ardina Engine Flush гарантирует нормальное смазывание вашего двигателя.

Материалы предоставлены ресурсом ardinacarcare.ru

Сажевый фильтр DPF

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

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

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


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

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

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

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


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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Сажевый фильтр Ауди и Фольксваген. Фильтр твердых частиц выхлопа дизельных двигателей DPF

DPF (Diesel Particular Filter) — это фильтр твердых частиц выхлопа дизельных двигателей, встроенный в выхлопной трубопровод за окислительным катализатором. Он отфильтровывает из выхлопной системы двигателя частицы сажи, которые образуются при сгорании дизельного топлива. На размещенной ниже иллюстрации показаны основные компоненты фильтра твердых частиц выхлопа дизельных двигателей:

  1. Приборы панели управления
  2. Панель управления силовым агрегатом
  3. Бак с топливной смесью
  4. Датчик уровня горючей смеси в баке
  5. Деталь фильтра насоса топливной смеси
  6. Топливный бак
  7. Дизельный двигатель
  8. Датчик температуры турбины
  1. Турбина
  2. Лямбда-зонд
  3. Окислительный катализатор
  4. Датчик температуры фильтра дизельного двигателя
  5. Фильтр твердых частиц выхлопа дизельных двигателей
  6. Датчик давления выхлопных газов
  7. Глушитель
  8. Измеритель массы воздуха

Матрица сажевого фильтра представляет собою ячеистую структуру из керамики на базе карбида кремния. Керамическая матрица заключена в металлический корпус. Она пронизана множеством параллельно расположенных каналов малого сеченья, закрытых попеременно с одной или другой стороны. Поэтому различают впускные и выпускные каналы, разделенные между собой фильтрующими стенками.

Фильтр DPF не обслуживаемая деталь, однако существуют некоторые тонкости, позволяющие избежать замены сажевого фильтра.

Фильтрующие стенки состоят из пористого карбида кремния. Они покрыты смесью оксидов алюминия и церия, выполняющих функцию подложки для катализатора, в качестве которого используется благородный металл — платина. Катализатор — это вещество, которое способствует протеканию химической реакции, но само при этом не изменяется и новых соединений не образует.

Так как каналы фильтра закрыты попеременно со стороны впуска и выпуска, содержащие частицы сажи газы вынуждены проходить через пористые стенки из карбида кремния. При этом частицы сажи задерживаются во впускных каналах, а газ свободно проходит через поры стенок каналов.

TDI Service — ремонт Фольксваген и Ауди в Москве.

Регенерация фильтра DPF - проверяем как это делается?

  • Фильтры DPF можно регенерировать в т.н. стиральные машины для DPFs
  • Регенерация фильтра позволяет удалить из него большинство примесей, которые не удаляются автоматически под воздействием высокой температуры
  • Вам не нужно снимать фильтр DPF и рискуйте техническими и юридическими проблемами

Первые европейские автомобили, оснащенные сажевыми фильтрами, появились на дороге в начале 2000-х годов. Некоторые производители, использующие фильтры, информировали клиентов о том, что они являются действующими компонентами, и, возможно, их потребуется заменить после определенного пробега - это имело место, например, с «мокрыми» фильтрами, требующими использования специальной жидкости, фильтров для твердых частиц (FAP), используемых в основном в автомобилях группы PSA. (Пежо, Ситроен). Однако подавляющее большинство компаний решили использовать так называемые сухих фильтров, которые не только не требовали каких-либо дополнительных жидкостей, было все еще достаточно для жизни транспортного средства. Через несколько лет стало ясно, что обещания производителей не имеют ничего общего с реальностью - в крайних случаях фильтры забиваются после нескольких десятков тысяч. км, и только в случае крайне благоприятных условий эксплуатации их хватит более чем на 200 тысяч. км.

Preparat do samodzielnego czyszczenia filtra DPF - sprawdź cenę!

Как работает рабочий DPF

Если бы автомобильный сажевый фильтр действовал как обычный поглотитель, и этого достаточно на весь срок службы автомобиля, он не поместился бы под автомобилем. Вся хитрость в том, что фильтр восстанавливает сам себя. Упрощенно, это работает так, что у системы выхлопа есть датчики, которые контролируют ее способность на регулярной основе. Если давление перед фильтром поднимается выше определенного уровня, это означает, что каналы фильтра уже сильно заполнены сажей. В этой ситуации контроллер двигателя изменяет настройки блока таким образом, чтобы привести к значительному повышению температуры в фильтре, что позволяет сжигать скопившуюся сажу. Это сделано, среди прочего так что дополнительная порция топлива уходит в цилиндры.

К сожалению, этот метод автоматической регенерации фильтра имеет существенные ограничения. Прежде всего, это требует времени и работы двигателя при правильной нагрузке - при стабильно быстрой езде по шоссе это работает хорошо, но в городских пробках и на коротких маршрутах зачастую этот процесс не может быть завершен. Результат? Фильтр забивается все больше и больше, несгоревшее топливо попадает в моторное масло в процессе регенерации фильтра. Чувствительные компоненты двигателя становятся хуже смазанными и в то же время работают при чрезмерной нагрузке. Почему? Поскольку засоренный сажевый фильтр вызывает, например, то, что на ротор турбокомпрессора воздействуют гораздо большие силы, а турбонагнетатель и головка подвергаются воздействию чрезмерных температур. Настоящая цепная реакция! Конечно, в ситуации, когда это действительно плохо, бортовая электроника обычно издает сигнал тревоги - загорается индикатор «проверьте двигатель» или индикатор отказа фильтра DPF, двигатель переходит в аварийный режим, ограничивая производительность.

Preparat do samodzielnego czyszczenia filtra DPF - sprawdź cenę!

Сжигание фильтра DPF не удаляет золу!

Принцип автоматической регенерации фильтра заключается в использовании химической реакции: сажа под воздействием температуры 550 градусов по Цельсию превращается в углекислый газ и воду - безвредные вещества и в любом случае нетоксичные. К сожалению, хотя сажа является основным веществом, выделяемым дизельным двигателем, она не единственная. Фильтр тоже получает пепел, образующийся при сгорании моторного масла (отсюда необходимость использования масел с низким содержанием золы - в результате их сгорания образуется мало золы) - и эти вещества нечувствительны к высоким температурам. Они остаются в фильтре навсегда. Ну ... не обязательно навсегда. Вы можете «помыть их».

Сервис горения фильтра DPF

При первом появлении проблем с автоматической регенерацией фильтра DPF автомобиль обычно едет в мастерскую по так называемой сервисное зажигание - эта процедура аналогична автоматической регенерации во время движения, но с еще более высокой дозой топлива, дополнительно наносимой на цилиндры, и в процедуре, выполняемой диагностическим компьютером. Если фильтр не слишком засорен, он может помочь даже в течение нескольких месяцев, а обслуживание в мастерской обычно стоит 150-200 злотых (плюс стоимость замены моторного масла). Тем не менее, фильтр не может быть заполнен до определенной степени с этим! Кроме того, это только частичное решение проблемы, поскольку, как упоминалось ранее, нельзя сжигать накопившийся в фильтре пепел. Что делать в этой ситуации? До недавнего времени самым популярным решением было удаление сажевого фильтра из системы.

Preparat do samodzielnego czyszczenia filtra DPF - sprawdź cenę!

Это неудивительно, поскольку новый фильтр может стоить до нескольких тысяч злотых, а работающий дизель без фильтра (на самом деле с его фиктивной) имеет шанс пройти проверку. Однако теперь ситуация меняется - экологическая осведомленность повышается, проверки технического состояния транспортных средств должны быть (пока) более четкими, а новые модели автомобилей сконструированы таким образом, что удаление фильтра из системы может вызвать серьезные проблемы с двигателем и его принадлежностями. Хорошей новостью является то, что появляется все больше и больше компаний по очистке фильтров. Не так давно альтернативой совершенно новым DPF были в основном только фильтры после заводской регенерации, включая нагревательные патроны в специальных печах и механическую очистку.

Эффективная очистка фильтра DPF

В настоящее время чаще всего фильтры очищаются в мастерских с помощью более или менее эффективных устройств. Некоторые мастерские, часто рекламируемые как профессиональные точки регенерации DPF, используют для очистки засоренных фильтров обычные мойки высокого давления и моющие средства для камина, купленные в строительных магазинах, другие сбрасывают удаленные фильтры в ультразвуковые очистители с сильными моющими средствами, где чистка может длиться даже день!

Preparat do samodzielnego czyszczenia filtra DPF - sprawdź cenę!

На снимках мы представляем очистку DPF гидродинамическим методом. В случае фильтров для легковых автомобилей процесс удаления отложений, золы, нефтяных отложений углерода, частиц оксида церия из фильтра длится около часа и стоит около 500 злотых (без снятия и установки фильтра). Фильтры DPF для микроавтобусов и автобусов требуют более длительной очистки, и цена увеличивается пропорционально времени обслуживания. Если фильтр не был поврежден, после гидродинамической очистки его пропускная способность практически возвращается к параметрам нового фильтра.

Новые фильтры DPF менее проблематичны

Стоит добавить, что 10 лет назад производители автомобилей учились на ошибках пользователей автомобилей. Некоторые модели автомобилей с фильтрами DPF были непригодны для движения в условиях плотного городского движения, фильтры все еще были забиты и работали должным образом только на тех автомобилях, которые эксплуатировались на длинных маршрутах. Сегодня эти проблемы в значительной степени решены. Фильтры обычно устанавливаются ближе к двигателю, где легче получить высокую температуру, они работают лучше, что не означает, что они не изнашиваются.

Preparat do samodzielnego czyszczenia filtra DPF - sprawdź cenę!

Осмысление ваших датчиков: датчик дифференциального давления на DPF (сажевый фильтр)

Датчик дифференциального давления (ДДД) дизельного сажевого фильтра (DPF) измеряет противодавление выхлопных газов и сигнализирует, когда модуль управления силовой установкой (PCM) должен начать процесс регенерации для очистки фильтра от дизельных твёрдых частиц (DPM) или сажи. Датчик дифференциального давления DPF играет важную роль в поддержании корректной работы DPF. Засорённый DPF — это не только дорогостоящий ремонт, но и катастрофические последствия для вашего дизельного двигателя. Чтобы понять, как работает датчик дифференциального давления DPF, почему он выходит из строя и как его заменить, давайте кратко обсудим сам сажевый фильтр.

Датчик сажевого фильтра Delphi Technologies.

Что такое сажевый фильтр и как он работает?

По мере того, как строгость правил к выбросам автотранспорта увеличивается, на дизельных двигателях стали использовать клапан рециркуляции ОГ (EGR) для снижения выбросов оксидов азота (NOx) и сажевый фильтр (DPF) для удаления сажи из выхлопных газов дизеля. Установленная ближе к началу выхлопной системы конструкция полнопоточного дизельного сажевого фильтра (DPF) улавливает в среднем 85% сажи, поступающей из двигателя, и в определенных условиях может даже достигать 100% КПД. Чтобы очистить фильтр от накопившейся сажи, модуль управления силовой установкой (PCM) запускает процесс регенерации, впрыскивая топливо в выпускную систему. Впрыскиваемое топливо поднимает температуру DPF до 600 °C, так что собранная ранее сажа сгорает, превратившись в золу. Для некоторых транспортных средствах PCM полагается на данные датчика перепада давления, чтобы инициировать процесс регенерации DPF.

Как работает датчик дифференциального давления DPF?

ДДД обычно устанавливается в моторном отсеке для защиты от перегрева. Датчик соединён с блоком управления двигателем (ЭБУ) электрическим разъёмом и соединён со входом и выходом сажевого фильтра через два силиконовых шланга. Один шланг подключается до DPF, другой - после фильтра. Измеряя разницу в давлении выхлопных газов до и после фильтра, датчик может оценить количество сажи, которое накопленной в фильтре, и сообщить об этом ЭБУ. А оно в свою очередь может выбрать время для начала процесса регенерации сажевого фильтра.

Почему ДДД выходят из строя?

Как и в случае с любым электрическим устройством на двигателе, провода к ЭБУ могут быть повреждены вибрацией или изоляция может треснуть и расплавиться от сильной жары. И точно так же, как DPF, шланги датчика также могут засоряться от сажи в выхлопе. Когда твёрдые частицы сажи блокируют один или оба измерительных входом к датчику, и датчик больше не может точно определять изменения давления, что может привести к катастрофическому повреждению DPF и, в конечном счёте, двигателя.

Что нужно искать в неисправном ДДД?

Когда датчик перепада давления DPF перестаёт сигнализировать PCM о заполнении, то сажевый фильтр может полностью закупориться сажей и выйти из строя. Вот некоторые признаки, указывающие на то, что DPF не восстанавливается должным образом из-за сбоя датчика DPF:

  • Потеря мощности
  • Повышенный расход топлива
  • Высокая температура двигателя
  • Высокая температура коробки передач
  • Горит индикатор неисправности в системе управления двигателя

Когда DPF выходит из строя, отработавшие газы не могут быть нормально удалены из камеры сгорания, так как противодавление мешает им это сделать, вызывая повреждение цилиндропоршневой группы и смешивание сажи с моторным маслом. Сажа абразивна и при смешивании с маслом вызывает преждевременный износ подшипников двигателя и других трущихся поверхностей.

ДДД жизненно важен для долговечности DPF, и если сажевый фильтр полностью забит, то запуск процесса регенерации становится невозможен. Его нужно будет либо снять и профессионально почистить, либо заменить, причём оба варианта в среднем обходятся в тысячи долларов. Гораздо больше, чем затраты на диагностику и замену неисправного датчика, пока не стало слишком поздно.

Обычные коды неисправностей

Если индикатор неисправности двигателя включён, вот коды, связанные с ДДД, выглядят так.

  • P2452: Датчика Давления Дизельного Сажевого Фильтра Цепь "А"
  • P2453: Датчика Давления Дизельного Сажевого Фильтра Цепь A Диапазон/Производительность
  • P2454: Датчик Давления Дизельного Сажевого Фильтра “А” Низкий Контур
  • P2455: Датчик Давления Дизельного Сажевого Фильтра A Высокий Контур

Примечание: утечка выхлопных газов может тоже привести к установке этих кодов.

Устранение проблем датчика давления дизельного сажевого фильтра

При устранении неисправностей датчиков двигателя рекомендуется в первую очередь искать любые признаки видимых дефектов. Проверьте все соединения, начиная с электрического разъёма датчика, и ищите любые повреждения, такие как растрескивание или оплавление. Все повреждённые провода и разъёмы необходимо будет заменить.

Затем осмотрите шланги, подсоединённые к датчику. Опять же, ищите любые повреждения, такие как растрескивание или оплавление. Если шланги повреждены, их нужно будет заменить и, скорее всего, перенаправить, чтобы они не были повреждены таким же образом снова. Если шланги выглядят хорошо, то обязательно проверьте, нет ли засоров. В случае засорения шланги необходимо будет очистить или заменить 

Если всё нормально при осмотре, то вы можете проверить датчик с помощью мультиметра, установленного на предел 20 В, и манометра.

  1. При включённом зажигании и выключенном двигателе, подсоедините чёрный щуп мультиметра к отрицательной, а красный к положительной клемме батареи и выполните быструю проверку питания, замерив напряжение батареи. Он должен быть около 12,6 Вольт. 
  2. Обратитесь к руководству по техническому обслуживанию автопроизводителя, чтобы определить положение сигнала, земли и 5-вольтового питания в разъёме, а также проведите проверку проводов. 
  3. Включите зажигание, не заводя двигатель. Мультиметр должен (как правило) отображать напряжение от 4,7 до 5 Вольт для 5-вольтового провода, устойчивое 0 Вольт для заземляющего провода и от 0,5 до 4,5 вольт для сигнального провода. Обратитесь к информации о сервисном обслуживании OEM-завода для получения точных спецификаций вашего автомобиля.
  4. Запустите двигатель с подключённым сигнальным проводом.
  5. Включите двигатель и обратите внимание, есть ли изменение напряжения. Если нет, переходите к проверке соединительных шлангов с помощью манометра.
  6. При работающем двигателе снимите шланги с датчика.
  7. Используя манометр, измерьте давление в обоих шлангах. Для достаточной точности используйте манометр, который измеряет в диапазоне 0-1 бар.
  8. Проверьте напряжение сигнала ещё раз. Напряжение должно завесить от разницы давлений в шлангах. Например, если задний шланг подаёт давление 0,03 бара, а передний – 0,07, то напряжение сигнального провода должно быть около 0,8 Вольт. Обычно при росте перепада давлений, напряжение должно подниматься до 4,8 В.

Если измеренное напряжение сильно отличается от ожидаемого или разница давлений не совпадает с показаниями напряжения, ДДД неисправен и его необходимо заменить.

Как заменить неисправный ДДД?

Перед заменой неисправного ДДД обратитесь к руководству по техническому обслуживанию автопроизводителя для получения инструкций по любым конкретным действиям. Если вам нужно больше места, чтобы работать под автомобилем, то заблокируйте заднее колесо клиньями и установите подставки для жёсткой фиксации автомобиля.

  1. Найдите ДДД, обычно он установлен в задней части моторного отсека.
  2. Отсоедините электрический разъем.
  3. Открутите винты или болты, удерживающие датчик на месте.
  4. Осторожно отодвиньте датчик в сторону, чтобы ослабить хомуты, удерживающие шланги.
  5. Перед отсоединением датчика обратите внимание, какая сторона подходит к какому шлангу.
  6. Сравните новые и старые датчики.
  7. Подсоедините шланги в том же положении к новому датчику.
  8. Затяните хомуты на шлангах.
  9. Установите на место все винты или болты, удерживающие датчик на месте. Затяните надлежащим моментом.
  10. Подсоедините электрический разъем к новому датчику.
  11. Дважды проверьте все соединения, чтобы убедиться, что все надёжно соединено.

Важное примечание: после установки нового датчика дифференциального давления (ДДД) дизельного сажевого фильтра (DPF)начальное смещение датчика должно быть запрограммировано в ЭБУ.

 

Сажевые фильтры DPF

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

Что представляет собой фильтр DPF

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

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

Что делать, если фильтр DPF засорился?

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

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

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

Как восстановить сажевый фильтр DPF

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

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

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

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

Моторное масло для увеличения срок службы сажевого фильтра

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

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

Интервал обслуживания сажевого фильтра

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

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

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

Сажевый фильтр — Словарь автомеханика

Сажевый фильтр отработанных газов – фильтрующий элемент выпускной системы дизельного автомобиля расположенный за выпускным коллектором. На английском, звучит как Diesel Particulate Filter, а иногда его называют сажевик – предназначенный снижать выброс частиц сажи (размер от 10 нм до 1 мкм) в атмосферу вместе с ОГ. Все современные дизельные автомобили оборудованы данным фильтром, так как принятые экологические нормы «Евро 4 и 5» предполагают обязательное его наличие.

Конструктивно может быть как простой фильтр сажи (ячеечная матрица из карбида кремния), так и достаточно сложный. Поскольку многие объединенные с каталитическим нейтрализатором (катализатор).


Конструкция и принцип действия

Сажевый фильтр выполняется из специального ячеистого фильтрующего элемента, основой которого является керамика, помещенная в металлический корпус. Керамическая фильтрующая система состоит из большого количества микроскопических каналов, попеременно закрытых то с одной, то другой стороны, а стенки имеют пористую структуру, через которые проходит газ, но не может просочиться сажа. Ответ на вопрос где находится сажевый фильтр, очевиден: он встраивается в выхлопную систему автомобиля, а вот точное расположение уже зависит от конкретной модели.

Принцип действия данного устройства довольно прост. Отработанные газы просачиваются через пористую структуру фильтрующего элемента. При этом практически все частицы сажи остаются на входе, то есть в виде выхлопа из автомобиля выходит практически чистый газ, лишенный тяжелых примесей.

Принцип работы сажевого фильтра. Пассивная и Активная регенерация.

Накопленные при фильтрации сажевые частицы создают сопротивление отработанным газам, что в свою очередь приводит к понижению мощности двигателя автомобиля. В связи с этим любой сажевый фильтр нуждается в периодической чистке от сажи. Данный процесс называется регенерацией.


Проблемы с работой сажевого фильтра

Существует два вида регенерации: пассивная и активная.

Пассивная регенерация происходит без участия водителя (происходит незаметно). Мелкие отложения сгорают при температуре около 350 градусов. Такая чистка может сопровождаться резким дымлением. Но чтобы достигнуть этакого нужного температурного режима необходимо периодически давать поработать дизельному двигателю на оборотах более 2000 об. продолжительностью 5 - 10 мин. Такой вид регенерации выполняется каждые 500 - 700 км пробега.

Поскольку в городских условиях, какой режим вождения возможен не всегда, происходит постепенное засорение с последующим выходом из строя.

В связи с этим водители часто периодически добавляют в топливо специальные присадки позволяющие сгорать саже при меньших температурах около 450 °C. Применение другого вида восстановления работоспособности сажевика вызывается загоранием на приборной панели соответствующего заначка, а при диагностике выскочит ошибка.

Значок сажевого фильтра (он же неисправность выхлопной системы) загорается в нескольких случаях: когда требуется активная регенерация элемента выхлопной системы или если он уже пришел в негодность.

Активная регенерация сажевого фильтра происходит при температурах более 600 градусов (ЭБУ защёт данных с датчиков сам производит необходимые процедуры), таких как:

  • поздний впрыск топлива;
  • дополнительный впрыск;
  • используется дополнительный нагревательный элемент перед фильтром;
  • впрыскивается топливо перед фильтром;

Именно при таких процедурах выхлоп нагревается до такого значения при максимальной нагрузке дизельного двигателя. После такой регенерации работоспособность сажевого фильтра восстанавливается.

Аварийная регенерация не запускается, если фильтр заполнен сажей боле определенного значения (около 68 гр).

Но как бы там ни было, ресурс фильтра отработанных газов составляет около 250 тыс. км пробега. А как долго не понадобится полное удаление или замена сажевого фильтра зависит от качества топлива и смазочных материалов.


Симптомы засорения сажевого фильтра

Когда фильтр очистки сажи засорен или полностью вышел из строя, то о его состоянии водителю будут сигнализировать такие признаки:

    Забитость сажевого фильтра обязательно будет свидетельствовать один из симптомов.

  1. Мощность и тяга двигателя упадет;
  2. Выхлоп ОГ будет с повышенной задымленностью;
  3. Значительно вырастит расход топлива;
  4. Работа двигателя на холостых будет неустойчивой;
  5. Повысится уровень масла;
  6. Работа двигателя может сопровождаться с шипящим звуком;
  7. Будет гореть предупреждающий значок на приборной панели. Сигнал может быть разным: в виде сажевого фильтра, иконка DPF или FAP если фильтр закрытого типа с функцией восстановления, постоянного мигающая спираль или непосредственно само сообщение.

Особенности эксплуатации

Довольно часто причиной поломки сажевого фильтра становятся неисправные клапана EGR. В современных автомобилях электронные системы управления автоматически подсчитывают количество завершенных циклов регенерации и при необходимости извещают водителя о необходимости замены фильтра. В любом случае для нормальной эксплуатации сажевика необходимо использовать качественное топливо (содержание серы не должно превышать нормы), отвечающее требованиям стандарта Euro-4,5. Также владельцам автомобилей оборудованных таким фильтром не стоит заливать био-дизель.

В автомобилях оборудованных сажевым фильтром очень важно использовать ту марку масла, которая преднаписана в инструкции заводом изготовителем. Когда она не соответствует то вероятность его выхода из строя через засор продуктами угара масла, очень высока.

Стоит помнить что авто с сажевым фильтром требует определенных правил обслуживания и эксплуатации.


Удаление или отключение сажевого фильтра требует программного вмешательства.

Особенности ремонта

В большинстве случаев сажевые фильтры не являются ремонтируемыми устройствами, но при этом они размещаются под днищем автомобиля или возле двигателя, поэтому их замена не выглядит сложной задачей, но довольно дорогостоящая. Именно поэтому основная масса автовладельцев обращаются на СТО с целью вырезать фильтр очистки выхлопных газов, нарушая тем самым экологические нормы выбросов вредных веществ в атмосферу. На некоторых машинах сажевый фильтр можно вовсе отключить (если не установить дополнительный резонатор, то появится громкий звук выхлопа), но только там, где его наличие и состояние не контролируется электроникой. Такой выход из ситуации называется чип-тюнинг.

Часто задаваемые вопросы

  • Как работает сажевый фильтр?

    В сажевый фильтр попадает выхлоп автомобиля после выхода из камеры сгорания и прохождения по выпускному коллектору. Вся сажа, что имеется в газах оседает на керамической ячеистой структуре. Для этого стенки такого элемента дополнительно имеют пористую структуру, чтобы пропускать газ, но задерживать сажу. Также для задерживания сажи в конструкции есть очень тонкие каналы, закрытые попеременно с разных сторон. В итоге выхлоп автомобиля, проходя через конструкцию фильтра, на 99,9% очищается от сажи.

  • Где установлен сажевый фильтр?

    Сажевые фильтры ставят только на дизельных автомобилях. Потому что только у них в выхлопе есть сажа. Главное место установки - в системе выхлопа, между выпускным коллектором и выхлопной трубой, под днищем автомобиля, ближе к передней части машины. Чаще всего после выпускного коллектора стоит катализатор, а потом сажевый фильтр. Иногда встречаются конструкции, в которых сажевый фильтр объединен с катализатором (у Volkswagen, например). Также есть автомобили, у которых сажевый фильтр стоит перед катализатором.

  • Когда надо менять сажевый фильтр?

    Стандартный ресурс сажевого фильтра составляет 250 000 километров. О необходимости замены сажевого фильтра подскажет соответствующая лампа на приборной панели, которая не выключается после процедуры регенерации.

  • Почему быстро забивается сажевый фильтр?

    Срок службы фильтра может уменьшиться по причинам плохого качества топлива либо моторного масла, а также если есть некоторые неисправности в двигателе, а именно: подтекают форсунки, забит пылью воздушный фильтр, забит клапан рециркуляции выхлопных газов EGR, автомобиль ездит только на короткие расстояния и фильтр не достигает рабочей температуры для регенерации.

Связанные термины

Дизельные сажевые фильтры

Дизельные сажевые фильтры

W. Адди Маевски

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Реферат : Дизельные фильтры для улавливания твердых частиц улавливают выбросы твердых частиц за счет комбинации механизмов фильтрации, таких как диффузионное осаждение, инерционное осаждение или перехват в поточной линии.Собранные частицы удаляются из фильтра, непрерывно или периодически, посредством термической регенерации. Дизельные фильтры очень эффективны в борьбе с выбросами твердых частиц, включая количество твердых частиц, но могут быть неэффективными в борьбе с жидкими фракциями выбросов твердых частиц. Фильтры сначала были коммерциализированы как модернизированные устройства, а затем были широко внедрены в новые легкие и тяжелые дизельные двигатели как для автомобильных дорог, так и для внедорожников.

Введение

Определение. Дизельные сажевые фильтры (DPF) - это устройства, которые физически улавливают дизельные частицы для предотвращения их выброса в атмосферу. Были разработаны материалы для сажевых фильтров, которые демонстрируют впечатляющую эффективность фильтрации, превышающую 90%, а также хорошую механическую и термическую стойкость. Дизельные фильтры твердых частиц стали наиболее эффективной технологией для контроля выбросов твердых частиц из дизельного топлива, включая массу и количество частиц, с высокой эффективностью.

Благодаря механизмам осаждения частиц в этих устройствах фильтры являются наиболее эффективными в борьбе с твердой фракцией твердых частиц дизельного топлива, включая элементарный углерод (сажу) и соответствующее выделение черного дыма.Фильтры могут иметь ограниченную эффективность или быть совершенно неэффективными в борьбе с нетвердыми фракциями выбросов ТЧ - органической фракцией (OF) и сульфатными твердыми частицами. Чтобы контролировать общие выбросы ТЧ, системы DPF, вероятно, будут включать дополнительные функциональные компоненты, нацеленные на OF, обычно катализаторы окисления, в то время как для борьбы с сульфатными твердыми частицами может потребоваться топливо с очень низким содержанием серы.

Термин «уловитель твердых частиц дизельного топлива» иногда используется как синоним слова «фильтр твердых частиц дизельного топлива», особенно в более ранней литературе.Термин «ловушка» охватывает более широкий класс устройств для отделения частиц. В промышленном оборудовании для отделения пыли обычно используются несколько механизмов осаждения частиц, помимо фильтрации. Примеры включают осаждение под действием силы тяжести, центробежное разделение или электростатический захват. Ни один из этих методов не может быть использован для контроля выбросов твердых частиц из дизельного топлива из-за небольшого размера частиц и низкой плотности дизельной сажи.

Можно отметить, что катализаторы окисления частиц (POC) - иногда называемые частичными фильтрами - также могут улавливать частицы дизельного топлива, но обеспечивают гораздо более низкую общую эффективность, чем фильтры твердых частиц дизельного топлива. В их обычных конструкциях POC улавливают твердые частицы только из части потока, тогда как весь поток фильтруется в дизельных фильтрах твердых частиц. Однако в случае некоторых фильтрующих материалов различие может быть не очень четким, и устройства можно классифицировать как POC или (глубинный) фильтр для улавливания твердых частиц.

Сбор и восстановление. Из-за низкой объемной плотности твердых частиц дизельного топлива, которая обычно составляет менее 0,1 г / см 3 (плотность зависит от степени компактности; например, число 0.056 г / см ( 3 (Wade [497] )), дизельные фильтры твердых частиц могут быстро накапливать значительные объемы сажи. Несколько литров сажи в день можно собрать из двигателя большегрузного грузовика или автобуса старого поколения. Собранные частицы в конечном итоге вызовут чрезмерно высокое падение давления выхлопных газов в фильтре, что отрицательно скажется на работе двигателя. Поэтому системы сажевых фильтров должны обеспечивать способ удаления твердых частиц из фильтра для восстановления его способности улавливать сажу. Это удаление твердых частиц, известное как регенерация фильтра , может выполняться либо непрерывно, во время нормальной работы фильтра, либо периодически, после того, как заранее определенное количество сажи будет накоплено. В любом случае регенерация систем фильтрации должна быть «невидимой» для водителя / оператора транспортного средства и должна выполняться без его вмешательства. Обычно используется термическая регенерация дизельных сажевых фильтров, когда собранные частицы окисляются кислородом и / или диоксидом азота до газообразных продуктов, в первую очередь до диоксида углерода.Термическая регенерация, схематически представленная на Рисунке 1, несомненно, является наиболее чистым и наиболее привлекательным методом работы дизельных сажевых фильтров.

Рисунок 1 . Концепция сажевого фильтра с термической регенерацией

Чтобы обеспечить достаточное окисление твердых частиц, фильтр должен работать при достаточной температуре. В некоторых системах фильтрации источником тепла является сам поток выхлопных газов. В этом типе фильтровальной системы, называемой пассивным фильтром , фильтр непрерывно регенерируется во время нормальной работы двигателя.Пассивные фильтры обычно включают в себя катализатор в той или иной форме, который снижает температуру окисления сажи до уровня, достигаемого выхлопными газами во время работы транспортного средства. Другой подход, который может потребоваться для облегчения надежной регенерации, включает ряд активных стратегий повышения температуры фильтра (управление двигателем, сжигание топлива в выхлопной системе, электрические нагреватели и т. Д.). Регенерация таких устройств, известных как активные фильтры , обычно выполняется периодически, что определяется системой управления транспортного средства.Классификация систем фильтрации твердых частиц более подробно представлена ​​в разделе «Системы фильтрации дизельных двигателей».

Альтернативная стратегия предполагает использование одноразовых фильтрующих картриджей, которые после заполнения сажей заменяются новыми. Такие фильтры твердых частиц используются в некоторых средах, связанных с охраной труда. Такие системы фильтрации, требующие интенсивного обслуживания, явно неприемлемы для применения в дорожных транспортных средствах.

###

Что нужно знать о дизельных сажевых фильтрах (DPF)

DPF фильтр

Как дизельное топливо двигатели эволюционировали, и выбросы транспортных средств подверглись тщательному мониторингу, производители используют все больше и больше устройств для контроля выбросов, чтобы лучше защитить окружающую среду и уменьшить неприглядные "черные облака", которые известен своими более старыми дизельными автомобилями.

Один из этих Системы - это дизельный сажевый фильтр (DPF), который находится в выхлопной системе. и фильтрует вредные частицы углерода, образующиеся в цикле сгорания, предотвращение выброса этих частиц в атмосферу.

Что такое сажевый фильтр?

А дизель Сажевый фильтр (DPF) - это фильтр, улавливающий и накапливающий сажу из выхлопных газов. (некоторые называют их уловителями сажи), чтобы уменьшить выбросы от дизельного топлива. легковые и грузовые автомобили. В Фильтр предназначен для снижения содержания твердых частиц и сажи в дизельном топливе на 80%. выбросов, он делает это, улавливая частицы в самом фильтре.Но поскольку они имеют ограниченную емкость, эта уловленная сажа периодически должна опорожняться или «сжигаться» для регенерации сажевого фильтра.

Это процесс регенерации полностью сжигает излишки сажи, отложившейся в фильтре, снижает вредные выбросы выхлопных газов и помогает предотвратить контрольный черный цвет дым, который вы видели от дизельных автомобилей, особенно при ускорении.

Первая установка к дизельным автомобилям с 2007 года сажевый фильтр вызывает путаницу и во многих случаи, дорогие счета за ремонт для водителей, из-за незнания система.

Двигатель блок управления (ECU) контролирует уровень насыщения внутри фильтра, и когда он достигает определенного процента, увеличивает температуру внутри выхлопа до «Сжечь» частицы.

процедура для процесса регенерации DPF вашего автомобиля, а также все Информация о системе будет находиться в руководстве пользователя.

Есть три различных метода регенерации DPF:

Пассивная регенерация

Активная регенерация

Принудительная регенерация

Пассивная регенерация

Пассивный регенерация происходит автоматически, при этом на приборная панель.В основном это происходит на автомагистралях, когда скорость автомобиля и выхлоп температура высокая. Однако в зависимости от того, как используется автомобиль, это может не быть возможно. Стоп-старт вождения или поездки по городу не позволят выхлоп, чтобы нагреться до температуры для выполнения этой регенерации.

Активная регенерация

Как только ЭБУ считывает, что загрузка сажи достигла определенного предела (обычно около 45%), он инициирует так называемый дожигающий впрыск топлива. Эта процедура впрыскивает небольшое количество топлива в двигатель после основного цикла сгорания, для повышения температуры в выхлопе и запуска регенерации процесс.

ЭБУ будет обычно выдают предупреждение на приборной панели, чтобы предупредить водителя о том, что идет процесс регенерации.

В зависимости на вашем транспортном средстве, вам нужно будет поддерживать его на определенной скорости и оборотов двигателя, пока не будет отключено предупреждение.

Процедура должна быть описана в руководстве пользователя, но в общих чертах поддерживайте частоту вращения двигателя более 2000 об / мин и скорость автомобиля более 40 миль в час.

В зависимости от уровень насыщения, этот процесс может занять от 5 минут до 30 минут.

Вы можете заметили повышенный расход топлива, вентиляторы охлаждения работают постоянно и легкий едкий запах от автомобиля в этот период. Это нормально, так как температура выхлопных газов достигает более 600 градусов, чтобы сжечь частицы.

Если процесс прерывается и регенерация не может быть завершена, ЭБУ будет активируйте режим пониженного энергопотребления или режим Limp Home. Это ограничит мощность, чтобы предотвратить любые повреждение двигателя или выхлопных систем. Контрольные лампы DPF и двигателя загорятся. оба загораются, когда автомобиль переходит в этот режим.

Принудительная регенерация

Если DPF и загораются сигнальные лампы двигателя, необходимо завершить окончательную регенерацию. Это называется принудительной регенерацией. Транспортное средство нужно будет водить осторожно или буксировкой в ​​ремонтную мастерскую, чтобы вручную установить сажевый фильтр. регенерирован.

Этот процесс осуществляется путем подключения диагностического сканера к автомобилю и принудительного автомобиль для проведения регенерации. Это может быть дорогостоящим мероприятием, так как масло и масляный фильтр потребуют замены после завершения обслуживания.Это связано с дополнительным количеством топлива, которое добавляется после цикла сгорания, поскольку некоторые из него попадает в поддон и разбавляет масло.

В зависимости от насколько заблокирован DPF, возможно, эти процедуры регенерации не может полностью очистить DPF. Единственный способ провести полное удаление частиц заключается в том, чтобы снять фильтр с автомобиля и профессионально обработать его. очистить или полностью заменить фильтр. Это очень дорого Обратите внимание, что замена сажевого фильтра может стоить многие тысячи долларов !!

Что может помешать нормальной регенерации происходит ?

  • Частые короткие поездки, например стоп-старт вождения по городу, которые не позволяют двигателю достичь правильного рабочая температура
  • Использование неправильного типа масла - DPF оборудованные автомобили требуют масла с низким содержанием золы и серы, чтобы предотвратить происходит избыточное накопление
  • Проблема с другими выбросами устройство управления, такое как система рециркуляции выхлопных газов (EGR), или проблема с воздухозаборником или топливной системой
  • Низкий уровень топлива - большинство автомобилей не выполнять цикл регенерации, если уровень топлива в баке ниже ¼
  • Просроченный интервал обслуживания - низкий уровень масла качество или уровень предотвратят регенерацию
  • Контрольная лампа двигателя горит - предупреждение свет или диагностический код неисправности, хранящийся в ЭБУ, может помешать регенерации.

При покупке дизельного автомобиля он важно проверить, оснащен ли он дизельным сажевым фильтром, и позволит ли ваш стиль вождения использовать систему в полной мере потенциал, или это вызовет у вас головную боль и дорогостоящий ремонт в долгосрочной перспективе .

Если у вас есть Дизельный грузовик или рассматриваете возможность его покупки, напишите нам по электронной почте. с любыми вопросами, которые могут у вас возникнуть.

Дизельный сажевый фильтр и теория эксплуатации

Дизельный сажевый фильтр (DPF) представляет собой керамический фильтр с тысячами крошечных каналов или отверстий в форме сот, которые задерживают сажу на стенках каналов и предотвращают выход твердых частиц (размером до 1 микрона) из выхлопной трубы.Ячеистая внутренняя структура покрыта слоем химического катализатора, который содержит небольшое количество драгоценных металлов, обычно платины или палладия.

Чтобы уменьшить количество твердых частиц или сажи из выхлопных газов, вам необходимо поднять температуру камеры сгорания достаточно высоко, чтобы уменьшить образование твердых частиц. NOx образуется, когда температура сгорания превышает 3 200 ° F (1800 ° C), и количество образующегося оксида зависит не только от температуры, но и от продолжительности воздействия тепла.Однако повышение температуры камеры сгорания выше непреднамеренно увеличивает количество образующихся NOx. Это даже хуже для окружающей среды, чем копоть.

Легковые и грузовые автомобили с дизельным двигателем, произведенные после 2009 года, должны иметь сажевый фильтр, а в некоторых случаях - систему избирательного восстановления катализаторов (SCR). Эти компоненты работают вместе, чтобы уменьшить, а при правильной работе удалить все вредные NOx и сажу из выхлопных газов. Это не только помогает окружающей среде, но и делает двигатель намного чище.Моторное масло не загрязняется так быстро, как если бы все эти системы не были в рабочем состоянии. Меньшее количество сажи, смешанной с моторным маслом, означает меньшее количество песчаного углерода, образующегося в масляных гранках и других движущихся частях. Это увеличивает срок службы двигателя и одновременно очищает воздух.

Недостатком всего этого является то, что DPF нужно регулярно чистить. Частицы сажи прикрепляются к облицовке DPF во время работы двигателя. В то же время фильтр медленно забивается частицами, которые он предназначен для удаления из выхлопных газов.Этот процесс очистки DPF осуществляется посредством процесса, называемого регенерацией. Различные производители используют несколько различных методов очистки DPF.

Пассивная регенерация

Пассивная самовосстановление полностью прозрачна для оператора и не влияет на работу или производительность машины. Единственным признаком того, что пассивный цикл регенерации активирован, является либо сигнальная лампа температуры выхлопных газов, указывающая, что температура выхлопных газов выше нормальной, либо сообщение о том, что цикл регенерации выполняется, либо и то, и другое.

Активная регенерация

Активная саморегенерация происходит, когда в выхлопе недостаточно тепла для преобразования твердых частиц, собираемых в сажевом фильтре. Активная регенерация автоматически активируется PCM на основе различных входных сигналов. PCM отправляет команду на повышение температуры выхлопных газов путем добавления небольшого количества впрыскиваемого сырого топлива перед сажевым фильтром. Химическая реакция драгоценных металлов в сажевом фильтре и повышенная температура выхлопных газов окисляют твердые частицы из фильтра.

Стационарная (припаркованная) Регенерация

Стационарная или припаркованная регенерация аналогична активной регенерации, но происходит, когда автомобиль не движется. Это вызвано либо драйвером, либо сканирующим прибором. Бывают случаи, когда водителю необходимо выполнить ручную или «припаркованную» регенерацию на обочине дороги. Это может быть потому, что они отменили предыдущую регенерацию или автоматическая регенерация была запущена, но была прервана. В некоторых случаях регенерация «навязывается» водителю для игнорирования более раннего запроса на выполнение регенерации на стоянке, заставляя транспортное средство переходить в аварийный режим. Часто предупреждающий световой сигнал или сообщение сообщают водителю о необходимости остановиться и начать регенерацию парковки. Обычно это включает в себя установку водителем стояночного тормоза и включение переключателя, чтобы начать процесс.

Меры предосторожности при стационарной (припаркованной) регенерации

Из-за сильного нагрева, создаваемого во время цикла регенерации, при выполнении запаркованной регенерации или цикла регенерации, вызванного диагностическим прибором, следуйте этим простым правилам, чтобы избежать любого внешнего вмешательства. Держитесь подальше от горючих материалов и людей.

Отказ фильтра

Некоторые отказы выхлопных фильтров дизельных двигателей являются результатом невозможности проведения регенерации. Это непреднамеренно забьет DPF до такой степени, что замена будет единственным вариантом. Хотя его можно до некоторой степени очистить, часть функциональности все равно теряется из-за серьезности ограничения. Другая проблема заключается в том, что он находится в процессе регенерации, и избыточное тепло в сочетании с засорением вызывает расширение и разрыв металлического корпуса DPF. Что, конечно, означает, что единственное решение - заменить сажевый фильтр.DPF требует профессиональной очистки каждые 150 000–250 000 миль или 5000 часов.

Мониторинг регенерации

На некоторых автомобилях мониторинг осуществляется с помощью датчика давления, который измеряет входное и выходное давление DPF. Другие используют пробег или счетчик моточасов. На большинстве автомобилей есть способ отключить процесс регенерации, если вы находитесь в ситуации, когда повышение температуры выхлопной системы может вызвать пожар. Но не оставляйте это без внимания, иначе DPF может быть необратимо поврежден.

Регенерация

Регенерация возможна только в том случае, если условия находятся в пределах предварительно установленных спецификаций для этого двигателя и потребностей производителя. Как правило, большинство циклов регенерации выполняются без ведома водителя. Процесс регенерации происходит за счет повышения температуры DPF примерно до 1100 ° F (600 ° C), и достаточное количество кислорода подается непосредственно в DPF. Некоторые системы будут впрыскивать дополнительное топливо в цилиндр на такте выпуска, что эффективно направляет горячие газы в катализатор окисления DPF, повышая его температуру в достаточной степени, чтобы вызвать реакцию углерода с избыточным кислородом, который также был подан.В других системах для повышения температуры используется нагревательный элемент прямо перед сажевым фильтром.

Процесс регенерации будет продолжаться до тех пор, пока перепад давления на DPF (на входе и выходе) не упадет до приемлемого уровня. Если, например, изменяются условия движения, автомобиль останавливается, и регенерация прекращается до тех пор, пока условия снова не станут подходящими. Регенерация может быть шумным делом, поскольку двигатель разгоняется до 4000 об / мин в течение четырех или более минут, а затем переходит на 2000 об / мин в течение дополнительных четырех минут или более.Когда регенерация завершится, автомобиль вернется в нормальный режим холостого хода, а служебный индикатор погаснет.

Проблемы с регенерацией

Проблемы возникают, когда последовательные регенерации прекращаются, и уровни сажи достигают точки, когда DPF забивается и не может быть восстановлен сам по себе. Короткие поездки и движение с частыми остановками могут не позволить сажевому фильтру нагреться до температуры. Когда это происходит, водитель уведомляется мигающей сигнальной лампой DPF. Если сигнальная лампа игнорируется, появляется второе предупреждение, которое может привести к переходу автомобиля в тормозной режим.В безвыходном режиме автомобиль не будет работать со скоростью более 5 или 10 миль в час и будет оставаться в таком состоянии до тех пор, пока не будет должным образом обслуживаться с помощью сканера для выполнения процесса регенерации.

Селективное каталитическое восстановление (SCR)

SCR является альтернативой рециркуляции отработавших газов и решает ту же проблему, связанную с уменьшением примесей NOx. В этой системе используется раствор 32,5% мочевины и 62,5% денатурированной воды, называемый жидкостью для выхлопных газов дизельного двигателя (DEF). Эта синяя жидкость содержится в отдельном сборном баке, который впрыскивается в выхлопную трубу.Когда смесь мочевины встречается с горячими выхлопными газами, она разлагается на аммиак (Nh4) и CO2. Затем аммиак вступает в реакцию с оксидами азота во втором каталитическом нейтрализаторе с образованием безвредного выхода азота и воды. Преимущество заключается не только в снижении NOx, но и в сокращении использования EGR. Это означает более эффективное сгорание, уменьшенный выход твердых частиц и улучшенный расход топлива.

Основы работы дизельного сажевого фильтра (DPF)

В этой статье базы знаний CTS описаны основы работы дизельного сажевого фильтра (DPF).В статье приводится краткое описание процессов фильтрации, происходящих в DPF, различных типов DPF, которые обычно используются, а также различий в стратегиях работы и регенерации фильтров.

Фильтрация твердых частиц дизельного топлива

Дизельные сажевые фильтры улавливают частицы сажи из выхлопных газов двигателя, предотвращая их попадание в окружающую среду. В отличие от каталитического нейтрализатора, который предназначен для уменьшения выбросов газовой фазы, проходящих через катализатор, фильтр твердых частиц предназначен для улавливания и удержания твердых частиц до тех пор, пока они не будут окислены или сожжены в самом сажевом фильтре.

Наиболее распространенными дизельными сажевыми фильтрами, которые широко используются, являются ячеистые керамические сотовые фильтры с каналами, которые забиваются на чередующихся концах, как показано на рис. 1 . Концы фильтра, забитые в шахматном порядке, заставляют выхлопные газы, содержащие сажу, проходить через пористые стенки фильтра. Хотя выхлопной газ может проходить через стенки, частицы сажи задерживаются в порах фильтра и в слое поверх стенок канала. Сотовая конструкция обеспечивает большую площадь фильтрации при минимальных потерях давления и стала стандартным, так называемым пристенным фильтром для большинства применений фильтрации выхлопных газов дизельных двигателей.Керамические материалы широко используются для фильтров твердых частиц, учитывая их хорошую термическую стойкость, при этом наиболее распространенными керамическими материалами являются: кордиерит, карбид кремния и титанат алюминия.

Рис. 1. Дизельный сажевый фильтр для большегрузного автомобиля (a), вид в разрезе, показывающий процессы фильтрации в нескольких каналах DPF (b), а также крупный план улавливания и накопления частиц на стенках канала (c) .

Детали процесса фильтрации проиллюстрированы на Рис. 1 (b) , на котором показаны частицы сажи, захваченные вдоль впускного канала, который открыт на переднем конце, но забит на заднем конце.DPF содержат несколько сотен каналов или ячеек на квадратный дюйм (cpsi), наиболее распространенным из которых является 200 cpsi. Поскольку половина каналов закупорена спереди DPF, а другая половина - сзади фильтра, только половина каналов фильтра накапливает сажу или золу. То есть только каналы, открытые на стороне входа, подвергаются воздействию «грязного» выхлопного потока, в то время как каналы, открытые на стороне выхода, остаются чистыми. Учитывая небольшой размер пор и конструкцию сотовых фильтров, сажевые фильтры могут достигать эффективности улавливания частиц 99% или выше [1].Благодаря высокой эффективности улавливания и конструкции ячейки DPF, видимая сажа или зола не должны проходить через стенки фильтра. Черные полосы или видимая сажа в выпускных каналах - верный признак неисправности фильтра.

Частицы сажи улавливаются и удерживаются в DPF за счет комбинации глубинной фильтрации внутри пор фильтра и поверхностной фильтрации вдоль стенок канала. На вставке на рис. 1 (c) показаны эти два процесса, в которых небольшая часть сажи сначала накапливается в порах фильтра (1), а затем образует слой вдоль стенок канала (2).По мере увеличения количества сажи в фильтре увеличивается и эффективность его улавливания, поскольку накопленная сажа создает дополнительный слой для улавливания поступающих частиц. Конкретные механизмы фильтрации сажи, будь то в порах на поверхности стенок, играют важную роль в определении общего увеличения противодавления выхлопных газов (или падения давления на фильтре), как показано на рис. , рис. 2, .

Рис. 2. Развитие падения давления с накоплением сажи в DPF, показывающее быстрое начальное повышение падения давления из-за накопления сажи в порах фильтра (1) с последующим постепенным увеличением по мере того, как сажа образует слой вдоль стенок (2).

Пористость большинства промышленных сажевых фильтров составляет от 40% до 60%. Стенки этих фильтров содержат сложную сеть пор диаметром от 10 до 30 микрометров (микрон) [2]. В новом или чистом сажевом фильтре поверхность фильтра подвергается воздействию потока выхлопных газов, и сажа быстро накапливается в порах на поверхности. Хотя только небольшая часть общей сажи накапливается в микропорах фильтра, она способствует резкому увеличению падения давления в фильтре, как показано на , рис. 2, .Последующее накопление сажи в DPF формирует слой (слой корки) вдоль стенок канала и приводит к более медленному и более постепенному увеличению падения давления на фильтре [3]. В зависимости от уровня содержания сажи и типа фильтра накопление пор может составлять 50% падения давления на фильтре, а в некоторых случаях и более. Нелинейный отклик DPF на накопление материала усложняет определение уровней содержания сажи или золы в фильтре, основываясь только на падении давления

Регенерация фильтра

Чтобы уменьшить падение давления на фильтре из-за накопления сажи, фильтр регенерируется посредством процесса сжигания (окисления) сажи.Есть две широкие категории процессов регенерации, хотя в большинстве коммерческих приложений используется их комбинация. Это особенно верно в отношении транспортных средств или оборудования, испытывающих длительные периоды работы при низкой температуре выхлопных газов, например, длительные периоды холостого хода или рабочие циклы с низкой скоростью / нагрузкой.

Активная регенерация требует добавления тепла к выхлопу для повышения температуры сажи до точки, при которой она будет окисляться в присутствии избыточного кислорода в выхлопе.Для сжигания сажи в кислороде обычно требуется температура выше 550 ° C (1000 ° F). Поскольку эти высокие температуры обычно не возникают во время нормальной работы двигателя, используется ряд стратегий для активного повышения температуры выхлопных газов [4]. Системы активной регенерации могут включать использование дизельной горелки для прямого нагрева выхлопных газов, поступающих в DPF, или использование катализатора окисления дизельного топлива (DOC) для окисления дизельного топлива над катализатором в качестве средства повышения температуры DPF.Использование DOC также требует избыточного дизельного топлива в выхлопе, что может быть достигнуто с помощью топливного инжектора (дозатора углеводородов), установленного в выхлопе перед DOC, или с помощью стратегий позднего впрыска в цилиндр. Другие формы активной регенерации включают использование электрических нагревательных элементов, микроволн или плазменных горелок.

Использование DOC в сочетании с некоторой формой дозирования выхлопного топлива является наиболее распространенной стратегией активной регенерации, которая в настоящее время используется для применения на дорогах и внедорожниках.Продолжительность активной регенерации обычно составляет в среднем от 20 до 30 минут при нормальных рабочих условиях. В некоторых случаях, например, при сильном засорении сажевого фильтра сажевым фильтром, может потребоваться отложенная регенерация, которая может длиться до нескольких часов для медленного сжигания сажи в более контролируемых условиях. Независимо от конкретной стратегии, активные регенерации всегда требуют дополнительных затрат энергии (дополнительного топлива) для нагрева выхлопных газов и DPF до требуемой температуры.

Пассивная регенерация , как следует из названия, не требует дополнительной энергии для выполнения процесса регенерации.Вместо этого эта стратегия основана на окислении сажи в присутствии NO2, которое может происходить при гораздо более низких температурах в диапазоне от 250 ° C до 400 ° C (от 480 ° F до 750 ° F). Катализатор используется для преобразования NO, присутствующего в выхлопных газах, в NO2. Эти катализаторы требуют использования драгоценных металлов для облегчения реакции, в частности платины (Pt), что увеличивает стоимость системы. В некоторых случаях каталитическое покрытие наносится непосредственно на DPF, как с катализированным DPF (C-DPF), или также может использоваться предшествующий катализатор окисления (DOC) [5].Многие коммерческие системы используют комбинацию DOC и C-DPF. Использование катализаторов позволяет производить NO2 и окислять сажу при температурах, которые возникают при нормальной работе двигателя или транспортного средства.

В идеальном случае, если работа двигателя приводит к определенному времени, проведенному в этом «температурном окне» пассивной регенерации, тогда активная регенерация может не потребоваться. В действительности, однако, работа при низких температурах может происходить в течение продолжительных периодов времени, таких как длительные периоды холостого хода или работы с низкой нагрузкой, особенно в холодном климате, и некоторая активная регенерация все еще может потребоваться.При отсутствии активной регенерации периоды работы при низких температурах могут дополняться периодами работы при высоких температурах (например, при длительном движении по шоссе), чтобы вызвать пассивную регенерацию.

Для снижения расхода топлива предпочтительна пассивная регенерация, хотя в большинстве коммерческих систем по-прежнему используется активная регенерация в различной степени, в зависимости от ездового цикла и рабочих условий. Независимо от метода регенерации окисление сажи (активное или пассивное) приводит к образованию негорючего материала или золы, которую нельзя сжигать и которая остается в сажевом фильтре.Понимание основных различий между золой и сажей, а также их влияния на производительность DPF важно при выборе наиболее подходящего метода очистки фильтра.

Почему это важно для очистки от золы DPF?

Понимание конструкции и работы DPF для сбора и улавливания частиц, будь то в порах или на поверхности, имеет большое влияние на то, насколько легко частицы могут быть впоследствии удалены. Сажа принципиально отличается от золы тем, что сажа может быть окислена и удалена путем регенерации, в то время как зола негорючая и остается в сажевом фильтре до тех пор, пока сажевый фильтр не будет обслужен для очистки от золы.

Список литературы
  1. Могака, З., Вонг, В. и Шахед, С., «Рабочие характеристики и характеристики регенерации ячеистой керамической ловушки твердых частиц для дизельного топлива», Технический документ SAE 820272, 1982 г., DOI: 10.4271 / 820272.
  2. Димоу, И., Саппок, А., Вонг, В., Фуджи, С. и др., «Влияние свойств материала и параметров конструкции пор на характеристики некатализируемого дизельного сажевого фильтра с накоплением золы», Технический документ SAE 2012 -01-1728, 2012 г., DOI: 10.4271 / 2012-01-1728.
  3. Оприс, К. и Джонсон, Дж. «Двухмерная вычислительная модель, описывающая характеристики потока и фильтрации керамической ловушки для твердых частиц», Технический документ SAE 980545, 1998 г., DOI: 10.4271 / 980545.
  4. Ченг, С., «Роликовая регенерационная ловушка для контроля твердых частиц в дизельном топливе», Технический документ SAE 2003-01-3178, 2003 г., DOI: 10.4271 / 2003-01-3178.
  5. Allansson, R., Blakeman, P., Cooper, B., Hess, H. et al., «Оптимизация низкотемпературных характеристик и эффективности регенерации системы дизельного сажевого фильтра с непрерывной регенерацией (CR-DPF)», SAE Technical Бумага 2002-01-0428, 2002, DOI: 10.4271 / 2002-01-0428.

Регенерация и ремонт дизельного сажевого фильтра (DPF)

Со временем на стенках фильтра DPF накапливается сажа. Сажу нужно буквально выгорать из фильтра. Это называется регенерацией.

Регенерация дизельного сажевого фильтра (DPF)

- относительно недавняя проблема, с которой столкнулись владельцы грузовиков и автопарков.

Начиная с 2007 модельного года, дизельные грузовики «наделены» сажевым фильтром (DPF). DPF собирают сажу из выхлопных газов, прежде чем она вылетит в окружающую среду.Это пристенный фильтр, обычно сделанный из кордиерита, карбида кремния или керамического монолита.

Когда выхлопные газы проходят через фильтр, он улавливает от 85% до 100% твердых частиц дизельного топлива (DPM). Так большая часть DPM удалена, что вы можете положить белый носовой платок на выхлопную трубу, и он останется белым.

Уход за сажевым фильтром

относительно прост. Со временем на стенках фильтра накапливается сажа, и ее необходимо удалить. Обычно загорается сигнальная лампа, указывающая на то, что пора буквально сжечь накопившуюся сажу.Этот процесс горения называется регенерацией. Помимо регенерации требуется также периодическая очистка DPF.

Дизельный сажевый фильтр (DPF) Regen

Регенерация

DPF происходит, когда захваченные частицы нагреваются достаточно, чтобы сгореть и превратиться в золу. Таким образом, накопившаяся сажа удаляется в виде газообразного диоксида углерода. Регенерация может происходить одним из трех способов: пассивным, активным или принудительным.

Пассивная регенерация

Пассивная регенерация происходит автоматически.Как только температура выхлопных газов достигает определенного значения, например, при движении на высоких скоростях, накопившиеся в сажевом фильтре частицы превращаются в пепел. Никаких активных изменений в работе двигателя не происходит. Дизельные грузовики, работающие в тяжелых условиях, например, поднимающиеся на множество холмов, не должны иметь проблем с пассивной регенерацией сажевого фильтра. В этих условиях сажа выгорает так же быстро, как и образуется.

Активная регенерация

Активная регенерация происходит, когда для сгорания контроллера ЭСУД требуются изменения в работе двигателя, либо вводится катализатор, либо и то, и другое.Это обычное явление для грузовиков с меньшим рабочим циклом, потому что сажа накапливается при работе на холостом ходу или при медленном движении в транспортном потоке.

Один из методов включает в себя настройку параметров двигателя контроллером ЭСУД для повышения температуры выхлопных газов. Затем он включает дополнительную топливную форсунку, которая выбрасывает топливо в поток выхлопных газов. Это топливо вступает в реакцию с катализатором и сжигает накопившуюся сажу из сажевого фильтра. Новые двигатели позволяют проводить регенерацию на стоянке.

Принудительная регенерация

Когда требования к активной регенерации не выполняются или когда уровень сажи повышается до определенной точки, может потребоваться принудительная регенерация.Для принудительной регенерации требуется диагностический прибор. Продолжение эксплуатации автомобиля на этом этапе может привести к повреждению сажевого фильтра и другим повреждениям.

Но даже принудительная регенерация не сработает, если уровень сажи вырос настолько, что перегрузил DPF. При содержании сажи около 85% и выше DPF необходимо будет либо удалить и очистить, либо заменить. Новый фильтр может стоить 5000 долларов и более.

Очистка

DPF необходимо очищать каждые 150 000–300 000 миль для удаления скопившейся золы.Это накопление золы не обязательно связано с регенерацией, но чаще всего происходит из-за сульфатной золы в моторном масле. Фильтр также необходимо очистить, если проблема с топливной форсункой или турбонаддувом вызывает загрязнение моторным маслом или несгоревшим дизельным топливом. Это загрязнение вызывает недопустимое противодавление.

Методы очистки включают обдувку, использование деионизированной воды и вакуумную систему. Чистку нужно проводить очень осторожно, чтобы не повредить фильтр. С удаленными твердыми частицами необходимо обращаться осторожно, чтобы технические специалисты не подвергались воздействию очень мелких загрязняющих веществ.

По времени очистка DPF должна быть достаточно быстрой, чтобы ее можно было приспособить к замене масла.

Что выходит из выхлопа

Хотя это дорого для владельцев грузовиков, удаление твердых частиц из дизельного топлива до того, как они попадут в наш воздух для дыхания, безусловно, имеет свои преимущества. Ниже приведена таблица, в которой показаны различные элементы, из которых состоят фильтры DPF:

[идентификатор таблицы = 6 /]

DPF и профилактическое обслуживание

Сажевый фильтр - это еще одна вещь, которую необходимо отслеживать и обслуживать на грузовике большой грузоподъемности.Регулярное выполнение программы профилактического обслуживания для грузовика поможет продлить срок службы сажевого фильтра. Регулярная замена воздушных и топливных фильтров, а также использование масла правильного типа для двигателя поможет предотвратить ненужный износ и даже катастрофу DPF.

Чтобы узнать больше о нашем программном обеспечении для управления магазином, которое упрощает создание программ профилактического обслуживания с полным спектром услуг для клиентов вашего магазина, запросите демонстрацию прямо сейчас.

О Джейкобе Финдли

Джейкоб Финдли - генеральный директор и соучредитель Fullbay.Пять лет назад он перешел от здравоохранения к ремонту грузовиков. Он хотел взять лучшие идеи из мира электронных медицинских карт и применить их для ремонта в тяжелых условиях. Другими словами, создайте медицинскую карту для грузовиков. Сегодня Fullbay - это площадка номер один для ремонта автопарка в Северной Америке. Джейкоб - CPA, лицензированный в Аризоне, имеет степень магистра бухгалтерского учета, виолончелист, так себе серфер и отец восьмерых детей.

Дизельный сажевый фильтр | что нужно знать

Что вызывает засорение сажевого фильтра?

Короткие поездки на низкой скорости являются основной причиной засорения сажевых фильтров.

Вот почему автопроизводители часто доходят до того, что рекомендуют водителям, которые едут по городу, выбирать бензиновый автомобиль вместо дизельного (и именно поэтому дизели - большая редкость в секторе городских автомобилей).

Другие вещи, которые плохо влияют на сажевые фильтры, включают плохое обслуживание.

Дизельный сажевый фильтр на плохо обслуживаемом автомобиле может выйти из строя раньше, чем исправный, как правило, он должен прослужить не менее 100 000 миль.

Важно также использовать масло правильного типа - некоторые масла содержат присадки, которые могут фактически блокировать фильтры.

ПРОЧИТАЙТЕ БОЛЬШЕ: Что такое зона с низким уровнем выбросов - все, что вам нужно знать

Модификации производительности могут повредить сажевый фильтр, как и использование некачественного топлива и даже частая эксплуатация автомобиля на низком уровне топлива в качестве автомобиль может избежать регенерации DPF в целях экономии топлива.

Как обслуживать сажевый фильтр?

Лучший способ поддерживать сажевый фильтр - убедиться, что он полностью способен восстанавливаться, когда он полон сажи (когда загорается сигнальная лампа).

Есть два типа регенерации: пассивная и активная.

Пассивная регенерация

Пассивная регенерация происходит, когда автомобиль движется со скоростью в длительных поездках по автомагистралям, что позволяет температуре выхлопных газов повышаться до более высокого уровня и полностью сжигать излишки сажи в фильтре.

Таким образом, водителям рекомендуется регулярно давать своему дизельному автомобилю хорошую 30-50-минутную пробежку на постоянной скорости по автомагистрали или дороге A, чтобы очистить фильтр.

Однако не все водители регулярно ездят подобным образом, поэтому производители разработали альтернативную форму регенерации.

Активная регенерация

Активная регенерация означает, что дополнительное топливо впрыскивается автоматически, как часть ECU транспортного средства, когда фильтр достигает заданного предела (обычно около 45%) для повышения температуры выхлопных газов и сжигания накопленной сажи.

Проблемы могут возникнуть, однако, если путь слишком короткий, так как процесс регенерации может не завершиться полностью.

В этом случае сигнальная лампа будет продолжать показывать, что фильтр все еще частично заблокирован.

В этом случае должна быть возможность завершить цикл регенерации и выключить сигнальную лампу, проехав около 10 минут со скоростью более 40 миль в час.

Вы узнаете, происходит ли активная регенерация, по следующим признакам:

  • Изменение ноты двигателя
  • Работают вентиляторы охлаждения
  • Небольшое увеличение расхода топлива
  • Повышенная частота вращения холостого хода
  • Деактивация автоматического запуска / остановки
  • Горячий едкий запах из выхлопных газов

Что делать, если ни активная, ни пассивная регенерация не работают?

Если ваша сигнальная лампа продолжает гореть, горит красным или загораются дополнительные лампы DPF, не оставляйте ее слишком долго, прежде чем проверять.

Таким образом может быть нанесен больший ущерб, и то, что может быть недорогим исправлением, может стать чем-то гораздо более дорогим.

Некоторые гаражи могут очищать заблокированные сажевые фильтры с помощью процесса, называемого принудительной регенерацией .

Обычно это стоит около 100 фунтов стерлингов и, хотя это не является стопроцентно гарантированным решением, обычно успешно удаляет излишки сажи и позволяет сажевому фильтру работать и автоматически регенерировать снова.

Неправильная регенерация является причиной большинства проблем с сажевыми фильтрами: они блокируются, что увеличивает выбросы выхлопных газов, снижает производительность двигателя и иногда даже переводит автомобиль в ограниченный «безвыходный режим».

На некоторых моделях двигатель может не перезапускаться через определенное количество миль - опять же, обратитесь к своему руководству за подробностями.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ СОВЕТЫ: ​​Что такое LPG?

Таким образом, владельцы современных дизельных автомобилей должны осознавать важность обслуживания своего дизельного сажевого фильтра в соответствии с привычками и методами вождения.

Нужен ли мне сажевый фильтр для прохождения ТО?

Проверка сажевого фильтра является частью теста ТО с февраля 2014 года.Если фильтр был удален, автомобиль выйдет из строя.

При снятии DPF иногда загорается сигнальная лампа - и это само по себе является точкой отказа ТО: никакие сигнальные лампы на приборной панели не должны гореть во время теста.

Следует ли мне позвонить в RAC, если горит индикатор сажевого фильтра?

Нет необходимости вызывать RAC, если горит сигнальная лампа DPF.

Как уже упоминалось, иногда это можно исправить длительной поездкой; если не погаснет, отнесите машину в гараж.

Помните, оранжевые сигнальные лампы рекомендуют; это красные сигнальные огни, которые требуют немедленного внимания и обычно требуют, чтобы вы остановили машину как можно скорее.

ЧИТАЙТЕ СЛЕДУЮЩИЙ: Реальные факты о «грязных» дизелях

Сколько стоит новый сажевый фильтр?

Дизельные сажевые фильтры очень дороги.

Новый автомобиль от производителя может стоить от 1000 до 3500 фунтов стерлингов, что потенциально сводит на нет экономию средств, связанную с вождением дизеля.

По мере старения автомобилей стоимость замены DPF может превышать стоимость автомобиля - и более старые автомобили с большим пробегом, скорее всего, потребуют нового DPF.

Сейчас есть другие поставщики сажевых фильтров, которые заряжают меньше, но будьте осторожны: у них все еще должен быть правильный сертификат типа, иначе они могут работать некорректно и в конечном итоге будут стоить вам больше на ремонт.

Что такое дизельный сажевый фильтр (DPF) и для чего он нужен? - MTA Queensland

Если вы водите более новый (выпущенный примерно в 2010 году) автомобиль с дизельным двигателем или ute, то в выхлопной системе под автомобилем, скорее всего, будет дизельный сажевый фильтр (DPF).

Этот фильтр предназначен для улавливания и улавливания сажи выхлопных газов и других вредных частиц, образующихся в процессе сгорания дизельного топлива, и предотвращения их выброса в атмосферу во время езды по городу. Цель состоит в том, чтобы сократить до 80 процентов выбросы дизельного топлива в атмосферу во время остановки / запуска двигателя.

DPF - важный компонент, необходимый для дизельных транспортных средств, чтобы соответствовать нормам выбросов. Дизели могут также иметь каталитические преобразователи, как и стандартный бензиновый автомобиль, и каталитический нейтрализатор размещается после DPF в выхлопной системе, чтобы он мог дополнительно преобразовывать не содержащие сажу выхлопные газы, которые уже прошли через DPF, в менее вредные газы. .

Поскольку DPF улавливает крупные частицы, он относительно быстро заполняется. Однако вместо того, чтобы снимать фильтр и заменять его, как в случае с другими автомобильными фильтрами, такими как масляный или воздушный фильтр, сажевый фильтр DPF предназначен для того, чтобы частицы, уловленные в нем, `` очищались '' и сжигались в процессе, называемом регенерацией. .

Процесс регенерации может происходить только тогда, когда DPF достигает температуры, способной сжигать частицы сажи. Это происходит одним из двух способов.Первый называется «пассивной регенерацией». При движении на скорости в течение разумного периода времени - например, в приличном движении по шоссе - температура становится достаточно высокой для того, чтобы произошло пассивное возгорание.

Для многих людей поездка по шоссе не является частью повседневной поездки, и многие автомобили с дизельным двигателем используются для медленных, коротких, городских и городских поездок. Использование этого способа означает, что DPF не может накапливать тепло или иметь достаточно времени для запуска пассивной регенерации.

Чтобы противостоять этому, дизельные автомобили могут иметь возможность выполнять «активную регенерацию».Это происходит, когда компьютеры транспортного средства (ЭБУ) обнаруживают необходимость регенерационного сжигания и делают это путем изменения и повышения температуры выхлопных газов путем регулирования количества топлива, сжигаемого в двигателе.

Процесс регенерации чрезвычайно важен. Если этого не происходит и DPF засоряется, могут возникнуть различные проблемы.

ЧТО ПРОИСХОДИТ, ЕСЛИ DPF ЗАБЛОКИРОВАН?

DPF расположен внутри выхлопной системы.Когда он блокируется, блокируется и поток выхлопных газов. Это приведет к значительному падению производительности и топливной экономичности.

Заблокированный DPF приведет к накоплению газов и давления, которые могут вызвать повреждение выхлопной системы и даже самого двигателя. Если транспортное средство находится в движении, и ЭБУ обнаруживают, что DPF становится сильно засоренным, транспортное средство может быть принудительно переведено в «вялый режим», серьезно ограничивая мощность двигателя, чтобы предотвратить дальнейшее повреждение.

Если пассивная или активная регенерация не сработала, а DPF слишком засорен, тогда фильтру необходимо выполнить «принудительную регенерацию» или, возможно, потребуется его замена.

Принудительная регенерация требует специальных диагностических инструментов и выполняется механиком. Он позволяет сжигать накопившиеся частицы сажи до такой степени, что активная или пассивная регенерация перестает работать.

Важно, чтобы дизельный автомобиль периодически приводился в движение на высокой скорости и в течение достаточно длительного времени, чтобы начался процесс пассивной регенерации. Это даст DPF лучший шанс достичь срока службы, который может достигать 150 000 км, а также гарантирует чтобы выхлопная система и двигатель оставались здоровыми.

Регулярный выезд на шоссе, позволяющий начать процесс регенерации, может раздражать, но это сэкономит вам деньги. Стоимость выполнения принудительной регенерации может быть высокой, как и услуги по очистке DPF (которые требуют удаления DPF из выхлопной системы), предлагаемые некоторыми специалистами. Сценарий, которого вы определенно хотите избежать, заключается в том, что сажевый фильтр забит настолько, что его необходимо заменить - цена нового сажевого фильтра может исчисляться тысячами долларов.

16 апреля 2020

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *