Для чего нужен сажевый DPF/FAP фильтр
В настоящее время в Европе действует стандарт «Евро-6», а в России – менее строгий «Евро-5», регламентирующие нормы выхлопа вредных веществ в атмосферу.
Обозначенные выше документы фиксируют ограничения на выбросы вредных веществ для всех типов легковых автомобилей, работающих на горючем топливе (дизель, бензин), поэтому мы в нашей статье остановимся подробнее на сажевых фильтрах DPF для автомобилей, использующих в качестве топлива – дизель (солярку).
Цикл поджига и горения дизельного топлива существенно отличается от горения бензина. Если высокооктановые смеси сгорают практически полностью, то дизель оставляет после себя след в виде сажи. Именно ее и должен убирать из выхлопов сажевый фильтр.
Сажевые фильтры могут иметь различные названия, которые меняются от страны к стране и от марки к марке.
- Так, DPF — аббревиатура от англ. обозначения Diesel Particulate Filter,
- FAP – аббревиатура, пришедшая из Франции — Filtre a Particules,
- А RPF – от RubPartikelFilter, из Германии.
Дизельный сажевый фильтр имеет одно основное назначение – очищать отработанные газы дизельного двигателя внутреннего сгорания от сажи, которая поступает в виде мелких механических частиц размером от 10 нм до 1 мкм. При детальном разборе видно, что частицы эти представляют собой соединения углерода с водой, тяжелыми металлами, серой и другими элементами.
Физически фильтрующий элемент может выполняться в виде отдельного корпуса, устанавливаемого в системе отвода выхлопных газов сразу после каталитического нейтрализатора. В отдельных моделях автомобилей сажевый фильтр и катализатор объединены в один корпус.
В качестве фильтрующего элемента чаще всего выступает жесткий материал с кристаллической пористой структурой, например, матрица из керамики (карбид кремния или другие соединения).
Как понять, что фильтр DPF заполнен
Керамическая матрица, которая отвечает за очистку выхлопных газов от примесей сажи, накапливает ее в своих порах.
Это со временем ухудшает ее фильтрующие свойства, затрудняет выход выхлопных газов, что в свою очередь создает дополнительную нагрузку на двигатель, так как камера сгорания очищается не полностью от продуктов сгорания.
Выхлопная система с сажевым фильтром в современном автоПо этой причине требуется регулярная очистка DPF фильтра (FAP или RPF) – так называемая регенерация.
Контроль уровня загрязненности сажевого фильтра осуществляют специальные датчики.
- Наиболее распространенный метод оценки загрязненности сажевого фильтра – анализ разницы давлений на входе и на выходе узла. Чем выше разница, тем выше степень загрязненности (газы испытывают затруднения при прохождении через решетку, что вызывает повышение давления на входе и понижение на выходе).
- Еще один тип датчиков – кислородные, они контролируют уровень содержания кислорода в отработанной смеси, соответственно, применение двух датчиков на входе и выходе из сажевого фильтра позволяет оценить, уменьшилось или нет содержание других примесей, то есть, произошло или нет очищение.
На дисплее вашей приборной панели автомобиля будет показана соответствующая ошибка.
В большинстве современных автомобилей применяются саморегенерирующие фильтры. Им для запуска процесса самоочищения необходим определенный режим работы двигателя.
Когда машина перемещается преимущественно на короткие расстояния без регулярного прогрева сажевого фильтра, это может послужить причиной его необратимого заполнения механическими частицами сажи. В этом случае без посещения пункта технического обслуживания или даже салона официального дилера не обойтись, так как код ошибки может быть устранен только в официальном сервисном центре.
Отключение и регенерация
Различают два типа регенерации сажевых фильтров:
- Пассивный.
- Активный.
Первый тип регенерации возможен только на фильтрах с каталитическим покрытием. Ввиду того, что для нормальных химических реакций по сжиганию сажи требуется температура свыше 600°C, для ускорения и облегчения реакции окисления (горения) применяются так называемые катализаторы (вещества, которые изменяют условия происхождения химических реакций без собственного расходования).
Так, использование платинового покрытия сажевого фильтра снижает температуру сжигания сажи до планки в 300°C. То есть сгорание сажи с использованием катализатора (каталитического покрытия) происходит при естественной работе двигателя, совершенно незаметно для пользователя. Запускать какую-либо процедуру очистки нет необходимости.
Активный тип регенерации предполагает изменение работы двигателя или введение особых присадок в топливо для того, чтобы повысить температуру выхлопных газов на входе в сажевом фильтре до 600°C. То есть такой тип регенерации требует участия или каких-либо активных действий владельца дизельного автомобиля (ручной запуск процедуры очистки или добавление присадок).
Встроенные датчики анализируют текущий уровень загрязненности фильтрующего элемента, и при необходимости сигнализируют пользователю о возникшей неисправности (индикация может происходить на приборной панели или через дисплей бортового компьютера, в зависимости от модели машины и ее оснащения).
Увидев сигнал о засорившемся сажевом фильтре, пользователь может запустить процедуру регенерации в ручном режиме.
Процедуры в различных моделях автомобилей и у разных производителей могут отличаться последовательностью действий, но суть сводится к тому, что за счет изменения тактов выпуска отработанных газов повышается их температура, что в свою очередь разогревает до нужного показателя керамическую решетку фильтра и сжигает сажу.
Если проведение процедуры регенерации в ручном режиме по какой-то причине не очищает фильтр (возможен простой износ оборудования, сильное засорение керамической матрицы, частая езда на короткие дистанции по городу, без полноценного прогрева системы отвода выхлопов, когда фильтр не может самостоятельно очиститься и т.п.), система может изменить статус ошибки. Теперь снять ее сможет только официальный сервисный центр.
Специалисты пункта технического обслуживания в свою очередь могут предложить провести профессиональную процедуру очистки фильтра (с помощью химических реагентов и т.п.) или полностью заменить агрегат на новый.
Ввиду высокой стоимости полной замены, некоторые СТО предлагают более дешевую процедуру удаления фильтра с установкой оборудования, обманывающего датчик загрязненности (ошибка может быть снята и программным способом). Это, естественно, увеличивает показатели выброса вредных веществ в атмосферу. Законность процедуры оставим на совести СТО и владельцев авто.
Стоит ли удалять сажевый фильтр
С одной стороны, удаление сажевого фильтра – разовая процедура, позволяющая экономить на периодической замене или прочистке узла, мощность двигателя при отсутствующем фильтре незначительно возрастает (так как нет сопротивления отводу выхлопным газам). С другой стороны – растут выбросы, а вероятность прохождения регулярного государственного технического осмотра сводится к нулю.
Ездить автомобиль сможет и с ошибкой на дисплее. Но стоит иметь ввиду, что засорившийся фильтр увеличивает сопротивление в выхлопной трубе.
Неправильное аппаратное удаление узла может вызвать ошибку, из-за которой двигатель откажется заводиться.
Стоит оставить сажевый фильтр или убрать его совсем – решать каждому владельцу самостоятельно. Однако, не стоит упускать из вида тот факт, что в случае отрицательного результата при прохождении техосмотра может потребоваться установка нового агрегата, а значит процедура удаления – это лишние неоправданные расходы, которые лишь отсрочили неизбежную процедуру замены.
filteru.ru
Сажевый фильтр
Что такое Сажевый фильтр.
В последние десятилетия забота об экологии и чистоте автомобильного выхлопа. У дизельных автомобилей одни из самых жестких норм – это содержание частиц сажи в выхлопе. Многие наверняка видели пуск старого дизельного грузовика или трактора в холодную погоду – обычно это сопровождается эффектным выбросом черного облака из выхлопной трубы. Это сажа ничто иное как углерод , оставшийся при неполном сгорании топлива, а еще это ближайшая родственница активированного угля из аптеки.
Что же в ней опасного, если огромное количество людей добровольно принимает внутрь, без вреда для здоровья, спросите Вы? Дело в том что, как и на активированном угле, на частицах сажи оседают вредные и токсичные для организма человека, образуя достаточно крупные и тяжелые частицы, которые оседают в наших легких надолго, медленно отравляя наш организм. У современных автомобилей, отвечающих нормам Евро 5 и выше, такая ситуация невозможна – на страже чистого выхлопа стоит специальный сажевый фильтр (DPF) – специальное устройство в выхлопной системе не допускающее попадания твердых частиц в атмосферу. В Европе первые сажевые фильтры появились в 2000 году, а с 1 января 2016 года все новые автомобили, продающиеся на территории России, оснащены этим устройством, так как именно с этой даты запрещен выпуск и ввоз автомобилей не соответствующих нормам Евро 5.
Как работает сажевый фильтр
Сажевый фильтр представляет специальную керамическую матрицу, пронизанную множеством параллельно расположенных каналов малого сеченья, закрытых в шахматном порядке с одной или другой стороны.
Поэтому отработавшие газы, вынуждены проходить через пористые керамические стенки. При этом твердые частицы задерживаются, а газ проходит через поры.
Соответственно, как и любой фильтр, он со временем должен засоряться. Но в отличие от других фильтров в автомобиле замена этого фильтра при плановых ТО не предусмотрена. Давайте разберемся почему?
Все очень просто – этот фильтр умеет самоочищаться, или на языке сервисников «регенерироваться». В процессе регенерации, накопленные в фильтре частицы окисляются до газов (проще говоря — сжигаются). Чтобы это происходило при умеренных температурах и и с максимальной эффективностью на поверхность ячеек нанесен катализатор – мельчайшие частицы платины (именно этим и обусловлена совсем не гуманная цена этого фильтра и нежелание автолюбителей делать из него расходный материал). Вторая составляющая регенерации – повышенная температура выхлопных газов. И именно по источнику этой температуры и разделяют несколько вариантов регенерации: пассивную, активную и сервисную.
При пассивной регенерации блок управления никак не вмешивается в работу двигателя – при длительном движении по автомагистралям с высокой средней скоростью выхлопные газы достигают нужных температур, без каких-либо дополнительных действий и сажа выгорает естественным образом.
В случае если условий для пассивной регенерации при эксплуатации автомобиля не возникает в течение длительного времени, блок управления переходит к «плану Б» — активной регенерации. При этом за счет изменения режима впрыскивания топлива температура выхлопных газов существенно повышается до необходимого уровня на время около 10 минут. В большинстве случаев этого достаточно для выжигания накопившейся сажи. Но нужно учитывать, что при этом корпус фильтра может нагреваться до высоких температур, и без обеспечения должного охлаждения может произойти перегрев покрытия днища автомобиля, а в самом неприятном случае – его возгорание. Поэтому такой вид регенерации также недоступен при скоростях ниже 20-30 км/ч.
Причины проблем с DPF
А если автомобиль эксплуатируется в условиях мегаполиса с «вечными» пробками в дороге до работы и обратно? Например такими?
А вот здесь, если не выезжать регулярно за город и до проблем не далеко. Как уже писалось выше, при таких режимах все возможности сажевого фильтра самоочистится заблокированы и рано или поздно для восстановления работоспособности придется обращаться в сервис.
Дополнительные проблемы сажевому фильтру создают и владельцы авто, оборудованных сигнализациями с «автозапуском». При длительных зимних прогревах двигателя создаются все условия для образования просто огромного количества сажи – в начале статьи мы говорили о том какое «зрелище» сопровождало пуск старых дизелей. Принципы работы у современного дизеля ничуть не изменились, только большое черное облако теперь «прячется» в сажевый фильтр. Загрязненные форсунки также вносят свою лепту в этот процесс и в этом случае вся «чернота» прячется в фильтре.
Вторая проблема сажевых фильтров – эксплуатация на топливе с высоким содержанием серы. В этом случае фильтр забивается частицами, для окисления которых нужны очень высокие температуры, зачастую недостижимые в обычных условиях и небезопасные с точки зрения риска возгорания. Эти отложения обычно более светлого цвета и выглядят вот таким образом:
Аналогичную проблему вызывает и применение неподходящих смазочных материалов. Несмотря на то, что у исправного двигателя в камеру сгорания попадает минимальное количество масла, по данным разных производителей это чревато сокращением ресурса сажевого фильтра от 30 до 50%.
Загорелась лампочка системы сажевого фильтра
В один «прекрасный день» на приборной панели дизельного автомобиля загорается контрольная лампа состояния сажевого фильтра, которая чаще всего вызывает приступ паники, поиск в интернете цен на замену или операцию по удалению и второго приступа паники после осознания уровня затрат. Прежде чем начинать паниковать, лучше разобраться с тем, что же означает это сообщение от блока управления двигателем?
В большинстве случаев, если лампа загорелась в одиночестве – это означает засорение фильтра от 50 до 70% и необходимость в ближайшее время обеспечить автомобилю возможность «прожечь» сажевый фильтр. Осуществите отложенный «на потом» выезд за город и автомобиль скажет Вам «спасибо» погасив страшную лампу или убрав сообщение. А вот затягивать с этим мероприятием не стоит, ибо если степень засорения превысит 70%, то к уже горящей лампе сажевого фильтра добавится «check engine». В этом случае придется ехать в сервис и проводить либо специальную процедуру сервисной регенерации, либо процедуру очистки сажевого фильтра.
Как предотвратить возможные проблемы и минимизировать затраты на решение.
Помимо контроля над режимом эксплуатации облегчить жизнь сажевому фильтру можно и использованием специальных средств.
В ассортименте компании LIQUI MOLY есть специальная присадка для уменьшения сажеобразования и облегчения прожига сажи Diesel Partikelfilter Schutz
Данный продукт создан специально для тех автомобилей, которые эксплуатируются в условиях неблагоприятных для самоочистки сажевого фильтра (прежде всего, городских условиях). С одной стороны этот инновационный продукт увеличивает полноту сгорания дизельного топлива и уменьшает образование сажи. С другой, содержащиеся в нем компоненты облегчают окисление уже накопленных в сажевом фильтре частиц, тем самым, облегчая жизнь сажевого фильтра в городских условиях.
Итог
В заключении хотелось бы, перефразируя известную поговорку, сказать, что не так страшен DPF, как его представляют и при правильном подходе к эксплуатации такого автомобиля, проблем не возникнет.
liquimoly.ru
О сажевых фильтрах (DPF/ FAP)
В 2005 году был в рамках программы по сохранению «здоровья» окружающей среды был введен новый экологический стандарт: EURO-4. Эта мера заставила автопроизводителей устанавливать на свои автомобили с дизельными двигателями, вышедшие с конвейера позже 2004 года (2001 в случае автомобилей французского производства), систему фильтрования сажевых выбросов (т.н. «противосажевый фильтр»).
Уже само название «сажевый фильтр» говорит о его роли: удерживать продукты сгорания топлива (твердые частицы сажи).
Наиболее широко распространены следующие сажевые фильтры дизельных двигателей:
- DPF (Diesel Particulare Filter) сажевые фильтры закрытого типа
- FAP (Filtre a Particules) сажевые фильтры закрытого типа с функцией регенерации
Принцип работы сажевого фильтра
Сажевый фильтр – это металлический цилиндр, емкость которого заполнена жаростойкой керамикой с ячеистой структурой. Благодаря своей конструкции, фильтр способен задерживать мельчайшие частицы сажи. Электронный блок управления двигателем ведет постоянный мониторинг пропускной способности фильтра и, когда это необходимо, запускает регенерацию (процесс очистки) фильтра. Различают два вида регенерации: пассивную и активную.
Пассивная регенерация заключается в сжигании сажи во время движения автомобиля в нагрузке (пр.: движение по трассе), когда температура газов в фильтре превышает 350-400 градусов.
При движении по городу или на малые расстояния, в случае, когда не удается разогреть сажевый фильтр до нужной температуры, а датчики определяют заполненность фильтра выше нормы, запускается процесс активной регенерации. Для этого, в цилиндры мотора, подаётся дополнительная порция топлива, клапан EGR перекрывается, в некоторых случаях изменяется алгоритм управления геометрией турбины. Не до конца сгоревшая смесь, через выпускной коллектор попадает в катализатор, который установлен перед сажевым фильтром, и там происходит её догорание. При этом температура выхлопных газов проходящих через катализатор значительно выше обычных значений. Дальнейшее продвижение горячих газов по выпускному тракту приводит к росту температуры в сажевом фильтре, значения температуры в данном случае превышают 500-700 градусов. Сажа начинает выгорать. Об этом может свидетельствовать чёрный дым из выхлопной трубы. Моментальный расход топлива и обороты холостого хода повышаются.
В системе выпуска отработавших газов автомобилей с турбированным дизельным двигателем, отвечающих стандарту EURO-4, обычно, присутствуют три датчика:
- датчик температуры,
- датчик кислорода
- датчик дифференциального давления.
Когда ЭБУ определяет некорректную работу любого из компонентов, работа двигателя переходит в аварийный режим (на панели приборов загорается соответствующий индикатор, мотор теряет тягу, максимальные обороты понижаются до 2500-3000 в минуту, повышается расход топлива и увеличивается выброс дыма через выхлопную систему).
Важно отметить, что многочисленные неудачные попытки регенерации сажевого фильтра оставляют свои последствия. Во время процесса регенерации обогащённая топливовоздушная смесь сгорает не до конца, и часть не сгоревшего топлива попадает в моторное масло, и разжижает его. Со временем, можно заметить, что уровень масла стал значительно выше максимальной отметки. Это значительно снижает смазывающие и защитные свойства масла, что может нанести вред мотору. Масло с низкой вязкостью легче проходит через места стыков, и его следы могут быть обнаружены там, где их не должно быть вообще. А попадание масла внутрь интеркулера, и, затем вместе с подаваемым воздухом, в цилиндры двигателя, может вызвать процесс неуправляемого горения, вплоть до физического разрушения мотора.
Последствия эксплуатации авто с забитым сажевым фи
dieselok.md
что это такое и для чего нужно
Стандарты экологической безопасности (Евро 3 и выше) требуют фильтрации выхлопа автомобилей с дизельными двигателями. Для соответствия этим стандартам производители автомобилей используют специальное устройство под названием сажевый фильтр. В данной статье мы расскажем о том, что такое сажевый фильтр, как он устроен и как работает.
Что такое сажевый фильтр на дизеле
Как выглядит сажевый фильтр на дизеле.
В процессе работы дизельного двигателя соответствующее топливо сгорает не полностью, образуя твердые частицы в диапазоне размеров между 10 нм и 1 мкм. Твердые частицы сажи относятся к загрязнителям 3-го класса опасности.
При контакте с человеческим организмом они провоцируют обострение респираторных заболеваний и рак кожи, а в окружающей среде нарушают климатические условия. Так, дожди по выходным дням в больших городах происходят, в частности, из-за того, что капли воды в атмосфере образуются вокруг сажевых частиц.
Наличие сажевого фильтра сокращает содержание твердых частиц в выхлопе на 80-90%. Однако за такой результат приходится платить технологической сложностью и высокой стоимостью системы. Рассмотрим её конструкцию и принцип работы ближе.
Как устроен сажевый фильтр
Существует несколько типов фильтрующих систем:
- DPF (Diesel Particulate Filter)
- FAP (Filter a Particules)
- RPF (RussPartikelFilter)
Они обладают некоторыми отличиями принципов работы. Так, системы FAP и RPF требуют использования специальных топливных присадок, которые связывают твердые частицы. С этим обстоятельством связана более сложная конструкция (наличие бачка для присадки) и, соответственно, повышенная стоимость эксплуатации ввиду необходимости восполнения присадки. Фильтры DPF не нуждаются в применении присадок.
Усредненная конструкция сажевого фильтра включает в себя:
- ЭБУ (электронный блок управления).
- Подключенные к нему датчики давления и температуры на входе и выходе фильтра.
- Блок катализатора.
- Собственно металлокерамический фильтр.
Модели, предназначенные для использования топливных присадок, также снабжаются бачком для хранения используемой жидкости и форсунками для её впрыска в топливный бак или в пространство между катализатором и фильтром.
Катализатор и фильтр, как правило, снабжаются сообщающимися корпусами. Некоторые модели используют специальный сажевый фильтр с каталитическим покрытием, что исключает необходимость в отдельном блоке катализатора.
Принцип работы сажевого фильтра
Из двигателя выхлопные газы поступают в выпускную систему, проходит через ячеистый катализатор и попадает в сажевый фильтр. В металлическом корпусе этого элемента конструкции размещена керамическая фильтрующая структура с множеством глухих канальцев, крипт.
На их стенках и оседают частицы сажи, а остальные компоненты в газообразном состоянии продолжают путь по выпускной системе, проходя через материал фильтра путем диффузии. Это основной режим работы – фильтрация.
Регенерация сажевого фильтра
В процессе эксплуатации крипты фильтра быстро забиваются сажей. Менять его каждые 600 – 2000 км пробега было бы нецелесообразно, поэтому в фильтрах предусмотрены циклы регенерации.
ЭБУ считывает показатели дифференциального давления и/или температуры на входе и выходе узла выпускной системы. Когда разница показателей достигает определенного уровня, система «понимает», что фильтр забит, и активирует процесс регенерации. Процесс регенерации возможен только в определенных условиях: необходимая температура двигателя (не менее 800С), скорость (не менее 80 км/ч), время (от 2 до 15 минут). Если такие условия не возникают, процесс, так называемой, спонтанной регенерации невозможен. Именно поэтому фильтры авто, которые перемещаются преимущественно в черте города, забивается быстрее.
Регенерация фильтра заключается в выжигании накопившейся сажи. В зависимости от модели это происходит при помощи электрического нагревательного элемента или путем впрыска определенных порций топлива в выпускную систему. Во время регенерации фильтр разогревается до значительной температуры (7000С и более), поэтому и возможен только в указанных выше условиях.
Существует процедура принудительной регенерации, которая выполняется на специальных стендах в сервисных центрах, но ввиду значительных температур прибегать к ней опасно и не многие СЦ готовы пойти на это. Нужно отметить, что промывка фильтров не является альтернативой регенерации. Если штатная спонтанная регенерация уже не способна избавить от осевшей сажи, значит, пора менять или удалять фильтр.
Признаки и последствия неисправностей сажевого фильтра
Главной проблемой сажевого фильтра, как правило, становится терминальная степень заполнения сажей. Она проявляется, прежде всего, густым черным выхлопом и рядом других характерных симптомов:
- Значительный рост потребления топлива.
- Снижение тяги.
- Рост уровня масла в картере (оно разбавляется впрыскиваемым топливом и эта смесь приводит к тому, что двигатель уходит «в разнос»).
- Нестабильная работа двигателя на холостом ходу.
Естественно о возникновении неполадок сигнализируют соответствующие маркеры приборной панели.
Видео на тему
Похожие статьи
avtonov.com
Как работает сажевый фильтр в автомобиле?
К современному транспортному средству предъявляется множество требований, среди которых выделяют соблюдение экологических норм и стандартов. На самом деле это очень важный вопрос, ведь загрязнение планеты, прежде всего, сказывается на нас самих. Специалисты автомобилестроения, которые пришли к осознанию данного факта, начали разрабатывать все новые и новые технологии очистки выхлопных газов, а в число орудий борьбы попал сажевый фильтр, устанавливающийся на дизельных моторах.
Где находится и для чего нужен сажевый фильтр в автомобиле
Нкоторые автолюбители понятия не имеют зачем нужен сажевый фильтр на дизеле, ведь даже учитывая, что это очень полезная деталь, незаменимой ее назвать нельзя. Прежде всего, следует разобраться в его назначении и особенностях. Так, сажевый фильтр разработан и используется в целях снижения выброса в атмосферу сажевых частиц, которые попадают в нее вместе с выхлопными газами. Использование такого барьера позволяет снизить количество вредных выбросов до 99,9%.
Причины появления сажи
Считается, что «дизель» – самый «грязный» двигатель, но благодаря сажевому фильтру есть шанс изменить указанное мнение. Для того чтобы данная деталь успешно справлялась со своими обязанностями, для начала, нужно определить возможные причины появления большого количества сажи. Сажа (причем самая обычная) – это несгоревшие остатки углеводорода, которые при выходе из дизельного мотора приобретают достаточно опасную для здоровья человека форму.
Неполное сгорание топливно-воздушной смеси может являться результатом недостатка кислорода в камере сгорания, или избытка топлива. Наиболее типичным и ожидаемым основанием для нехватки воздуха выступает засорение воздушного фильтра, а вот причиной плохого наполнения цилиндров могут стать неправильно отрегулированные зазоры клапанов или сильный износ кулачков распределительного вала.
Кроме того, неполное сгорание топлива нередко основывается на неправильной установке момента впрыска (так называемый поздний впрыск) или на неисправности форсунки, обеспечивающей хорошее распыление топливной жидкости. Также причиной копоти часто оказывается протечка форсунок, низкое цетановое число топлива или обильное попадание охлаждающей жидкости в камеру сгорания.
Для более точного определения причины появления сажи, необходимо проверить систему забора воздуха и выхлопную систему. Нелишним будет обратить свое внимание и на давление наддува (на дизельных двигателях с турбонаддувом), регулировку клапанов, компрессию в цилиндрах, а также на состояние охладительной системы, уровень масла и наличие следов попадания газов в картер.
Устройство фильтра
Отвечая на вопрос, что такое сажевый фильтр на авто с конструктивной точки зрения, сразу следует сказать, что это металлическая колба с керамической матрицей внутри (представленная в виде многоуровневой сетки). Размер ячеек матрицы достигает одного миллиметра, а структура ее стенок отличается пористостью, благодаря чему на стенках матрицы оседают мелкие частицы сажи. Кроме того, в фильтре расположены температурные датчики, датчик дифференциального давления и датчик кислорода. В зависимости от вида детали, устройство сажевого фильтра может предусматривать и наличие некоторых других составляющих. Например, в фильтре закрытого типа с возможностью сгорания собранной сажи, для ее удаления со стенок детали используются специальные реагенты.
DPF сажевые фильтры закрытого типа
Все сажевые фильтры разделяют на два основных вида DPF – фильтр закрытого типа без возможности прочистки и фильтры закрытого типа, с возможностью удаления сажи (FAP). В случае засорения, DPF-фильтры подлежат замене, хоть принято считать, что они способны восстанавливаться на повышенных нагрузках (когда температура картерных газов достигает 400 градусов). Такой метод регенерации получил название пассивного.
Сажевый фильтр DPF – это керамические соты, на стенки которых нанесен каталитический металл «титан». Попадая из камеры сгорания внутрь фильтра, сажа и угарный газ оседают на внутренней поверхности фильтра, где под воздействием высокой температуры происходит их окисление до нейтральных и неопасных веществ.
Состояние фильтра и его физико-химические характеристики контролируются ЭБУ (электронным блоком управления). Индикацию о состоянии сажевого фильтра вы сможете увидеть на приборной панели.
Интересный факт! Первый сажевый фильтр применили только в 2000-м году, а обязательной деталью он стал в 2011, когда ввели нормы токсичности Евро-5.
FAP сажевые фильтр закрытого типа с функцией регенерации
FAP – еще один сажевый фильтр закрытого типа, вот только в отличие от предыдущего варианта он обладает возможностью удаления собравшейся сажи. Как мы уже отмечали, для выполнения этой задачи используется специальный реагент, вступающий в реакцию с вредными веществами и полностью удаляющий их из фильтра под воздействием высокой температуры.
Для регенерации сажевого фильтра FAP (что это такое вы уже примерно поняли) используют специальную цариесодержащую присадку EOLYS. Она автоматически впрыскивается в дизельное топливо из отдельного бачка, предварительно получая соответствующую команду от системы контроля работоспособности FAР-фильтра.
В результате получается, что фильтр с функцией регенерации не может оказаться полностью забитым., ведь дополнительно разогретые отработанные газы при попадании в сажевый фильтр FAP начинают разогревать керамический реактор до 700 °С, вследствие чего все осевшие частицы сажи быстро выгорают из микроканалов. Более того, при локальных температурах в районе 1000 °С окислению поддается и большая часть сложных углеводородных продуктов, которые образовались в результате неполного сгорания. Спустя всего 3-5 минут после впрыска указанной присадки происходит полное самоочищение фильтра FAP.
В некоторых случаях место реагента занимает дополнительная порция топливной жидкости, подающаяся автоматически. Она догорает уже после топлива в цилиндрах двигателя, благодаря чему возрастает температура в фильтре.
А знаете ли Вы? Первый в истории сажевый FAP-фильтр был установлен на Peugeot 607.
Регенерация сажевого фильтра
Вполне возможно, что еще не все автолюбители понимают, как работает сажевый фильтр, и это вполне естественно, ведь мало кто вникает в принцип его деятельности. На самом деле все достаточно просто: попадая в фильтр, отработанные газы вступают в реакцию с покрытием матрицы, после чего осевшая сажа начинает засорять деталь. Для ее удаления может использоваться один из двух методов регенерации: активный и пассивный.
Пассивная регенерация
Процесс пассивной регенерации проходит при движении транспортного средства под нагрузкой. К примеру, передвижение автомобиля по трасе будет способствовать поднятию температуры в фильтре до 350-400 градусов, что в свою очередь активизирует процесс окисления сажи путем воздействия на нее катализатора и высоких температурных показателей. Цепочка химических реакций при пассивной регенерации состоит из нескольких этапов:
1. Оксиды азота взаимодействуют с кислородом и в присутствии катализатора образовывают диоксид азота;
2. Затем, полученное химическое соединение начинает взаимодействовать с частицами сажи (углеродом), вследствие чего появляется оксид азота и угарный газ;
3. На следующем этапе оксид азота и угарный газ вступают в реакцию с кислородом и образовывают диоксид азота и углекислый газ.
Обратите внимание! На определенных рабочих режимах двигателя (малая нагрузка и т.п.) температура отработанных газов будет недостаточно высокой, из-за чего не сможет начаться пассивная регенерация. В этом случае, на выручку приходит активная (или принудительная) регенерация сажевого фильтра.
Активная регенерация
Регенерация катализатора – это обязательный процесс, без которого сажевый фильтр быстро выйдет из строя. Если условия оказываются неподходящими для пассивной регенерации (при передвижении в городских условиях или на малые расстояния, когда не удается достичь нужной температуры сажевого фильтра), запускается активный процесс.
То есть, после основной порции топливной жидкости, в цилиндры силового агрегата подается еще одна дополнительная. Клапан EGR перекрывается, а в случае необходимости меняется и алгоритм управления геометрией турбины.
Частично сгоревшая топливно-воздушная смесь, через коллектор, перемещается в катализатор, который размещен перед сажевым фильтром. Именно в нем происходит ее дожиг, причем существенно повышается температура проходящих выхлопных газов. Последующее перемещение разогретых газов по впускному тракту вызывает повышение температуры и в самом фильтре (до 500-700 градусов), в результате чего происходит выжигание сажи. Об этих процессах, происходящих внутри транспортного средства, может свидетельствовать выходящие из трубы черные клубки дыма. Естественно, потребление топлива и обороты холостого хода будут повышаться.
Как ухаживать за сажевым фильтром
В завершение статьи, когда вы, уважаемые читатели, больше узнали о сажевом фильтре и для себя определили что это за процесс такой «регенерация сажевого фильтра», можно поговорить и о том, как правильно ухаживать за данной деталью. Конечно, обязательная очистка указанного элемента должна проводиться не только после появления проблем, но и при регулярном техническом осмотре автомобиля, однако, если вы желаете предотвратить появление любых неисправностей, тогда в процессе эксплуатации автомобиля лучше использовать специальные автохимические добавки.
Срок службы сажевого фильтра зависит и от частоты его прожогов, то есть чем чаще вы будете проводить указанную процедуру, тем больше будет выгорать катализатор. Исходя из этого, чтобы увеличить ресурс фильтра следует увеличить и пробег машины между прожигами, одновременно снизив температуру процесса. Для этих целей предназначены самые различные присадки для защиты сажевого фильтра, помогающие ему перейти в режим очистки на более низких температурах, обеспечивая при этом полное сгорание топливной жидкости. Неважно из чего состоит сажевый фильтр на вашем дизеле, в любом случае указанный метод профилактики убережет транспортное средство от частых ремонтных вмешательств.
Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.
auto.today
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:
|
|
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.
www.tdiservice.ru
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:
- Мощность и тяга двигателя упадет;
- Выхлоп ОГ будет с повышенной задымленностью;
- Значительно вырастит расход топлива;
- Работа двигателя на холостых будет неустойчивой;
- Повысится уровень масла;
- Работа двигателя может сопровождаться с шипящим звуком;
- 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.
Забитость сажевого фильтра обязательно будет свидетельствовать один из симптомов.
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.
Связанные термины
etlib.ru