Дизельные моторы были изобретены достаточно давно, но технология продолжает развиваться по сей день. Одним из последних нововведений стало использование сажевого фильтра. С начала 2000-х автомобили Вольво, БМВ и Мерседес стали активно применять его в новых моделях. После того, как в Евросоюзе была принята норма Евро-5, сажевый фильтр стал неизменной составляющей моторов на дизельном топливе.
Для чего нужен сажевый фильтр на дизеле
Дизельный сажевый фильтр имеет несколько аббревиатур. Например, в автомобиле Форд Куга он будет обозначаться DPF, в автомобилях Фольксваген, Ауди и Опель Астра 2.2 – RPF, а в Рено Меган 3 или Рено Лагуна 3 – FAP. Все это аббревиатуры с английского, французского и немецкого языка. Поэтому не удивляйтесь, если на приборной панели появится одно из этих обозначений. Значит, фильтр нуждается в сервисе.
Это маленькое приспособление имеет огромное значение для экологии, так как помогает уменьшить количество выбросов в окружающую среду. Моторы без сажевого фильтра выбрасывают в воздух на 99% больше отходов.
Дизельные моторы в отличие от бензиновых аналогов сжигают горючие не полностью, в результате формируется сажа. Микрочастицы сажи размером от 0,1 микрон до 1 микрона, в их состав входят пары воды, сера, соединения углеродов и тяжелые металлы. Более конкретный состав зависит от качества дизеля и типа двигателя. Если это отложение вовремя не прочистить, то фильтр придется заменить новым. Цена на него достаточно «кусачая»: от 900 до 3000 евро, зависит от марки машины.
Где находится сажевый фильтр
Сажевый фильтр находится в выхлопной трубе. В некоторых автомобилях он может располагаться за каталитическим конвектором или быть объединенным с ним. В таком случае фильтр находится за выпускным распределителем. В этом месте жар отработанных газов достигает максимума.
Видеоролик про сажевый фильтр
Как выглядит сажевый фильтр
Важнейшей частью сажевого фильтра является керамическая матрица, ее изготовляют из карборунда. Для того, чтобы матрицу было удобно крепить, ее помещают в металлическую основу. Если ближе рассмотреть керамическую матрицу, то будет видно, что она состоит из ячеек малого сечения, которые попеременно закрываются с обеих сторон. Также в конструкции предусмотрены торцевые стенки с губчатой структурой, выполняющие роль дополнительного фильтра.
В первых вариантах матрицы, ячейки имели прямоугольную форму. Сейчас производители постепенного переходят на восьмиугольную, поскольку она более практична. Дело в том, что такая форма дает преимущество: появляется возможность разместить большее количество ячеек и продлить жизнь фильтру.
Принцип работы сажевого фильтра
Проходя через сажевый фильтр, сажа проходит два основных этапа: фильтровка и очистка. Во время первого микрочастицы сажи проходят через фильтр и оседают на его стенках. Самым сложным в этом процессе является захват микроскопических частиц размером до 1 микрона. На них приходится всего 5% от общей массы выхлопных газов, но они самые нежелательные для организма человека. Благо инновационные технологии позволяют задерживать даже такие микрочастицы.
Скапливающиеся во время фильтрации микрочастицы образуют сажу, препятствующую выходу отработанных газов. В следствие теряется тяга мотора. Поэтому фильтр нуждается в регулярной очистке. В наши дни существует два способа очистки: спокойный и инициативный. В новых фильтрах обычно применяют обе технологии.
Спокойный метод происходит за счет конструкторских особенностей выхлопной трубы. Как уже упоминалось, сажевый фильтр находится в месте, где жар от газов самый сильный (может достигать 1000 °С). Либо при использовании особых добавок, которые впрыскиваются в топливо. Они способны обеспечить окисление сажи при 450-550 °С.
Такие присадки необходимы при слабой нагрузке мотора, например, при движении в условиях городской езды. Тогда мотор не способен генерировать достаточную температуру для сгорания нежелательной сажи. В этих случаях и используется принудительная спокойная регенерация.
Провести интенсивную очистку немного сложнее, поскольку она нуждается в дополнительных действиях, после чего температура поднимается до 600-700 °С. Для этого существует несколько способов:
- Впрыск горючего с задержкой
- Дополнительный впрыск горючего во время впуска
- Применение электронагревателя перед фильтром
- Впрыск горючего перед сажевым фильтром
- Нагревание газов микроволнами
- Конструкторы стараются облегчить процесс регенерации, поэтому современные фильтры все чаще оснащают бачком с добавкой для горючего.
Сажевый фильтр с катализатором
Ряд производителей используют для некоторых моделей автомобилей (Санта Фе, Туарег 3.0, Ниссан Х Трейл) сажевый фильтр с каталогизатором, который способен обеспечить одновременно активную и пассивную очистку фильтра.
Работу данной системы обеспечивает пластина с катализатором. При этом проходит спокойная и интенсивная очистка.
Спокойная очистка происходит беспрерывно. Покрытие позволяет окислить сажу. Благодаря чему она сгорает, образуя монооксид углерода и диоксид углерода. Процесс осуществляется при 300-400 °С.
Интенсивная очистка происходит за счет нагнетания жара газов (свыше 600 °С) механизмом управления дизеля. Определить, когда фильтр нуждается в активной чистке, можно с помощью специальных датчиков. К ним относится: воздушный расходомер, термометр отработанных газов и манометр.
Когда датчики сигнализируют, что фильтр пора чистить, компьютер активизирует процесс интенсивной очистки. Во-первых, увеличивается впрыск горючего внутри камеры сгорания. Во-вторых, прикрывается клапан, отвечающий за количество подачи кислорода в мотор. А также отключается процесс рециркуляции выхлопов. Все это позволяет создать необходимые условия для интенсивной чистки.
Сажевый фильтр с бачком для добавок в топливо
Другим популярным способом чистки сажевого фильтра является установка дополнительного механизма впрыска присадок в топливную систему. Такие фильтры еще называют ФАП-фильтрами, поскольку впервые их предложили французские конструкторы. Позже технологию переняли производители автомобилей Форд и Тойота.
Для реализации задумки конструкторы применили специальную присадку – церий. Она способна обеспечить окисление сажи даже при невысокой температуре 400 °С. Но двигатели, которые не подвергаются большим нагрузкам, не способны обеспечить необходимую температуру, поэтому параллельно выполняется активная чистка. При использовании сажевого фильтра с дополнительным впрыском присадки, фильтр обычно устанавливается раздельно с каталитическим конвертером.
Присадка находится в специальном бачке внутри или снаружи бака с горючим. При каждой дозаправке происходит добавление присадки в топливо. Одного бачка хватает примерно на 100-110 тыс.км. пробега. Примерно столько же служит и сам фильтр. Минусом использования присадки есть то, что во время ее сгорания на стенках фильтра откладывается зола, создавая дополнительные проблемы.
Замена сажевого фильтра
Когда фильтр будет забит окончательно, то его придется удалить физически и программно. То есть придется дополнительно перешивать программу компьютера, иначе он выдаст ошибку.
При желании новый сажевый фильтр можно не устанавливать. В России штраф за его отсутствие не предусмотрен. При этом улучшиться тяга двигателя, снизится расход топлива и можно будет заливать зольное масло. Однако в Европе за такую езду светит штраф, практически равноценный стоимости замены фильтра.
Как продлить жизнь сажевому фильтру
После окончания цикла использования сажевого фильтра, купить новый не так просто, стоит он немало. Поэтому важно продлить жизнь своему во время эксплуатации. Для этого нужно своевременно чистить его и выбирать правильное моторное масло.
Сейчас выпускаются зольные, малозольные и сверхмалозольные виды моторного масла. Зола от масла оседает на поверхности камеры сгорания, а после собирается внутри сажевого фильтра. Это означает, что содержание золы в масле напрямую влияет на длительность срока эксплуатации фильтра. Так что хорошее масло и своевременный сервис могут помочь продлить жизнь сажевому фильтру на несколько десятков тысяч километров.
- Новости
- Практикум
Запрет на ручные радары ГИБДД: в некоторых регионах он снят
Напомним, что запрет ручных радаров для фиксации нарушений ПДД (модели «Сокол-Виза», «Беркут-Виза», «Визир», «Визир-2М», «Бинар» и др.) появился после письма главы МВД Владимира Колокольцева о необходимости борьбы с коррупцией в рядах сотрудников ГИБДД. Запрет начал действовать 10 июля 2016 года во многих регионах страны. Впрочем, в Татарстане инспекторы ДПС, ...
Владельцы Mercedes забудут, что такое проблемы с парковкой
По словам Цетше, которые приводит Autocar, в ближайшем будущем автомобили станут не просто транспортными средствами, а персональными помощниками, которые здорово упросят жизнь людям, перестав провоцировать стрессы. В частности, гендиректор Daimler заявил, что вскоре на автомобилях Mercedes появятся специальные датчики, которые «будут отслеживать параметры организма пассажиров и корректировать ситуацию...
В Германии улитки стали причиной аварии
Улитки во время массовой миграции ночью пересекали автобан неподалёку от немецкого города Падерборн. К раннему утру дорога не успела высохнуть от слизи моллюсков, что стало причиной аварии: автомобиль Trabant занесло на мокром асфальте, и он перевернулся. Как сообщает The Local, машина, которую немецкая пресса иронично именует «бриллиантом в короне немецкой...
Штрафы ГИБДД пустят на строительство дорог
Проект соответствующих поправок в Бюджетный кодекс разработало Министерство транспорта РФ. Как сообщают «Известия», благодаря изменениям субъекты федерации будут обязаны передавать дорожные платежи и штрафы в местные дорожные фонды. О подготовке соответствующей инициативы министр транспорта РФ Максим Соколов заявлял еще в апреле. Проект предполагает 10 видов платежей напрямую...
Московский каршеринг оказался в центре скандала
Как рассказал один из участников сообщества «Синие Ведерки», воспользовавшийся услугами «Делимобиля», компания в случае ДТП с участием арендованного автомобиля требует от пользователей компенсировать стоимость ремонта и дополнительно взимает штраф. Кроме того, автомобили сервиса не застрахованы по каско. В свою очередь представители «Делимобиль» на официальной странице в Facebook дали официальные...
Видео дня: электромобиль набирает 100 км/ч за 1,5 секунды
Электрический болид под названием Grimsel смог разогнаться с места до 100 км/ч за 1,513 секунды. Достижение было зафиксировано на взлетно-посадочной полосе авиационной базы в Дюбендорфе. Болид Grimsel представляет собой экспериментальный автомобиль, разработанный студентами Швейцарской высшей технической школы Цюриха и Университета прикладных наук Люцерна. Автомобиль создан для участия...
Четверо бездомных и священник поехали на тракторах из Польши во Францию
Путешественники планируют проехать на своих мини-тракторах, скорость которых не превышает 15 км/ч, весь путь из польского города Явожно до Базилики Святой Терезы во французском городе Лизьё, сообщает «Рейтер». По задумке участников необычного пробега, путь в 1700 км должен стать аллюзией на знаменитый фильм Дэвида Линча «Простая история», ...
В Хельсинки запретят личные автомобили
Для того, чтобы воплотить столь амбициозный план в реальность, власти Хельсинки намерены создать максимально удобную систему, в которой границы между личным и общественным транспортом будут стёрты, сообщает Autoblog. Как рассказала специалист по транспорту мэрии Хельсинки Соня Хейккиля, суть новой инициативы довольно проста: у горожан должна быть...
В новом календаре Pirelli снимется профессор МГУ
В съемках культового календаря приняли участие голливудские звёзды Кейт Уинслет, Ума Турман, Пенелопа Круз, Хелен Мирен, Леа Сейду, Робин Райт, а специально приглашенным гостем стала профессор МГУ Анастасия Игнатова, сообщает Mashable. Съемки календаря проходят в Берлине, Лондоне, Лос-Анджелесе и французском городке Ле Туке. Как...
Названа средняя цена нового автомобиля в России
Если в 2006 году средневзвешенная цена машины составляла примерно 450 тыс. рублей, то в 2016 - уже 1,36 млн рублей. Такие данные приводит аналитическое агентство «Автостат», изучившее ситуацию на рынке. Как и 10 лет назад, самыми дорогими на российском рынке остаются иномарки. Сейчас средняя цена нового автомобиля...
ГДЕ можно купить новую машину в Москве?, где продать машину в москве быстро.
Где можно купить новую машину в Москве? Количество автосалонов в Москве скоро достигнет отметки в тысячу. Сейчас в столице можно купить практически любой автомобиль, даже Ferrari или Lamborghini. В борьбе за клиента салоны идут на всевозможные хитрости. Но ваша задача...
На чем ездили звезды в 20 веке и сегодня?
Уже давно всем понимают, что автомобиль — это не просто средство для передвижения, а показатель статуса в обществе. По машине можно запросто определить к какому классу относится ее владелец. Это относится, как к простому человеку, так и к эстрадным звездам. ...
Статья про сажевый фильтр - для чего он нужен, особенности и эксплуатация детали. В конце статьи - видео про устройство и назначение сажевого фильтра.
Содержание статьи:
Дизельная комплектация легковых автомобилей получила с 2000 года дополнительную деталь в системе выпуска – сажевый фильтр. Предполагается, что фильтрующий элемент будет снижать высокие показатели выброса тяжелых частиц и СО2 в атмосферу.
Согласно статусу норматива Евро-5, установка фильтрующего узла на автомобиль обязательна. Агрегат действительно снижает выброс сажи в окружающую среду на 90%, но при этом требует полноценной чистки максимум после 20-30 тыс. пробега.
Учитывая, что дизельное топливо российского производства имеет в своем составе серы в пять раз больше, чем европейская солярка, процедуру чистки или полной замены фильтра водители вынуждены делать через каждые 10 000 пробега.
Классическое предназначение детали
Сажевый фильтр для дизельного мотора снижает выброс мелкофракционных сажевых частиц, фильтруя отработанные газы. Нагар образуется при недостаточном сжигании топлива. Химический состав сажи зависит от параметров топлива, чаще всего это тяжелые частицы, углеводорода двуокись и окись, серы двуокись, вода, окись азота, в разных пропорциях.
В основе детали - керамическая болванка ячеистой формы, заключенная в сварной металлический кожух. Установлен узел очистки выхлопных газов сразу за катализатором, составляя с ним единую деталь. Фильтр и нейтрализатор расположены в одной банке, непосредственно после выходного коллектора. В некоторых моделях авто катализатор окислительного типа и элемент фильтрации объединены в один узел. Технологически деталь называется фильтр каталитического типа.
Оригинальная деталь стоит достаточно дорого за счет драгоценного металла, который входит в структуру фильтра. Иридий и платина нейтрализует отработанный выхлоп и задерживает сажевые частицы.
Ячейки сажевого фильтра имеют или квадратную или восьмиугольную форму. Закрытые с разных сторон, они создают сложный проход для отработанного газа, благодаря чему новый фильтр по замерам выдает в атмосферу практически чистый воздух под высоким давлением.
Агрегат в процессе эксплуатации осуществляет две функции:
- фильтрация отработанного топлива;
- регенерация сажи.
Восстановления фильтрующего узла
Фильтрующие агрегаты последнего поколения (с 2010 года) имеют два типа восстановления сажевого узла - автоматическая (пассивная) и принудительная (активная).
В современных иномарках чаще используют пассивную систему, сжигающую нагар, используя выхлоп (от 500 градусов). Это происходит на высоких скоростях без дополнительной команды от ЭБУ.
Метод пассивной регенерации заключается в том, что производитель придумал добавлять в дизельное топливо специальную присадку. Этот способ приемлем, если автомобиль не часто используется для загородных поездок. Режим эксплуатации в городе с частыми остановками наиболее губителен для дизельных комплектаций.
Активное восстановление предполагает принудительное нагнетание температуры в узле для полного окисления (сгорания) налета. В зависимости от параметров работы двигателя различаются несколько способов принудительной регенерации:
- Поздняя подача топлива.
- При выпуске газов происходит дополнительный впрыск.
- Электронагрев.
- Использование микроволн для нагрева отработанного топлива.
Инженеры Volkswagen чаще всего устанавливают на свои модели сажевый очиститель с каталитической оболочкой (покрытием). Исключением являются модели микроавтобуса Транспортер, которые стоят первыми в очереди в автосервисе для снятия этого узла. После пробега в 30 000 никакая регенерация узла, чистка, промывка и пр. этим автомобилям не помогают. Аналоги выходят из строя уже через 5 000 км.
Сажевый узел с каталитическим покрытием устанавливается сразу после компрессора турбины и составляет один агрегат с каталитическим нейтрализатором в общем корпусе. При замене или смене на пламегаситель выбиваются обе детали. В основе узла - керамическая пористая банка, стенки ячеек которой покрыты слоем платины, иридия, оксида церия и алюминия.
Фильтрующий узел с покрытием из каталитического материала может восстанавливаться пассивно и активно. Пассивное восстановление происходит ежеминутно в процессе работы двигателя на высоких оборотах за счет температуры выхлопа (не менее 500 градусов).
Активное восстановление осуществляется через дополнительный подогрев сажевого узла, либо с дополнительным впрыском на разных тактах, либо с подключением дополнительных узлов. Активное очищение происходит в течение 10 минут после обработки ЭБУ данных от датчиков выхлопной системы. За основу берутся показатели:
- расход воздуха;
- температура газа до и после фильтрующего узла;
- параметры перепада давления в катализаторе.
Разработчиками конструкции очистителя выхлопных газов является концерн Пежо-Ситроен. За основу инженеры взяли цериевую присадку, которая обеспечивает сгорание сажи при средних температурах (от 450 градусов). Данная конструкция устанавливается после катализатора и является отдельным узлом.
Топливная добавка объемом до пяти литров располагается в отдельной емкости, которая встроена или в топливный бак, или вынесена в подкапотное пространство. Объема в 5 литров достаточно на пробег от 150 000 - 180 000 км. Замер уровня присадки аналогичен проверке уровня тормозной жидкости, на основе поплавка со шкалой. Подача добавки происходит во время заполнения топливного бака пропорционально.
Сажевый фильтр, как и катализатор - безусловно, нужный агрегат в автомобиле, но поскольку проблем с обслуживанием, заменой узла достаточно, водители предпочитают удалять штатный узел после выработки ресурса. При этом стоит запомнить, что удаление катализатора и фильтра, равно как и замена его на пламегаситель - административно наказуемое действие. Рисковать или нет - выбор индивидуальный.
Видео про устройство и назначение сажевого фильтра:
В 2004 году в Европе были введены нормы Евро-4, в соответствии с которыми во всех новых автомобилях наличие сажевого фильтра обязательно. Сам же элемент применяется в выхлопных системах автомобилей с 2001 года, однако тогда лишь немногие производители устанавливали его. Так что это - сажевый фильтр на дизеле, для чего он нужен? Давайте определим предназначение данного элемента, его работу и попытаемся понять, почему многие автовладельцы вообще удаляют его из системы.
Что это - сажевый фильтр на дизеле?
Это элемент выхлопной системы автомобиля, который снижает выброс сажевых частиц в атмосферу. Его использование снижает содержание сажи в выхлопных газах на 80-100%. В борьбе за чистоту окружающей среды все автомобили, производимые в Европе, с 2004 года должны оснащаться подобным фильтром.
В зависимости от конструкции это устройство может быть отдельным элементом выхлопной системы, а может соединяться с каталитическим нейтрализатором, хотя принцип от этого не меняется.
Работа
Работа сажевого фильтра основана на двух последовательных этапах: фильтрация сажи и последующая регенерация. При фильтрации сажа оседает на стенках, а очищенные выхлопные газы выбрасываются в атмосферу. При этом частицы размером 0,1-1 мкм могут проходить сквозь фильтр. Их доля составляет около 5% от общего числа. Впрочем, для человека опасными являются именно они.
Скопившиеся внутри частицы сажи могут создавать препятствие для прохода отработанных выхлопных газов, из-за чего мощность двигателя падает. Поэтому периодически проводится регенерация сажевого фильтра. В зависимости от предусмотренной производителем конструкции процесс регенерации может проходить по-разному. Теперь, когда мы понимаем, что это - сажевый фильтр на дизеле, можно более детально рассмотреть вопрос регенерации.
Каталитическое покрытие - что это?
Фильтр, если он объединен с нейтрализатором, имеет каталитическое покрытие. Подобные устройства применяются на машинах марки Volkswagen и других зарубежных производителей. Устанавливаются они за выпускным коллектором, недалеко от двигателя - в месте, где температура выхлопных газов является практически максимальной.
Основной конструктивный элемент этого фильтра - матрица, изготовленная из керамики. Она имеет своеобразную ячеистую структуру, которая состоит из каналов малого сечения, поочередно закрытых с обеих сторон. Стенки каналов являются пористыми и выполняют функцию фильтра. На поверхность стенок наносится титан, выступающий в роли катализатора. Вся эта матрица помещается в корпус.
Когда отработавшие газы проходят через данный фильтр, большинство частиц сажи задерживаются на стенках матрицы, а титановый катализатор способствует окислению углеводородов, которые не сгорели в камере сгорания двигателя.
Активная и пассивная регенерация
Как известно, регенерация сажевого фильтра может быть активной или пассивной. При последней окисление сажи происходит непрерывно за счет высокой температуры и действия катализатора. При пассивной регенерации цепочка образований выглядит следующим образом:
- Оксиды азота реагируют с кислородом, в результате чего образуются диоксиды азота.
- Затем новообразованное вещество вступает в реакцию с сажей (углеродом), что приводит к образованию угарного газа и оксида азота.
- Угарный газ и оксид азота взаимодействуют с кислородом, и в результате появляется диоксид азота и углекислого газа.
Если двигатель работает на низких оборотах, то температура газов будет невысокой, из-за чего пассивная регенерация не происходит. В этом случае будет осуществлена принудительная или активная регенерация. Она осуществляется при температуре 600-650 градусов. Достигаются такие температуры с помощью системы управления двигателем. При этой температуре сажа сгорает, то есть вступает в реакцию с кислородом при последующем образовании углекислого газа.
Датчики системы
Для работы сажевого фильтра в "Мерседесе" или других автомобилях предусмотрены целые системы управления и датчиков:
- Расходомер воздуха.
- Датчик давления в сажевом фильтре.
- Датчик температуры газов до сажевого фильтра и после него.
По полученным результатам компьютер автоматически впрыскивает дополнительные объемы топлива в камеру сгорания, снижает подачу воздуха и даже прекращает рециркуляцию выхлопных газов. Все это ведет к повышению температуры выхлопа до значения, при котором регенерация может быть осуществлена.
Автоматическая регенерация
Концерны Peugeot и Citroen разработали фильтр с автоматической регенерацией. Их устанавливают отдельно от каталитического нейтрализатора. В данной конструкции используется метод регенерации, который основан на впрыске в топливо специальных присадок, повышающих температуру выхлопных газов. Такой же способ реализуется в фильтрах других производителей (Ford или Toyota, к примеру).
Здесь он работает следующим образом: когда фильтр по максимуму заполнен частицами сажи, система производит автоматический впрыск в топливо специальной присадки с содержанием церия в составе. Этот элемент при сгорании выделяет большое количество тепла.
Присадка может впрыскиваться по сигналу компьютера несколько раз. Первый раз впрыск осуществляется на такте впрыска топлива. При этом отработавшие газы разогреваются до высокой температуры и нагревают матрицу фильтра до 700 градусов. Затем впрыск присадок осуществляется на такте выпуска газов. При этом церий не сгорает, а вместе с газами попадает в сажевый фильтр. При попадании на раскаленную матрицу топливо с церием воспламеняется, и температура достигает 1000 градусов. При этом сажа сгорает, и таким образом осуществляется регенерация фильтра. Отметим, что хотя температура здесь очень высокая, разрушения матрицы и самого фильтра не происходит.
Сама присадка с церием хранится в отдельной емкости. Одной заправки хватит в среднем на несколько лет работы (около 80000 пробега). Обычно сажевый фильтр на дизель, цена которого является высокой и варьируется в диапазоне 20-100 тысяч рублей (зависит от модели), устойчив к применению топлива низкого качества, однако в данном случае расход присадки может быть увеличен из-за большого образования сажи.
Удаление сажевого фильтра и последствия на дизеле
Эти устройства выходят из строя достаточно часто. Учитывая высокую их стоимость, некоторые владельцы автомобилей не хотят платить за них деньги. Да и зачем, если без них машина нормально ездит? К примеру, на машинах "Рено" дизель с сажевым осадком часто приводит к неисправности данной системы, из-за чего мощность мотора и тяга снижаются, уровень масла в двигателе повышается, возможен даже шипящий звук из двигателя. И все из-за того, что выхлопные газы будут с трудом проходить через систему. При этом компьютер пропишет постоянную ошибку и ограничит работу двигателя (до 3000 об/мин).
Многие мастера на СТО физически снимают фильтр и прошивают "мозги" автомобиля. В результате удаления сажевого фильтра последствием на дизеле становится нормальная работа двигателя. Да, выхлопные газы при этом будут содержать большое количество сажи, что вредит окружающей среде, но это мало кого волнует. Однако после удаления потребуется и прошивка автомобиля, иначе на приборной панели будет ошибка "чек".
Впрочем, на тех же СТО знают, как почистить сажевый фильтр. Но эта услуга стоит денег и помогает лишь на время.
Симптомы неисправности
Как уже было сказано, при неисправности этого фильтра некоторые моторы перестают работать на полную мощность. Автомобиль автоматически отключает турбокомпрессор, переводит двигатель в аварийный режим работы, при котором поднять скорость вращения свыше 3000 об/мин невозможно. Также машина будет потреблять больше топлива, тяга существенно снизится, уровень моторного масла будет выше изначального, а на приборной панели появится знаменитая ошибка Check. Все это и есть типичные признаки неисправности данного модуля.
К счастью, ничего страшного в этом нет. Как вы уже поняли, он легко удаляется без вреда для двигателя или какой-либо его системы. Имеет место только вред окружающей среде и прохожим людям.
В заключение
Многие владельцы автомобилей снимают эти ненужные установки со своих автомобилей и успешно ездят без вреда для двигателя. Теперь вы знаете, что это - сажевый фильтр на дизеле и как он действует. И если на вашем автомобиле он не работает и даже вредит мотору, то его смело можно удалять. К счастью, сегодня эту услугу предлагают на многих СТО. В частности снять это устройство можно с автомобилей "Ниссан", "Мерседес", "Пежо", "Мазда", "Рено". Дизель при дальнейшей работе машины не станет менее эффективным. Напротив, возможна даже прибавка в мощности.
Опытные автолюбители смотрят на сажевый фильтр (DPF) как на абсолютно ненужный элемент. Его функция - снижать вредные выбросы в окружающую среду. Водителям относятся к компоненту снисходительно, так как технических характеристик мотора он не улучшает. Проходя через фильтр, отработанные газы встречают серьезное сопротивление, для преодоления которого мотор должен тратить определенное количество мощности. Это лишь одна из причин, почему водители недолюбливают сажевики.
Что такое сажевый фильтр на авто?
DPF задерживает частицы сажи, которые содержат отработанные газы дизельного двигателя. С 2009 года фильтры стали обязательными к применению, до этого использовались только на тяжелых грузовиках. Они уменьшают содержание вредных веществ в выхлопе на 90%. Сажа оседает на стенках компонента, что со временем приводит к его засорению - появляется необходимость чистки (регенерации). Способ чистки зависит от вида элемента. Распространены фильтры таких видов:
- с каталитическим покрытием (состоит из керамической матрицы с каналами, фильтрующими выхлоп);
- с активным восстановлением (содержит присадку, которая автоматом вспрыскивается в топливо, когда электронная система определит факт засорения).
В присадке самоочищающегося элемента содержится церий - химический элемент, способствующий разрушению сажевых отложений. Запасы присадки нужно восполнять через каждые 80 000 км. Присадка расходуется быстрее, если применяют некачественное топливо.
Сажевый фильтр: принцип работы и устройство
Размер сажевых частиц очень мал. На 90% они состоят из углерода, и задержать их обычными средствами почти невозможно, поэтому в фильтрующем устройстве применяется диффузия. Матрица состоит из сети трубок, торцы которых закрыты с разных сторон. Сажа поступает со стороны мотора. Ее частицы не могут пройти дальше - они проникают в соседние каналы сквозь стенки фильтра, после чего покидают матрицу. Во время прохода из одного канала в другой удерживаются даже очень мелкие частицы.
Сажевик выглядит довольно просто, хотя его устройство трудно назвать таковым. Он похож на металлический цилиндр. Для подключения цилиндра к очищающей системе на нем с двух сторон расположены патрубки. Внутри цилиндра матрица. Сажевик также содержит:
- датчик давления;
- температурный датчик.
Способы установки сажевика бывают разными - это зависит от конструкции компонента. Используются как матрицы с каталитическим покрытием внутри, так и обычные. Во втором случае на мотор приходится ставить катализатор.
Где находится сажевый фильтр?
Сажевый фильтр на дизеле стоит в трубе выхлопа газов. Из-за особенностей конструкции деталь могут ставить за выпускной коллектор. Температура выхлопа там на максимальном уровне, поэтому устройство имеет специальное покрытие и соединено с катализатором.
Также оно может располагаться между глушителем и катализатором.
Виды сажевых фильтров
Для регенерации сажи разработали фильтры 2 видов.
Сажевик с каталитическим покрытием
Устройство ставят рядом с мотором. На входе должна создаваться высокая температура. В этом элементе есть керамическая матрица, состоящая из множества небольших каналов, которые устроены так, что через один ряд торцы или открыты, или закрыты для принятия отработанных газов. Пористые стенки создают фильтрующий эффект. Проходя через них, сажа оседает, затем подвергается окислению катализатором.
Частицы сажи - твердое вещество, постепенно накапливающееся в фильтре. Поэтому фильтр нужно периодически чистить. Регенерация бывает пассивной и активной. При пассивной регенерации находящиеся в саже вредные вещества после контакта с кислородом преобразуются в безопасную углекислоту. Активная регенерация - сложный процесс, за ним следят сразу два датчика.
Автоматический сажевик
Он размещен за каталитическим нейтрализатором. Применение присадок позволяет увеличить температуру выхлопа до максимума, в результате сажа нейтрализуется. Датчики срабатывают, как только фильтр заполняется сажевыми отложениями. Матрица изготовлена из материала, способного долгое время выдерживать повышенные температуры.
Регенерация
При регенерации происходит сгорание забивших мембрану частиц сажи. Сам процесс очистки подразумевает увеличение температуры до такого уровня, чтобы происходило выжигание загрязнений. Различают 2 вида мембран - FAP и DPF. FAP расположен дальше от мотора. Здесь температура выхлопа недостаточно высока для сильного разогрева загрязнений, поэтому применяется специальная присадка, содержащая церий. Она разогревает газ до критической температуры, что способствует разрушению засора. Церий находится в присадке в виде микрогранул.Сначала под воздействием газов происходит испарение оболочек гранул, потом церий высвобождается. Затем при его попадании на мембрану происходит воспламенение, и температура газов сильно повышается. Разогрев носит локальный характер, поэтому для системы это безопасно. Конечно, керамическая решётка постепенно разрушается, но этот процесс очень продолжительный.
DPF располагаются близко к мотору. Поэтому никаких дополнительных приспособлений, чтобы максимально разогреть газ, не требуется. Горячие газы сразу же попадают в фильтр, выжигая сажу. Такая процедура может быть проведена только при движении на полной скорости, поэтому автомобиль иногда нужно предельно разгонять.
Не стоит проводить процедуру регенерации каждый день - отталкивайтесь от интенсивности образования сажных отложений.
Забитый сажевик использовать нельзя, потому что со временем это разрушит двигатель. В сервисных центрах есть оборудование, запускающее процесс принудительной регенерации. Но этого сделать не получится, если фильтр забит сверх нормы. Здесь уже нужно производить промывку специальными средствами, что позволит удалить основную часть отложений. Промывка может быть проведена одним из 2 способов:
- частичная промывка (элемент не снимается);
- глубокая промывка (подразумевающая снятие элемента).
Частичная промывка производится при помощи пистолета-распылителя, трубки и специального средства. Также понадобится компрессор, который будет создавать необходимое давление. Снимаем температурный датчик, открываем доступ к фильтру и очищаем его. На одну процедуру уходит до литра очищающей жидкости, в качестве которой обычно используют NUNAP MP 131. Потом датчик возвращаем на место.
При глубокой промывке элемент снимаем полностью, промываем его специальным средством - например, DPF Cleaner. Активная жидкость нейтрализует сажные отложения, и они легко удаляются подаваемой под напором водой. Очистка более эффективна, если она проводится при помощи компрессора. После очистки фильтрующий элемент просушиваем, потом ставим на место.
Промывка далеко не всегда позволяет полностью уничтожить засор. Если этого сделать не удаётся, лучше купить и поставить новый элемент.
В средствах для промывки содержатся вредные для кожи вещества, поэтому процедуру нужно проводить только в защитных перчатках.
Удаление сажевого фильтра: последствия
Замена фильтрующего элемента - дорогая процедура, поэтому некоторые предпочитают просто компонент удалять. То, что могут быть негативные последствия, мало кого останавливает. По правилам перед удалением элемента нужно перепрошить блок управления - иначе будет «гореть» аварийный режим.
Процедуру перепрошивки лучше проводить в сервисных центрах - это очень ответственная работа. Вот что водитель при этом выигрывает:
- Сопротивление выходу газов будет устранено, поэтому мощность мотора увеличится.
- Не придется постоянно тратить деньги на новые фильтры.
- Расход топлива будет уменьшен.
После снятия фильтрующего элемента можно забыть про поездку на своем автомобиле в Европу - гарантия на машину аннулируется. Обороты турбины могут повыситься до такого состояния, что будет слышен их свист. На высокой скорости из выхлопной трубы будут вылетать кусочки сажи - это можно наблюдать невооружённым взглядом. Показатели выброса ухудшатся еще и из-за того, что придется вырезать катализатор, а неграмотная перепрошивка вполне может привести к прогоранию выхлопной системы.
Система фильтрации сажевых отложений предназначена для улучшения экологических показателей. Скорее всего, когда-нибудь за отсутствие такой системы в машине будут штрафовать. Так зачем же ее удалять? Машина будет ехать немного быстрее, но негативных последствий при этом так много, что оно того явно не стоит.
Требования к чистоте выхлопа автомобильных двигателей ужесточаются ежегодно. Производители авто постоянно создают всё новые системы для защиты окружающей среды. Одним из устройств этого плана стал сажевый фильтр. Так его назвали за то, что он полностью удаляет из выхлопа автомобиля сажу и копоть.
Для чего служит сажевый фильтр
Сажевый фильтр предназначен для очищения выхлопа автомобиля от остатков несгоревшего топлива, и самое главное для понижения содержания в нём угарных газов. Правильное его название - каталитический нейтрализатор, или проще катализатор. Его задача при помощи химического процесса - катализа, преобразовывать токсичные (ядовитые) выхлопы двигателя в более безопасные для природы и людей компоненты. Многие обращали внимание на то, что из выхлопной трубы как из кондиционера капают капли воды. Можно спорить, что большинство глядя на это думали про себя, а иногда и заявляли вслух, о качестве нашего топлива. Мол это попадает много воды. Однако это не так. Появление жидкости показывает на качественную работу сажевого фильтра - катализатора.
Основной принцип действия сажевого фильтра
Как уже говорилось сажевый фильтр проводит обработку выхлопных газов с помощью реакций катализа. Проще говоря преобразует вредные вещества в пар, который конденсируясь, превращается в ту самую воду и почти безвредный выхлоп. В сажевом фильтре процесс этого превращения обеспечивают три элемента таблицы Менделеева:
Наличие этих редких и дорогих компонентов определяет высокую стоимость сажевого фильтра. Именно эти вещества вступая в реакцию превращают несгоревшие углеводороды из ряда CH в обычный пар H2O, а опасный угарный газ CO делает полезным углекислым газом. Платина и палладий работают как окислители, а родий восстановителем. По количеству активных веществ этот сажевый фильтр называется трёхкомпонентным. Рабочий сажевый фильтр снижает токсичность выхлопа до 85%.
Как устроен сажевый фильтр
Назначение катализатора указывает на то, где находится сажевый фильтр. Он расположен в системе выпуска отработанных газов. Обычно производители автомобилей стараются установить его сразу за выпускным коллектором, так как высокие температуры улучшают процессы преобразования. Однако здесь таится и свой минус. Близость к двигателю и температурный режим приводят к более быстрому износу сажевого фильтра. Состоит нейтрализатор из трёх частей:
Основой сажевого фильтра является блок нейтрализатора. Выполняется он в виде цилиндрического (иногда овального) блока тончайших трубочек. Они напоминают своим видом с торцевой части, пчелиные соты. Изнутри эти соты как раз и покрыты каталитическими компонентами, благодаря которым в них и происходит очищение выхлопа. Сверху блок покрыт специальным слоем, удерживающим тепло. Естественно, кроме входа и выхода рабочих трубок. Всё это заключено в металлический корпус повышенной прочности и жаростойкости.
Внимание! При работе двигателя сажевый фильтр в процессе катализа нагревается до 150— 200 градусов. Поэтому следует соблюдать крайнюю осторожность при работе с ним, и дать как следует остыть.
Иногда катализатор ставится непосредственно перед выпускным глушителем-резонатором. Такое расположение позволяет продлить срок службы сажевого фильтра, однако снижает его эффективность.
Электронное сопровождение работы сажевого фильтра
Нормальная работа каталитического нейтрализатора возможна только при условии качественного сжигания топлива в камерах сгорания. Горение такого уровня может обеспечить только топливная система двигателя, оснащённая ЭСУД (Электронная система управления двигателем), в которой все процессы контролируются электронным блоком, работающим на данных, получаемых с различных датчиков. Включен в эту схему и катализатор. Непосредственно перед блоком нейтрализатора, в корпус сажевого фильтра встроен специальный датчик. Его название - датчик кислорода. Обиходное прозвище Лямбда-зонд. Суть его работы в том, что, имея циркониево-платиновое покрытие, при нагреве он меняет потенциал сопротивления внешней оболочки в зависимости от степени содержания в выхлопе угарного газа. Если такое содержание начинает выходить за заданные рамки, ЭБУ сокращает время открытия форсунок и этим уменьшает подачу топлива. И при уменьшении этого показателя нормализует процесс в обратном порядке.
Системы Евро-2 и Евро-3 и 4
Первые автомобили с сажевыми фильтрами получили классификацию Евро. За чистоту отработанных газов по стандартам Европы. Однако через некоторое время была разработана и внедрена описанная выше система управления выхлопом через датчик кислорода. Эффективность очистки стала ещё выше. Срок службы сажевого фильтра увеличился. Эта система уже получила классификацию Евро-2. Как порядковый номер.
Но недостатком системы была возможность того, что при выходе из строя или удалении сажевого фильтра ЭБУ никак не реагировал. Тогда разработали систему Евро-3. Суть идеи такова: в систему, уже после блока нейтрализатора, врезали ещё один датчик кислорода. Получалось, что пока фильтр работает и всё в порядке ЭБУ видит следующую картину: показания сопротивления первого датчика - идут волнами. Уровень CO всё время меняется. В то же время показания второго датчика - ровная линия с небольшими колебаниями, то есть фильтр выполняет свою задачу. Если же показания становятся одинаковыми значит катализатор рассыпался или прогорел и ЭБУ резко сокращает впрыск. Если же сажевый фильтр забился, то линия показаний второго датчика станет ровной абсолютно. Но, впрочем, когда это происходит, водитель ощутит изменения без всяких датчиков. Заткнутая, по сути, выхлопная труба, это падение мощности более чем на 50%. Ну и в последние годы был принят автопромом за основу стандарт Евро 4. Но основным условием перехода на этот стандарт является не конструктивные изменения автомобиля, а переход всех заправочных станций на новый стандарт топлива. Многие статьи интернета важно утверждают, что для перехода автомобиля на стандарт Евро-4 нужна операция по установке специального катализатора. Такое утверждение звучит по меньшей мере странно. Дело в том, что все российские автомобили, выпущенные с 2005 года уже оборудованы сажевым фильтром, тем самым каталитическим нейтрализатором. Другой вопрос что многие владельцы его удалили. Но вопрос удаления этого устройства из системы выпуска отработанных газов тема отдельной статьи и здесь не рассматривается.
Внимание! Работы по удалению или замене фильтра стоит проводить только после консультации со специалистом.
Возможность выхода из строя сажевого фильтра
Трубки для блока нейтрализатора изготовляются из двух видов материала. Есть керамические соты и металлические. Керамические соты в работе более долговечны, так как при реакциях их поверхность не может вступать во взаимодействие с активными веществами. Кроме того, керамика в отличие от металла лучше переносит высокие температуры. Но при этом сажевый фильтр с керамической основой боится сильных встрясок и ударов, ведь этот материал более хрупок. Так что основная причина поломки - разрушение нейтрализующего блока.
В керамическом варианте он может рассыпаться, а в металлическом — прогореть. У систем с блоком, расположенным прямо за выхлопным коллектором, это очень неприятный момент. Либо осколки керамики ссыпаются вниз и забивают выход отработанных газов, либо металлический блок также падая, перекрывает выхлоп. Второй вариант - забивание рабочих сот при использовании топлива низкого качества. И последний, это выработка на внутренней поверхности сот всех активных элементов. Самый редкий случай, разрушение металлического корпуса. Во всех случаях требуется провести комплекс работ по замене или удалению сажевого фильтра. Но этот вопрос также стоит рассмотреть отдельной темой.
Сажевый фильтр для дизельных двигателей
Дизельное топливо по составу кардинально отличается от бензина и принцип работы дизелей отличен от работы обычных бензиновых ДВС. Соответственно и сажевый фильтр, каталитический нейтрализатор этих моторов, имеет отличное от бензинового строение.
Сажевый фильтр дизельных двигателей исполняется из карбида кремния и титана. Основной задачей нейтрализатора здесь, является не катализ, а простое улавливание и дожигание высокими температурами скапливающихся частиц сажи. Такие фильтры стали устанавливаться на дизельные моторы сравнительно недавно, после принятия экологических стандартов Евро-4 и Евро-5. Из особенностей этой системы можно назвать самоочищаемость этих нейтрализаторов. Электроникой предусмотрена система принудительного дожигания частиц. При накоплении в сотах сажи, включается специальный клапан, асинхронно подающий в цилиндры небольшое количество дополнительного топлива. Попадая в соты, эта смесь разогревает сажевый фильтр до температуры 500—700 градусов Цельсия принудительно выжигая осадки сажи начисто. На некоторых моделях вообще установлена ещё и дополнительная система впрыска азотной смеси в сажевый фильтр. По оценкам экспертов нейтрализаторы для дизеля по нормам Евро-5 удерживают до 95% выбрасываемой сажи. Но тему дизелей тоже стоит рассматривать как тему отдельной статьи, или даже цикла статей.
Ниже можно посмотреть интересное видео работе сажевого фильтра:
