Богатый опыт работы с сажевыми фильтрами дает нам полное основание утверждать, что сажевый фильтр рано появился в России. Мы к нему не готовы ни с технической (плохое качество топлива и невысокий уровень обслуживания современных дизелей), ни с моральной (люди не готовы платить за экологичный автомобиль и не стимулируются государством в этом направлении). В результате сажевый фильтр, к сожалению, сулит только проблемы владельцам в России, так как не в состоянии правильно работать в наших условиях. Замена вышедшего из строя сажевого фильтра на новый никак не гарантирует отсутствие проблем при дальнейшей эксплуатации.
Почему нет смысла чистить или промывать сажевый фильтр?
Этот вопрос отпадает сразу, если Вы увидите, что внутри у забитого сажевого фильтра. Конструкция сот сажевого фильтра не позволит жидкости пройти через себя. Попробуйте промыть кусок бетона. Промывка Керхером представляет срезание верхнего слоя керамики. Нужен какой-то действительно сложный технологический процесс, который нельзя воссоздать в гаражных условиях. Серьезные техцентры такой процедурой заниматься не будут. Стоимость ее будет существенной. Нам неизвестны рабочие решения таких промывок.
Сколько проходит новый сажевый фильтр в наших условиях?
Однозначно меньше, чем рассчитанный производителем срок в 100-150 т. км. Постоянная езда в пробках, повышенное содержание серы в топливе, возможное неисправное состояние автомобиля с пробегом уменьшают ресурс сажевого фильтра.
Как часто происходит прожиг сажевого фильтра?
На разных автомобилях по-разному. Например, мерседес, ауди и бмв постоянно производят регенерацию, поддерживаю чистоту сажевого фильтра. У форда регенерация происходит по мере достижения предела забитости сажевого фильтра, сопровождаясь солидным количеством белого дыма.
Почему сажевые фильтры выходят из строя?
Частицы сажи улавливаются сотами сажевого фильтра, не попадая в атмосферу. Все бы здорово, но размер фильтра ограничен, а количество сажи все время нарастает. Выход – надо эту сажу как-то убрать из фильтра. Самое простое решение – сжечь. Для этого блок управления двигателем периодически подает команду на прожиг сажевого фильтра, впрыскивая дизель непосредственно в сажевый фильтр. Чтобы сажа в фильтре прогорала, нужна высокая температура.
Частые короткие поездки по городу не могут достаточно прогреть сажевый фильтр. Для запуска автоматической регенерации нужно длительное время ехать по трассе, чтобы температурный датчик сажевого фильтра определил необходимую температуру. Таким образом, регенерация не происходит или происходит некачественно из-за слабо разогретого фильтра. Заставлять водителей целенаправленно создавать условия для запуска прожига проблематично.
Некачественное топливо. Количество сажи зависит от содержания серы в дизеле. При завышенных показателях фильтр быстрее забивается. В результате чаще происходит регенерация, а это ведет к увеличению уровня масла, так как часть топлива стекает по стенкам цилиндров в поддон. Свойства такого масла, естественно, ухудшаются.
Неисправный двигатель тоже может затормозить процесс регенерации.
Ошибка по клапану EGR, неисправности топливной аппаратуры или неправильно закрытая пробка топливного бака – и не будет регенерации. Сажа тем временем продолжает накапливаться, и ее удаление становится все более проблематичным. Полностью прожечь сажу не удается, остаток неизбежно накапливается. Для изношенных двигателей характерно подъедание масла из-за уставших поршневых колец и задубевших маслосъемных колпачков. Масло из цилиндров попадает в выхлопную систему и оседает на сотах сажевого фильтра, что усиливает процесс забивания сажевого фильтра, так как при выгорании масла образуется дополнительный нагар.
Из опыта удаления забитых сажевых фильтров страдает больше всего первая секция керамического блока.
Почему не надо ездить с забитым сажевым фильтром?
Во-первых, по причине перехода машины в аварийный режим. Машина в таком режиме не ездит, а ползает. Из опыта есть люди, которые не ездят быстро и готовы продолжать движение дальше. Самостоятельная регенерация после появления значка Check Engine или спирали накаливания уже не может происходить. При продолжении эксплуатации сажа быстро накапливается, полностью закупоривая выхлопную систему двигателя. Далее газы начнут прорываться через любые доступные выходы, что чревато поломками турбины, поршневой группы, клапана ЕГР и системы вентиляции картерных газов. Думаем, перечисленного уже достаточно, чтобы отпало желание идти на подобный риск. При появлении первых признаков неисправности сажевого фильтра не рекомендуем затягивать с посещением сервисного центра.
Почему недостаточно просто выбить сажевый фильтр ломом и поставить его обратно?
Даже если грамотно удалить фильтр физически, без работы с блоком управления не обойтись. Если автомобиль постоянно пытается выйти в режим регенерации - он находится в нем часто и долго, поскольку ЭБУ не видит результата. Так как регенерация сопровождается функцией послевпрыска, это приводит к тому, что масло разжижается топливом. В свою очередь подъем уровня масла может привести к проворачиванию вкладышей, задирам на цилиндрах и поршнях.
Замена сажевого фильтра на новый гарантированно решает проблему?
Замена сажевого фильтра невыгодна по деньгам и не дает гарантии, что фильтр будет служить долго. Некоторые автолюбители полагают, что раз машина выпущена с сажевым фильтром, значит, без него она уже не может правильно работать. Это не так.
Например, бмв Х5 Е70 первых годов выпуска шли на Россию без сажевого фильтра, а их аналоги из Европы имели сажевый фильтр, американские машины шли уже с сажевым фильтром и мочевиной AdBlue.
Сажевый фильтр и система впрыска мочевины – это дополнительные системы улучшения экологичности автомобиля. Только с ними машины могут укладываться в законные евронормы 4 и 5 в тех странах, где они установлены.
В России машины без сажевого фильтра и мочевины спокойно впишутся в существующие евронормы, рассчитанные на качество топлива. Нельзя иметь евро-4 без соответствующего топлива. Машины с правильно удаленными системами сажевого фильтра и AdBlue работают абсолютно точно соответствуют всем заводским параметрам и ведут себя корректно.
Вихревые заслонки перекрывают часть впускного канала, тем самым уменьшая площадь сечения канала. Проходимое количество воздуха немного уменьшается, при этом увеличивается скорость движения воздуха, создается вихрь. Это нужно для того, чтобы в цилиндре улучшить смешивание воздуха и топлива. Все хорошо, но на большинстве двигателей вихревые заслонки выполнены из пластика не очень высокого качества.
Со временем при пробегах от 100 т. км отложившиеся на вихревых заслонках наросты от системы ЕГР (ведь никто не делает необходимую по обслуживанию промывку клапан ЕГР раз в 60000 км) вместе с температурой делают пластик хрупким, он обламывается и засасывается в двигатель, далее следует капитальный ремонт.
Без вихревых заслонок двигатель в некоторых средних режимах потеряет крутящий момент, но никогда не умрет от попадания кусочков пластика в цилиндры. Потерю крутящего момента элементарно скомпенсировать чип тюнингом, при этом можно сэкономить на смежных работах по перепрограммированию блока управления двигателем по мощности и вихревым заслонкам одновременно.
Просто снять вихревые заслонки не получится, так как часто на пробегах элементы управления вихревыми заслонками имеют неисправности по электронике и механике.
Что делает система EGR? Зачем она нужна?
Воздух по объему на 78% состоит из инертного газа азота, который при обычных условиях реагирует только с литием. При высокой температуре азот окисляется, получаются оксиды NOx, при чем чем выше концентрация кислорода, тем больше получатся оксидов азота.
Система рециркуляции отработавших газов (EGR) предназначена для снижения в отработавших газах оксидов азота NOx за счет возврата части отработавших газов во впускной коллектор. Возврат части отработавших газов во впускной коллектор позволяет снизить количество кислорода в топливо-воздушной смеси и, тем самым, уменьшить образование оксидов азота. Однако это вызывает падение эффективной мощности двигателя. Удаление EGR в дизельных двигателях считает допустимым большое количество людей, включая экологов. Удаление системы EGR приводит к увеличенному уровню NOx, однако углеводородные выделения, выбросы макрочастиц (сажа), угарного и углекислого газов существенно уменьшаются. Кроме того, удаление EGR приводит к увеличению экономии топлива. Выхлопной газ, повторно поданный назад в цилиндры, добавляет в двигатель вызывающие износ загрязнители (сажу и смолы) и быстрее окисляет моторное масло, что отрицательно сказывается на ресурсе двигателя.
Как и бензиновые двигатели, дизельные моторы оборудуются фильтром очистки отработанных газов. Но, поскольку принцип воспламенения топлива у двигателей этих двух типов разнится, то и фильтры отработанных газов у дизельного и бензинового мотора существенно отличаются друг от друга.
Стоит отметить, что, если каталитические нейтрализаторы отработанных газов устанавливаются в систему выхлопа бензиновых моторов уже давно, то сажевые фильтры стали устанавливаться в обязательном порядке на дизельные моторы гораздо позже – после введения в действие экологических нормативов Евро-5.
Из самого наименования устройства понятно, что его основной задачей является фильтрация выхлопа мотора от содержащихся частиц сажи. Сажевый фильтр современного дизеля задерживает до 90% количества сажи, содержащейся в выхлопе. Внешне сажевый фильтр являет собой небольшой металлический цилиндр, наполненный особым жаропрочным керамическим материалом. Благодаря ячеистой структуре керамического наполнителя фильтр задерживает мельчайшие частицы, образующиеся в результате сгорания. Фактически, сажевый фильтр это – часть глушителя, предназначенная для очистки выхлопа.
Принцип работы сажевого фильтра
Работу сажевых фильтров принято разбивать на два этапа: непосредственно фильтрация отработанных газов (захват сажи) и регенерация фильтра. На этапе захвата сажи внутри фильтра, в отличии от каталитического нейтрализатора бензинового мотора, не происходит никаких сложных химических или физических процессов. Особая мелкоячеистая керамическая структура внутренней части фильтра просеивает выхлопные газы, задерживая на своих стенках частицы сажи. При этом даже самые эффективные фильтры не способны полностью исключить попадание сажи в атмосферу, пропуская микрочастицы размером от 0.1 до 0.5 мкм. Впрочем, содержание частиц такой величины в выхлопе дизельного мотора не превышает 5-10%.
Естественно, что со временем количество уловленной сажи в фильтре достигает критического показателя – фильтр забивается все больше и больше, и после определенного момента это начинает сказываться на производительности работы силового агрегата в целом: падает мощность мотора, повышается топливные расход. На очистку или регенерацию сажевого фильтра направлен второй этап работы устройства. В отличии от процесса фильтрации этап регенерации фильтра является весьма сложным процессом. Регенерация сажевых фильтров реализована разными автопроизводителями по-разному. Правда, суть всех этих решений едина – очистка ячеек фильтра от забившейся сажи.
В большинстве случаев сажевый фильтр представляет собой комбинированной устройство, объединяющее противосажевый фильтрующий элемент и каталитический нейтрализатор вредных отработанных газов. Типичным примером являются сажевые фильтры, применяемые на своих автомобилях компанией Volkswagen. Таким образом, разработчики не только реализуют требования по очистке выхлопа, но и обеспечивают процесс очистки фильтрующего противосажевого элемента. Устройство комбинированного фильтра таково: внутри корпуса фильтра располагаются жаропрочные ячейки из карбида кремния с каналами минимального сечения. Эти ячейки являются фильтрующим элементом, борющимся с сажей. Внутренние боковины корпуса фильтра изготовлены из специального каталитического материала (как правило, титана), способствующего окислению и сгоранию угарного и углекислого газов. Дополнительная функция нейтрализатора в данном случае заключается в его способности разогревать сажевый фильтр до температуры порядка 500 °С. Как правило, такой температуры вполне достаточно для того, чтобы скопившиеся частицы сажи просто выгорели сами собой, очистив тем самым ячейки фильтра. Такой процесс принято называть пассивной регенерацией сажевого фильтра.
Однако эффективность пассивной регенерации сажевого фильтра на дизеле достигается только при относительно длительной работе мотора под нагрузкой, например, в продолжительной поездке по загородной трассе на высоких скоростях. Ведь только тогда в фильтре достигается высокая температура, достаточная для выжигания накопившейся сажи. Если заполнение сажей достигло критического уровня, а разогреть фильтр не удается в силу недостаточной нагрузки на двигатель (езда на короткие расстояния или нечастое передвижение по городу), но при этом датчики фиксируют засорение фильтра сверх допустимой нормы, запускается процесс активной очистки сажевого фильтра. Этот процесс предполагает подачу дополнительной порции топлива в цилиндры двигателя вслед за основной частью солярки. Затем перекрывается клапан EGR, а при необходимости электроника временно меняет алгоритм стандартного управления геометрией турбины. Не прогоревшая топливная смесь попадает в катализатор сквозь впускной коллектор, после чего происходит дожиг смеси, существенно повышающий температуру выхлопных газов. Поступающие в сажевый фильтр выхлопные газы достигают 500-700°С и моментально выжигают из забившихся ячеек фильтра сажу.
Очевидным свидетельством запуска процесса активной регенерации фильтра будут неожиданные кратковременные выхлопы черного дыма. При этом приборы покажут моментальное и непродолжительное повышение оборотов мотора на холостом ходу с одновременным всплеском топливного расхода. Стоит отметить, что вся процедура принудительной очистки полностью автоматизирована и не требует вмешательства владельца машины. Электроника считывает данные с датчиков, установленных до фильтра и после него, при восстановлении нужного уровня давления процесс активной регенерации заканчивается, а работа двигателя возвращается в штатный режим.
Некоторые производители, не использующие комбинированные устройства очистки выхлопа дизельного мотора, применяют фильтры с отдельным катализатором. Здесь очистка фильтра происходит посредством автоматического впрыска в топливо специальной присадки. При наполнении сажевого фильтра и падении мощности мотора система впрыска нагнетает присадку в топливо. После сгорания такой смеси в выхлопной системе достигается чрезвычайно высокая температура, превышающая 600 °С. Кроме того, активное вещество присадки при сгорании с соляркой не распадается, а попадает в раскаленный сажевый фильтр, где, сгорая, поднимает температуру до 900 °С, обеспечивая мгновенное выжигание сажи и быструю очистку фильтра. Учитывая кратковременность воздействия сверхвысокой температуры и прочность материалов, из которых изготавливаются фильтры, система выхлопа не разрушается.
Удаление сажевого фильтра – способы и последствия
К сожалению, частая регенерация негативным образом влияет на двигатель машины. Во время регенерации обогащенная топливная смесь сгорает не полностью и попадает в моторное масло. В результате масло разжижается, увеличиваясь в объеме. Защитные и смазывающие свойства масла снижаются, кроме того, жидкое масло легко преодолевает уплотнения, вызывая риск попадания в интеркулер и цилиндры.
Срок службы сажевых фильтров достигает 110-120 тыс. км пробега автомобиля. Однако, учитывая низкое качество отечественной солярки, нередки случаи, когда замена фильтра на новом автомобиле требовалась уже через 25-30 тыс. км пробега. В зависимости от модели машины стоимость фильтра для выхлопной системы дизельного мотора колеблется в интервале от 900 до 3000 евро.
Эффективной альтернативой замены сажевого фильтра будет его удаление. Удалив фильтр, владелец машины избавит себя от проблем, связанных с регулярными засорами и необходимостью очистки устройства. Тяговые характеристики такого автомобиля заметно возрастают, а топливный расход уменьшается. Кроме того, отпадает необходимость применения специальных моторных масел, требующихся для автомобилей с сажевыми фильтрами. Что касается возможных негативных последствий удаления фильтра, то при правильном демонтаже устройства помимо возрастания вредных выбросов продуктов сгорания топлива до уровня требования Евро-3 ничего страшного с автомобилем не произойдет.
Сегодня многие автосервисы предлагают услугу удаления сажевого фильтра. Однако доверяться «гаражным» специалистам довольно опасно. Подобный вариант чреват повреждением датчиков системы выхлопа, что приводит к включению аварийного режима работы автомобиля и последующему ремонту. Чтобы правильно удалить сажевый фильтр, необходимо выполнить несколько шагов, включая предварительную компьютерную диагностику, перепрограммирование ЭБУ и последующий технический демонтаж устройства.
Сажевый фильтр – элемент выхлопной системы дизельного силового агрегата. Задача данного устройства – очищение выхлопных газов от сажи с целью предотвращения их попадания в атмосферу (порядка 90% не проходит наружу).
Применение фильтра началось в 2001 году на грузовом транспорте. Но ввод экологического стандарта “Евро-5” в 2009 поголовно обязал всех автопроизводителей ставить этот фильтрующий элемент и на машины любого класса и типа, которые работают на дизеле.
Принцип работы
Сажевый фильтр призван предотвращать/минимизировать попадание сажи в атмосферу. Он является частью глушителя и основная его задача – очистка отработавших газов. Однако, не стоит сравнивать это устройство с катализатором, потому как каталитический нейтрализатор борется с выхлопными газами, тогда как фильтр – лишь с сажей в них.
Сажевый фильтр функционирует в два этапа:
I ступень – захват сажи . На данном этапе частицы сажи оседают на стенках фильтрующего элемента, которые по своему виду напоминают ячейки. При этом, сажа не остается здесь полностью, а только частицы размером более 0,5 мкм. Остальная “мелочь” выходит вместе с газами наружу, хотя процент таких осадков невелик – порядка 10%.
Сажевый фильтр имеет свойство забиваться, что негативно отражается на мощностных характеристиках силового агрегата. На основании этого, устройство необходимо периодически подвергать чистке/регенерации.
II ступень: регенерация . Трудоемкий процесс очищения ячеек фильтрующего элемента от сажевых осадков. Процедура проходит согласно регламенту, предписанным производителем.
Взаимодействие с каталитическим нейтрализатором
На дизеле (по сравнению с бензиновым мотором), по большей части, катализатор не применяется по причине различий систем зажигания двигателей (свечи зажигания отсутствуют). Но крупные автомобильные концерны (VW Group) активно работают в этом направлении и создают комбинированные схемы сажевый фильтр/каталитический нейтрализатор.
Конструкция совмещенного фильтра:
- боковины корпуса очистительного устройства состоят из каталитического материала (зачастую, это титан). Посредством этого происходит сгорание и окислительные процессы отработавших газов (угарный, углекислый);
- внутренние ячейки имеют каналы малого сечения (состоят из карбида кремния), которые не пропускают в атмосферу частицы сажи.
Пассивная регенерация
Имеет место быть только на совмещенном устройстве, где каталитический нейтрализатор провоцирует процесс очищения посредством высоких температур. Сажевый фильтр нагревается до 300-500О C, при которых элементы сажи окисляются и сгорают.
Происходит это следующим образом:
- В каталитическом нейтрализаторе азот и кислород образуют химическую реакцию. Результат взаимодействия – образование диоксида азота.
- Диоксид азота взаимодействует с сажей, и на выходе получается угарный газ/окись азота.
- Финальная стадия: кислород образует химическую реакцию с окисью азота/угарным газом. Появляется углекислый газ и диоксид азота.
Так сажевый фильтр проходит очистку, но при условии продолжительных поездок.
При езде на короткие расстояния нужная температура может быть и не достигнута. В этом случае требуется принудительная регенерация, которая также предусмотрена на дизеле.
Процедура очищения производится при езде на высоких оборотах двигателя. Таким образом удается достичь разогрева элемента фильтрации приблизительно до 600O С. При такой температуре проходит аналогичный описанному выше процесс химических реакций с последующим очищением ячеек.
Все, что требуется водителю при принудительной регенерации – поддерживать необходимые обороты мотора. Все остальное происходит под надзором электронной системы – считывается информация с датчиков:
По окончанию процедуры очистки давление возвращается к исходным показателям, что говорит о завершении регенерации.
Фильтр при отсутствии каталитического нейтрализатора и автоматическая регенерация
Сажевый фильтр может и не совмещаться с катализатором. Каталитический нейтрализатор в таком случае находится перед элементом фильтрации, и эти два устройства никак не соприкасаются. Подобную схему применяют Ford, Peugeot, Toyota и другие.
Здесь процесс очищения проходит иначе. При определенном пробеге (с точной периодичностью в несколько сотен километров) электроника автомобиля самостоятельно впрыскивает особую присадку (на основе Церия) в тяжелое топливо:
- когда сажевый фильтр забивается, система впрыска поставляет данную присадку в камеры сгорания. При выходе отработавших газов фильтрующий элемент внутри нагревается до очень высоких температур (от +650 до +750О С), что раскаляет устройство;
- церий не вступает во взаимодействие с топливом и проходит вместе с отработанными газами в устройство фильтрации. В момент соприкосновения вещества с фильтром (сетка), оно воспламеняется и повышает температуру к +900-1000 О С;
- частицы сажи окисляются и сгорают.
Данный температурный режим способствует регенерации фильтрующего элемента. Выпускной тракт остается невредимым благодаря применению в нем высокопрочных материалов.
Для топливной присадки отведена специальная емкость. Сама присадка рассчитана на 100 000 километров, хотя этот показатель может сократиться при эксплуатации автомобиля на некачественном топливе.
Удаление
Сажевый фильтр служит только в целях экологии, поэтому его можно удалить без последствий для автомобиля. Тогда двигатель станет легче работать, а экологические нормы понизятся до стандарта “Евро-3” – что некритично. Процедура потребует некоторых навыков и усилий по причине взаимосвязи элемента с ЭБУ силового агрегата.
ЗА и ПРОТИВ
Плюсы удаления:
- отсутствие ошибок и режима аварийного состояния двигателя по причине забитого элемента фильтрации;
- отпадает необходимость режима регенерации (обязательная процедура);
- уменьшение расхода топлива;
- улучшение динамических показателей авто (повышение мощности);
- устойчивая работа силового агрегата;
- отпадает необходимость обслуживать фильтрующий элемент.
- ухудшение экологических показателей. Уровень выброса сажи в атмосферу резко повышается, хотя технический осмотр пройти можно;
- проблемы с эксплуатацией транспортного средства в странах с обязательным требованием необходимых экологических стандартов (Европейский Союз).
Способы удаления
- Перепрошивка программного обеспечения. Посредством подключения программатора происходит установка нового софта (не предусматривающий наличие фильтрующего элемента) на контроллер. После чего сам фильтр демонтируется.
Успех операции зависит от уровня профессионализма специалистов. При неквалифицированном подходе возможны различные сбои в работе силового агрегата и непредсказуемые последствия. - “Обманка” (эмулятор). Устройство, занимающее место удаленного фильтрующего элемента и имитирующее его работу. Установка “обманки” носит противоречивый характер: с одной стороны мотору станет легче работать, а с другой – имитация работы сохранит в памяти контроллера необходимость осуществления регенерации. Расход топлива останется на прежнем уровне.
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.
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 80 0 С), 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 (700 0 С 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.
Сажевый фильтр Особенности эксплуатации сажевого фильтра в городских условиях.
Если автомобиль не разгоняется до нужных температур, в зависимости от бренда, у кого-то 30 км/ч, у кого-то 50 км/ч, нет стабильной скорости выше определенного порога сажевый фильтр не выходит в режим регенерации. Связано это с банальной безопасностью: так как в фильтре есть некоторое кол-во углерода, который при окислении до углекислого газа будет выделять температуру.
В этой ситуации появляется риск, что корпус сажевого фильтра нагреется до критической температуры и может повредить антикоррозионное покрытие кузова и т.п. В перспективе антикор под днищем начнет дымиться.
Поэтому у большинства брендов есть ограничение, что фильтр прожигается только на определенных режимах работы двигателя в движении.
Как гарантированно обеспечить охлаждение сажевого фильтра
Когда мы стоим в городских пробках, особенно зимой, сажевый фильтр на режим прожога не выходит. Блок управления считывает сигналы с датчиков ABS, видит что скорость не достаточная, и сажевый фильтр накапливает сажу. Мелкие частицы сажи накапливаются в карманах, как показано на рисунке ниже.
Более детально об устройстве сажевого фильтра читайте
С определенной периодичностью, их накапливается определенное кол-во, вырастает сопротивление фильтра на выхлопе, и на входе и на выходе достигает определенного значения, в этой ситуации нужно поставить датчик противодавления перед фильтром и современный двигатель даст выход на режим регенерации.
В этом случае форсунки дают дополнительный впрыск еще одной порции топлива в момент рабочего хода. В итоге топливо разгорается тогда, когда начинается такт выхлопа. То есть когда поршень все сгорающие вещества выбрасывает в выхлоп. По сути дела, в сажевый фильтр из цилиндра влетает горящий факел. Он поднимает температуру внутри сажевого фильтра, сажа под воздействием платины начинает окисляться до углекислого газа, и в газообразном виде, вещества просачиваются через пористую керамику, как показано на картинке, и сажевый фильтр опять работоспособен.
Сопротивление снижается до нужного порога, режим регенерации выключается, автомобиль едет дальше.
Как сажевый фильтр забивается в пробках. Регенерация не происходит
В пробках есть определенные ограничения, и именно в этой ситуации происходит следующее: накопление идет, а режим не активируется, со временем накопление сажи произойдет выше определенного порога, после чего блок управления автомобиля сообщит о том, что владельцу пора в автосервис. А именно он покажет, что сажевый фильтр забит, выше определенной границы регенерация уже невозможна и только остается ехать в сервис.
Замена сажевого фильтра и его стоимость
Есть несколько вариантов решения данной проблемы. Если забитость сажевого фильтра достигла такого уровня и владелец сразу реагирует на датчик, и приехал в сервис, то со спец. прибора дилеров можно активировать режим регенерации. При этом будет стоять характерный, дымный углекислотный выхлоп, под присмотром специалистов двигатель будет работать в нужном режиме, дабы не перегреть днище автомобиля.
Если запустить эту проблему, и не сразу поехать, а с опозданием, то степень засоренности сажевого фильтра может перешагнуть вторую критическую границу, где даже с дилерского скана встанет запрет на прожог. И тут любой официальный дилер скажет, что нужна только замена сажевого фильтра.
Напомним, основной элемент данного фильтра - это платина, поэтому стоимость устройства очень высока. Ну, к примеру, если брать фильтр легкового среднего автомобиля, то стоимость может достигать от 1000 евро.
Что делать в такой ситуации если не хочется покупать новый сажевик, или просто, как говорится не на что.
Рассмотрим несколько вариантов:
1. Удаление сажевого фильтра. Но при этом не у всех автомобилей, можно блок управления заставить работать в случае замененного пламегасителем сажевого фильтра. Потому что они ловят как перепад давления, так и перепад содержания тех или иных веществ, при этих составляющих блок управления не даст тронуться автомобилю. В основном обмануть систему удается у моделей старшего поколения. Более новые и современные уже не удастся.
У того у кого обмануть не получится, придется с ним жить на протяжении всей эксплуатации автомобиля. И рано или поздно его придется менять. Как минимум не стойте долго в пробках, особенно зимой. После каждого стояния дайте системе дать регенерацию, проедите некоторое кол-во километров по трассе с определенной скоростью, дабы не дать забить его окончательно.
2. Есть второй достойный и достаточно экономичный вариант, помимо его замены. Интересен будет вариант как для автовладельца, так и для автосервиса. Это обслуживание и чистка сажевого фильтра.
Диагностика сажевого фильтра и решение проблемы
Давайте рассмотрим пример и возможный выход из ситуации. Если при диагностике выходит такая надпись как на рисунке: " Сажевый фильтр переполнен" - данная ситуация взята из VAG.
Необходимо работать над данной проблемой. Перед Вами выбор.
Как вы видите на рисунке, разница в стоимости достигает 10-ти раз. Очистка фильтра как для владельца, так и для сервиса расходы меньше. При обслуживании сажевого фильтра, он сохранит свою работоспособность, ничего при этом не повредит, и волноваться за замену и переплачивание денег владельцу не придется.
Как почистить и чем, мы поговорим в следующей статье. И рассмотрим такие продукты как очиститель сажевого фильтра, жидкости для очистки, и профилактические присадки для уменьшения засорения устройства при эксплуатации автомобиля.
Читайте интересную статью