Дизельный сажевый фильтр — почему он называется сухим? Как он устроен? Как его обслуживать?
Сначала давайте рассмотрим разницу между «сухим» DPF-фильтром и «мокрым» FAP-фильтром.
Основным из них является то, что фильтры FAP имеют резервуар и систему дозирования специальной добавки (жидкость Eolys или другая), которая предназначена для понижения температуры сажи в фильтре примерно на 200 градусов C. В фильтрах DPF используется сухой метод, который состоит из впрыска топлива в такте выпуска, который предназначен для повышения температуры выхлопных газов в фильтре и сжигания сажи.
Теоретически, из-за более низкой температуры самовоспламенения сажи, фильтры FAP работают немного лучше и служат дольше. В последние годы появились присадки к дизельному мотору (используются непосредственно в топливном баке), которые можно использовать в автомобилях с DPF для понижения температуры самовозгорания сажи в них. Это особенно рекомендуется для автомобилей, ездящих в основном по городу и на коротких маршрутах.
Дизельный сажевый фильтр DPF — конструкция
Сажевый фильтр является частью системы выпуска отработавших газов. Он установлен за катализатором. Внешний вид также напоминает катализатор — его помещают в круглую или плоскую металлическую банку.
При длительной эксплуатации ряда автомобилей с дизельными двигателями выяснилось, что чем ближе производитель устанавливал фильтр, тем медленнее он забивался. Это логично — пары, которые имеют более высокую температуру, попадают в него.
Сажевый фильтр DPF контролируется компьютером ECU. Компьютер собирает информацию от датчиков давления (датчиков перепада давления), установленных до и после фильтра DPF. До и после фильтра также имеются датчики температуры выхлопных газов.
Что внутри круглого или сплющенного металлического корпуса? Керамическая вставка, в которой имеется параллельная структура из трубочек. Структура очень сложная с точки зрения конструкции.
Каждый канал закрыт, входные каналы (со стороны двигателя) закрыты со стороны глушителя. Выпускные каналы, в свою очередь, закрыты со стороны двигателя.
Так как же выхлопные газы выходят из сажевого фильтра? Между каналами есть стены (так называемый Wall Flow), в которых пористые микроканалы находятся друг за другом. Их размер выбран таким образом, чтобы они могли удерживать твердые частицы.
Что делает фильтры такими дорогими? Сложная конструкция и тот факт, что внутренняя часть канальцев покрыта платиной или другим драгоценным металлом.
Этапы фильтрации мусора и пыли в пылесосе
На электродвигателе пылесоса устанавливают турбину, за счёт которой и идёт весь рабочий процесс. Несколько этапов фильтрации реализовано для создания некоторых препятствий при прохождении пыли. Тогда нет опасности получения забитого канала, помыть и почистить конструкцию будет просто.
Где всё хранится
Первый фильтр или накопитель мусора – функция, которая обычно выполняется мусорным мешком либо контейнером из пластика. Производственные материалы способствуют разделению пластиковых контейнеров на одноразовые, многоразовые. Место расположения мешков – между шлангом входа и фильтром двигателя.
Отсутствие требований по постоянной промывке – главное преимущество бумажных мешков. Они просто выбрасываются, когда заполняются до предела. Но это расходные материалы, требующие периодической повторной закупки. Причина создания резервуаров воды – для целей, чьё описание уже есть выше. Отдельный вопрос – можно ли мыть Hepa фильтры для пылесоса.
О тонкой очистке
Между мусорными резервуарами или турбированными двигателями ставят фильтры, задерживающие частицы самых маленьких размеров. Такие детали производят из следующих материалов:
- Волокна, которые прессуют в тонкие губки.
- Что-то похожее на поролоновую губку.
Грамотно используя механизмы, пользователи забывают о проблеме появления внутри габаритных частиц. Обработка микроскопических частиц ведётся третьим фильтром, дополняющим предыдущие. Он помогает не выдуваться пыли, которая прошла мимо остальных устройств и механизмов. В самых дешёвых моделях для этого используют губки с прессованными волокнами. Изделия из среднего и крупного сегмента содержат НЕРА-фильтры, промыть которые при правильном подходе нетрудно.
Для квартир с курильщиками возрастает актуальность избавления от неприятных запахов. Фильтры угольного типа способствуют этому, помимо очищения от пыли.
Способы очистки сажевого фильтра дизельного двигателя
Дизельные двигатели оснащены электронными системами управления, которые ведут очистку фильтра автоматически. Но может наступить момент, когда владельцу придется промывать и чистить фильтр при помощи специальных химических составов. Процедура очистки жидкостями может выполняться самостоятельно.
Регенерация устройства
По мере оседания частиц сажи потоку выхлопных газов становится все труднее проходить в атмосферу. Помимо этого, снижается эффективность работы устройства. Для предотвращения подобного явления применяется периодическая регенерация устройства. Во время процедуры происходит выжигание частиц сажи. Процесс выполняется в автоматическом режиме без вмешательства водителя. Поведение автомобиля при этом не меняется.
Прожиг сажевого фильтра
Различают два вида температурной регенерации:
- пассивная;
- активная.
Пассивная очистка происходит в постоянном режиме и не требует корректировок в программе блока управления двигателем. Прочистка производится за счет высокой температуры выхлопных газов в фильтре, которая находится в пределах 400-500 ºС. Нагрев становится катализатором химической реакции, при которой углерод соединяется с диоксидом азота, получая на выходе диоксид углерода. Дополнительным ускорителем реакции является слой платины, нанесенный на сотах фильтра.
Активный режим очистки включается при помощи блока управления двигателем. Активация специального алгоритма приводит к повышению температуры выхлопных газов. Подобная процедура автоматически включается на машинах, перемещающихся на короткое расстояние, недостаточное для пассивной очистки. Включение режима происходит по данным от датчиков, температура выхлопа доходит до 650 ºС. Очистка занимает не более 10 минут, химические процессы аналогичны пассивному режиму.
Процедура прожига сажевого фильтра на двигателе Ford Focus 1,6 TDCI показана в видеоуроке от канала «MCAR BMW Михаил М».
Промывка сажевого фильтра своими руками
Промывка фильтра жидкостью выполняется на устройствах любого типа. Процедура применяется в тех случаях, когда температурный метод регенерации не позволяет удалить слой сажи.
Существуют две методики промывки:
- со снятием фильтра с автомобиля;
- без снятия.
Жидкость для очистки TUNAP MP 131
Жидкость МР 131 производится германской компанией Tunap Group. Входящие в состав присадки активно растворяют сернистые соединения, отложившиеся на поверхности фильтра.
Жидкости МР 131 и 132
Чистка сажевого фильтра жидким средством ТУНАП производится следующим образом:
- Демонтировать из выхлопного тракта сенсор температуры или давления, установленный перед фильтром.
- Ввести в отверстие зонд для распыления жидкости МР 131. Подача выполняется несколькими порциями со временем распыла пять секунд. Между подачами выдерживается пауза в пять секунд, необходимая для размягчения слоя сажи.
- Промыть фильтр жидкостью МР 132, которая распределяет растворенную сажу по поверхности фильтра.
- Установить на место снятые детали и запустить двигатель. Произойдет выгорание сажи и очистителя в режиме пассивной или активной очистки. Регенерацию можно активировать в ручном режиме, поскольку конструкция электроники дает такую возможность.
Если промывка жидкостями МР 131 и 132 не дала ожидаемого эффекта, то потребуется снять фильтр для повторной очистки более активными средствами.
Жидкость для промывки DPF Flushing Liuquid
Жидкость немецкого производства содержит компоненты, разрушающие слой нагара и отложений. Вещества абсолютно инертны по отношению к материалам фильтра.
Упаковка DPF Flushing Liuquid
Очищение DPF Flushing Liuquid производится следующим образом:
- Снять с автомобиля фильтр.
- Закрыть один из каналов устройства для предотвращения вытекания жидкости.
- Наполнить корпус фильтра жидкостью Flushing Liuquid.
- Выдержать средство в фильтре не менее 10 часов. Рекомендуется взбалтывание промывки через каждые 2-3 часа.
- Слить промывочный раствор и промыть устройство проточной теплой водой.
- Высушить фильтр и установить на место.
- Добавить в топливо дополнительное средство DPF Super Clean и прожечь фильтр нормальным способом. Рекомендуется включить принудительную процедуру регенерации при помощи тестового прибора, подключенного к автомобилю.
Идем на компромисс
Эффективное решение с сажевыми фильтрами лежит в области деликатной программной перепрошивки электронного блока управления (ЭБУ), заглушку клапана EGR и физическое удаление устройства. Вот краткий список требуемых для этого действий.
КОМПЬЮТЕРНАЯ ДИАГНОСТИКА, в ходе которой путем считывания ошибок выясняется, в чем причина проявления забитости фильтра – повышенная дымность, «едкость» выхлопов, уменьшение тяги пр. Когда становится ясным, что в этом задействован сажеуловитель, процесс продолжается.
ПЕРЕПРОШИВКА ЭБУ. Вначале считывается файл с последующей корректировкой данных, затем обновленный софт снова инсталлируется в электронный блок управления.
ВЫРЕЗАНИЕ ФИЛЬРА механическим способом. Также глушится клапан EGR, затем все датчики подключаются обратно. Длительность данного этапа зависит от количества и сложности работ: как минимум потребуется 1 ч, как максимум – 6 часов.
СТИРАНИЕ ОШИБОК. Кроме того, проводится контрольная компьютерная диагностика.
После корректного отключения фильтра ЭБУ перепрограммируется так, чтобы сажевик и EGR были стопроцентно извлечены из программной части работы автомобиля. Заодно корректируется штатная карта подачи топлива – это дает возможность перенастроить датчики и убрать функцию регенерации.
Плюсов больше, чем недостатков
В любом половинчатом решении всегда заложен и позитив, и негатив. Если говорить о минусах удаления сажеуловителя, то их немного.
Повышенный выброс сажевых частиц в атмосферу. Впрочем, это не помешает успешно пройти техосмотр.
Потенциальные проблемы с путешествием по странам Евросоюза: если на границе обнаружится, что автомобиль в плане выбросов не соответствует требованиям экостандарта Евро-5, его могут «завернуть» обратно. Как вариант, придется заехать в автосервис для монтажа дорогостоящего оборудования.
Пагубное влияние на экологию, которое может морально давить на некоторых автовладельцев.
Список преимуществ «эко-кастрации» более обширен: восстановление динамических показателей силового агрегата и стабильность работы; уменьшение расхода горючего и снижение чувствительности к его качественным показателям; отсутствие необходимости использовать специальные, а потому дорогие масла и пр.
И все-таки не будем забывать моральный аспект. Ведь, удаляя сажевик, мы наносим непоправимый вред природе. В конце концов, в глобальном потеплении на планете есть часть вины и автовладельцев…
Отличия DPF и FAP
Принцип работа фильтров DPF и FAP отличаются. Первый был разработан концерном Volkswagen (VW) и при режимах регенерации предусматривает нагрев выхлопных газов различными способами кроме присадок.
Система FAP наоборот, подразумевает использование присадок в топливо для уменьшения температуры регенерации. Она была разработана концерном Peuqeot-Citroen, но помимо своих моделей (Пежо, Ситроен) устанавливается еще на автомобили, производимые Ford, Volvo и Toyota.
Место размещения сажевых фильтров DPF и FAP одинаково, за катализатором. Но первые находятся с каталитическим нейтрализатором в одном корпусе. Особенно это видано на примере Volkswagen Transporter Т5.
Вторые же устанавливаются как отдельные элементы.
Работа системы FAP происходит следующим образом. В специальном бачке объемом до 5 литров, который обычно размещается внутри топливного бака, находится присадка с церием – называется Eolys.
Количество присадки, которое контролируется поплавковым датчиком в бачке, рассчитано на весь срок службы сажевого фильтра, а это от 120 до 200 тыс. км. пробега. Но в некоторых моделях авто ее объем рассчитан только на 80 тыс. пробега, поэтому приходится присадку доливать.
Активная регенерация в системе FAP включается тогда, когда сажевому фильтру нужно дать хорошую «встряску» и очистить его от застоявшейся сажи.
При забитом фильтре, ЭБУ или специально предназначенный для этого блок, определяет по полученной информации от датчиков степень его загрязненности и рассчитывает нужную порцию присадки, которая с помощью электрического насоса перекачивает в бак.
Благодаря такому решению сажа эффективно сгорает не при 600-650°С, а при 450-500°С.
Недостатком системы Filtre a Particules является то, что, хотя присадка с церием и способствует полному сгоранию сажи, сама она не сгорает и оседает в виде золы на стенках сажевого фильтра. Активная регенерация ситуацию не спасает.
Многие считают, что это уменьшает срок службы очистительного элемента, но на самом деле производитель уже учел этот недостаток в его конструкции. Скорее всего на срок службы больше повлияет качество топлива и игнорирование профилактических мероприятий про который сказано в конце статьи.
Также, не качественная соляра увеличивает расход присадки и доливать ее приходится чаще.
Признаки неисправности датчика массового расхода воздух, проверка ДМРВ на работоспособность, диагностика мультиметром, тестером, замена своими руками
Как прожечь
Итог разговора на данный момент вполне понятен – сажевый фильтр дизельного двигателя можно почистить. Способ №1: сделать это, как принято говорить, пассивным путем. Способ №2: провести чистку активным методом, который заложен в штатной электронике.
Что такое регенерация
О том, что представляет собой регенерация сажевого фильтра и какие цели она преследует, разговор уже был. Напомним, что основная задача этого мероприятия – выжечь скопившуюся в каналах «сажевика» сажу. Опустошенная матрица позволяет двигателю «вздохнуть», а значит, отбирает минимум мощности.
Чтобы выжечь эту самую сажу, необходимо повысить температуру отработанных газов. Сделать это можно двумя путями:
- Пассивным. С ростом оборотов повышается температура выхлопа, но увеличивается перерасход топлива. Оптимум – постоянные средние обороты: газы горячие, доля недожжённой солярки минимальна. Пример из эксплуатации – движение по трассе с постоянной скоростью.
- Активным. Увеличение температуры в фильтре за счет дожигания дизельного топлива перед ним. Перед выпуском отработанных газов из цилиндра осуществляется послевпрыск ДТ. За счет низкой температуры его самовоспламенения имеем факел пламени и горячий поток выхлопа прямо перед «сажевиком», отчего последний нагревается до 600…650°С.
Вернемся к пассивному способу, чтобы разделить две конкурирующие технологии – FAP и DPF. Машины с FAP отличает наличие бачка со спецприсадкой, содержащей церий. Добавив ее в топливо, можем провести пассивную регенерацию при более низкой температуре. В быту это означает, что прожиг на трассе проходит более продуктивно. То есть сроки опустошения фильтра уменьшаются, отчего одни плюсы.
На стенках матрицы DPF нанесен платиновый катализатор. Его задача – способствовать ряду химических реакций, которые в конечном итоге избавляют емкость от сажи. В отличие от FAP, газы должны быть изрядно горячими (400…500°С против 300…350°С), иначе прожигу не быть. А значит «топить» на шоссе все-таки придется.
Активный прожиг
О пассивном методе сказано много. Остается лишь конкретизировать, как прожечь сажевый фильтр в движении без помощи электроники, а именно примерную скорость передвижения и обороты двигателя. Итак, темп в 70-90 км/ч и более 2 500 об/мин на тахометре вполне достаточно для того, чтобы немного опустошить фильтр от сажи. Как часто и сколько времени уделять процессу – зависит от частоты использования машины. Отталкивайтесь от стандартного цикла: на 5 дней городской толкучки 2-3 поездки выходного дня длительностью не менее 40 минут.
Повторимся, что цель активной регенерации – раскалить матрицу сажевого фильтра до 600…650°С. Для этого необходимо изменить работу турбокомпрессора, заглушить систему рециркуляции отработавших газов (EGR), и впрыскивать топливо перед тактом выпуска отработавших газов. Сразу предупредим, ситуация пожароопасная.
- Сенсор температуры выхлопных газов. (их два – один смонтирован на входе в фильтрующий элемент, второй – на выходе).
- Датчик дифференциального давления. Измеряет разницу давлений между входом и выходом.
Запускается активный прожиг по-разному. На одних автомобилях (например, на VW) это происходит незаметно для водителя и вне зависимости от того, находитесь ли вы в городе и на трассе, на других (например, у Toyota) – засветится лампа, что необходимо остановиться и нажать специальную кнопку.
Все же сравнивать автомобили по алгоритму срабатывания электроники не стоит. Так у того же VW есть предаварийный режим, который мы описывали (иконка DPF). Разница только в том, что владельцу VAG-овской продукции необходимо выехать на трассу и ехать, пока лампа не потухнет, а Toyota все сделает сама на месте.
О чем еще стоит поговорить, так это о признаках активной регенерации:
- Увеличивается температура двигателя.
- Растет расход топлива.
- Возрастает температура масла.
- Раскаленная банка начинает громко цокать, что хорошо слышно снаружи.
- Цвет выхлопа приобретает густой белый оттенок.
- На холостых оборотах двигатель начинает «басить».
Режим «Check Engine» +…
На некоторых машинах производитель предусматривает аварийную регенерацию. Обычно чтобы ее запустить, счетчик сажи должен насчитать некоторое пороговое значение (у VAG это не менее 58 гр.), а компьютер – войти в режим «чека».
Запуск такой программы очистки возможен только на СТО. Часто эту процедуру называют сбросом ошибки Diesel Particulate Filter Restricted/Clogged MIL ON или принудительным прожигом сажевого фильтра, который мало чем отличается от тойотовской модели запуска активной регенерации через кнопку.
Зачем он нужен
Сажевый фильтр на дизеле в разных странах обозначается в различной аббревиатуре:
- Diesel Particulate Filter (DPF) — в английском варианте.
- Filtre a Particules (FAP) — во французском варианте.
- RubPartikelFilter (RPF) — в немецкой аббревиатуре.
В России, как и во всем мире, больше прижилась французская аббревиатура. Этому есть объяснение (в конце статьи).
Видео — сажевый фильтр на дизеле и его регенерация:
Сажевик предназначен для снижения процентного содержания частиц сажи в отработанных газах. Они образуются в результате сгорания дизельного топлива. Эти частицы имеют микроскопический размер – от тысячных долей миллиметра до 10 микрометров (это еще в 100 раз меньше).
Такие частицы имеют сложный химический состав, ядром которого является углерод. Он «облипается» углеводородами, серой, соединениями металлов. Практически вся таблица Менделеева. Все эти вещества в цилиндры поступают из воздуха и не совсем качественного дизельного топлива.
Забит сажевый фильтр на дизеле: признаки и последствия
Роль «сажевика» такова, что он только отнимает силы у двигателя. Дело в том, что сажа постоянно накапливается внутри него, создавая сопротивление движению отработанных газов. В городе этого не заметить, а вот на трассе автомобиль с едва заполненным фильтром будет ускоряться менее охотно. Впрочем, езда по загородному шоссе очень полезна для дизельного двигателя, позже мы объясним почему.
Так или иначе, незначительное падение тяги заметить тяжело
Гораздо легче и полезнее обратить внимание на приборное табло, где специальная лампа или комбинация светодиодов обрисуют тяжесть проблемы. Точный ответ, что означает тот или иной значок, можно найти только в инструкции к машине
В качестве примера предлагаем рассмотреть алгоритм сигнализации проблем с DPF на автомобилях VAG:
- Иконка DPF. Фильтр почти полон, за плечами не одна безуспешная регенерация, но шанс выжечь сажу штатными средствами еще есть. Как только значок подсветился, в срочном порядке выезжайте на трассу. Что к чему и почему, мы расскажем.
- Чек + DPF. Верный признак того, что «сажевик» забит. Компьютер переходит в аварийный режим, оставляя владельцу единственную возможность – выжечь сажу особым режимом.
- Средний расход топлива на 100 км внезапно увеличился на 1-2 литра.
- Вырос уровень масла в двигателе в результате попадания солярки в картер.
Объяснение этим событиям одно – безуспешная регенерация (выжигание сажи штатными средствами). Цель прожига – повысить температуру в сажевом фильтре, чтобы сажа выгорела (преобразовалась в углекислый газ) и каналы матрицы снова стали свободными. Повышают эту самую температуру в основном за счет послевпрыска топлива, чтобы ДТ догорало в «сажевике». Если не соблюдать предписания производителя по поводу режима езды во время регенерирующего мероприятия, то успешного результата не получить. Попытки прожига будут часто повторяться, что в итоге приведет к упомянутым вещам – возрастанию расхода солярки и уровня масла.
От идеи пустить все на самотек рекомендуем отказаться. Когда сажевый фильтр почти забит, то машина ведет себя не лучшим образом, ведь аварийный режим – это сплошные ограничения по скорости и текущему расходу топлива. Если этот факт не останавливает, то итог «игнора» экстренного оповещения сработает в любом случае: при полностью забитом очистителе машина глохнет и не заводится, либо заводится и сразу останавливается.
Термическая обработка сажевого фильтра
Гофра воздушного фильтра Фильтр демонтируется и помещается в печь, где сохраняется температура порядка 600-700 градусов по Цельсию. Под действием высокой температуры происходит постепенное «выжигание» загрязнений. Вся процедура по времени занимает от 8 до 12 часов. Для термической обработки требуется такой набор средств:
- — тестер для определения уровня давления
- — печь
- — компрессор.
Явным преимуществом этого метода является максимальное удаление загрязнения. Среди недостатков можно выделить такие:
- — риск повреждения целостности корпуса из-за демонтажа и последующего монтажа
- — возможность повреждения корпуса из-за высокой температуры
- — риск термического повреждения металлических деталей.
Ультразвуковая очистка
Читайте Как выбрать сервис по ремонту
Фильтр демонтируется и опускается в ультразвуковую ванну, наполненную водой. В этой среде образуется множество микро пузырьков, внутри которых достигается высокое давление и высокая температура. Под их воздействием все загрязнения «отсоединяются» от поверхностей. Время на проведения процедуры – 12-24 часа. Требуемое оборудование: ультразвуковая ванна, компрессор, печь. Преимущество такого метода – это глубокая очистка всех мельчайших ячеек фильтра. Имеется и ряд недостатков:
- — низкая эффективность на особо загрязненных поверхностях, а также на фильтрах больших размеров
- — риск повреждения стенок из-за активного действия пузырьков под высоким давлением
- — большое количество потребляемой воды (периодически ее необходимо полностью заменять).
Химические добавки
В этом варианте в топливный бак добавляются химические соединения, которые «расплавляют» сажу во время работы двигателя. Очистка при помощи химии – это простой и относительно дешевый способ. На рынке автозапчастей можно подобрать добавки разных производителей с широким разбегом цен.
Очистители нового поколения
Химические добавки для очистки сажевых фильтров постепенно совершенствовались, что вылилось в целый ряд специальных очистителей — омывателей. Промывочные жидкости эффективно растворяют копоть, что впоследствии помогает выгорать загрязнениям естественным путем.
Последние два способа на сегодняшний день, пожалуй, максимально эффективны и доступны. Регулярное их применение облегчает обслуживание сажевых фильтров и помогает максимально долго держать их в чистом и функциональном состоянии.
Сажевик с каталитическим покрытием
Они разработаны Volkswagen. В них также применяется активный и пассивный режим. Катализатор дополнительно окисляет сажу в условиях высоких температур. При этом происходят сложные химические реакции. Оксиды азота окисляются кислородом в присутствии платины, образуется диоксид азота. Диоксид азота в результате реакции с углеродистой сажей образует оксид азота и угарный газ. Окисляясь, угарный газ и диоксид азота образуют диоксид азота и безопасный углекислый газ.
В результате такого сложного химического процесса сажа выводится из фильтра. Активная регенерация запускается на основании анализа показаний следующих датчиков блоком управления двигателя:
- ДМРВ;
- температуры до сажевика;
- температуры после сажевого фильтра;
- датчика разницы давлений.
На основании сравнения показаний и анализа с встроенным алгоритмом, блок управления одновременно выполняет следующие действия:
- отключает систему ЕГР, которая предназначена для уменьшения температуры воспламенения;
- осуществляет увеличение длительности впрыска топлива форсунками;
- уменьшает подачу воздуха.
Структурная схема такой системы показана на рисунке:
Где: 3 – ДМРВ, 4 – силовой агрегат; 9 – сажевый фильтр.
