Содержание

Все про сажевый фильтр | АвтобурУм

06.04.2018, Просмотров: 971

До сегодняшнего дня дизельные автомобили в Европе являлись самыми популярными. Как и в бензиновом, так и в дизельном двигателе, топливо сгорает не до конца. Так как к автомобилям предъявляют жесткие экологические требования, специалисты создали сажевый фильтр, что является одним из последних слов в технологии очистки выхлопных газов. Большинство владельцев автомобилей с дизельным мотором, не имеют представления о понятии «сажевый фильтр» и встречаются с этим термином в момент дорогостоящей замены этого элемента. Фильтр является уникальным средством для очистки угарных газов, который снижает количество выбросов СО2 почти на 100%.

Данный элемент выхлопной системы стоит за катализатором, реже – перед ним, либо в комбинированным виде, где катализатор и сажевый фильтр являются одним целым, что характерно для автомобилей концерна VAG.

Почему возникла необходимость в сажевом фильтре?

То, что дизельный мотор является самым «грязным» — факт. Наличие данного фильтра в совершенстве меняет положение. Что бы создать эффективный фильтр, нужно выяснить ряд причин появления огромного количества сажи. Сажа представляет собой несгоревшие частицы углеводорода, которые крайне негативно влияют на дыхательную систему человеческого организма и окружающую среду.

Причиной выброса сажи является недостаточное количество кислорода в цилиндре двигателя, либо богатая смесь. Зачастую, причиной бед может быть банально загрязненный воздушный фильтр, у которого теряется пропускная способность, а также недостаточное открытие клапанов из-за износа поверхности кулачков распределительного вала и неотрегулированный зазор в клапанах.

Что бы точно определить причину появления сажи, нужно провести комплексную диагностику впускной и выпускной системы. При наличии турбокомпрессора, нужно обратить внимание на давление во впускном тракте. Так же следует обратить внимание на состояние масла в двигателе, а так же на температуру системы охлаждения двигателя и систему картерных газов.

Об устройстве фильтра

Фильтр состоит из:

  • металлический корпус, внутри которого расположена матрица из керамики в виде многоуровневой сети;
  • температурный датчик;
  • кислородный датчик;
  • датчик давления.

Сетки внутри корпуса структурированы так, что бы мельчайшие частички сажи оседали на пористой поверхности, а размер ячеек матрицы составляет не более 1 мм.

Классификации сажевого фильтра

DPF – закрытый фильтр без возможности очистки. На внутренних стенках фильтра есть тонкий слой титана. Отработанный газ проходит через фильтр, оставляя на его стенках частицы сажи. Благодаря высокой температуре внутри корпуса фильтра, сажа окисляется до состояния неопасного и нейтрального вещества. О степени загрязнения информирует блок управления двигателем, где при его неисправности загорается контрольная лампа.

По опыту владельцев бытует мнение, что такой фильтр может восстановиться при температуре, близкой 400 градусам. Такой температуры можно добиться продолжительной ездой на высоких оборотах двигателя. Примечательно, что данный фильтр начал применяться в начале 2000 года, а в обязательном порядке деталью он стал устанавливаться на автомобили после 2011 года, что бы соответствовать нормам Euro 5.

FAP – фильтр с функцией очистки закрытого типа. Такое устройство имеет существенное преимущество перед предыдущим фильтром, так как FAP фильтр имеет функцию максимального удаления скопившейся сажи. Для того, что бы полностью очистить фильтр, существует специальная присадка на основе цария, называется EOLYS. Чистящая жидкость попадает в топливо автоматически по предварительной команде блока управления FAP-фильтра.

После применения жидкости, температура внутри фильтра достигает 700 градусов, что позволяет максимально очистить фильтрующий элемент. По достижению 1000 градусов окисляются сложные химические соединения. Жидкость работает по достижению 5 минут ее в топливо.

Восстановление фильтра

Восстановление или очистка фильтра называется регенерацией. Регенерация бывает двух видов:

  • активная;
  • пассивная.
Про активную очистку

Регенерация является обязательным процессом, позволяющим продлить срок эксплуатации сажевого фильтра. Неприемлемым условием для естественного очищения фильтра является низкая скорость движения, не позволяющая достигнуть необходимой температуры выхлопных газов. Для этого подается дополнительное количество топливно-воздушной смеси, клапан EGR отключает работу, а геометрия работы турбина меняет свой диапазон.

Дожиг дополнительно поданной смеси происходит непосредственно перед фильтром, так как газ сгоревшего топлива позволяет повысить температуру до 700 градусов, тем самым сажа выжигается. Во время этого процесса повышается расход топлива.

О пассивной очистке

Данный процесс происходит, когда двигатель работает на повышенных оборотах. Длительная езда под нагрузкой нагреет внутреннюю часть фильтра до 350 градусов, тем самым активизируется «продувка» катализатора.

Секреты ухода за сажевым фильтром

Для продления срока службы фильтра, поддержания нормальной работы двигателя и поддержания топливной экономичности и экологии, следует проводить очистку фильтра чаще, чем требуется по регламенту. Одной из причин внеплановой чистки является некачественное топливо на заправках СНГ. Чем чаще делать прожиг катализатора, а так же применять специальную жидкость, тем более вы продлите срок службы дорогостоящего фильтра. Категорически не рекомендую вырезать сажевый фильтр, так как это пагубно влияет на экологию и стабильность работы двигателя. На самом деле вы не сэкономите денежные средства, которые могли бы потратить на замену фильтра, скорее всего отсутствие такового элемента приведет к возможной неисправности систем двигателя.

Все про сажевый фильтр изображение 1

Зачем вырезают нейтрализаторы и сажевые фильтры? — журнал За рулем

Нейтрализаторы и сажевые фильтры вырезают без злого умысла навредить экологии. Полноценное восстановление этих систем не по карману многим владельцам подержанных автомобилей. «За рулем» не призывает прибегать к «ампутации», но узнать технические подробности и покопаться в железе будет интересно, а возможно, даже полезно.

Материалы по теме

Экофильтры со временем забиваются отложениями, которые не поддаются промывке, а покупка новых влетает в копеечку. Особенно больно это бьет по карману владельцев бюджетных машин. А еще нейтрализаторы могут скоропостижно умирать из-за оплавления наполнителя. Оно происходит по разным причинам, причем часто в этом нет вины хозяина автомобиля. В обоих случаях дальнейшая эксплуатация машины становится затруднительной: заметно страдает динамика, появляются электронные ошибки, а блок управления двигателем может перейти в аварийный режим с существенным ограничением мощности.

Для некоторых моделей нередки случаи, когда наполнитель нейтрализатора разваливается и керамическая пыль засасывается в цилиндры двигателя. Обычно дело заканчивается капитальным ремонтом или даже заменой мотора. И тогда своевременное удаление нейтрализатора — единственный способ избежать очень больших трат. Ведь далеко не всегда производители признают такие случаи гарантийными, перекладывая вину на автовладельца, якобы заправившего автомобиль некондиционным топливом.

На первый взгляд процедура удаления нейтрализаторов различных типов кажется незамысловатой, но на деле таит массу подводных камней. Помимо физического вырезания наполнителя экофильтра нужно грамотно обмануть программное обеспечение, чтобы двигатель не переходил в аварийные режимы и на панели приборов не горела гирлянда ошибок.

Иногда слесарные работы по вырезке нейтрализатора обходятся очень дорого. К примеру, если на автомобиле стоят два катколлектора, цена сразу удваивается. А бывает, для снятия узлов приходится приспускать подрамник или откручивать опоры мотора.

Иногда слесарные работы по вырезке нейтрализатора обходятся очень дорого. К примеру, если на автомобиле стоят два катколлектора, цена сразу удваивается. А бывает, для снятия узлов приходится приспускать подрамник или откручивать опоры мотора.

Нейтрализация

Материалы по теме

Физическое удаление нейтрализатора бензинового мотора не имеет особенных нюансов. Главное — сделать так, чтобы программа управления не жаловалась на некорректные показания второго кислородного датчика из-за отсутствия экофильтра. Самое простое решение — установка так называемой обманки под лямбда-зонд. Однако этот вариант срабатывает крайне редко, в большинстве случаев раздосадованным клиентам приходится отправляться на калибровку программы.

Процесс перепрошивки блока управления зависит от двух основных факторов — от конкретной модели машины и ее экологического класса. Производители уже давно озадачились программной защитой от чип-тюнинга. В первую очередь это касается экологической части вопроса. Чтобы вытащить из блока всю программу, полноценно ее откалибровать и записать обратно, требуется дорогостоящее оборудование. Вдобавок не все модули можно перепрошить, подключившись через диагностический разъем. Иногда блок приходится снимать с автомобиля, разбирать и подключаться непосредственно к контактам на плате, что требует особой квалификации и оборудования. Обычно это относится к моделям класса Евро‑5 и выше, а также к машинам с американского рынка, где экологические требования особенно суровы.

Сажевый фильтр

Немного подустал отвечать на одинаковые вопросы, несколько раз в день приходится объяснять клиентам: «Что такое сажевый фильтр?.. для чего он нужен?.. возможные последствия … а если так сделать …а если эдак … а если так и эдак?.. а если …». Вот и решил оформить свои ответы в виде написа

нного, потом распечатаю и буду показывать. Может быть, кому-то ещё пригодится. Итак, начнём:

Что же такое сажевый фильтр, и для чего он нужен?

Своим появлением, в начале 2000х годов он обязан новым экологическим требованиям борцов за чистоту окружающей среды.

Как видим из фото ниже, он представляет собой керамическую конструкцию, выполненную в виде тысяч мелких каналов расположенных в шахматном порядке, соединенных между собой и заканчивающихся заглушками. Частички сажи, содержащиеся в выхлопе дизельного двигателя, попадая в фильтр, задерживаются в этих каналах, тем самым на выходе из фильтра получаем отработанные газы (далее ОГ) без сажи.

 

Постепенно, во время работы двигателя каналы фильтра наполняются, тем самым понижая его пропускную способность и повышая сопротивление выходу из двигателя ОГ. Далее, для продолжительной работы фильтра без замены, производителями  был введен алгоритм  контроля его наполнения  частичками сажи  и режим его автоматической очистки, или как это еще называется в технической документации  «регенерация СФ».

Общая схема и на каких автомобилях применяется —  на рисунке ниже:

Как это работает: перед сажевым фильтром установлен датчик давления, или правильнее назвать «датчик противодавления ОГ», по величине сигнала которого блок управления дизельным  (ЭБУ)  двигателем оценивает степень наполнения (засоренности ) СФ

Так же на корпусе СФ устанавливается температурный сенсор (датчик температуры ОГ) по сигналу которого ЭБУ контролирует температуру ОГ и собственно самого СФ.

 

В тот момент, когда ЭБУ регистрирует высокое противодавление ОГ и, следовательно, высокую степень наполнения СФ, запускается режим регенерации (очистки СФ)   

Что из себя представляет режим регенерации :

Температура  СФ повышается до 600-700 градусов, и при столь высокой температуре скопившиеся частички сажи сгорают и в виде пепла выводятся из СФ потоком ОГ. Таким образом СФ опустошается, что и контролируется датчиком противодавления ОГ.

На рисунке ниже: «Типичная схема» (The typical soot trap and regeneration cycle of a DPF).

 

Как происходит повышение температуры ОГ :

В фазе выпуска ОГ из цилиндра двигателя впрыскивается дополнительная порция дизельного топлива , которая уже не принимает участия  в толкание поршня (часть этого топлива успевает просочится мимо поршневых колец  в поддон двигателя, но об этом позже ), а идет на разогрев СФ , именно так  достигается высокая температура ОГ.

Данный процесс регенерации происходит практически незаметно для водителя, полностью в автоматическом режиме, но для запуска самого процесса необходимо условие: обороты двигателя значительно выше холостого хода  и нагрузка на двигатель  для большого объема ОГ, достаточного для качественной продувки СФ от пепла.

Живущие в мегаполисах владельцы авто с сажевым фильтром, с постоянными дорожными заторами, довольно таки редко могут предоставить своему авто такое условие, вследствие чего регенерация может запускаться значительно реже, чем это необходимо; так же следует учесть, что не в коем случае не стоит прерывать процесс  регенерации глуша двигатель .

В идеале необходимо продолжать движение  с постоянной нагрузкой на двигатель, или в крайнем случае оставить двигатель работать на холостом ходу (обороты холостого хода при этом могут быть несколько выше чем обычно). Не очень удобно, особенно если Вы приехали на работу  и уже поджимает время, а машинка вас не хочет отпускать …

Прерванные регенерации приводят к ускоренному переполнению СФ, когда он уже забивается настолько, что процесс регенерации не в состояние полностью очистить СФ.

В этом случае регенерации уже будут запускаться намного чаще,  проходить более заметно и с большим выбросом густого серого дыма (хочу напомнить , что при каждой регенерации в моторное масло попадает небольшое количество дизельного топлива , некоторые владельцы автомобилей с СФ с удивлением замечали повышение уровня масла в двигателе , зачастую не понимая как это происходит и от чего).

Теперь хочу рассказать о последствиях сильно забитого СФ

1 — самое заметное, это снижение мощности двигателя, повышение расхода топлива

2 — редко, но все же встречается «склонность двигателя к перегреву в жаркую погоду», что, собственно, для дизельного двигателя не свойственно, но имеет место быть из за понижения КПД двигателя

3 — ну и самое неприятное, и в тоже время, практически, на первый взгляд незаметное – это понижение ресурса двигателя, ведь масло, сильно разбавленное дизельным топливом теряет свои свойства, что ведет к ускоренному износу двигателя

Не случайно производители авто рекомендуют к использованию моторные масла, имеющие допуск к работе в моторах оборудованных СФ

Какие же пути решения данной проблемы ?

Их два :

Вариант 1 : каждый раз, при прохождение очередного технического обслуживания автомобиля заказывать проведение контроля состояния СФ, и при его значительном заполнение проводить на СТО принудительную регенерацию СФ, которая будет запущена с диагностического оборудования (к сожалению не каждое СТО может предоставить такую услугу ). В случае , если и после проведения принудительной регенерации заполнение СФ окажется высоким, то данный СФ необходимо заменить на новый, оригинальный (что очень не бюджетно).

Вариант 2 : произвести полное физическое удаление СФ и его компонентов из выхлопной системы автомобиля и произвести его программное отключение в ЭБУ двигателя (в просторечие чип тюнинг).

Многие задаются вопросом, что же произойдет, если СФ убрать из выхлопной системы  и ничего не менять в программе ЭБУ? Как  уже говорилось в начале, состояние наполнения контролируется ЭБУ по сигналу датчика противодавления, и если в течение продолжительного времени ЭБУ не зафиксирует плавного повышения наполнения СФ, то посчитает, что сам датчик противодавления неисправен, выставит по этому датчику ошибку  и перейдет на аварийный режим работы двигателя  с ограничением мощности двигателя и его максимальных оборотов, что собственно отразится на динамике авто и комфортности управления.

Кому эта тема интересна, предлагаю ознакомиться с другими интересными мнениями, например: http://www.dieselnet.com/tech/dpf_sys.php на английском языке.

Или здесь:  «Diesel Particulate Filter Testing without an engine» http://www.cambustion.com/products/dpg

 

 

Ниточкин А.В.
© Легион-Автодата


Ниточкин Алексей Викторович
г. Электросталь (Московская обл.), пр-т Мира, д.27-а

автотехцентр «Good Hands»

Тел.: +7 (916) 279-31-14

Сайт: http://el-chip.ru/.

Союз автомобильных диагностов


Как работает сажевый фильтр

Что из себя представляет сажевый фильтр?

Как работает сажевый фильтр 

В Европе водители предпочитают машины с дизельными двигателями, за их экономичность. И это ни чуть не удивительно при достаточно большой стоимости топлива на всей территории Евросоюза. И к тому же, их гибридным аналогам машин а также и электрическим автомобилям, впереди предстоит еще долгий путь по их развитию для того, чтобы у покупателей появился экономический смысл в их приобретении. Это связано с тем, что гибридные и электрические автотранспортные средства стоят по сравнению со своими традиционными версиями очень дорого, что не позволяет окупить данную переплату средств при покупке вышеуказанных авто. 

 

В странах, где стоимость топлива очень высокая, люди (автомобилисты) руководствуются в первую очередь расходом топлива машиной. Именно по этой причине в Европе автолюбители предпочитают покупать для себя именно дизельные версии автомобилей. Кроме того, за последние годы потребители не довольны тем, что автопроизводители стали существенно занижать реальный расход бензина (топлива) на машине, который кардинальным образом отличается от заявленного производителем в спецификации. 

Как работает сажевый фильтр 

Из-за повальной популярности дизельных двигателей практически все автопроизводители, присутствующие на рынке в Европе, выпускают дизельные модификации популярных моделей автомобилей. Так например,  на авторынке недавно появились дизельные модели автомобилей марок Mercedes-Benz CLA и BMW X3, которые потребляют уже намного меньше топлива, чем ранее их традиционные аналоги.

 

Существует и другая причина, которая объясняет причину популярности и любви Европейцев к так понравившимся им дизельным двигателям. Она довольна проста и заключается в следующем: дизельные двигатели в основном на определенных оборотах двигателя, менее мощные, если их сравненивать с бензиновыми моторами, но они имеют больший крутящий момент при низких оборотах, что дает преимущество водителю использования автомобиля в условиях плотного городского потока. 

Если вы хотите максимально быстро разогнаться до 50 км/час с места или вам нужно буксировать автомобиль из пункта А в пункт В, то автомобиль с турбо-дизельной установкой справится с этим лучше всего.

 

Правда помимо описанных нами преимуществ дизельного двигателя, у него есть естественно и минусы. Дело вот в чем, дизельное топливо само по себе считается и так оно есть, очень грязным продуктом переработки нефти (почти, как мазут). Именно по этой причине обслуживание дизельных моторов обычно обходится значительно дороже, чем бензиновых агрегатов (двигателей). Одним из самых важных компонентов в выхлопной системе является так называемый сажевый фильтр (сокращенно DPF) Стоимость его замены довольно дорогое удовольствие (от 1000 Евро в зависимости от модели и марки машины). Именно о нем (о фильтре) мы сегодня в своей статье и расскажем. Но прежде чем перейти к этой теме давайте вместе окунемся в историю. 

Как работает сажевый фильтр 

Сажевые фильтры появились в начале 80-х годов, они устанавливались на мощные внедорожники. Далее эти фильтры стали уже появляться и на грузовых дизельных автомобилях. Начиная с 1987 года в США и в Европе установка сажевого фильтра стала обязательной, все в соответствии с экологическими нормами принятыми в то время.

По прошедшию времени оснащение сажевым фильтром легковых дизельных автомобилей также стало обязательным. В наше время и в наши дни это уже стало мировым стандартом основных экологических норм.

 

Сажевый фильтр прежде всего предназначается, для снижения уровня загрязняющих веществ в выхлопе автомобиля. Именно поэтому на автомобилях, где не стоит этот сажевый фильтр, из-за твердых частиц продуктов сгорания дизельного топлива из выхлопной трубы машины выходит в атмосферу (валит клубами) черный и неприятный дым. 

 

Современные сажевые фильтры умело справляются с очисткой выхлопных газов при работе дизельного двигателя. Именно теперь, особенно в последние годы, новые дизельные автомашины не дымят и не выпускают черный дым в нашу атмосферу. 

Обратите свое внимание на рисунок, расположенный в начале статьи, где изображен сажевый фильтр установленный на автомобиле Audi A8 3.0 TDI.

 

Благодаря инновационной технологии данный фильтр помогает очищать выхлоп из двигателя, он в итоге ни чем не отличается от того выхлопа, который происходит от бензинового мотора (по содержанию тех твердых и вредных частиц).

 

Несмотря на свой внешний вид, данный сажевый фильтр выполняет очень важную задачу

Как работает сажевый фильтр 

Этот элемент в автомобиле играет очень важное значение. К нашему сожалению, не смотря на его приличную стоимость, это всего-навсего обычный «расходник», который периодически приходится (надо) менять. Традиционно принято, если ваш автомобиль находится на гарантии, то при необходимости вам обязательно предложат поменять сажевый фильтр.

 

Сроки службы сажевого фильтра могут варьироваться, в зависимости от условий эксплуатации автомобиля, от его пробега и т.п. условий. К примеру, если владелец автомобиля делает довольно частые но короткие поездки, то сажевый фильтр может выйти из строя на много быстрее, чем это ожидается. И к тому же, если автотранспортное средство частенько используется (эксплуатируется) на низких скоростях например, в городе, то система очистки выхлопных газов не сможет эффективно регенерировать удаление накопившейся сажи, которую собирала в себе система фильтрации.

Как работает сажевый фильтр 

Как правило, сам железный корпус DPF скрывает в себе сложную систему смеси твердых компонентов. Большая часть внутренностей сажевого фильтра представляет собой углеродные микросферы через которые и проходит выхлоп газов, они и оставляют в себе образующуюся сажу. Благодаря такой химической реакции от различных металлов, в которую вступают вредные твердые частицы, все продукты горения дизельного топлива обезвреживаются на 80%. 

 

В последние годы многие автомобили стали оснащаться еще и системой рециркуляция выхлопных газов, которая влияет на потребление дизельного топлива, что естественно приводит к уменьшению в глобальном масштабе вредных выбросов в атмосферу в связи с уменьшением потребности в топливе.

 

С учетом того, что с 2016 года на территории Европы вводятся новые экологические требования (Евро-6) внимание к дизельным двигателям будет только возрастать. Скорее всего в ближайшие время многие автопроизводители представят публике свои новые технологии по очистке отработанных газов.

 

Стоит отметить, что недавно в Париже и в Лондоне приняли решение о запрете использования дизельных автомашин в самом городе, которое начнет действовать начиная с 2020 года. Но не смотря на такое решение нам кажется, что будущее у дизельных силовых агрегатов все-же есть. Ведь сам по себе этот двигатель надежен и эффективен, если его сравнивать с бензиновыми моторами. И не верьте никому, что в скором времени все дизельные моторы уйдут в прошлое (исчезнут).

Современный прогресс продолжает двигаться бешеными темпами и поэтому, развитие самой автопромышленности будет тоже развиваться очень быстрыми темпами, а это позволит автомобильным компаниям изобретать современные новейшие турбо-дизели и новые инновационные системы очистки.




Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *