Что такое dpf volkswagen

Сажевый фильтр дизельного двигателя: что это, что делать, когда он забит и прочие вопросы

Экскурс в теорию: что такое сажевый фильтр

Как выглядит

По конструкции – это керамическая матрица, состоящая из большого количества глухих перфорированных каналов. Находится эта дорогостоящая компоновка в банке круглого или овального сечения внушительных размеров.

По ходу движения отработанных газов частички сажи остаются в этих самых каналах, поскольку они не проходят через мелкую перфорацию. Логично предположить, что такой отстойник быстро забьется, если не удалять скопившуюся сажу. Отметим сразу, что ее удаляют, а точнее выжигают, и для этого даже разработан специальный режим работы двигателя.

Где стоит

Находится сажевый фильтр в выпускном тракте, недалеко от выпускного коллектора. Если есть катализатор, то «сажевик» стоит сразу за ним. Иногда их объединяют в один корпус для того, чтобы отсеянная сажа находилась как можно ближе к двигателю. Такая компоновка делает возможным нагрев внутренностей противосажевого фильтрующего элемента до высоких температур – условие №1 для обеспечения выжигания сажи.

Как узнать, удален ли…

Обычно этим вопросом задаются владельцы б/у автомобилей. Узнать, есть ли сажевый фильтр на автомобиле, можно на диагностическом оборудовании. Когда он удален, модель контроля и анализа заполнения фильтрующего элемента сажей отключена. Поскольку заводскую банку обычно оставляют на месте, а ампутируют только матрицу, след вмешательства отчетливо виден – это замкнутый сварной шов в неположенном месте.

DPF, FAP – что это

Если расшифровать эти аббревиатуры, то получим перевод словосочетания «сажевый фильтр» в английской транскрипции (Diesel Particulate Filter) и в французской (Filtre a Particules). На деле разница между ними состоит в процессе организации регенерации (режима выжигания сажи), о чем мы поговорим в соответствующем разделе.

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.

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:

1. 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.
2. 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».

Важно! Постарайтесь не глушить машину, когда электроника запустила прожиг. Серия неудачных регенераций – это разжиженное топливом масло, высокий расход солярки и еще больший уровень сажи в фильтре. Что нужно делать, так это выехать поскорее на шоссе и держать 2 000 об/мин и 50-70 км/ч.

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.

Как понять, что фильтрующий элемент необходимо менять

Сажу, как мы уже разобрались, можно выжечь. Но в фильтре скапливается не только сажа. Есть такой компонент, как зола, которая накапливается с момента первого пуска двигателя и никуда не девается. Образуется она из масла и металлизированных присадок, содержащихся в низкосортном топливе. Именно поэтому в дизельные двигатели с сажевым фильтром рекомендуется лить моторное масло с пониженной зольностью.

О приближении замены обычно говорит внушительный пробег (порядка 200 000 км) и частые попытки активной регенерации. Если в норме она совершается каждые 500-1 000 км, то сокращение интервала до 150-300 км считается аномальным.

Внимание! Только по частому активному прожиганию приговаривать очиститель нельзя! Это может случиться еще по причине низкого качества топлива, залитого на последней заправке, или подтекающей форсунки.

Вопросы и ответы

Чем опасна прерванная самоочистка

В единичном варианте – ничем. Если процесс принимает закономерный оборот, то вскоре придется менять масло и принудительно делать активную регенерацию. Ежели вовсе впасть в крайность, то однажды двигатель заглохнет и не заведется.

Сколько нужно проехать, чтобы прожечь сажевый фильтр

Обычно достаточно 50-70 км. Иногда даже меньше. Лучший ориентир – не километры, а потухшая лампа, если речь идет о предаварийном режиме, или прекращение выделения белого густого дыма из выхлопной.

Прожиг или промывка: что делать в экстренной ситуации

Конечно же, ни одна химия и рядом не стоит со штатными средствами выжигания сажи. Опытные водители вовсе считают, что это деньги на ветер.

Сколько грамм сажи допустимо для дизельного двигателя

Речь идет об электронном счетчике, который считает теоретическую массу твердых частиц внутри фильтра. Единой нормы нет, у каждого автомобиля свой порог. Мы приведем в пример Audi Q7, где:

• 40 г. – необходима активная регенерация.
• 68 г. – предел, по достижении которого не запустится даже принудительный прожиг.
• 56 г. – значение, при котором оканчивается принудительное прожигание.

Сбрасывать показания имеет смысл только после промывки либо замены. Систему не обмануть лишь потому, что счетчик сажевых частиц – не единственное значение, которым она руководствуется, а забитый сажевый фильтр – это не только электронное ограничение, а и физическое (газам трудно выходить).

Частые прожиги после заправки на АЗС

Причина тому – одна: низкосортное топливо с высоким содержанием серы. Разбавьте остаток качественной соляркой и симптомы уйдут. Поскольку такое часто случается по дороге на отдых, заранее интересуйтесь, на какой заправке лучше дизельное топливо в том или ином регионе. В ссылочной статье мы рассматривали достойные варианты на популярном летнем направлении – трасса М4.

Что будет, если удалить очиститель из выхлопной системы

Дизель будет коптить, прибавится 20-30 л.с., а езда станет более динамичной. Ущерб наносится только экологии. Спешим предупредить, что удаление необходимо проводить грамотно – с перепрошивкой бортовой электроники.

Отчего сажевый фильтр быстро загрязняется

Этот узел в особенности не любит, когда двигатель работает в режиме перерасхода топлива. Под это определение попадают все городские поездки, прогрев на холостых оборотах и движение на низких оборотах.

Проводите чаще пассивный прожиг, заправляйтесь качественным топливом, лейте масло для дизельных двигателей с пониженной зольностью, и тогда «сажевик» не будет о себе напоминать достаточно долго.

FAQ Сажевый фильтр, DPF (Diesel Particulate Filter)

Admin

Создатель сайта

• 06.10.2018

Сажевый фильтр

Сажевый фильтр состоит из монолитного ячеистого носителя из пористого карбида кремния, на который напыляется покрытие из титаната алюминия. В керамическом носителе имеется большое количество узких параллельных каналов. Каждый из этих каналов открыт с одной стороны и закрыт с другой, причём открытые и закрытые, например со стороны впуска, каналы чередуются «в шахматном порядке». Таким образом, открытые со стороны впуска каналы играют роль впускных, открытые со стороны выпуска — выпускных, а стенки, отделяющие одни каналы от других, играют роль фильтров. Фильтрующие стенки пористые и покрыты несущим слоем металлического оксида, например оксида алюминия. На этот несущий слой нанесён тонкий активный слой катализаторов – благородных металлов платины и палладия.

Обучающее видео: Конструкция сажевого фильтра разработки Volkswagen

Принцип действия

Отработавшие газы, содержащие сажевые частицы, пропускаются через пористые фильтрующие стенки входных каналов. При этом газы проходят через поры, а частицы сажи задерживаются во входных каналах.

Регенерация

Для того чтобы сажевый фильтр не забивался частицами сажи и не терял своих качеств, его нужно регулярно регенерировать. В процессе регенерации накопившиеся в фильтре частицы сажи сжигаются (окисляются).

Регенерация сажевого фильтра может быть нескольких видов:
• пассивная регенерация;
• фаза нагрева;
• активная регенерация;
• регенерация в ходе специальной регенерационной поездки, выполняемой клиентом;
• регенерация в условиях сервиса.

Пассивная регенерация

При пассивной регенерации частицы сажи постоянно сжигаются без участия системы управления двигателя. Это происходит, прежде всего, в режимах высокой нагрузки на двигатель. Такая высокая нагрузка имеет место, например, при поездке по автомагистрали с постоянной высокой скоростью. Температура ОГ при этом достигает 350–500 °C. Сажевые частицы вступают при таких температурах в химическую реакцию с диоксидом азота и преобразуются в диоксид углерода (углекислый газ).

Фаза нагрева

Когда окислительный нейтрализатор и сажевый фильтр ещё холодные, система управления двигателя выполняет два или три (в зависимости от конкретных условий) дополнительных впрыска топлива сразу после основного впрыска. Это делается для того, чтобы как можно быстрее вывести окислительный нейтрализатор и сажевый фильтр на их рабочие температуры.
Топливо, попадающее в цилиндры после основного впрыска, повышает температуру сгорания. Это дополнительное тепло с потоком отработавших газов достигает нейтрализатора и сажевого фильтра и нагревает их.
Фаза нагрева завершается, как только нейтрализатор и сажевый фильтр нагреваются до рабочей температуры и сохраняют её в течение определённого промежутка времени.

Активная регенерация

В большинстве режимов работы двигателя температура ОГ слишком мала для пассивной регенерации. Поскольку частицы сажи при этом не выгорают, они накапливаются в фильтре. Когда степень заполнения фильтра сажей достигает определённого значения, система управления двигателя запускает процедуру активной регенерации. Частицы сажи сжигаются при температуре ОГ 550–650 °C, превращаясь в углекислый газ.

Проведение активной регенерации

Степень заполнения сажевого фильтра рассчитывается блоком управления двигателя на основе двух заранее запрограммированных моделей заполнения.
Одна модель базируется на анализе используемого стиля вождения с учётом сигналов датчиков температуры ОГ и лямбда-зонда.
Другая модель оценивает степень заполнения сажевого фильтра на основании его внутреннего аэродинамического сопротивления. В этой модели заполнение фильтра определяется по сигналам датчика давления ОГ 1 G450 и датчика температуры ОГ, а также значению массового расхода ОГ, рассчитанному блоком управления двигателя.

Меры, принимаемые блоком управления двигателя для повышения температуры ОГ во время
активной регенерации:
• Уменьшение доступа воздуха в цилиндры с помощью дроссельной заслонки.
• Чтобы повысить температуру сгорания, вскоре после более «позднего» основного впрыска производится один или два дополнительных впрыска.
• Один дополнительный впрыск с достаточно большой задержкой после основного. В этом случае дополнительное топливо в цилиндре не сгорает, а испаряется в камере сгорания.
• Несгоревшие углеводороды в парах топлива окисляются (сгорают) в нейтрализаторе. Выделяющееся при этом тепло с потоком газов достигает сажевого фильтра и увеличивает температуру ОГ на его входе примерно до 620 °C.
• Для расчёта количества топлива для такого «позднего» впрыска блок управления двигателя использует сигнал датчика температуры ОГ 3 G495, расположенного перед сажевым фильтром.
• Чтобы не допустить заметного для водителя изменения крутящего момента во время регенерации, соответствующим образом корректируется давление наддува.

Регенерация в ходе специальной регенерационной поездки, выполняемой клиентом

При использовании автомобиля исключительно для поездок на короткие расстояния в выпускном тракте не успевают создаваться температуры, достаточно высокие для регенерации сажевого фильтра, в том числе и активной. Когда заполнение сажевого фильтра достигает предельной величины, в комбинации приборов включается контрольная лампа сажевого фильтра. Эта лампа сообщает водителю, что необходимо выполнить регенерационную поездку.

В ходе такой поездки нужно ехать небольшое время как можно более равномерно и без выключения двигателя. За счёт этого будет создана достаточно высокая температура ОГ, условия для успешного выполнения регенерации будут какое-то время оставаться постоянными.

Регенерация в условиях сервиса

Если регенерационная поездка не достигла своей цели и наполнение сажевого фильтра составляет 40 граммов, помимо контрольной лампы сажевого фильтра, загорается контрольная лампа системы предварительного накаливания. На дисплее комбинации приборов появляется сообщение «Неисправность двигателя. Следуйте на сервисную станцию».

Так водитель извещается о необходимости обратиться на ближайшую сервисную станцию. В данной ситуации, чтобы избежать повреждения сажевого фильтра, БУ двигателя блокирует режим активной регенерации. Сажевый фильтр в этом случае может быть регенерирован только в условиях сервисной станции с помощью тестера.

Сервисная регенерация сажевого фильтра сканером VAS:

Самостоятельно это можно сделать используя сканнер VAS 5054A с Алиэкспресс. Подробнее:
VAS 5054A – выбор, покупка, работа с тестером:
https://vwts.ru/forum/index.php?showtopic=78011

Регенерация по пробегу

«Регенерация по пробегу» — регенерация сажевого фильтра по достижении определённого пробега.
Блок управления двигателя автоматически запускает активную регенерацию независимо от степени заполнения сажевого фильтра, если последние 750 км регенерация не проводилась (или если проведённая регенерация не была успешной).
«Регенерация по пробегу» является дополнительной страховкой от переполнения сажевого фильтра.

При работе двигателя всегда выгорает небольшое количество масла. Часть сгоревшего масла в виде золы оседает в сажевом фильтре. Эта масляная зола не может быть устранена при активной регенерации фильтра. Для того чтобы гарантировать работоспособность сажевого фильтра, при проведении инспекционного контроля необходимо проверять массу накопившейся золы с помощью тестера. Если эта масса превысит предельное значение, сажевый фильтр необходимо заменить.

Сжигание сажи в сажевом фильтре на простом примере:

Сажевый фильтр

В последние десятилетия забота об экологии и чистоте автомобильного выхлопа стала крайне актуальной. Поэтому использование такого элемента в автомобиле как сажевый фильтр стало реальной необходимостью. Для дизельных автомобилей действуют одни из наиболее жестких норм, которые отражаются в содержании частиц сажи в выхлопе. Яркий пример — пуск старого дизельного грузовика или трактора в холодную погоду, который обычно сопровождается эффектным выбросом черного облака из выхлопной трубы. Он как раз и является сажей на основе углерода, который остался при неполном сгорании топлива. Помимо этого выброс является ближайшим родственником активированного угля из аптеки.

Тогда почему сажа представляет опасность, если такое вещество можно принимать внутрь в качестве лекарственного препарата? На обоих веществах (активированном угле и саже) происходит оседание и дальнейшее преобразование вредных и токсичных для организма человека крупных и тяжелых частиц. Они попадают в легкие человека и постепенно начинают отравлять организм.

У современных автомобилей, отвечающих нормам Евро 5 и выше, такая ситуация невозможна. Так как на страже чистого выхлопа стоит специальный сажевый фильтр (DPF). Представляет собой специальное устройство в выхлопной системе, которое препятствует попаданию твердых частиц в атмосферу. История появления устройства фильтрации:

• В Европе первые сажевые фильтры появились в 2000 году.
• С 1 января 2016 года все новые автомобили, продающиеся на территории России, оснащены этим устройством, так как именно с этой даты запрещен выпуск и ввоз автомобилей не соответствующих нормам Евро 5.

Как работает сажевый фильтр

Сажевый фильтр представляет собой специальную керамическую матрицу, пронизанную множеством параллельно расположенных каналов малого сечения, закрытых в шахматном порядке с одной или другой стороны.

Поэтому отработанные газы вынуждены проходить через пористые керамические стенки. В то время как они проходят через поры, происходит одновременное удерживание твердых частиц. Так выглядит забитый сажевый фильтр.

То есть с течением времени устройство забивается. Но в отличие от других фильтров в автомобиле замена этого элемента при плановых ТО не предусмотрена. Несмотря на это, очистку сажевого фильтра необходимо производить регулярно. Рассмотрим причины такого подхода.

Сажевый фильтр умеет самоочищаться или на языке сервисников «регенерироваться» (в литературе используется термин «регенерация» или «прожиг»). В процессе регенерации происходит два процесса:

• Накопленные в фильтре частицы окисляются до газов (проще говоря, сжигаются). Чтобы это происходило при умеренных температурах и с максимальной эффективностью, на поверхность ячеек нанесен катализатор. Он состоит из мельчайших частиц платины. Именно этот фактор влияет на высокую стоимость сажевого фильтра, в связи с чем автолюбители не хотят его превращать в расходный материал.
• Вторая составляющая прожига сажевого фильтра — повышенная температура выхлопных газов. По источнику этого показателя регенерацию делят на несколько видов: пассивную, активную и сервисную:
  • При пассивной регенерации сажевого фильтра блок управления никак не вмешивается в работу двигателя. При длительном движении по автомагистралям с высокой средней скоростью выхлопные газы достигают нужных температур, без каких-либо дополнительных действий и сажа сгорает естественным образом.
  • Если условия для пассивной регенерации сажевого фильтра при эксплуатации автомобиля не возникает в течение длительного времени, блок управления переходит к «плану Б» — активной регенерации. При этом за счет изменения режима впрыскивания топлива температура выхлопных газов существенно повышается до необходимого уровня на время около 10 минут. В большинстве случаев этого достаточно для выжигания скопившейся сажи. Но нужно учитывать, что при этом корпус сажевого фильтра может нагреваться до высоких температур. Поэтому без обеспечения должного охлаждения может произойти перегрев покрытия днища автомобиля, а в худшем случае — его возгорание. Поэтому такой вид регенерации также недоступен при скоростях ниже 20-30 км/ч.

Причины проблем с сажевым фильтром DPF

А если автомобиль эксплуатируется в условиях мегаполиса с «вечными» пробками в дороге до работы и обратно? Или присутствует потребность регулярных выездов за город. Такие режимы связаны с блокировкой возможностей прожига сажевого фильтра. Поэтому рано или поздно для восстановления работоспособности придется обращаться в сервис. Перечислим основные проблемы устройства при эксплуатации:

• Дополнительные проблемы сажевому фильтру создают и владельцы авто, которые оборудованы сигнализациями с «автозапуском». При длительных зимних прогревах двигателя создаются все условия для образования огромного количества сажи. В начале статьи был приведен пример из этой серии с запуском старых дизелей. Принципы работы у современного движка на дизеле не изменились, но большое черное облако теперь «прячется» в сажевый фильтр. Загрязненные форсунки также вносят свою лепту в этот процесс, и в этом случае вся «чернота» прячется в фильтре.
• Вторая проблема — эксплуатация на топливе с высоким содержанием серы. В этом случае устройства забиваются частицами, для окисления которых нужны очень высокие температуры, зачастую недостижимые в обычных условиях и небезопасные с точки зрения риска возгорания. Эти отложения обычно более светлого цвета.
• Аналогичную проблему вызывает и применение неподходящих смазочных материалов. Несмотря на то, что у исправного двигателя в камеру сгорания попадает минимальное количество масла, по данным разных производителей это чревато сокращением ресурса сажевого фильтра вплоть до 30-50%.

Загорелась лампочка системы сажевого фильтра

Как понять, что забит сажевый фильтр на дизеле? Первым признаком будет резкое падение мощности двигателя, невозможность его работы на высоких оборотах. То есть в один «прекрасный день» на приборной панели дизельного автомобиля загорается контрольная лампа забитого сажевого фильтра. Часто это событие вызывает приступ паники, активный поиск в интернете цен на замену или операцию по удалению. Второй приступ обычно наступает после осознания размера денежных затрат. Но лучше спокойно разобраться с тем, что означает сообщение от блока управления двигателем.

В большинстве случаев, если лампа загорелась в одиночестве — это означает засорение фильтра от 50 до 70% и необходимость в ближайшее время обеспечить автомобилю возможность «прожечь» сажевый фильтр. Для этого выполните отложенный «на потом» выезд за город, и автомобиль скажет Вам «спасибо», погасив страшную лампу или убрав сообщение.

Важно отметить, что затягивать с поездкой не стоит, так как при превышении степени засорения до 70% к уже горящей лампе добавится указание «check engine». В этом случае придется ехать в сервис и проводить одну из двух процедур: специальную сервисную регенерацию или очистку сажевого фильтра.

Очистка сажевого фильтра самостоятельно

Физически выполнить очистку сажевого фильтра без сервисного оборудования невозможно, но, несмотря на это, можно химически облегчить его естественную регенерацию.

В ассортименте компании LIQUI MOLY есть специальная присадка для уменьшения сажеобразования и облегчения прожига устройства Diesel Partikelfilter Schutz. Данный продукт создан специально для автомобилей, которые эксплуатируются в неблагоприятных условиях для самоочистки (прежде всего, городских условиях). С одной стороны этот инновационный продукт увеличивает полноту сгорания дизельного топлива и уменьшает образование сажи. С другой содержащиеся в нем компоненты облегчают окисление уже накопленных в сажевом фильтре частиц, за счет чего производят очистку сажевого фильтра в условиях обычной эксплуатации. Помните, профилактика проще и дешевле, чем лечение.

Если ситуация не была запущенной в плане забивки фильтрующей системы, то поможет своевременный визит в сервис. Там произведут очистку сажевого фильтра при помощи промывки специальным сервисным составом. Процедура полностью восстанавливает работоспособность сажевого фильтра.

Из всего вышесказанного следует, что проблем с сажевым фильтром и необходимостью его полной замены или частной очистки будет значительно меньше при правильном подходе к условиям эксплуатации дизельного автомобиля.

Сажевый фильтр: для чего он нужен на авто?

• Что такое сажевый фильтр на авто?
• Сажевый фильтр: принцип работы и устройство
• Где находится сажевый фильтр?
• Виды сажевых фильтров
• Сажевик с каталитическим покрытием
• Автоматический сажевик
• Регенерация
• Удаление сажевого фильтра: последствия

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 температур.

Регенерация

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.

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.

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.

Дизельный сажевый фильтр DPF — проблема большинства современных дизелей

Дизельный сажевый фильтр DPF считается одним из самых проблемных элементов современных дизельных автомобилей. Да и этого очень дорого. Как построен фильтр DPF? Как необходимо использовать автомобиль с фильтром DPF, чтобы избежать поломок? Как уберечь фильтр DPF от засорения?

Первые дизельные сажевые фильтры появились в автомобилях с дизельными двигателями уже в восьмидесятых годах. Они позволили устранить типичный черный дым из выхлопных труб. Затем DPF начали использовались в Mercedes с трехлитровыми двигателями.

Ни один современный дизельный двигатель не был способен тщательно смешивать и полностью сжигать топливо во время работы. И именно они — остатки топлива и воздуха, которые вызывают образование сажи, то есть твердых частиц. Частицы сажи состоят из углерода, углеводородов, сульфатов, оксидов серы, а также металла и воды.

В 2006 году в ЕС вступил в силу стандарт выбросов Евро-4 . Это резко снизило вероятность выбросов твердых частиц из дизельных автомобилей — с 0,05 г / км (Евро 3) до 0,009 г / км. И тогда производители автомобилей вернулись к уже известному решению — сажевым фильтрам. Фильтр стал обязательным элементом дизельного оборудования.

Технические решения в отношении фиксированных фильтров удвоились. Большинство автомобильных компаний начали использовать стандартные фильтры DPF. Французские автопроизводители (Renault, Peugeot, Citroen) представили фильтры FAP, так называемые мокрые фильтра.

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.

Сажевый фильтр — требует обслуживания?

Сажевый фильтр должен был быть элементом, не требующим технического обслуживания. Выхлопные газы из двигателя должны попасть в каналы, а твердые частицы должны быть задержаны на стенках между каналами. Твердые частицы должны сжигаться во время обычной работы автомобиля, когда температура выхлопных газов может достигать 400-600 градусов .

Если фильтр начинал засоряться, проблема заключалась в том, чтобы решить её активной регенерации, то есть впрыска масла и выгорания сажи. На практике, это не так хорошо работает.

Для этого дизельному сажевому фильтру необходим полностью исправный двигатель, для правильной работы. При всасывании из картера в камеру сгорания, происходит попадание моторного масла через негерметичные уплотнения клапанов или уплотнения форсунок — все это приводит к быстрому выходу из строя фильтра DPF.

Некоторые производители хотели устранить проблему засорения фильтра DPF, что еще больше усложнило его конструкцию. Примером могут служить дизельные двигатели D-CAT, разработанные Toyota, оснащенные сложным фильтром DPF, который также объединяет функции систем SCR (селективного каталитического восстановления), введенных много лет спустя. Производитель поместил в фильтр пятую форсунку Common Rail (такую же, как в двигателе автомобиля), в задачу которой входило непосредственное впрыскивание топлива в фильтр, чтобы сжечь в нем сажу. Это решение значительно продлило срок службы фильтра. Однако засорение не было полностью устранено, хотя фильтр D-CAT был намного дороже, впрочем двигатели с этим фильтром страдали и от других недугов.

Таким образом, сажевый фильтр DPF является необслуживаемым? С одной стороны да, потому что вам не нужно ничего добавлять для его работы (если только мы не будем использовать присадку в бак, направленную на снижение температуры самовоспламенения сажи). С другой стороны, фильтр требует, чтобы двигатель находился в состоянии полной исправности, использования специальных моторных масел, а также правильной работы автомобиля.

Фильтр DPF — эксплуатационные требования

Тот факт, что дизельный сажевый фильтр быстро засорится при непрерывной эксплуатации по городу, следует помнить всем, кто хочет купить дизельный автомобиль. Кстати, им также следует помнить, что многие крупные города планируют запретить въезд транспортных средств с дизельными двигателями в центры.

Автомобиль с дизельным двигателем предназначен для очень интенсивного использования на больших расстояниях, и только такой способ эксплуатации автомобиля сделает его покупку и эксплуатационные расходы (включая очень высокие затраты на ремонт комплектующих двигателя и системы выпуска) быть выгодными.

Какие условия должны быть выполнены, чтобы сажа из фильтра выгорела?

Выхлопные газы в выхлопной системе должны достигать нужной температуры — до 600 ° C. И это возможно только при динамической езде за городом (более 70 км / ч), продолжительностью не менее 15 минут.

Активная регенерация — фатальные последствия ее прерывания

Как упоминалось ранее, если сажа не может быть сожжена самопроизвольно, ЭБУ компьютера запускает дожигание (активная регенерация). Это может быть выполнено каждые 200/400 км. Для этого компьютер выполняет подачу дополнительной порции топлив в такте выпуска для увеличения температуры выхлопных газов. К сожалению, во многих автомобилях у водителя нет информации о сгорании фильтра (индикатор не горит). Следовательно, водитель может непреднамеренно прервать процесс очистки, остановив и выключив двигатель. Водителю также достаточно стоять в пробке.

Как распознать, что компьютер ECU запустил процедуру очистки DPF?

• Внезапно расход топлива значительно увеличивается.
• Обороты двигателя возрастают, хотя водитель не нажимает педаль газа.
• Увеличение шума двигателя.
• Компьютер может самостоятельно запустить задний стеклоочиститель, обогреватель заднего стекла или другое оборудование, чтобы увеличить нагрузку на двигатель.

Процедура длится несколько минут. Если водитель замечает, что процедура была запущена, он должен при возможности, поехать на скоростную автомагистраль и проехать на ней несколько минут. Если это невозможно — не выключайте двигатель до завершения процедуры.

Прерывание активной регенерации имеет фатальные последствия — это может повредить фильтр DPF или повысить уровень моторного масла. Это связано с тем, что несгоревшее топливо (от дополнительного впрыска) стекает по стенкам цилиндра в картер двигателя. Там он проникает в масло, смешивается с ним и разжижает его, вызывая потерю защитных свойств. Если уровень моторного масла поднялся в автомобиле с DPF, замените его вместе с фильтром как можно скорее, так как это может вызвать ускоренный износ и даже заклинивание двигателя.

Засорен фильтр DPF — симптомы

Каковы симптомы засоренного сажевого фильтра DPF?

• Индикатор фильтра DPF включен.
• Потеря мощности у машины — ухудшение ускорения.
• Перевод двигателя в аварийный режим и включение индикатора ошибки двигателя.

Какова долговечность фильтра DPF?

В лучших условиях фильтр DPF выдерживает до 200 — 250 тысяч. км. При неправильной работе — до нескольких десятков тысяч км.

Как увеличить срок службы фильтра DPF?

Основное, что должен помнить водитель, — это наиболее частая езда за городом с более высокой скоростью. После каждых 150 км езды по городу автомобиль должен проехать по маршруту, скоростной автомагистрали или шоссе, и это должно занять как минимум несколько минут.

Чем чаще машина выезжает за город, тем лучше.

Что следует помнить при использовании автомобиля с DPF?

• Избегать резкого ускорения с низких оборотов, это приводит к попаданию большого количества сажи в DPF.
• Использование определенных видов топлива от проверенных заправок с низким содержанием серы.
  Использовании моторных масел, предназначенных для использования в автомобилях с фильтрами DPF — так называемые Низкое содержание золы. Это моторные масла, которые содержат небольшое количество присадок, предотвращающих износ моторного масла. Именно эти добавки вызывают образование сажи при сгорании масляной основы.

Также следует помнить о влиянии сажевого фильтра DPF на долговечность двигателя и его комплектующих. Какие элементы отрицательно влияют на долговечность сажевого фильтра?

• Изношенные поршневые кольца — они вызывают попадание моторного масла в камеры сгорания. Сгорание моторного масла является причиной образования большого количества дыма и технического углерода.
• Изношенные форсунки Common Rail — неправильное распыление топлива в камерах сгорания. Слишком много топлива по отношению к количеству воздуха вызывает сильное задымление и большое количество сажи.
• Повреждение турбокомпрессора — это может быть причиной попадания моторного масла во впускную систему и далее в камеры сгорания. Горение моторного масла вызовет больше дыма и копоти.
• Забитый воздушный фильтр — препятствует потоку воздуха в турбокомпрессор и камеры сгорания, что приводит к тому, что у них слишком мало воздуха. Сжигание слишком богатой смеси вызывает большое количество дыма и сажи.
• Поврежденный (или загрязненный) расходомер воздуха — из-за неправильных показаний компьютер ЭБУ не сможет выбрать правильное количество топлива в соответствии с количеством воздуха. Это может привести к тому, что в камеры сгорания будет впрыскиваться слишком много топлива по отношению к количеству воздуха. И это, как мы уже знаем, является причиной образования большого количества черного дыма и сажи, что забивает фильтр DPF.
• Изношенные свечи накаливания — они не могут должным образом нагревать камеры сгорания, поэтому выброс сажи намного выше, чем стандартный в первые минуты езды.

Очистка сажевого фильтра DPF

В ответ на проблемы водителей с сажевыми фильтрами DPF на рынке появился целый ряд сервисных услуг, предлагаемых мастерскими. Они позволяют сохранить фильтр или восстановить его.

• Принудительная подача большого количества топлива — позволяет вести активный процесс подачи топлива в мастерской. Автомобиль подключается к диагностическому компьютеру, и двигатель переходит в определенный режим работы. Такая услуга стоит около 3000 рублей, а ее эффективность — средняя.
  Примечание — неправильная произведенная процедура может привести к возгоранию автомобиля.
• Химическая очистка DPF — намного эффективнее, чем предыдущий метод. В этом случае в сажевый фильтр DPF через датчик давления отработавших газов (перед фильтром) вводится специальный химический реагент для растворения сажи, осажденной в фильтре. Через определенное время выхлопная система должна быть промыта. В конце проводится процедура служебной очистки, как в первом пункте. Опция химической очистки эффективна и стоит от 10000 рублей и выше.

В этом случае после завершения очистки вам также необходимо заменить моторное масло с фильтром.

• Обжиг DPF в индукционной печи — этот метод используется для полностью забитых фильтров. Это также самый трудоемкий метод. Сажевый фильтр должен быть удален из выхлопной системы. Вам придется разрезать его металлический корпус. Керамический картридж поступает в индукционную печь, где его обжигают при очень высокой температуре (600 — 650 ° C), что вызывает сжигание сажи. После завершения процесса фильтр проверяется и при необходимости, отправляется в печь во второй раз. Наконец, фильтр устанавливается на машину в сваренном корпусе.
  Обжиг фильтра занимает много времени — от 3 до 9 часов.

Цены на такие услуги начинаются от 10000 рублей. Метод очень эффективен даже с сильно засоренными фильтрами.

• Замена фильтра на новый или восстановленный — если владелец автомобиля не решает восстанавливать фильтр или это не дает результатов, в таком случае фильтр заменяется на новый или восстановленный. Цена фильтра DPF зависит от модели автомобиля, но можно предположить, что хороший фильтр стоит около 25000 рублей. Более дешевую, но менее долговечную замену можно купить примерно за 1 6000 рублей.

Существует также последний метод, используемый многими русскими водителями. Это удаление фильтра DPF и использование электронного эмулятора его работы, который обманывает компьютер ЭБУ.

Вы также можете перепрошить программное обеспечение двигателя. Вам необходимо загрузить модифицированное или заводское программное обеспечение из версии автомобиля, в которой не было фильтра DPF (в случае более старых автомобилей).
Цены на такие услуги начинаются с 5000 рублей и предоставляются многими компаниями в России. Профессионально выполненная такая операция означает, что автомобиль полностью исправен и намного эффективнее.

Физическое удаление фильтра DPF (и установка на место стандартной выхлопной трубы) без вмешательства в программное обеспечение стоит несколько тысяч рублей и не решает ряд проблем — через некоторое время двигатель перейдет в аварийный режим. В то же время будут проводиться процедура очистки фильтра DPF, включающие добавление дополнительных количеств дизельного масла. Это, в свою очередь, приведет к повышению уровня масла в двигателе.

Сажевый фильтр DPF

Введите интересующий вас продукт
и оставьте заявку на расчет,
чтобы узнать цену и заключить договор

С 1 сентября 2009 года в Европейском союзе был введен в действие новый экостандарт выхлопа для легковых автомобилей – Евро-5. В России применение данного стандарта стало обязательным с 1 января 2016 года. С этого момента импортируемые или производимые на территории нашей страны автомобили должны соответствовать установленным ограничениям на содержание вредных примесей в продуктах отработки двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Для автомобилей с дизельным двигателем это означает обязательное наличие так называемых сажевых фильтров.

Сажевый фильтр (его еще называют фильтр твердых частиц, от англ. Diesel Particulate Filter, DPF) – это устройство, предназначенное для фильтрации продуктов горения дизельных ДВС от мелких частиц сажи. Качественные сажевые фильтры снижают выброс сажи в окружающую среду практически на 99,9%.

В зависимости от различных параметров (качество используемого топлива, режим работы ДВС и т.п.) частицы сажи могут иметь различный химический состав. Сажевые частицы представляют собой аморфный углерод с примесью частиц металлических окислов, воды, углеводородов, серы и других химических элементов. Размеры этих частиц варьируются от 10 до 1000 нанометров. Образование сажи происходит из-за неполного сгорания топлива, что может быть вызвано рядом причин (большое количество примесей в топливе, затрудняющих самовоспламенение, недостаток кислорода и т.п.). Образуясь в ходе горения топлива в цилиндрах ДВС, частицы сажи поступают в выпускную систему, где улавливаются сажевым фильтром.

• Конструктивно сажевые фильтры состоят из керамической матрицы, помещенной в герметичный металлический корпус.
• Матрица состоит из множества ячеек квадратной формы (имеются модификации с усовершенствованными восьмиугольными ячейками), которые представляют собой узкие каналы, поочередно закрытые с обеих сторон.
• Внутренняя поверхность каждого канала выполнена из пористого материала, который и представляет собой фильтрующий элемент. Расположение сажевого фильтра в выпускной системе зависит от его модели и конфигурации.

Чаще всего он расположен непосредственно после каталитического нейтрализатора, однако в некоторых модификациях эти два элемента объединены. В нейтрализаторах окислительного типа сажевый фильтр располагается после выпускного коллектора. Данное расположение неслучайно, т.к. именно здесь температура отработанных газов, поступающих из ДВС, имеет максимальное значение. Каналы ячеек матрицы в этом случае покрывают катализатором, который окисляет несгоревшие частицы топлива.

В процессе работы фильтра частицы сажи постепенно заполняют собой фильтрующий материал стенок каналов матрицы. Когда их концентрация достигает критического значения, они затрудняют продвижение отработанных газов по выпускной системе, что негативно сказывается на КПД двигателя (снижается мощность). Отдельную проблему представляют малые частицы сажи размерами порядка 0,1 мкм, т.к. они очень тяжело улавливаются сажевым фильтром. И хотя их доля в общем объеме выбрасываемой ДВС сажи составляет около 5%, данные частицы представляют наибольшую опасность для человека: частицы размером менее 5 микрон не отфильтровываются в верхних дыхательных путях, в результате чего сажа накапливается в легких. Поэтому помимо этапа фильтрации в работе сажевого фильтра выделяют этап регенерации. Регенерация позволяет избавлять фильтр от накопившейся сажи и повышать его фильтрующую способность.

Регенерация сажевого фильтра может быть выполнена в двух вариантах: активном и пассивном.

В современных сажевых фильтрах используются как пассивная, так и активная регенерации. Разработка новых экологических стандартов требует постоянной оптимизации и усовершенствования конструкции и принципов работы сажевых фильтров. На сегодняшний день наиболее распространенными являются сажевые фильтры с каталитическим покрытием и сажевые фильтры с системой ввода присадок в топливо.

Фильтры первого типа устанавливаются на автомобили, производимые концерном Volkswagen, а также некоторыми другими производителями.

В качестве катализатора в этих фильтрах используют платину и ее соединения. За счет работы катализатора находящаяся в фильтре сажа сгорает под воздействием температуры отработавших газов, после чего удаляется из фильтра. В процессе окисления частиц сажи оксиды азота NO за счет присутствия катализатора окисляются до диоксида NO2. Диоксид азота, взаимодействуя с сажей (основную часть которой составляет углерод), образует два соединения – оксиды азота и углерода (угарный газ). Затем образовавшиеся оксиды оксиляются кислородом и образуют соответствующие диоксиды. Температура протекания процесса обычно не превышает 500 градусов по Цельсию.

В случаях, когда отдельные компоненты системы управления (например, датчик измерения расхода воздуха (расходомер), датчики температуры на входе и выходе фильтра, датчики давления и т.п.) сигнализируют о падении пропускной способности фильтра, требуется проведение активной регенерации, во время которой температура внутри сажевого фильтра достигает 650 градусов по Цельсию. Когда датчики системы управления сигнализируют о снижении пропускной способности, блок управления увеличивает объем подаваемого топлива в цилиндры, одновременно ограничивая объем поступающего воздуха (кислорода). В таких условиях температура газов повышается до необходимых для активной регенерации значений.

Сажевые фильтры с системой ввода присадок в топливо функционируют по иным принципам. Этот тип сажевых фильтров был разработан концерном Peugeot-Citroen (PSA). В связи с тем, что активно внедряли в массовое производство данные фильтры именно французские производители, за такими фильтрами закрепилась не англоязычная аббревиатура DPF, а франкоязычная FAP (Filtre A Particules). Спустя некоторое время эти фильтры на своих автомобилях стали устанавливать Ford и Toyota.

В связи с отсутствием в фильтрующих ячейках фильтра катализатора для горения сажи, конструктивно такие фильтры устанавливаются отдельно от каталитического нейтрализатора. При этом в топливо добавляется специальная присадка (на основе церия и его соединений), которая снижает минимально необходимую температуру горения частиц сажи до 450-500 градусов по Цельсию. В ряде случаев подобные значения температуры во время пассивной регенерации недостижимы, поэтому в фильтре происходит постепенное накопление сажевых частиц. При достижении их критического значения необходимо применять активную регенерацию.

Вводимая в топливо для обеспечения горения сажи присадка располагается в отдельной емкости объемом до пяти литров. Этого количества присадки обычно хватает на 80-120 тысяч километров пробега автомобиля и характеризует срок службы сажевого фильтра. Количество оставшейся присадки постоянно мониторится с помощью поплавкового датчика. Количество добавляемой присадки контролируется электроникой и пропорционально объему топлива, поступившему в топливный бак во время заправки автомобиля.

Применение присадки в топливо для горения сажи обуславливает наличие в отработавших газах продуктов горения церия, которые также улавливаются фильтром, но в отличие от частиц сажи, они не сгорают даже при активной регенерации. Это ограничивает период работы сажевого фильтра. Современные сажевые фильтры с системой присадок в топливо поддерживают свою работоспособность на протяжении 120 000 км пробега, однако уже сегодня производители заявляют о появлении в скором времени фильтров, способных эффективно выполнять свои функции на протяжении 250 000 км пробега.

После того, как сажевый фильтр выработал свой ресурс, его необходимо заменить на новый. Однако из-за их высокой стоимости зачастую автолюбители не устанавливают в автомобиль новый сажевый фильтр, а перепрограммируют систему управления дизелем на работу без сажевого фильтра.