Dpf что это в автомобиле – Что такое DPF фильтр и как его чистить если он заполнен

Содержание

Для чего нужен сажевый DPF/FAP фильтр

В настоящее время в Европе действует стандарт «Евро-6», а в России – менее строгий «Евро-5», регламентирующие нормы выхлопа вредных веществ в атмосферу.

Обозначенные выше документы фиксируют ограничения на выбросы вредных веществ для всех типов легковых автомобилей, работающих на горючем топливе (дизель, бензин), поэтому мы в нашей статье остановимся подробнее на сажевых фильтрах DPF для автомобилей, использующих в качестве топлива – дизель (солярку).

Цикл поджига и горения дизельного топлива существенно отличается от горения бензина. Если высокооктановые смеси сгорают практически полностью, то дизель оставляет после себя след в виде сажи. Именно ее и должен убирать из выхлопов сажевый фильтр.

Сажевые фильтры могут иметь различные названия, которые меняются от страны к стране и от марки к марке.

  • Так, DPF — аббревиатура от англ. обозначения Diesel Particulate Filter,
  • FAP – аббревиатура, пришедшая из Франции — Filtre a Particules,
  • А RPF – от RubPartikelFilter, из Германии.

Дизельный сажевый фильтр имеет одно основное назначение – очищать отработанные газы дизельного двигателя внутреннего сгорания от сажи, которая поступает в виде мелких механических частиц размером от 10 нм до 1 мкм. При детальном разборе видно, что частицы эти представляют собой соединения углерода с водой, тяжелыми металлами, серой и другими элементами.

Физически фильтрующий элемент может выполняться в виде отдельного корпуса, устанавливаемого в системе отвода выхлопных газов сразу после каталитического нейтрализатора. В отдельных моделях автомобилей сажевый фильтр и катализатор объединены в один корпус.

В качестве фильтрующего элемента чаще всего выступает жесткий материал с кристаллической пористой структурой, например, матрица из керамики (карбид кремния или другие соединения).

Как понять, что фильтр DPF заполнен


Керамическая матрица, которая отвечает за очистку выхлопных газов от примесей сажи, накапливает ее в своих порах.

Это со временем ухудшает ее фильтрующие свойства, затрудняет выход выхлопных газов, что в свою очередь создает дополнительную нагрузку на двигатель, так как камера сгорания очищается не полностью от продуктов сгорания.

Выхлопная система с сажевым фильтром в современном авто

По этой причине требуется регулярная очистка DPF фильтра (FAP или RPF) – так называемая регенерация.

Контроль уровня загрязненности сажевого фильтра осуществляют специальные датчики.

  • Наиболее распространенный метод оценки загрязненности сажевого фильтра – анализ разницы давлений на входе и на выходе узла. Чем выше разница, тем выше степень загрязненности (газы испытывают затруднения при прохождении через решетку, что вызывает повышение давления на входе и понижение на выходе).
  • Еще один тип датчиков – кислородные, они контролируют уровень содержания кислорода в отработанной смеси, соответственно, применение двух датчиков на входе и выходе из сажевого фильтра позволяет оценить, уменьшилось или нет содержание других примесей, то есть, произошло или нет очищение.

На дисплее вашей приборной панели автомобиля будет показана соответствующая ошибка.

В большинстве современных автомобилей применяются саморегенерирующие фильтры. Им для запуска процесса самоочищения необходим определенный режим работы двигателя.

Когда машина перемещается преимущественно на короткие расстояния без регулярного прогрева сажевого фильтра, это может послужить причиной его необратимого заполнения механическими частицами сажи. В этом случае без посещения пункта технического обслуживания или даже салона официального дилера не обойтись, так как код ошибки может быть устранен только в официальном сервисном центре.

Отключение и регенерация


Различают два типа регенерации сажевых фильтров: 

  1. Пассивный.
  2. Активный.

Первый тип регенерации возможен только на фильтрах с каталитическим покрытием. Ввиду того, что для нормальных химических реакций по сжиганию сажи требуется температура свыше 600°C, для ускорения и облегчения реакции окисления (горения) применяются так называемые катализаторы (вещества, которые изменяют условия происхождения химических реакций без собственного расходования).

Так, использование платинового покрытия сажевого фильтра снижает температуру сжигания сажи до планки в 300°C. То есть сгорание сажи с использованием катализатора (каталитического покрытия) происходит при естественной работе двигателя, совершенно незаметно для пользователя. Запускать какую-либо процедуру очистки нет необходимости.

Активный тип регенерации предполагает изменение работы двигателя или введение особых присадок в топливо для того, чтобы повысить температуру выхлопных газов на входе в сажевом фильтре до 600°C. То есть такой тип регенерации требует участия или каких-либо активных действий владельца дизельного автомобиля (ручной запуск процедуры очистки или добавление присадок).

Встроенные датчики анализируют текущий уровень загрязненности фильтрующего элемента, и при необходимости сигнализируют пользователю о возникшей неисправности (индикация может происходить на приборной панели или через дисплей бортового компьютера, в зависимости от модели машины и ее оснащения).

Увидев сигнал о засорившемся сажевом фильтре, пользователь может запустить процедуру регенерации в ручном режиме.

Процедуры в различных моделях автомобилей и у разных производителей могут отличаться последовательностью действий, но суть сводится к тому, что за счет изменения тактов выпуска отработанных газов повышается их температура, что в свою очередь разогревает до нужного показателя керамическую решетку фильтра и сжигает сажу.

Если проведение процедуры регенерации в ручном режиме по какой-то причине не очищает фильтр (возможен простой износ оборудования, сильное засорение керамической матрицы, частая езда на короткие дистанции по городу, без полноценного прогрева системы отвода выхлопов, когда фильтр не может самостоятельно очиститься и т.п.), система может изменить статус ошибки. Теперь снять ее сможет только официальный сервисный центр.

Специалисты пункта технического обслуживания в свою очередь могут предложить провести профессиональную процедуру очистки фильтра (с помощью химических реагентов и т.п.) или полностью заменить агрегат на новый.

Ввиду высокой стоимости полной замены, некоторые СТО предлагают более дешевую процедуру удаления фильтра с установкой оборудования, обманывающего датчик загрязненности (ошибка может быть снята и программным способом). Это, естественно, увеличивает показатели выброса вредных веществ в атмосферу. Законность процедуры оставим на совести СТО и владельцев авто.

Стоит ли удалять сажевый фильтр


С одной стороны, удаление сажевого фильтра – разовая процедура, позволяющая экономить на периодической замене или прочистке узла, мощность двигателя при отсутствующем фильтре незначительно возрастает (так как нет сопротивления отводу выхлопным газам). С другой стороны – растут выбросы, а вероятность прохождения регулярного государственного технического осмотра сводится к нулю.

Ездить автомобиль сможет и с ошибкой на дисплее. Но стоит иметь ввиду, что засорившийся фильтр увеличивает сопротивление в выхлопной трубе.

Неправильное аппаратное удаление узла может вызвать ошибку, из-за которой двигатель откажется заводиться.

Стоит оставить сажевый фильтр или убрать его совсем – решать каждому владельцу самостоятельно. Однако, не стоит упускать из вида тот факт, что в случае отрицательного результата при прохождении техосмотра может потребоваться установка нового агрегата, а значит процедура удаления – это лишние неоправданные расходы, которые лишь отсрочили неизбежную процедуру замены.

filteru.ru

Очистка сажевого фильтра DPF в дизельном автомобиле

В какой-то момент эти проблемы проявляются как постепенное ухудшение характеристик и увеличение расхода топлива, эти симптомы чаще всего замечает сам водитель. Наконец, если пассивная регенерация выходит из строя, во многих случаях перед предупреждающим аварийным режимом появляется предупреждающий сигнал, начнется активная регенерация.

В том случае если неисправность вашего автомобиля застала вас в расплох, всегда можно обратиться за помощью специалистов. В том случае если автомобиль нельзя доставить в сервис своим ходом, всегда можно заказать эвакуатор на Ярославке, который в кратчайшие сроки прибудет на место, организует погрузку вашего автомобиля и доставит его в автосервис.

Часто этот цикл повторяется в течение нескольких недель, постепенно уменьшая возможности фильтра DPF. Как следствие, на практике применяются принудительная, статическая регенерация, полная замена фильтра DPF или даже обнаружения других повреждений, что было распространенным сценарием для многих автомобилистов.

Короткий пробег автомобиля, характеризующийся большим количеством остановок и повторным запуском, может означать реальную катастрофу для любого современного автомобиля, оснащенного фильтром DPF. Эта ситуация в основном относится к автобусам, на которые особенно влияет эта проблема.

Очистка сажевого фильтра дизельного двигателя

Они нередко способны достигать достаточно высокой температуры для сажи во время пассивной регенерации фильтра DPF. Даже если у водителя автобуса действительно есть время, чтобы активировать вынужденную статическую регенерацию, он вряд ли пойдет на это, так как запуск активной регенерации достаточно время затратный процесс.

Выход из DPF, частично заблокированного на весь день работы, повлечет последствия не только для двигателя, но и для фильтра DPF, что приведет к увеличению выбросов и сокращению диапазона. Хорошо известно, что предположительный срок службы DPF в этом случае значительно уменьшится, если он не обслуживается должным образом.

Одной из причин является накопление золы, которая является основным драйвером внутреннего потребления материала в фильтре DPF, особенно когда регенерация DPF может быть осуществлена только посредством активных и принудительных циклов.

В то время как служба DPF связана с расходами, отчистка ее от сажи – это определенно вмешательство, требующее внимания, даже если вы отключите его на некоторое время. В конце концов, частичное закрытие лучше, чем общее.

Хотя услуга DPF является фактором снижения риска, это все же затраты для любого бизнеса. Однако если мы учитываем все затраты, связанные с расходами топлива, они меньше и их проще контролировать с помощью обычных проверок и очистки, чем, если бы они вообще не выполнялись.

Присадка для очистки сажевого фильтра

Последняя возможность не такая дорогая, как кажется на первый взгляд. Это дает вам преимущество очистки фильтров DPF, которые являются беспроблемными, не говоря уже о потоке потенциальных доходов для конкурентоспособности. Вариант капитальных вложений, очевидно, требует предварительных финансовых затрат, но возврат происходит быстро и обеспечивает гораздо большую гибкость.

Если автобус отправляется на базу, такие сервисные услуги идеально вписываются в сжатые сроки.

Решение для очистки фильтра DPF

Подобрав выгодное сервисное решение для очистки фильтра DPF, вы можете комбинировать процесс очистки с другими ремонтными работами, чтобы как можно скорее вернуть автобус на маршрут и получить возможность ремонтировать транспортные средства, у которых есть ранние признаки проблем с фильтром DPF.

Одним из таких решений является Series Hartford DPF300. Это мощное пневматическое устройство, использующее запатентованные воздушные ножи, которые одновременно проходят сверху и снизу фильтра DPF. Это позволяет проверять фильтры DPF для потока до и после воздушной и термической очистки (хотя только один из шести требует термической очистки), даже перед использованием сжатого воздуха, если DPF особенно забивается сажей.

С помощью этого устройства весь процесс занимает менее одного часа от извлечения фильтра DPF до установки на место. DPF300 Master Series – уникальный инструмент для дополнительной идентификации дефектов в фильтре DPF.

Фильтр DPF может иметь много неисправностей, и каждая может указывать на другие сбои в транспортном средстве, которые требуют внимания. В фильтре DPF помимо стандартного накопления сажи и золы могут быть также следы топлива и масла и поврежденная внутренняя структура ячейки, которая обычно не видна.

Эта дополнительная идентификация сбоев позволяет каждой базе автобусов выйти за рамки стандартного поведения, ориентированного на один метод, экономя деньги и время, затрачиваемые на восстановление полностью непродуктивного DPF.

allvag.ru

Сажевый фильтр

Что такое Сажевый фильтр.

В последние десятилетия забота об экологии и чистоте автомобильного выхлопа. У дизельных автомобилей одни из самых жестких норм – это содержание частиц сажи в выхлопе. Многие наверняка видели пуск старого дизельного грузовика или трактора в холодную погоду – обычно это сопровождается эффектным выбросом черного облака из выхлопной трубы. Это сажа ничто иное как углерод , оставшийся при неполном сгорании топлива, а еще это ближайшая родственница активированного угля из аптеки.

Что же в ней опасного, если огромное количество людей добровольно принимает внутрь, без вреда для здоровья, спросите Вы? Дело в том что, как и на активированном угле, на частицах сажи оседают вредные и токсичные для организма человека, образуя достаточно крупные и тяжелые частицы, которые оседают в наших легких надолго, медленно отравляя наш организм. У современных автомобилей, отвечающих нормам Евро 5 и выше, такая ситуация невозможна – на страже чистого выхлопа стоит специальный сажевый фильтр (DPF) – специальное устройство в выхлопной системе не допускающее попадания твердых частиц в атмосферу. В Европе первые сажевые фильтры появились в 2000 году, а 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 специальную керамическую матрицу, пронизанную множеством параллельно расположенных каналов малого сеченья, закрытых в шахматном порядке с одной или другой стороны.

Поэтому отработавшие газы, вынуждены проходить через пористые керамические стенки. При этом твердые частицы задерживаются, а газ проходит через поры.

Соответственно, как и любой фильтр, он со временем должен засоряться. Но в отличие от других фильтров в автомобиле замена этого фильтра при плановых ТО не предусмотрена. Давайте разберемся почему?

Все очень просто – этот фильтр умеет самоочищаться, или на языке сервисников «регенерироваться». В процессе регенерации, накопленные в фильтре частицы окисляются до газов (проще говоря — сжигаются). Чтобы это происходило при умеренных температурах и и с максимальной эффективностью на поверхность ячеек нанесен катализатор – мельчайшие частицы платины (именно этим и обусловлена совсем не гуманная цена этого фильтра и нежелание автолюбителей делать из него расходный материал). Вторая составляющая регенерации – повышенная температура выхлопных газов. И именно по источнику этой температуры и разделяют несколько вариантов регенерации: пассивную, активную и сервисную.

При пассивной регенерации 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 выгорает естественным образом.

В случае если условий для пассивной регенерации 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 накопившейся сажи. Но нужно учитывать, что при этом корпус фильтра может нагреваться до высоких температур, и без обеспечения должного охлаждения может произойти перегрев покрытия днища автомобиля, а в самом неприятном случае – его возгорание. Поэтому такой вид регенерации также недоступен при скоростях ниже 20-30 км/ч.

Причины проблем с DPF

А если автомобиль эксплуатируется в условиях мегаполиса с «вечными» пробками в дороге до работы и обратно? Например такими?

А вот здесь, если не выезжать регулярно за город и до проблем не далеко. Как уже писалось выше, при таких режимах все возможности сажевого фильтра самоочистится заблокированы и рано или поздно для восстановления работоспособности придется обращаться в сервис.

Дополнительные проблемы сажевому фильтру создают и владельцы авто, оборудованных сигнализациями с «автозапуском». При длительных зимних прогревах двигателя создаются все условия для образования просто огромного количества сажи – в начале статьи мы говорили о том какое «зрелище» сопровождало пуск старых дизелей. Принципы работы у современного дизеля ничуть не изменились, только 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 сажевых фильтров – эксплуатация на топливе с высоким содержанием серы. В этом случае фильтр забивается 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 и выглядят вот таким образом:

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 от 30 до 50%.

Загорелась лампочка системы сажевого фильтра

В один «прекрасный день» на приборной панели дизельного автомобиля загорается контрольная лампа состояния сажевого фильтра, которая чаще всего вызывает приступ паники, поиск в интернете цен на замену или операцию по удалению и второго приступа паники после осознания уровня затрат. Прежде чем начинать паниковать, лучше разобраться с тем, что же означает это 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. Осуществите отложенный «на потом» выезд за город и автомобиль скажет Вам «спасибо» погасив страшную лампу или убрав сообщение. А вот затягивать с этим мероприятием не стоит, ибо если степень засорения превысит 70%, то к уже горящей лампе сажевого фильтра добавится «check engine». В этом случае придется ехать в сервис и проводить либо специальную процедуру сервисной регенерации, либо процедуру очистки сажевого фильтра.

Как предотвратить возможные проблемы и минимизировать затраты на решение.

Помимо контроля над режимом эксплуатации облегчить жизнь сажевому фильтру можно и использованием специальных средств.

В ассортименте компании LIQUI MOLY есть специальная присадка для уменьшения сажеобразования и облегчения прожига сажи Diesel Partikelfilter Schutz

Данный продукт создан специально для тех автомобилей, которые эксплуатируются в условиях неблагоприятных для самоочистки сажевого фильтра (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, тем самым, облегчая жизнь сажевого фильтра в городских условиях.

Итог

В заключении хотелось бы, перефразируя известную поговорку, сказать, что не так страшен DPF, как его представляют и при правильном подходе к эксплуатации такого автомобиля, проблем не возникнет.

liquimoly.ru

Как работает сажевый фильтр в автомобиле?

Сажевый фильтр
К современному транспортному средству предъявляется множество требований, среди которых выделяют соблюдение экологических норм и стандартов. На самом деле это очень важный вопрос, ведь загрязнение планеты, прежде всего, сказывается на нас самих. Специалисты автомобилестроения, которые пришли к осознанию данного факта, начали разрабатывать все новые и новые технологии очистки выхлопных газов, а в число орудий борьбы попал сажевый фильтр, устанавливающийся на дизельных моторах.

Где находится и для чего нужен сажевый фильтр в автомобиле

Нкоторые автолюбители понятия не имеют зачем нужен сажевый фильтр на дизеле, ведь даже учитывая, что это очень полезная деталь, незаменимой ее назвать нельзя.
Прежде всего, следует разобраться в его назначении и особенностях. Так, сажевый фильтр разработан и используется в целях снижения выброса в атмосферу сажевых частиц, которые попадают в нее вместе с выхлопными газами. Использование такого барьера позволяет снизить количество вредных выбросов до 99,9%.

Сажевый фильтр

В основном, указанная деталь размещается за каталитическим нейтрализатором, но возможны и другие схемы размещения: перед каталитическим нейтрализатором или в комбинированном порядке, когда сажевый фильтр объединен с каталитическим нейтрализатором (характерно для автомобилей, выпускающихся концерном Volkswagen) и располагается сразу за выпускным коллектором, то есть там, где температура отработанных газов достигает максимума. Такая деталь носит название сажевого фильтра с каталитическим покрытием.

Причины появления сажи

Считается, что «дизель» – самый «грязный» двигатель, но благодаря сажевому фильтру есть шанс изменить указанное мнение. Для того чтобы данная деталь успешно справлялась со своими обязанностями, для начала, нужно определить возможные причины появления большого количества сажи. Сажа (причем самая обычная) – это несгоревшие остатки углеводорода, которые при выходе из дизельного мотора приобретают достаточно опасную для здоровья человека форму.

Появление сажи в сажевом фильтре
Неполное сгорание топливно-воздушной смеси может являться результатом недостатка кислорода в камере сгорания, или избытка топлива. Наиболее типичным и ожидаемым основанием для нехватки воздуха выступает засорение воздушного фильтра, а вот причиной плохого наполнения цилиндров могут стать неправильно отрегулированные зазоры клапанов или сильный износ кулачков распределительного вала.

Кроме того, неполное сгорание топлива нередко основывается на неправильной установке момента впрыска (так называемый поздний впрыск) или на неисправности форсунки, обеспечивающей хорошее распыление топливной жидкости. Также причиной копоти часто оказывается протечка форсунок, низкое цетановое число топлива или обильное попадание охлаждающей жидкости в камеру сгорания.

Для более точного определения причины появления сажи, необходимо проверить систему забора воздуха и выхлопную систему. Нелишним будет обратить свое внимание и на давление наддува (на дизельных двигателях с турбонаддувом), регулировку клапанов, компрессию в цилиндрах, а также на состояние охладительной системы, уровень масла и наличие следов попадания газов в картер.

Устройство фильтра

Отвечая на вопрос, что такое сажевый фильтр на авто с конструктивной точки зрения, сразу следует сказать, что это металлическая колба с керамической матрицей внутри (представленная в виде многоуровневой сетки). Размер ячеек матрицы достигает одного миллиметра, а структура ее стенок отличается пористостью, благодаря чему на стенках матрицы оседают мелкие частицы сажи. Кроме того, в фильтре расположены температурные датчики, датчик дифференциального давления и датчик кислорода. В зависимости от вида детали, устройство сажевого фильтра может предусматривать и наличие некоторых других составляющих. Например, в фильтре закрытого типа с возможностью сгорания собранной сажи, для ее удаления со стенок детали используются специальные реагенты.

Устройство сажевого фильтра

DPF сажевые фильтры закрытого типа

Все сажевые фильтры разделяют на два основных вида DPF – фильтр закрытого типа без возможности прочистки и фильтры закрытого типа, с возможностью удаления сажи (FAP).
В случае засорения, DPF-фильтры подлежат замене, хоть принято считать, что они способны восстанавливаться на повышенных нагрузках (когда температура картерных газов достигает 400 градусов). Такой метод регенерации получил название пассивного.

DPF
Сажевый фильтр DPF – это керамические соты, на стенки которых нанесен каталитический металл «титан». Попадая из камеры сгорания внутрь фильтра, сажа и угарный газ оседают на внутренней поверхности фильтра, где под воздействием высокой температуры происходит их окисление до нейтральных и неопасных веществ.
Состояние фильтра и его физико-химические характеристики контролируются ЭБУ (электронным блоком управления). Индикацию о состоянии сажевого фильтра вы сможете увидеть на приборной панели.

Интересный факт! Первый сажевый фильтр применили только в 2000-м году, а обязательной деталью он стал в 2011, когда ввели нормы токсичности Евро-5.

FAP сажевые фильтр закрытого типа с функцией регенерации

FAP – еще один сажевый фильтр закрытого типа, вот только в отличие от предыдущего варианта он обладает возможностью удаления собравшейся сажи. Как мы уже отмечали, для выполнения этой задачи используется специальный реагент, вступающий в реакцию с вредными веществами и полностью удаляющий их из фильтра под воздействием высокой температуры.

Присадка EOLYS
Для регенерации сажевого фильтра FAP (что это такое вы уже примерно поняли) используют специальную цариесодержащую присадку EOLYS. Она автоматически впрыскивается в дизельное топливо из отдельного бачка, предварительно получая соответствующую команду от системы контроля работоспособности FAР-фильтра.

В результате получается, что фильтр с функцией регенерации не может оказаться полностью забитым., ведь дополнительно разогретые отработанные газы при попадании в сажевый фильтр FAP начинают разогревать керамический реактор до 700 °С, вследствие чего все осевшие частицы сажи быстро выгорают из микроканалов. Более того, при локальных температурах в районе 1000 °С окислению поддается и большая часть сложных углеводородных продуктов, которые образовались в результате неполного сгорания. Спустя всего 3-5 минут после впрыска указанной присадки происходит полное самоочищение фильтра FAP.

В некоторых случаях место реагента занимает дополнительная порция топливной жидкости, подающаяся автоматически. Она догорает уже после топлива в цилиндрах двигателя, благодаря чему возрастает температура в фильтре.

А знаете ли Вы? Первый в истории сажевый FAP-фильтр был установлен на Peugeot 607.

Регенерация сажевого фильтра

Вполне возможно, что еще не все автолюбители понимают, как работает сажевый фильтр, и это вполне естественно, ведь мало кто вникает в принцип его деятельности. На самом деле все достаточно просто: попадая в фильтр, отработанные газы вступают в реакцию с покрытием матрицы, после чего осевшая сажа начинает засорять деталь. Для ее удаления может использоваться один из двух методов регенерации: активный и пассивный.

Регенерация сажевого фильтра

Пассивная регенерация

Процесс пассивной регенерации проходит при движении транспортного средства под нагрузкой. К примеру, передвижение автомобиля по трасе будет способствовать поднятию температуры в фильтре до 350-400 градусов, что в свою очередь активизирует процесс окисления сажи путем воздействия на нее катализатора и высоких температурных показателей. Цепочка химических реакций при пассивной регенерации состоит из нескольких этапов:

1. Оксиды азота взаимодействуют с кислородом и в присутствии катализатора образовывают диоксид азота;

2. Затем, полученное химическое соединение начинает взаимодействовать с частицами сажи (углеродом), вследствие чего появляется оксид азота и угарный газ;

3. На следующем этапе оксид азота и угарный газ вступают в реакцию с кислородом и образовывают диоксид азота и углекислый газ.

Обратите внимание! На определенных рабочих режимах двигателя (малая нагрузка и т.п.) температура отработанных газов будет недостаточно высокой, из-за чего не сможет начаться пассивная регенерация. В этом случае, на выручку приходит активная (или принудительная) регенерация сажевого фильтра.

Работа чистого и заполненного сажевого фильтра

Активная регенерация

Регенерация катализатора – это обязательный процесс, без которого сажевый фильтр быстро выйдет из строя. Если условия оказываются неподходящими для пассивной регенерации (при передвижении в городских условиях или на малые расстояния, когда не удается достичь нужной температуры сажевого фильтра), запускается активный процесс.

То есть, после основной порции топливной жидкости, в цилиндры силового агрегата подается еще одна дополнительная. Клапан EGR перекрывается, а в случае необходимости меняется и алгоритм управления геометрией турбины.

Частично сгоревшая топливно-воздушная смесь, через коллектор, перемещается в катализатор, который размещен перед сажевым фильтром. Именно в нем происходит ее дожиг, причем существенно повышается температура проходящих выхлопных газов. Последующее перемещение разогретых газов по впускному тракту вызывает повышение температуры и в самом фильтре (до 500-700 градусов), в результате чего происходит выжигание сажи. Об этих процессах, происходящих внутри транспортного средства, может свидетельствовать выходящие из трубы черные клубки дыма. Естественно, потребление топлива и обороты холостого хода будут повышаться.

Как ухаживать за сажевым фильтром

Сажевый фильтр
В завершение статьи, когда вы, уважаемые читатели, больше узнали о сажевом фильтре и для себя определили что это за процесс такой «регенерация сажевого фильтра», можно поговорить и о том, как правильно ухаживать за данной деталью. Конечно, обязательная очистка указанного элемента должна проводиться не только после появления проблем, но и при регулярном техническом осмотре автомобиля, однако, если вы желаете предотвратить появление любых неисправностей, тогда в процессе эксплуатации автомобиля лучше использовать специальные автохимические добавки.

Срок службы сажевого фильтра зависит и от частоты его прожогов, то есть чем чаще вы будете проводить указанную процедуру, тем больше будет выгорать катализатор. Исходя из этого, чтобы увеличить ресурс фильтра следует увеличить и пробег машины между прожигами, одновременно снизив температуру процесса. Для этих целей предназначены самые различные присадки для защиты сажевого фильтра, помогающие ему перейти в режим очистки на более низких температурах, обеспечивая при этом полное сгорание топливной жидкости. Неважно из чего состоит сажевый фильтр на вашем дизеле, в любом случае указанный метод профилактики убережет транспортное средство от частых ремонтных вмешательств.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как,
Facebook,
Вконтакте,
Instagram,
Twitter и
Telegram:
все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

auto.today

Сажевый фильтр DPF

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.


  • При пассивной регенерации размещенный в ячейках катализатор при воздействии температуры выхлопных газов ускоряет процесс окисления (сгорания) отфильтрованных частиц сажи. Иногда для улучшения данного эффекта в дизельное топливо добавляют специальные присадки, которые позволяют запустить реакцию окисления сажи при меньших значениях температуры. Однако в ряде случаев (работа ДВС на холостом ходу, малые нагрузки, движение в пробках и т.п.) необходимое значение температуры для запуска пассивной регенерации не достигается. В таких случаях применяют активную регенерацию.
  • Активная регенерация подразумевает применение более высоких значений температуры. При использовании принудительной регенерации температура газов в фильтре повышается до 600 градусов по Цельсию. Это может достигаться несколькими способами, которые используются как комплексно, так и по отдельности. К ним относят задержку времени подачи дизельного топлива в камеру сгорания ДВС, дополнительную подачу топлива в цилиндры на такте выпуска отработанных газов, распыление небольшого количества топлива в отработанные газы, поступающие в сажевый фильтр, разогрев газов перед фильтром различными способами (нити накаливания, микроволны) и другие.

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.

mosksm.ru

что это такое и для чего нужно

Стандарты экологической безопасности (Евро 3 и выше) требуют фильтрации выхлопа автомобилей с дизельными двигателями. Для соответствия этим стандартам производители автомобилей используют специальное устройство под названием сажевый фильтр. В данной статье мы расскажем о том, что такое сажевый фильтр, как он устроен и как работает. 

Что такое сажевый фильтр на дизеле

Как выглядит сажевый фильтр на дизеле.

В процессе работы дизельного двигателя соответствующее топливо сгорает не полностью, образуя твердые частицы в диапазоне размеров между 10 нм и 1 мкм. Твердые частицы сажи относятся к загрязнителям 3-го класса опасности.

При контакте с человеческим организмом они провоцируют обострение респираторных заболеваний и рак кожи, а в окружающей среде нарушают климатические условия. Так, дожди по выходным дням в больших городах происходят, в частности, из-за того, что капли воды в атмосфере образуются вокруг сажевых частиц.

Наличие сажевого фильтра сокращает содержание твердых частиц в выхлопе на 80-90%. Однако за такой результат приходится платить технологической сложностью и высокой стоимостью системы. Рассмотрим её конструкцию и принцип работы ближе.

Как устроен сажевый фильтр

Существует несколько типов фильтрующих систем:

  • DPF (Diesel Particulate Filter)
  • FAP (Filter a Particules)
  • RPF (RussPartikelFilter)

Они обладают некоторыми отличиями принципов работы. Так, системы FAP и RPF требуют использования специальных топливных присадок, которые связывают твердые частицы. С этим обстоятельством связана более сложная конструкция (наличие бачка для присадки) и, соответственно, повышенная стоимость эксплуатации ввиду необходимости восполнения присадки. Фильтры DPF не нуждаются в применении присадок.

Усредненная конструкция сажевого фильтра включает в себя:

  • ЭБУ (электронный блок управления).
  • Подключенные к нему датчики давления и температуры на входе и выходе фильтра.
  • Блок катализатора.
  • Собственно металлокерамический фильтр.

Модели, предназначенные для использования топливных присадок, также снабжаются бачком для хранения используемой жидкости и форсунками для её впрыска в топливный бак или в пространство между катализатором и фильтром.

Катализатор и фильтр, как правило, снабжаются сообщающимися корпусами. Некоторые модели используют специальный сажевый фильтр с каталитическим покрытием, что исключает необходимость в отдельном блоке катализатора. 

Принцип работы сажевого фильтра

Из двигателя выхлопные газы поступают в выпускную систему, проходит через ячеистый катализатор и попадает в сажевый фильтр. В металлическом корпусе этого элемента конструкции размещена керамическая фильтрующая структура с множеством глухих канальцев, крипт.

На их стенках и оседают частицы сажи, а остальные компоненты в газообразном состоянии продолжают путь по выпускной системе, проходя через материал фильтра путем диффузии. Это основной режим работы – фильтрация.

Регенерация сажевого фильтра

В процессе эксплуатации крипты фильтра быстро забиваются сажей. Менять его каждые 600 – 2000 км пробега было бы нецелесообразно, поэтому в фильтрах предусмотрены циклы регенерации.

ЭБУ считывает показатели дифференциального давления и/или температуры на входе и выходе узла выпускной системы. Когда разница показателей достигает определенного уровня, система «понимает», что фильтр забит, и активирует процесс регенерации. Процесс регенерации возможен только в определенных условиях: необходимая температура двигателя (не менее 800С), скорость (не менее 80 км/ч), время (от 2 до 15 минут). Если такие условия не возникают, процесс, так называемой, спонтанной регенерации невозможен. Именно поэтому фильтры авто, которые перемещаются преимущественно в черте города, забивается быстрее.

Регенерация фильтра заключается в выжигании накопившейся сажи. В зависимости от модели это происходит при помощи электрического нагревательного элемента или путем впрыска определенных порций топлива в выпускную систему. Во время регенерации фильтр разогревается до значительной температуры (7000С и более), поэтому и возможен только в указанных выше условиях.

Существует процедура принудительной регенерации, которая выполняется на специальных стендах в сервисных центрах, но ввиду значительных температур прибегать к ней опасно и не многие СЦ готовы пойти на это. Нужно отметить, что промывка фильтров не является альтернативой регенерации. Если штатная спонтанная регенерация уже не способна избавить от осевшей сажи, значит, пора менять или удалять фильтр. 

Признаки и последствия неисправностей сажевого фильтра

Главной проблемой сажевого фильтра, как правило, становится терминальная степень заполнения сажей. Она проявляется, прежде всего, густым черным выхлопом и рядом других характерных симптомов:

  • Значительный рост потребления топлива.
  • Снижение тяги.
  • Рост уровня масла в картере (оно разбавляется впрыскиваемым топливом и эта смесь приводит к тому, что двигатель уходит «в разнос»).
  • Нестабильная работа двигателя на холостом ходу.

Естественно о возникновении неполадок сигнализируют соответствующие маркеры приборной панели. 

Видео на тему

Похожие статьи

avtonov.com

О сажевых фильтрах (DPF/ FAP)

В 2005 году был в рамках программы по сохранению «здоровья» окружающей среды был введен новый экологический стандарт: EURO-4. Эта мера заставила автопроизводителей устанавливать на свои автомобили с дизельными двигателями, вышедшие с конвейера позже 2004 года (2001 в случае автомобилей французского производства), систему фильтрования сажевых выбросов (т.н. «противосажевый фильтр»).

Уже само название «сажевый фильтр» говорит о его роли: удерживать продукты сгорания топлива (твердые частицы сажи).

Наиболее широко распространены следующие сажевые фильтры дизельных двигателей:

  1. DPF (Diesel Particulare Filter) сажевые фильтры закрытого типа
  2. FAP (Filtre a Particules) сажевые фильтры закрытого типа с функцией регенерации

Принцип работы сажевого фильтра

Сажевый фильтр – это металлический цилиндр, емкость которого заполнена жаростойкой керамикой с ячеистой структурой. Благодаря своей конструкции, фильтр способен задерживать мельчайшие частицы сажи. Электронный блок управления двигателем ведет постоянный мониторинг пропускной способности фильтра и, когда это необходимо, запускает регенерацию (процесс очистки) фильтра. Различают два вида регенерации: пассивную и активную.

Пассивная регенерация заключается в сжигании сажи во время движения автомобиля в нагрузке (пр.: движение по трассе), когда температура газов в фильтре превышает 350-400 градусов.

При движении по городу или на малые расстояния, в случае, когда не удается разогреть сажевый фильтр до нужной температуры, а датчики определяют заполненность фильтра выше нормы, запускается процесс активной регенерации. Для этого, в цилиндры мотора, подаётся дополнительная порция топлива, клапан EGR перекрывается, в некоторых случаях изменяется алгоритм управления геометрией турбины. Не до конца сгоревшая смесь, через выпускной коллектор попадает в катализатор, который установлен перед сажевым фильтром, и там происходит её догорание. При этом температура выхлопных газов проходящих через катализатор значительно выше обычных значений. Дальнейшее продвижение горячих газов по выпускному тракту приводит к росту температуры в сажевом фильтре, значения температуры в данном случае превышают 500-700 градусов. Сажа начинает выгорать. Об этом может свидетельствовать чёрный дым из выхлопной трубы. Моментальный расход топлива и обороты холостого хода повышаются.

В системе выпуска отработавших газов автомобилей с турбированным дизельным двигателем, отвечающих стандарту EURO-4, обычно, присутствуют три датчика:

  • датчик температуры,
  • датчик кислорода
  • датчик дифференциального давления.

Когда ЭБУ определяет некорректную работу любого из компонентов, работа двигателя переходит в аварийный режим (на панели приборов загорается соответствующий индикатор, мотор теряет тягу, максимальные обороты понижаются до 2500-3000 в минуту, повышается расход топлива и увеличивается выброс дыма через выхлопную систему).

Важно отметить, что многочисленные неудачные попытки регенерации сажевого фильтра оставляют свои последствия. Во время процесса регенерации обогащённая топливовоздушная смесь сгорает не до конца, и часть не сгоревшего топлива попадает в моторное масло, и разжижает его. Со временем, можно заметить, что уровень масла стал значительно выше максимальной отметки. Это значительно снижает смазывающие и защитные свойства масла, что может нанести вред мотору. Масло с низ

dieselok.md

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о