Сажевый фильтр или. Сажевый фильтр на дизеле: что это такое

Сажевый фильтр – элемент выхлопной системы дизельного силового агрегата. Задача данного устройства – очищение выхлопных газов от сажи с целью предотвращения их попадания в атмосферу (порядка 90% не проходит наружу).
Применение фильтра началось в 2001 году на грузовом транспорте. Но ввод экологического стандарта «Евро-5» в 2009 поголовно обязал всех автопроизводителей ставить этот фильтрующий элемент и на машины любого класса и типа, которые работают на дизеле.

Принцип работы

Сажевый фильтр призван предотвращать/минимизировать попадание сажи в атмосферу. Он является частью глушителя и основная его задача – очистка отработавших газов. Однако, не стоит сравнивать это устройство с катализатором, потому как каталитический нейтрализатор борется с выхлопными газами, тогда как фильтр – лишь с сажей в них.

Сажевый фильтр функционирует в два этапа:

I ступень – захват сажи . На данном этапе частицы сажи оседают на стенках фильтрующего элемента, которые по своему виду напоминают ячейки. При этом, сажа не остается здесь полностью, а только частицы размером более 0,5 мкм. Остальная «мелочь» выходит вместе с газами наружу, хотя процент таких осадков невелик – порядка 10%.

Сажевый фильтр имеет свойство забиваться, что негативно отражается на мощностных характеристиках силового агрегата. На основании этого, устройство необходимо периодически подвергать чистке/регенерации.

II ступень: регенерация . Трудоемкий процесс очищения ячеек фильтрующего элемента от сажевых осадков. Процедура проходит согласно регламенту, предписанным производителем.

Взаимодействие с каталитическим нейтрализатором

На дизеле (по сравнению с бензиновым мотором), по большей части, катализатор не применяется по причине различий систем зажигания двигателей (свечи зажигания отсутствуют). Но крупные автомобильные концерны (VW Group) активно работают в этом направлении и создают комбинированные схемы сажевый фильтр/каталитический нейтрализатор.

Конструкция совмещенного фильтра:

• боковины корпуса очистительного устройства состоят из каталитического материала (зачастую, это титан). Посредством этого происходит сгорание и окислительные процессы отработавших газов (угарный, углекислый);
• внутренние ячейки имеют каналы малого сечения (состоят из карбида кремния), которые не пропускают в атмосферу частицы сажи.

Пассивная регенерация

Имеет место быть только на совмещенном устройстве, где каталитический нейтрализатор провоцирует процесс очищения посредством высоких температур. Сажевый фильтр нагревается до 300-500О C, при которых элементы сажи окисляются и сгорают.

Происходит это следующим образом:

1. В каталитическом нейтрализаторе азот и кислород образуют химическую реакцию. Результат взаимодействия – образование диоксида азота.
2. Диоксид азота взаимодействует с сажей, и на выходе получается угарный газ/окись азота.
3. Финальная стадия: кислород образует химическую реакцию с окисью азота/угарным газом. Появляется углекислый газ и диоксид азота.

Так сажевый фильтр проходит очистку, но при условии продолжительных поездок.

При езде на короткие расстояния нужная температура может быть и не достигнута. В этом случае требуется принудительная регенерация, которая также предусмотрена на дизеле.

Процедура очищения производится при езде на высоких оборотах двигателя. Таким образом удается достичь разогрева элемента фильтрации приблизительно до 600O С. При такой температуре проходит аналогичный описанному выше процесс химических реакций с последующим очищением ячеек.

Все, что требуется водителю при принудительной регенерации – поддерживать необходимые обороты мотора. Все остальное происходит под надзором электронной системы – считывается информация с датчиков:

По окончанию процедуры очистки давление возвращается к исходным показателям, что говорит о завершении регенерации.

Фильтр при отсутствии каталитического нейтрализатора и автоматическая регенерация

Сажевый фильтр может и не совмещаться с катализатором. Каталитический нейтрализатор в таком случае находится перед элементом фильтрации, и эти два устройства никак не соприкасаются. Подобную схему применяют Ford, Peugeot, Toyota и другие.

Здесь процесс очищения проходит иначе. При определенном пробеге (с точной периодичностью в несколько сотен километров) электроника автомобиля самостоятельно впрыскивает особую присадку (на основе Церия) в тяжелое топливо:

• когда сажевый фильтр забивается, система впрыска поставляет данную присадку в камеры сгорания. При выходе отработавших газов фильтрующий элемент внутри нагревается до очень высоких температур (от +650 до +750О С), что раскаляет устройство;
• церий не вступает во взаимодействие с топливом и проходит вместе с отработанными газами в устройство фильтрации. В момент соприкосновения вещества с фильтром (сетка), оно воспламеняется и повышает температуру к +900-1000 О С;
• частицы сажи окисляются и сгорают.

Данный температурный режим способствует регенерации фильтрующего элемента. Выпускной тракт остается невредимым благодаря применению в нем высокопрочных материалов.

Для топливной присадки отведена специальная емкость. Сама присадка рассчитана на 100 000 километров, хотя этот показатель может сократиться при эксплуатации автомобиля на некачественном топливе.

Удаление

Сажевый фильтр служит только в целях экологии, поэтому его можно удалить без последствий для автомобиля. Тогда двигатель станет легче работать, а экологические нормы понизятся до стандарта «Евро-3» – что некритично. Процедура потребует некоторых навыков и усилий по причине взаимосвязи элемента с ЭБУ силового агрегата.

ЗА и ПРОТИВ

Плюсы удаления:

• отсутствие ошибок и режима аварийного состояния двигателя по причине забитого элемента фильтрации;
• отпадает необходимость режима регенерации (обязательная процедура);
• уменьшение расхода топлива;
• улучшение динамических показателей авто (повышение мощности);
• устойчивая работа силового агрегата;
• отпадает необходимость обслуживать фильтрующий элемент.

• ухудшение экологических показателей. Уровень выброса сажи в атмосферу резко повышается, хотя технический осмотр пройти можно;
• проблемы с эксплуатацией транспортного средства в странах с обязательным требованием необходимых экологических стандартов (Европейский Союз).

Способы удаления

1. Перепрошивка программного обеспечения. Посредством подключения программатора происходит установка нового софта (не предусматривающий наличие фильтрующего элемента) на контроллер. После чего сам фильтр демонтируется.
   Успех операции зависит от уровня профессионализма специалистов. При неквалифицированном подходе возможны различные сбои в работе силового агрегата и непредсказуемые последствия.
2. «Обманка» (эмулятор). Устройство, занимающее место удаленного фильтрующего элемента и имитирующее его работу. Установка «обманки» носит противоречивый характер: с одной стороны мотору станет легче работать, а с другой – имитация работы сохранит в памяти контроллера необходимость осуществления регенерации. Расход топлива останется на прежнем уровне.

Практически во всем мире ведется активная борьба за сокращение выбросов вредных веществ в окружающую среду. С целью уменьшения негативного влияния автомобильного выхлопа на экологию, с 2000 года началось внедрение нового компонента в систему выпуска отработанных газов легковых дизельных авто — установка сажевого фильтра (СФ). Таким образом появился экологический стандарт Евро-4. В январе 2011 года, с введением нормы Евро-5, использование сажевого фильтра на легковых автомобилях с дизельным двигателем стало обязательным. Сейчас же многие автовладельцы задумываются о том, как удалить сажевый фильтр и стоит ли это делать. Чтобы принять верное решение, стоит основательно разобраться в теме.

Общие сведения, конструктивные особенности, виды устройств

При работе дизельного ДВС, солярка всегда сгорает не полностью, в результате чего образуются оксиды азота, оксиды углерода, а также непосредственно сажа, частицы которой имеют размер от 10 нм до 1 мкм. В состав каждой частицы входит углеродное ядро, с которым соединены углеводороды, оксиды металлов, сера и вода. Как понятно из названия, задачей сажевого фильтра является уменьшение выброса в атмосферу частичек сажи вместе с выхлопными газами.

Конструктивно устройство представляет собой металлическую колбу, внутри которой находятся мелкие ячейки, похожие на многоуровневую сетку. Благодаря пористой структуре стенок, вредные вещества задерживаются и оседают на них. Также устройство оснащено датчиками, контролирующими температуру, дифференциальное давление и количество кислорода. Располагается фильтр за выпускным коллектором, неподалеку от приемной трубы глушителя. Применение СФ очень эффективно, поскольку позволяет добиться практически полного очищения выхлопных газов — задерживается порядка 90 - 99% частиц.

Противосажевые фильтры современных дизельных двигателей можно разделить на три основные группы:

• PM (Particulare Matrix) — фильтры открытого типа;
• DPF (Diesel Particulare Filter) — фильтры закрытого типа;
• FAP (Filtre a Particules) — фильтры закрытого типа с функцией активной регенерации.

Стоит отметить, что PM, по сути, являются даже не фильтрам, а уловителями частиц сажи, и устанавливаются опционально. Ввиду несовершенства и наличия различных побочных эффектов, в нынешнее время фильтры открытого типа практически не используются и потому не требуют детального рассмотрения.

Фильтры типа DPF имеют каталитическое покрытие, и устанавливаются на автомобилях, выпускаемых концерном Volkswagen, а также некоторыми другими производителями. Такие устройства не имеют возможности прочистки и при засорении подлежат замене. Единственным способом восстановления и очистки фильтра, служит пассивная регенерация, происходящая при работе двигателя на предельных нагрузках. Это связано с тем, что при достижении выхлопными газами температуры в 400-600 градусов, происходит сгорание скопившейся сажи.

FAP-фильтры являются разработкой французского концерна PSA (Peuqeot-Citroen), а также применяются в автомобилях марок Ford, Toyota и т.д. Удаление накопленной сажи с устройства выполняется аналогичным DPF способом, однако инициируется процесс регенерации принудительно. В системе используется специальная присадка, содержащая церий и хранящаяся в отдельном бачке. При сгорании церий выделяет огромное количество тепла — температура может достигать 700-1000 градусов, чего недостаточно для разрушения самого устройства, но с лихвой хватает для ликвидации сажи. При заполнении FAP фильтра, системой управления подается команда на впрыск присадки в топливо, за счет чего и происходит активная регенерация сажевого фильтра.

От чего зависит срок службы фильтра?

Согласно заявлениям производителей, эксплуатационный ресурс сажевых фильтров составляет 100-150 тысяч километров. Однако важно учитывать что, как это нередко бывает, данные приводятся с расчетом на использование авто в буквально идеальных условиях. Как показывает практика, в отечественных реалиях, соты устройства забиваются существенно раньше. Отсюда и возникают вопросы о том, как правильно отключить сажевый фильтр.

Наибольшее влияние на продолжительность «жизни» агрегата оказывают качество дизельного топлива и качество моторного масла. Дело в том, что масло проникает в цилиндры всегда, даже у неизношенного двигателя, а в нем содержатся всевозможные присадки. И если эту проблему можно решить путем применения исключительно подходящих смазочных материалов с обозначением «DPF» или «FAP», то эффективных способов изменить состав солярки, практически нет. Все дизтопливо, заливаемое на российских АЗС, отличается повышенным содержанием серы. Именно по этой причине работоспособность фильтра снижается крайне стремительно.

Признаки засоренности фильтра

К характерным симптомам выхода из строя сажевого фильтра следует отнести:

• Ощутимый рост потребления горючего;
• Повышение уровня моторного масла;
• Существенное снижение динамики разгона, отсутствие тяги;
• Неустойчивую работу двигателя на холостых оборотах;
• Возникновение неестественных звуков и шипения, во время работы ДВС;
• Периодическую избыточную едкость и дымность выхлопных газов;
• Включение предупреждающего сигнала на приборной панели.

Нужно понимать, что все вышеперечисленные факторы могут присутствовать отдельно и незакономерно, вплоть до отсутствия какого-либо из них.

Самостоятельная вырезка сажевого фильтра

Сажевый фильтр, безусловно, полезная для экологии вещь, однако неудобства, возникающие при его засорении, зачастую подталкивают автовладельцев к ликвидации устройства. Одним весьма сомнительных, но распространенных способов попытаться решить проблему, является вырезание сажевого фильтра своими руками или с привлечением «экспертов» из соседнего гаража.

Сразу стоит оговориться, что как для систем FAP, так и для DPF, процесс отключения включает в себя два этапа. Первым делом фильтр удаляется программно, то есть вносятся изменения в систему автомобиля, а затем уже вырезается физически.

Безусловно, механически убрать сажевый очиститель достаточно просто, и эта процедура не занимает много времени. При этом в кустарных условиях, на место фильтра, скорее всего, будет просто впаян кусок трубы. О датчиках температуры и дифференциального давления в данном случае можно забыть — их либо сломают, либо не сумеют подключить обратно. Но это далеко не самое страшное. Физическое удаление все же является лишь второстепенной частью операции, поскольку не имеет смысла без отключения устройства из компьютера. А вот с внесением изменений в программную составляющую дела обстоят значительно сложнее.

Существует колоссальный риск, что частные автомеханики, берущиеся за скромное вознаграждение перепрошить бортовой компьютер, окажут владельцу машины медвежью услугу. Для каждой модели автомобиля с СФ производителями разработано соответствующе ПО. Некорректное вмешательство в сложную систему и использование дешевого софта, скаченного из Интернета по принципу "похожее приблизительно" или "вроде оно" — гарантия плачевного результата и огромных финансовых затрат на исправление ошибки. Итогом подобных манипуляций становится:

• Отсутствие возможности контролировать работоспособность датчиков;
• Некорректная работа двигателя;
• Удаление карты ошибок, вследствие чего машина теряет возможность выявлять ошибки даже при подключении дилерского сканера. По факту, это означаете невозможность ремонта автомобиля в будущем.
• Активация аварийного режима «Check Engine» с ограничением мощности автомобиля.

Из этого вытекает, что отключение сажевого фильтра своими руками, непрофессиональное и едва ли качественное из-за отсутствия серьезных знаний в программировании — это верный шаг на пути к проблемам и постоянной головной боли. Чтобы потом вернуть «как было», потребуются невероятные усилия, уйма времени и солидные денежные вложения.

Замена сажевого фильтра

Перед тем, как заглушить сажевый фильтр, непременно нужно учесть, что самым правильным способом решения проблемы является простая замена устройства. Установка нового оригинального изделия с сертификатом качества международного образца — идеальный вариант борьбы с неисправностью СФ. Ключевым недостатком в данном случае выступает лишь высокая стоимость запчасти. В зависимости от марки и модели авто, цена детали может колебаться в пределах 1000-3000 долларов. Такой ремонт оказывается если ни неподъемным, то по крайне мере нежелательным для большинства отечественных водителей. Также омрачает ситуацию тот факт, что на качество заливаемого дизтоплива замена фильтра никак не повлияет. Поэтому забыть о трудностях можно будет только на очередные 100-150 тысяч километров.

Оптимальный компромисс

Проблема сажевого фильтра на дизельных автомобилях в наше время получила масштабное распространение. Это стало причиной разработки действительно эффективного решения, подразумевающего физическое удаление устройства, заглушку клапана EGR и деликатную программную перепрошивку.

Как правильно удалить сажевый фильтр, знают только узкопрофильные специалисты, так как работа с электронным блоком управления требует осознанных действий, наличия определенного опыта и навыков, а также сертифицированного программного обеспечения. Все операция состоит из:

1. Компьютерной диагностики (считывание ошибок). В первую очередь определяется истинная причина неисправности, исчезновения тяги, повышения дымности и т.д. Если проблема кроется именно в СФ, процедура продолжается.
2. Перепрограммирования ЭБУ. Считывается файл из ЭБУ авто (через разъем OBD или путем выпаивания чипа), в нем изменяются нужные файлы, корректируются данные, после чего полученный софт устанавливается на автомобиль.
3. Механического вырезания фильтра, заглушки клапана EGR. В зависимости от специфики машины, этот этап может занять от 1 до 6 часов. Затем осуществляется подключение всех датчиков обратно.
4. Стирания ошибок и контрольной компьютерной диагностики.

При отключении фильтра профессионалами, блок управления перепрошивается таким образом, что само устройство и ЕГР полностью извлекаются из программного алгоритма работы авто. Параллельно с этим редактируется стандартная карта впрыска, что позволяет убрать подвпрыск топлива и функцию регенерации, перенастроить датчики.

Достоинства и недостатки удаления

Как и любое компромиссное решение, удаление сажевика с перепрошивкой имеет свои сильные и слабые стороны. Наиболее значительные минусы удаления сажевого фильтра это:

• Проблемы с эксплуатацией транспортного средства в странах с обязательным соблюдением экологических стандартов. Если при въезде в Европе пограничные или патрульные службы захотят проверить состояние ДВС на предмет его соответствия классу Евро-5, то факт отсутствия фильтра сразу же будет обнаружен и на территорию Евросоюза такой автомобиль не въедет. В крайнем случае, придется отправиться на СТО, чтобы провести дорогостоящую установку оборудования.
• Резкое ухудшение экологических показателей, повышение количества вредных выбросов, пагубное влияния на экологию. Уровень выброса сажи в атмосферу действительно резко повысится, однако технический осмотр пройти все же можно будет.

Перечень преимуществ отключения сажевого фильтра выглядит более внушительно. Сюда стоит отнести:

• Избавление от подобных проблем в будущем. Потребность в замене устройства отпадет навсегда;
• Восстановление динамических характеристик двигателя, так как устранится лишнее сопротивление для системы выхлопных газов;
• Уменьшение среднего расхода топлива, снижение чувствительности двигателя к топливу второсортного качества;
• Отсутствие необходимости использования специальных дорогостоящих моторных масел;
• Черного или сизого дыма при движении в плотном транспортном потоке не будет, так как регенерация больше не активируется;
• Стоимость процедуры удаления и перепрограммирования многократно ниже цены нового фильтра.

При правильном отключении устройства, исправный дизельный двигатель работает так же стабильно, как и с ним. Большинство мировых производителей автомобилей, имеют экспортируемые модификации дизельных двигателей без сажевого фильтра. При грамотном отключении агрегата, специалистами за основу берутся именно заводские образцы.

Если Вы приняли решение удалить сажевый фильтр и хотите навсегда избавиться от связанных с ним проблем, мы знаем, как Вам помочь. Нашей компанией разработаны прогрессивные технические и программные решения, позволяющие быстро заставить ЭБУ «забыть» о существовании противосажевого очистителя. В своей работе нашими опытными мастерами используется только лицензионное оборудование и строго совместимое ПО. У нас можно профессионально отключить и вырезать сажевый фильтр практически любого автомобиля, без как-либо неприятных последствий на протяжении всего срока эксплуатации. В работу принимаются как легковые, так и с грузовые дизельные ТС. Предлагаемые нами расценки максимально доступны, а на все проведенные работы предоставляется гарантия. Узнать стоимость процедуры для своей марки и модели автомобиля Вы можете странице .

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%.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

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.

Как и бензиновые двигатели, дизельные моторы оборудуются фильтром очистки отработанных газов. Но, поскольку принцип воспламенения топлива у двигателей этих двух типов разнится, то и фильтры отработанных газов у дизельного и бензинового мотора существенно отличаются друг от друга.

Стоит отметить, что, если каталитические нейтрализаторы отработанных газов устанавливаются в систему выхлопа бензиновых моторов уже давно, то сажевые фильтры стали устанавливаться в обязательном порядке на дизельные моторы гораздо позже – после введения в действие экологических нормативов Евро-5.

Из самого наименования устройства понятно, что его основной задачей является фильтрация выхлопа мотора от содержащихся частиц сажи. Сажевый фильтр современного дизеля задерживает до 90% количества сажи, содержащейся в выхлопе. Внешне сажевый фильтр являет собой небольшой металлический цилиндр, наполненный особым жаропрочным керамическим материалом. Благодаря ячеистой структуре керамического наполнителя фильтр задерживает мельчайшие частицы, образующиеся в результате сгорания. Фактически, сажевый фильтр это – часть глушителя, предназначенная для очистки выхлопа.

Принцип работы сажевого фильтра

Работу сажевых фильтров принято разбивать на два этапа: непосредственно фильтрация отработанных газов (захват сажи) и регенерация фильтра. На этапе захвата сажи внутри фильтра, в отличии от каталитического нейтрализатора бензинового мотора, не происходит никаких сложных химических или физических процессов. Особая мелкоячеистая керамическая структура внутренней части фильтра просеивает выхлопные газы, задерживая на своих стенках частицы сажи. При этом даже самые эффективные фильтры не способны полностью исключить попадание сажи в атмосферу, пропуская микрочастицы размером от 0.1 до 0.5 мкм. Впрочем, содержание частиц такой величины в выхлопе дизельного мотора не превышает 5-10%.

Естественно, что со временем количество уловленной сажи в фильтре достигает критического показателя – фильтр забивается все больше и больше, и после определенного момента это начинает сказываться на производительности работы силового агрегата в целом: падает мощность мотора, повышается топливные расход. На очистку или регенерацию сажевого фильтра направлен второй этап работы устройства. В отличии от процесса фильтрации этап регенерации фильтра является весьма сложным процессом. Регенерация сажевых фильтров реализована разными автопроизводителями по-разному. Правда, суть всех этих решений едина – очистка ячеек фильтра от забившейся сажи.

В большинстве случаев сажевый фильтр представляет собой комбинированной устройство, объединяющее противосажевый фильтрующий элемент и каталитический нейтрализатор вредных отработанных газов. Типичным примером являются сажевые фильтры, применяемые на своих автомобилях компанией Volkswagen. Таким образом, разработчики не только реализуют требования по очистке выхлопа, но и обеспечивают процесс очистки фильтрующего противосажевого элемента. Устройство комбинированного фильтра таково: внутри корпуса фильтра располагаются жаропрочные ячейки из карбида кремния с каналами минимального сечения. Эти ячейки являются фильтрующим элементом, борющимся с сажей. Внутренние боковины корпуса фильтра изготовлены из специального каталитического материала (как правило, титана), способствующего окислению и сгоранию угарного и углекислого газов. Дополнительная функция нейтрализатора в данном случае заключается в его способности разогревать сажевый фильтр до температуры порядка 500 °С. Как правило, такой температуры вполне достаточно для того, чтобы скопившиеся частицы сажи просто выгорели сами собой, очистив тем самым ячейки фильтра. Такой процесс принято называть пассивной регенерацией сажевого фильтра.

Однако эффективность пассивной регенерации сажевого фильтра на дизеле достигается только при относительно длительной работе мотора под нагрузкой, например, в продолжительной поездке по загородной трассе на высоких скоростях. Ведь только тогда в фильтре достигается высокая температура, достаточная для выжигания накопившейся сажи. Если заполнение сажей достигло критического уровня, а разогреть фильтр не удается в силу недостаточной нагрузки на двигатель (езда на короткие расстояния или нечастое передвижение по городу), но при этом датчики фиксируют засорение фильтра сверх допустимой нормы, запускается процесс активной очистки сажевого фильтра. Этот процесс предполагает подачу дополнительной порции топлива в цилиндры двигателя вслед за основной частью солярки. Затем перекрывается клапан EGR, а при необходимости электроника временно меняет алгоритм стандартного управления геометрией турбины. Не прогоревшая топливная смесь попадает в катализатор сквозь впускной коллектор, после чего происходит дожиг смеси, существенно повышающий температуру выхлопных газов. Поступающие в сажевый фильтр выхлопные газы достигают 500-700°С и моментально выжигают из забившихся ячеек фильтра сажу.

Очевидным свидетельством запуска процесса активной регенерации фильтра будут неожиданные кратковременные выхлопы черного дыма. При этом приборы покажут моментальное и непродолжительное повышение оборотов мотора на холостом ходу с одновременным всплеском топливного расхода. Стоит отметить, что вся процедура принудительной очистки полностью автоматизирована и не требует вмешательства владельца машины. Электроника считывает данные с датчиков, установленных до фильтра и после него, при восстановлении нужного уровня давления процесс активной регенерации заканчивается, а работа двигателя возвращается в штатный режим.

Некоторые производители, не использующие комбинированные устройства очистки выхлопа дизельного мотора, применяют фильтры с отдельным катализатором. Здесь очистка фильтра происходит посредством автоматического впрыска в топливо специальной присадки. При наполнении сажевого фильтра и падении мощности мотора система впрыска нагнетает присадку в топливо. После сгорания такой смеси в выхлопной системе достигается чрезвычайно высокая температура, превышающая 600 °С. Кроме того, активное вещество присадки при сгорании с соляркой не распадается, а попадает в раскаленный сажевый фильтр, где, сгорая, поднимает температуру до 900 °С, обеспечивая мгновенное выжигание сажи и быструю очистку фильтра. Учитывая кратковременность воздействия сверхвысокой температуры и прочность материалов, из которых изготавливаются фильтры, система выхлопа не разрушается.

Удаление сажевого фильтра – способы и последствия

К сожалению, частая регенерация негативным образом влияет на двигатель машины. Во время регенерации обогащенная топливная смесь сгорает не полностью и попадает в моторное масло. В результате масло разжижается, увеличиваясь в объеме. Защитные и смазывающие свойства масла снижаются, кроме того, жидкое масло легко преодолевает уплотнения, вызывая риск попадания в интеркулер и цилиндры.

Срок службы сажевых фильтров достигает 110-120 тыс. км пробега автомобиля. Однако, учитывая низкое качество отечественной солярки, нередки случаи, когда замена фильтра на новом автомобиле требовалась уже через 25-30 тыс. км пробега. В зависимости от модели машины стоимость фильтра для выхлопной системы дизельного мотора колеблется в интервале от 900 до 3000 евро.

Эффективной альтернативой замены сажевого фильтра будет его удаление. Удалив фильтр, владелец машины избавит себя от проблем, связанных с регулярными засорами и необходимостью очистки устройства. Тяговые характеристики такого автомобиля заметно возрастают, а топливный расход уменьшается. Кроме того, отпадает необходимость применения специальных моторных масел, требующихся для автомобилей с сажевыми фильтрами. Что касается возможных негативных последствий удаления фильтра, то при правильном демонтаже устройства помимо возрастания вредных выбросов продуктов сгорания топлива до уровня требования Евро-3 ничего страшного с автомобилем не произойдет.

Сегодня многие автосервисы предлагают услугу удаления сажевого фильтра. Однако доверяться «гаражным» специалистам довольно опасно. Подобный вариант чреват повреждением датчиков системы выхлопа, что приводит к включению аварийного режима работы автомобиля и последующему ремонту. Чтобы правильно удалить сажевый фильтр, необходимо выполнить несколько шагов, включая предварительную компьютерную диагностику, перепрограммирование ЭБУ и последующий технический демонтаж устройства.

По материалам украинского журнала « Автомастер» (a-maser.com.ua).

Андрей Бондаренко (Ирландия) рассказывает:

Тема ПРО САЖЕВЫЕ ФИЛЬТРЫ, EGR, КАТАЛИЗАТОРЫ, ЛЯМБДА-ЗОНДЫ И ПРОЧИЕ ВРЕДНЫЕ СИСТЕМЫ заслуживает пространного рассуждения с детальным ликбезом, разжевыванием и раскладыванием по полочкам. Это будет длинная «песня», но я только вот о чем хотел сказать. В среде бывалых как автовладельцев, так и сервисменов отношение к этим причиндалам на машине ярко негативное. Пустое, мол, все это, блажь, буржуи придумали, лишь бы денег содрать. И вообще оно только мешает машине работать, съедает мощность и горючее. Тем и рекомендаций про удаление, вырезание, заглушивание, обход и пр. в Интернете и в печатных СМИ немерено.

При неисправности катализатора, EGR, сажевого фильтра и пр. первое, что предложит мало-мальски опытный механик, это избавиться от них. Как бы ведь хочется сделать клиенту приятное, деньги сэкономить и все такое. Ну, и потом ведь, на техосмотре же все равно не придерутся!

А зря. Во-первых, тема контроля выхлопа технически не менее интересна, чем наращивание мощности и момента, своих нюансов и интересных взаимосвязей там много, и работать над этими вопросами нескучно, как может на первый взгляд показаться. Заставить машину заработать с нулевым CO и выбросом HC, меньшим, чем в дыхании клиента, ничуть не менее интересно, чем придумать, как вырезать катализатор и поставить обманку под лямбда-зонд.

А во-вторых… берегите природу, мать вашу! Если природу не жалко, так хоть свое дыхание поберегли бы. А то приедет такой мусорник с вырезанным катализатором и выдранной лампочкой чек-энджин, так вонь такая, что аж слезы из глаз.

В общем, нехорошо это – бороться с системами снижения токсичности, неправильно. Сажевые фильтры и катализаторы надо менять, работу EGR восстанавливать, а лямбда-зонды — вообще считаются расходниками, как фильтры, ремни и свечи. А то, что дорого, – так это … за счастье пользоваться автомобилем и при этом дышать свежим воздухом придется платить. Это плата за здоровье свое и будущих поколений.

Вы, конечно, может, скажете «ну, этот автор, он как с другой планеты прямо, рассуждает, как не от мира сего». Только вот я-то как раз с этой планеты, запасной у меня нет, а вот те, кто рассуждает и действует иначе – должно быть все-таки с другой. Здесь все загадят – и полетят себе дальше…

В конторе сегодня был FIAT Doblo — дизелек с жалобой на горящую лампочку сажевого фильтра. Менеджер говорит мне: посмотри, что там можно сделать. Ну, а чего там смотреть на лампочку-то, надо сканер – смотреть параметры, коды ошибок, сделать принудительную регенерацию фильтра, если возможно. Ясное дело, это не с ниссановским сканером делается, а с фиатовским (ну, или с каким другим, способным на это дело, но я таких не знаю), так что отпадает. Ну, что, можно еще попробовать прокатиться с ветерком километров несколько, может, регенерируется сам на ходу…

Не помогло (сгонял домой и обратно, 40 км по быстрой дороге), лампочка все равно горит, и на панели надписи “Antipollution” и “Particle filter clogged”. Возвращаюсь и говорю менеджеру, что не помогло, гони его к фиатовскому дилеру, пусть хоть коды ошибок прочитает, принудительную регенерацию, может, сделает. А тот мне говорит: «Странно, мы же ему particle filter недавно чистили». Я настораживаюсь: «Как это вы его чистили?» Оказывается, они его снимали и… мыли водой с мылом! Причем по совету местного фиатовского дилера. Жесть, уже несколько лет, как эти сажевые фильтры здесь массово используются, каждый второй механик в дилершипах, небось, уже посетил тренинг по сажевым фильтрам в том или ином виде. Вроде уж должны бы знать уже, что в сажевых фильтрах выхлопные газы фильтруются сквозь поры в стенках керамических сот (не вдоль сот, как в катализаторах, а именно сквозь стенки!), которые пропускают молекулы газа, но задерживают мельчайшие частицы сажи. Ну, какая тут вода с мылом?!

Непроходимая дремучесть…

Что-то у нас народ как-то массово стал открывать для себя, что личный автомобиль – это такая штука, за которую надо платить, как ни крути. Или ходить пешком тогда уж…

Пошли клиенты с «проблемой» сажевого фильтра. Это проблема примерно такого же порядка, как «проблема с тормозными колодками». Объясняю: это тут читатели все (ну, ладно, почти все) такие грамотные и понимают, что тормозные колодки – это расходник, и неизнашивающихся колодок не бывает. Массовый автовладелец – он несколько иной. Он на полном серьезе воспринимает необходимость замены колодок как «ну вот, теперь тормоза сломались, пора новую машину покупать». Но то они и тормозные колодки, они на машине испокон веков, а сажевые фильтры – это технология новая, ее еще и сам производитель толком не отработал, что уж там про автосервис и его клиентов говорить. В общем, поскольку у меня на данный момент аж две машины уже стоят с забитым сажевым фильтром, я на просторах интернета ищу решения, альтернативные э-э-э… правильным. Ибо правильное решение, как ни кисло от него автовладельцу, – это заменить сажевый фильтр, исчерпавший свой ресурс, на новый, долить топливную добавку (Eolys) в бачок и сбросить системные счетчики. Ну, и, само собой, убедиться, что система функционирует, как положено. Дорого? Да, тысяча, а то две евро (на Пежо даже заметно дешевле тысячи). Но, понимаете, уважаемые, за удовольствие ездить на дизеле, который глотает исчерпаемый углеводородный ресурс в полтора-два раза скромнее, да еще и не плюет черным дымом, надо платить. Нет, оно, конечно, шикарно вместо полуторалитрового моторчика с коммон-рейлом, турбиной, интеркулером и охладителем рециркулируемых выхлопных газов всунуть под капот четырехлитровый безнаддувный с рядным ТНВД, чтобы не потерять в динамике, плюясь в прохожих и проезжих клубами черного дыма. Но это лишь до тех пор, пока ты один такой умный. А когда все такие станут, то сперва станет нечем дышать. Так вот насчет альтернативных решений. Ясное дело, пока еще не запретили подобные инициативы, народ мыслит, прежде всего, в сторону избавиться от сажевого фильтра.

Не так давно еще пробивали ломом зловредные катализаторы, дабы не мешали наслаждаться всем спектром выхлопных газов, а не каким-то там пресным CO2, который деревья поглощают. А теперь, ну, что за дизель без черного выхлопа? Прям, несолидно как-то даже…

Самое хитовое решение нынче – это специфический чип-тюнинг, при котором из софта блока управления двигателя достаются программные модули, задействованные для работы системы сажевого фильтра.

Да, сажевый фильтр – это не просто мелкая сеточка в глушителе, как наивно полагает обыватель, это именно система, в которой задействованы многие элементы, вплоть до обогрева заднего стекла. Не верите, думаете, шучу? А вот и нет. Сейчас объясню, хоть и придется начинать издалека.

Если в глушителе поставить сеточку для сажи (а черный дым – это частицы сажи), то она должна быть очень мелкой, иначе она мало что отфильтрует. Соответственно, чем тоньше фильтр – тем быстрее он забьется и потребует замены. Даже в современном дизеле со сверхточным дозированием подачи топлива, которая и не снилась механическим ТНВД, сажи в выхлопе будет достаточно, чтобы через несколько тысяч километров сажевый фильтр был забит наглухо. Вот у меня фургон не старый еще, уже с коммон-рейлом, пьезоинжекторами и обвешан датчиками повсюду, но нет-нет, да и пыхнет черным дымком по утрам – сажевого фильтра-то на нем как раз и нет. Менять сажевый фильтр по несколько сотен на каждом сервисе и чаще, потребитель, надо полагать, не согласится. Что же делать? Все не так плохо, ведь сажа - это, в каком-то смысле, уголь. Недогоревшее топливо. А значит, ее можно и нужно дожечь, чтобы фильтр снова стал чистым.

Когда-нибудь пробовали поджечь каменный уголь спичкой? Не очень-то получается, не правда ли? Вот и с сажей так: чтобы она загорелась, ее надо здорово раскалить до температуры порядка 600 градусов. А у дизеля, как на беду, температура выхлопных газов и так меньше, чем у бензинового двигателя, да еще и турбина на выхлопе ее снижает, поскольку на свою раскрутку (ну, и разогрев себя, конечно) она забирает не только кинетическую, но и тепловую энергию газов (закон сохранения энергии неумолим, тут провод мимо счетчика не кинуть). Да еще и катализатор там тоже стоит, да-да! И система EGR, которая призвана, как раз-таки, снижать температуру сгорания в цилиндрах, дабы не образовывались оксиды азота. Непросто все…

Французы, которые первыми озаботились всей этой проблемой, придумали, что в топливо можно примешивать раствор минерала алланита (тот самый Eolys). Присутствие мелких кристалликов алланита, во-первых, снижает температуру горения сажи (осторожно предположу, что имеет место некий каталитический процесс, ибо уже смутно помню, как там на самом деле, а искать лень), а во-вторых, разрыхляет сажевые частицы, что тоже способствует их сгоранию. Соответственно температура сгорания сажи уже становится на сотню градусов ниже.

Фильтр делается из керамики, в которой выполнены поры достаточные для прохода молекул газа, но задерживающие частицы сажи. Маленькие поры, да. Полагаю, что вручную их не сверлят, а имеет место некий другой процесс, но и он, скорее всего, непрост, так как китайцы пока сажевые фильтры не освоили, оттого и цена на них соответствующая.

Кроме того, сажевые частицы сгорают, а вот кристаллы алланита, увы, нет. Их накопление-то и ограничивает ресурс сажевого фильтра в подобной системе. Впрочем, при условии правильной эксплуатации системы ресурс фильтра в среднем достигает 150 000 км. При цене замены фильтра (включая доливку Eolys и сопутствующую оплату труда) в 750 евро (это для Peugeot 407) и цене топлива в 1.50 евро/литр (так и живем, ага!), это равносильно прибавке в 0.3 л/100 км к расходу топлива. Не так уж и страшно, не так ли?

Есть системы сажевого фильтра, не использующие добавку в топливо. Там повышение температуры выхлопных газов, помимо прочих мер, достигается впрыском большего количества топлива. Впрыскивается оно либо под конец фазы рабочего хода (дабы догорело уже в катализаторе, который стоит прямо перед топливным фильтром), либо же топливо впрыскивается непосредственно в выпускной коллектор отдельным инжектором. Нетрудно догадаться, что впрыскиваемое топливо берется из бака и оплачивается все из того же кармана, который иначе платит за замену сажевого фильтра. Впрочем, и тут ресурс сажевого фильтра не бесконечен, поскольку фильтр неизбежно забивается несгораемыми частицами. Частицы эти берутся если не из солярки низкого качества (с высоким содержанием серы), то из несоответствующего масла. Ибо масло в цилиндры проникает всегда, даже у неизношенного двигателя, а в масле содержатся присадки. Вот почему для двигателей с сажевыми фильтрами предписано использование специальных масел, в которых содержание несгораемых присадок меньше.

Есть и еще одна разновидность фильтра, в котором керамическая сердцевина играет роль как фильтра, так и катализатора, за счет чего опять же обеспечивается ее разогрев (на катализаторе сгорает недогоревшее или дополнительное топливо). Ясное дело, такой фильтр будет самым дорогим, ибо в нем используются драгметаллы в достаточно нескромном количестве.

Чтобы не обеспечивать повышение температуры выхлопных газов только за счет лишнего впрыснутого топлива (мы же ведь пересели на дизель, дабы топливо-то экономить в конце концов!), применяются и другие уловки. Поступающий в двигатель воздух идет в обход интеркулера, чтобы был погорячее на впуске, отключается рециркуляция выхлопных газов, дабы жарче горело, регенерация фильтра происходит, когда двигатель работает под нагрузкой, а не на холостом ходу. Плюс эта нагрузка на двигатель создается дополнительно, но так, чтобы водитель не заметил: включается компрессор кондиционера, и генератор нагружается дополнительными потребителями типа вентиляторов на радиаторе (заодно и конденсор кондиционера обдует и температурный режим двигателя обеспечит), свечей накала, термоэлементов дополнительного отопителя (вот почему пассажиры не почувствуют, что кондиционер заработал!) и обогрева стекла.

Вы же не забыли: я тут собирался доказать, что обогрев стекла участвует в работе системы сажевого фильтра? И вот теперь представьте, что во всю эту сложную систему, управляющую не только двигателем, но и другими частями автомобиля, влезают шаловливые ручки чип- тюнера, который в разработке этого софта не участвовал и исходников его не имеет (кто ж ему их даст!). Система эта и так небезглючна, программных багов в ней хватает (не будем забывать, что она же еще и обеспечивает выполнение основной функции двигателя – выдавать ньютон-метры на выход!), а если из нее начнут выковыривать модули методом тыка…

Нет, иногда все проходит вполне даже гладко. В конце концов, если потом какие-то глюки вылезают, то кто его знает, отчего они там, на старой-то машине. Может и не из-за того, что софт поковыряли… Далее поскольку не все чип-тюнеры уточняют, что помимо чип-тюнинга надо бы еще и сам фильтр удалить физически, некоторые владельцы на этом и успокаиваются. А че, лампочка на панели больше на мешает, машина едет, проблема решена вроде как. И за все про все максимум 500 – 600 евро (это у крутых тюнеров, которые клянутся, что все будет ок) или 200-300 у контор попроще. Самые находчивые покупают китайский клон флеш-программера, скачивают пиратскую копию софта для чип-тюнинга и с этим оборудованием репрограммируют себе блок управления в машине за какие-то жалкие 50 евро. Если натура рисковая, и на новый блок управления деньги отложены на всякий случай, то почему бы и нет? В конце концов, от этого никто не умрет. Правда неудаленный из выхлопной системы фильтр регенерироваться уже никак не сможет, система управления о нем-то забыла. И через несколько тысяч он о себе напомнит полностью законопаченным выхлопом.

То-то я думаю, а что это у меня сейчас стоит Ford Focus с наглухо забитым фильтром, даже из выхлопной трубы почти не выходит ничего, а до сих пор ездил, как ни в чем не бывало, по словам хозяина. Может его уже того, оттюнинговали? Вот только как проверить теперь?

Опять же у Пежо до сих пор выковырять фильтр не было проблемой – его корпус разъемный, и добраться до сердцевины молотком и зубилом относительно несложно. А вот на таком же двигателе, стоящем на Форде и Вольво, сажевый фильтр заварен в единый неразъемный корпус с катализатором, да еще и с загнутой трубой с обоих концов – не подступиться. Резать пополам, выковыривать фильтр и потом заваривать обратно (да еще с высокой точностью, иначе не прикрутишь его обратно к двигателю, чтобы нигде не сифонило) – получится либо по цене сравнимо с новым, либо по доходу исполнителя сравнимо с восточно-европейскими зарплатами. Делать бизнес с такими расценками долго не получится – протянешь ноги.

Так что фильтр снял и отдал хозяину: хочешь помучиться – валяй, режь, долби, вари. Обещал завтра привезти, тогда я уже буду иметь хлопоты с его установкой на место…

Энтузиастами же изобретен метод помывки фильтра водой с мылом из керхера. Сказать, что совсем не помогает, не скажу: на какое-то время помогает. Вон в гараже мыли недавно, аж целый месяц машина ездила. Может, у кого и больше поездит. Тем более мы же не знаем, может фильтр был забит сажей из-за неисправности в системе и остановки регенерации, а не алланитом или серой.

Вот сажевую пробку сбили, остальное регенерировалось (допустим, неисправность вдруг сама прошла) в процессе езды, и еще несколько лет накатал довольный владелец, трубя на форумах о том, как он ловко не дал себя нагреть жадным механикам и дилершипам. Так что давайте и вы все мойте фильтры. Пилите, Шура, пилите…

Ведь чем больше знаешь, тем больше сомневаешься, и тем более ты склонен отбрасывать сомнительные решения, которые так восхитительно дешевы и просты с точки зрения того, кто не в теме. Но с другой стороны, чем больше знаешь, тем проще тебе считать и планировать наперед. И тогда замена сажевого фильтра или тормозных колодок уже не будут неприятной и дорогой неожи-данностью, а всего лишь одним из обычных расходов. За роскошь дышать чистым воздухом и при этом не ходить пешком я могу и заплатить.

Имеем фургон Primastar, как водится, – дизель (вероятность встретить бензиновый фургон в наших краях ниже, чем встретить Ferrari Testarossa; Тестароссу-то я видел, а вот бензиновый фургон – еще ни разу). Едет плохо, светит лампочкой неисправности двигателя, куча кодов ошибок и, вообще, состояние запущенное. Разгребаю проблемы одну за другой, и остается ошибка системы EGR, которая упорно появляется после стирания ошибок и последующих тест-драйвов. Среднестатистический механик или продвинутый автовладелец скажет, что надо менять клапан EGR. Особенно учитывая, что он электрический, неисправности его нередки, а пробег на момент ремонта без чуть-чуть полтораста тысяч километров. Тем более что кроме этого клапана в системе EGR на данном двигателе Renault F9Q больше ничего вроде и нет: клапан да трубка от выпускного коллектора. Механик продвинутый или рассудительный диагност скажет, что надо покурить мануал и схемы и проверить клапан и проводку на исправность, прежде чем бросаться на замену детали ценой хорошо за сотню евро.

Ведь чем отличается диагност от обезьяны-механика, так это умением отличать неисправную деталь от исправной не только на глаз и на ощупь, но и инструментально-приборным методом .

Начнем с проверки исправности клапана по той простой причине, что блок управления двигателя здесь надежно закрыт металлическим кожухом, прикрученным болтами со срывными головками. Это не для того, чтобы поиздеваться над диагностом, как можно в сердцах подумать, а для того чтобы повысить страховой рейтинг по защите от угона и, соответственно, загнать фургон в более низкую страховую группу – страховка дешевле. Ремонт, конечно, дороже получится, но страховать надо все фургоны и каждый год, а ремонтировать – только некоторые. Для корпоративного клиента с сотнями машин выигрыш очевиден, ну а для частного – как повезет. Ну, а клапан, вот он – прямо сверху на моторе, надо только снять корпус воздушного фильтра и три болта, которые держат клапан (на картинке клапан уже снят, справа вверху, а по центру чернеет дырка в коллекторе, куда он вставляется).

Как предлагает мануал проверить исправность клапана?

Замерьте четыре сопротивления, между пинами 1 и 5, 2 и 4, 4 и 6, 2 и 6. Если сопротивления не выходят за рамки допустимых значений (а разбросы допустимых значений даны наподобие «от 800 до 3600 ом при температуре +20»), значит клапан исправен. На этом месте я четко осознаю, что автор мануала держит его, читателя, за все ту же обезьяну, но отличающуюся от остальных гаражных обезьян умением читать и использовать мультимер.

Особенно трогательно указание температуры, при которой должны проводиться измерения. Так и представляю себе, как диагност несет снятый клапан в «Комнату Для Проведения Измерений», в которой поддерживается стабильная температура +20 зимой и летом, оставляет там клапан на несколько часов, чтобы он равномерно остыл или нагрелся до нужной температуры, а потом уже делает замеры сопротивлений и записывает на бумажку. Вы вот умаете, что я преувеличиваю, а на самом деле в учебном ролике по работам на системах Common Rail, который я смотрел в Пежо, предполагалось для данных работ выделять специальную комнату в мастерской, где будет поддерживаться кристальная чистота, а перед любой разборкой деталей и узлов системы питания их надо будет промывать и очищать специальной (!) жидкостью. Сие относилось и к операции по замене топливного фильтра, между прочим.

На самом деле, все гораздо проще и в то же время сложнее. Великий полководец Суворов говорил: «Тяжело в учении – легко в бою». В автосервис принято набирать на работу тех, кому было легко в учении. Что где-то в чем-то оправданно, пока речь идет о замене фильтров, колодок и масла… впрочем, в замене колодок есть свои тонкости, которые обезьяны не знают. Вообще-то и замена масла тоже не всегда им удается. Да и фильтры… Ну, ладно, надо же и им где-то работать, не так ли? В конце концов, деятельность неквалифицированных специалистов в автосервисе создает как минимум половину проблем, которые потом решает диагност. Вернемся к задаче проверки исправности клапана EGR.

Вот он красавец:

Начинать надо с понятия о том, для чего он тут нужен и как работает. Дизель, в отличие от бензинового двигателя, в камере сгорания на цикле рабочего хода, когда горит топливо, имеет избыток кислорода. Бензиновый мотор работает лучше всего, когда смесь воздуха и бензина подается в соотношении 14.7 к 1. Будет больше воздуха – смесь не вспыхнет от искры. Будет мало – тоже не сможет сгореть, огонь задохнется от нехватки кислорода.

А вот в дизель, сколько воздуха ни закачай, топливо в нем загорится все равно, ибо воздух сжат, нагрет сильнее и поджигает топливо безо всякой искры. Казалось бы, чем плохо: закачивай воздух в избытке, за него платить не надо. А плохо тем, что в воздухе много азота, собственно, большая его часть и есть азот. Азот при нормальной температуре окислов не образует, а вот при высокой – впол-не даже. И эти окислы азота вылетают в выхлопную трубу. Теперь мы в воздухе имеем оксиды азота NOx, добавляем к ним воду H2O из облаков и получаем азотную кислоту в виде кислотного дождя. А оно нам надо? Если ограничить поступление воздуха дроссельной заслонкой, мы теряем в экономичности и в моменте (ибо теперь засасывать воздух в цилиндры становится труднее), а зачем тогда дизель? Поэтому проблема решается путем замещения части воздуха, поступающего в цилиндры, выхлопными газами из выпускного коллектора. Выглядит несколько диковато, с точки зрения бензинщика или спортсмена, ибо мы чистый воздух заменяем на грязные газы, хуже гореть же будет! На самом деле остающегося кислорода хватает для нормального горения на большинстве режимов, а на холостом ходу и под полной нагрузкой EGR отключается.

А то вот читал тут одного английского специалиста по дизелям, так тот заявил на своем сайте: «А я и не знаю вообще, зачем эту EGR ставят, один вред от нее только». Расписался в собственной профессиональной неграмотности человек, ай-яй-яй!

Пропорцию выхлопных газов, поступающих в цилиндры, надо регулировать достаточно точно. Недодашь выхлопных газов – пойдут окислы азота, перегнешь палку в другую сторону – мотор начнет задыхаться и дымить сажей, что тоже нехорошо. Для этого надо иметь клапан, который может открываться на разное сечение, больше или меньше, и нужно как-то замерить, сколько фактически поступило газов. Последнюю функцию берет на себя датчик расхода воздуха, подобный MAF. А то, казалось бы, зачем он нужен, на дизелях-то? Датчик этот, конечно, измеряет, сколько прошло чистого воздуха, но суть в том, что при открытии клапана EGR и поступлении выхлопных газов во впускной коллектор, расход чистого воздуха становится меньше, чем он теоретически должен быть при данных оборотах, температуре и давлении. Вот эта разница между расчетным и фактическим значением сигнала MAF и позволяет вычислить, сколько поступило выхлопных газов, и подкорректировать положение клапана EGR. То есть имеем обратную связь и можем управлять системой точнее. MAF, таким образом, составляет неочевидную, но неотъемлемую часть системы EGR на современных дизелях.

Но я сильно отвлекся, вообще-то хотел лишь показать, какой я умный и как я круто умею проверить клапан EGR и безо всякого мануала)). Так вот на клапане мы имеем разъем и пять проводов на нем. Два провода – потолще сечением и три – тонких. Безо всякой схемы я вам скажу, что два толстых провода – это электропривод клапана, а три тонких – контроль его положения. Снимаем клапан, и

на пины от двух толстых проводов смело подаем 12 вольт, «плюс» и «минус». Если в клапане электромотор, он крутанется до одного из крайних положений, а при смене полярности – до другого. Но пока я чистил этот клапан от отложений нагара (да, тоже возможная причина), я заметил, что его заслонка подпружинена в закрытом положении и открывается, если поддеть отверткой. А значит тут у нас не электромотор с управлением реверсом полярности, а электромагнит, и управляется изменением скважности сигнала.

Так что если подать 12 вольт сюда, то заслонка сразу прыгнет до конца в открытое положение (полярность определяем методом тыка, ничего ему не станет). Прыгает, не заедает, открывается и закрывается, значит, силовая часть клапана в порядке. Теперь контроль положения. Это может быть потенциометр, а может и датчик Холла. Значит быстрее и надежнее проверка получится, если клапан подключить обратно к машине и включить зажигание. Теперь тыкаем вольтметром по тонким проводам: на одном 5 вольт – похоже, питание, на другом милливольты мелкие, двадцать с хвостиком – это масса, на третьем 1.06 вольта – должно быть, сигнал как плавно изменяется значение сигнала до 4 вольт (тут в идеале нужен хороший осциллограф, чтобы увидеть износ дорожки потенциометра или еще какие глюки сигнала). Вот и все! Клапан в порядке, 100%.

Несколько лет назад я был убежденным поклонником бензиновых моторов и считал, что дизелю место лишь на коммерческих машинах. Но постепенно, по мере покатушек на разных машинах, прогресса техники и, что немаловажно, освоения ее в плане ремонта и диагностики, я не то чтобы кардинально изменил свои взгляды, но, как минимум, ставлю дизель на одну ступеньку с бензиновым мотором. Ибо дизель уже не только экономичнее (как оно всегда и было) и не доставляет больше неприятных ощущений шумом и вибрациями (некоторые из них уже весьма даже приятны на слух), но и часто уже субъективно выигрывает по динамике за счет напористого момента на средних оборотах. Субъективно потому, что хотя по цифрам время разгона до сотни и максимальная скорость и бензиновых топ-версий лучше, но достигается этот разгон (ведь разгон нам всем практически интереснее максималки) в сопровождении рева мотора, выкручиваемого до красной зоны тахометра, и прохожих, испуганно оборачивающих головы на источник шума. По мере того как уходит молодость, производимый этим эффект на окружающих и пассажиров перестает нравиться, однако…

По сути дела, новейшие трехлитровые дизели сравнялись по характеристикам мощности и момента с пятилитровыми восьмерками недалекого прошлого и при этом остаются чуть ли не экономичнее, чем двухлитровые рядные четверки тех же лет. Да и крошечные полуторалитровые дизельки, в общем-то, везут машинку гольф-класса вполне приемлемо (для среднестатистического примерного семьянина) и, как показывает уже имеющийся опыт, имеют не такой уж и маленький ресурс даже в условиях поголовного пренебрежения техобслуживанием.

Ну, и, наконец, цена топлива и налоги забивают последний гвоздь – при практически той же динамике, топ-версии бензинок обходятся вдвое-втрое дороже в эксплуатации, и мысль о покупке такой машины начинает казаться глупой. Впрочем, я еще не зарекаюсь, потому что цены на подержанные варианты могут быть уж очень соблазнительными.

Андрей Бондаренко, «Заметки изирландии».

Журнал «Автомастер» № 6,7 -2013 (a- master. com. ua)

Сажевый фильтр с каталитическим покрытием.

Снижение выброса сажевых частиц является сегодня одной из сложнейших задач в области очистки отработавших газов (ОГ) дизелей. Помимо мероприятий, направленных на снижение образования сажи при сгорании топлива непосредственно в двигателе, особое внимание уделяется фильтрации газов на выпуске из него.

Одним из эффективных способов очистки газов от сажевых частиц является их задержание посредством специальных фильтров. Наибольшее распространение нашли системы, состоящие из нейтрализатора окислительного типа и сажевого фильтра. Помимо этого, фильтр позволяет практически непрерывно выжигать задержанную сажу без введения специальных добавок в топливо.

Последнее свойство достигнуто как применением особой конструкции фильтра, так и в результате его максимального приближения к двигателю.

Обычно на наших сервисах ремонт сводится к вырезанию фильтра и попытке перепрограммирования блока управления. Попробуем разобраться, а что же мы вырезаем на примере сажевого фильтра VW.

При сгорании дизельного топлива образуются вещества различного типа и вида. Работа непрогретого двигателя обычно сопровождается выбросами белого или сизого дыма, создаваемого каплями несгоревших или частично окисленных углеводородов, и выбросами альдегидов, присутствие которых в ОГ легко распознается по их характерному запаху.

На выпуске дизеля присутствуют не только газообразные вещества, но и твердые образования, размеры которых соизмеримы с размерами частиц пыли. Эти образования, получившие общее название «частицы» (Partikel), считаются вредными для здоровья людей и загрязняющими среду обитания.

Отработавшие газы дизеля .

ОБРАЗОВАНИЕ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПРОЦЕССЕ СГОРАНИЯ ТОПЛИВА

Интенсивность образования вредных веществ и в особенности сажи в значительной степени зависит от параметров процесса сгорания топлива в цилиндрах дизеля. На протекание процесса сгорания влияют как конструктивные параметры двигателя, так и состав топлива и атмосферные условия.

На приведенном ниже рисунке перечислены все исходные компоненты топливовоздушной смеси и получаемые в результате ее сгорания компоненты отработавших газов дизеля.

Отдельные компоненты отработавших газов дизеля оказывают различное действие на окружающую среду и здоровье человека.

Совершенно безвредными являются только кислород, азот и вода, которые входят в состав атмосферного воздуха.

Естественным компонентом атмосферного воздуха является двуокись углерода (углекислый газ), однако ее концентрация в воздухе близка к предельным значениям.

Углекислый газ не ядовит, но повышение его количества в атмосфере может привести к тепличному эффекту. К вредным для здоровья человека веществам относятся оксид углерода, углеводороды, двуокись серы, оксиды азота, частицы сажи и еще более трех десятков компонентов автомобильного выхлопа.

ВРЕДНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ

Оксид углерода (CO) или угарный газ возникает при неполном сгорании содержащего углерод топлива из-за недостатка кислорода. Это бесцветный газ, не имеющий запаха и вкуса. Он токсичен и особенно опасен: поглощает кислород крови человека, что может привести к кислородному голоданию мозга и летальному исходу.

Под понятием «углеводороды» подразумеваются многочисленные соединения различного типа (например, C6H6 или C8H18), которые образуются при неполном сгорании топлива.

Диоксид серы образуется при сгорании содержащего серу топлива. Это бесцветный газ с резким запахом. В настоящее время стремятся снизить содержание серы в топливе.

Оксиды азота (например, NO, NO2, …) образуются при сгорании топлива в двигателе в условиях высоких давлений и температур, а также в условиях избытка кислорода

Сажа образуется в результате неполного сгорания топлива при местном недостатке кислорода.

ЧАСТИЦЫ

Под понятие «частицы» подпадают твердые или жидкие образования, имеющие небольшие размеры. Они могут образовываться в результате износа деталей, измельчения и эрозии материалов, а также конденсации жидкостей. В частности, они образуются при неполном сгорании топлива и масла. В названных выше случаях образуются частицы различной формы, величины и структуры. Частицы относят к вредным веществам, так как ввиду малых размеров они перемещаются вместе с газами и при попадании в организм человека могут нанести вред ему.

ЧАСТИЦЫ САЖИ

При сгорании топлива в дизеле образуются частицы сажи. Это микроскопические углеродистые частицы диаметром приблизительно 0,05 мкм. Ядро частицы состоит из чистого углерода, а на нем адсорбируются различные углеводородные соединения, оксиды металлов и сера.

Предполагается, что некоторые углеводородные соединения опасны для здоровья человека. Конкретный состав частиц сажи зависит от применяемого в двигателе рабочего процесса, режимов его работы и состава топлива.

ПРОЦЕСС ОБРАЗОВАНИЯ ЧАСТИЦ САЖИ В ДИЗЕЛЕ

Образование сажи в дизеле зависит от ряда процессов, определяющих сгорание топлива. Это процессы подвода воздуха, впрыска топлива и распространения пламени.

Качество сгорания топлива определяется в значительной степени процессом образования топливовоздушной смеси. Из-за недостатка кислорода в некоторых зонах камеры сгорания образуется слишком богатая смесь, сгорание которой не может быть полным и сопровождается образованием частиц сажи.

Число и масса частиц зависят, в принципе, от качества протекающих в двигателе процессов смесеобразования и сгорания. Топливная система с насос-форсунками обеспечивает впрыск топлива под очень высоким давлением и с соответствующим требованиям двигателя протеканием подачи по времени. Благодаря этому создаются условия для повышения эффективности процесса сгорания и снижения образования частиц сажи. Однако высокие давления впрыска и соответствующая им повышенная мелкость распыливания топлива не могут обеспечить достаточное измельчение частиц сажи. Измерения размеров этих частиц показали, что их распределение по величине практически не зависит от способа смесеобразования, т. е. оно очень близко у двигателей с вихревой камерой сгорания и у двигателей с непосредственным впрыском посредством системы Common Rail или насос-форсунок.

ИЗМЕНЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ ДВИГАТЕЛЯ

Снизить выброс вредных веществ можно введением мероприятий, связанных с изменением конструкции самого двигателя. Удачная оптимизация рабочего процесса может привести к существенному снижению образования вредных веществ.

К этим мероприятиям относятся:

Оптимизация формы впускных и выпускных каналов, создающих направленное движение воздуха в камере сгорания.

Повышение давлений впрыска, например, посредством насос-форсунок;

Оптимизация камеры сгорания, в частности за счет уменьшения «вредных» объемов и формы выемки в поршне.

ОЧИСТКА ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ

Выбросы в атмосферу образовавшихся при сгорании топлива частиц сажи могут быть снижены проведением мероприятий по очистке отработавших газов после их выпуска из цилиндров двигателя. При этом имеют в виду прежде всего, систему фильтрации, способную задерживать частицы сажи.

Различают два вида регенерации сажевых фильтров: с применением присадок к дизельному топливу и с применением каталитического покрытия фильтрующего элемента. Ниже приведен описание устройства и принципа действия сажевого фильтра с каталитическим покрытием.

СИСТЕМА ОЧИСТКИ ГАЗОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРИСАДОК К ДИЗЕЛЬНОМУ ТОПЛИВУ

Эта система находит применение на автомобилях, у которых сажевый фильтр находится на относительно большом расстоянии от двигателя. В этом случае температура отработавших газов на входе в фильтр недостаточна для выжигания сажи в нем, поэтому применяют присадки к топливу, которые снижают температуру воспламенения сажи до необходимого уровня.

СИСТЕМА ОЧИСТКИ ГАЗОВ С САЖЕВЫМ ФИЛЬТРОМ, ИМЕЮЩИМ КАТАЛИТИЧЕСКОЕ ПОКРЫТИЕ

Эта система применяется на автомобилях с сажевым фильтром, расположенным близко от двигателя. В этом случае температура газов на коротком пути до фильтра остается достаточно высокой для сжигания сажи.

1 – Блок управления комбинации приборов J285

2 – Блок управления двигателем

3 – расходомер воздуха

4 – дизель

5 – датчик температуры перед турбокомпрессором G507

6 – турбокомпрессор

7 – датчик температуры перед сажевым фильтром G506

8 – датчик кислорода G39

9 – сажевый фильтр

10 – датчик 1 перепада давления на сажевом фильтре G450

11 – датчик температуры после сажевого фильтра G527

12 – глушитель.

САЖЕВЫЙ ФИЛЬТР

Сажевый фильтр с каталитическим покрытием устанавливается после турбокомпрессора в непосредственной близости от двигателя. В данном случае применяется сажевый фильтр с каталитическим покрытием, который конструктивно объединен с нейтрализатором окислительного типа. Таким образом, имеющий общий корпус агрегат выполняет функции как фильтра, так и нейтрализатора.

Сажевый фильтр задерживает содержащиеся в ОГ частицы сажи. Функция нейтрализатора заключается в окислении углеводородов (HC) и оксида углерода (CO)до воды (H2O) и диоксида углерода (CO2).

УСТРОЙСТВО

Матрица сажевого фильтра представляет собою ячеистую структуру из керамики на базе карбида кремния. Керамическая матрица заключена в металлический корпус. Она пронизана множество параллельно расположенных каналов малого сеченья, закрытых попеременно с одной или другой стороны. Поэтому различают впускные и выпускные каналы, разделенные между собойфильтрующими стенками. Фильтрующие стенки состоят из пористого карбида кремния. Они покрыты смесьюоксидов алюминия и церия, выполняющих функцию подложки для катализатора, в качестве которого используется благородный металл – платина. Катализатор – это вещество, которое способствует протеканию химической реакции, но само при этом не изменяется и новых соединений не образует.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

Так как каналы фильтра закрыты попеременно со стороны впуска и выпуска, содержащие частицы сажи газы вынуждены проходить через пористые стенки из карбида кремния. При этом частицы сажи задерживаются во впускных каналах, а газ свободно проходит через поры стенок каналов.

ЗОНЫ САЖЕВОГО ФИЛЬТРА С КАТАЛИТИЧЕСКИМ ПОКРЫТИЕМ

Сажевый фильтр должен быть относительно длинным, чтобы обеспечить улавливание достаточно большого количества сажи. Помимо этого, он должен содержать достаточное для обеспечения каталитического действия количество платины. Каталитическое покрытие распределено по длине фильтра не равномерно, а по зонам. В передней зоне платины значительно больше, чем в задней зоне. Неравномерное распределение платины по зонам имеет следующие преимущества.

При работе двигателя на обычных режимах передняя часть сажевого фильтра нагревается быстрее, чем его задняя часть. Поэтому относительно большое количество платины в этой зоне способствует ускорению ее каталитического действия. При этом говорят о хороших пусковых качествах сажевого фильтра.

В процессе регенерации выгорание сажи сопровождается сильным нагревом задней части фильтра. Но высокие температуры приводят к постепенному разрушению слоя платины. Поэтому можно сэкономить на дорогостоящей платине, снижая толщину покрытия в задней зоне фильтра.

С другой стороны, уменьшение количества платины в задней зоне обосновано процессами старения фильтра. В процессе эксплуатации автомобиля в задней части фильтра накапливается больше снижающих каталитическое действие платины отложений, чем в его передней части.

РЕГЕНЕРАЦИЯ ФИЛЬТРА

Чтобы предотвратить чрезмерное повышение сопротивления фильтра и снижение его работоспособности необходимо время от времени освобождать его от сажи.

В процессе регенерации накопленные в фильтре частицы сажи выжигаются (окисляются). Различают активную и пассивную регенерацию сажевого фильтра с каталитическим покрытием. Для водителя процесс регенерации протекает незаметно.

Фильтрующие стенки состоят из пористого карбида кремния.

Они покрыты смесью оксидов алюминия и церия выполняющих функцию подложки для катализатора, в качестве которого используется благородный метал – платина.

Катализатор – это вещество, которое способствует протеканию химической реакции, но само при этом не изменяется и новых соединений не образуется.

ПАССИВНАЯ РЕГЕНЕРАЦИЯ

При пассивной регенерации выжигание сажи производится непрерывно и без специального вмешательства в управление двигателем. При расположении сажевого фильтра вблизи от двигателя, температура поступающих в него газов может достигать, например, при движении на автомагистрали порядка 350–500°С. При этом протекают реакции, в результате которых частицы сажи взаимодействуют с диоксидом азота и превращаются в диоксид углерода. Этот многоступенчатый процесс протекает непрерывно над слоем платины, которая выполняет функцию катализатора.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

NOX + O2 образуют NO2

Диоксид азота (NO2) реагирует с углеродом (C) сажевых частиц. В результате получаются окись углерода (CO) и окись азота (NO).

NO2 + C образуют CO + NO

Окись углерода (CO) и окись азота (NO) реагируют с кислородом (O2), образуя диоксид азота (NO2) и диоксид углерода (CO2).

CO + NO + O2 образуют NO2 + CO2

АКТИВНАЯ РЕГЕНЕРАЦИЯ

При активной регенерации частицы сажи выжигаются в условиях высоких температур, получаемых в результате направленного управления двигателем. Для эксплуатации автомобиля в городе характерны небольшие нагрузки двигателя, а соответствующие им невысокие температуры ОГ не обеспечивают пассивную регенерацию сажевого фильтра. При этом частицы сажи не удаляются из фильтра и забивают его каналы. При скоплении в фильтре определенного количества сажи запускается процесс его активной регенерации, протекающий по командам системы управления двигателем.

Процесс активной регенерации длится приблизительно 10 минут. При этом температура ОГ повышается до 600÷650°C, что достаточно для окисления сажи до диоксида углерода.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

При активной регенерации частички сажи сгорают благодаря высокой температуре ОГ. При этом образующий частицы сажи, углерод соединяется с кислородом, образуя диоксид углерода C + O2 образуют CO2 .

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ФИЛЬТРА ПРИ АКТИВНОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ

Частицы сажи скапливаются во впускных каналах.

Необходимость в проведении активной регенерации определяется блоком управления двигателем по сигналам, поступающим с расходомера воздуха, датчиков температуры ОГ перед и после сажевого фильтра, а также датчика перепада давления на нем. Чистый сажевый фильтр оказывает небольшое сопротивление потоку газов.

Заполненный сажевый фильтр оказывает большое сопротивление потоку газов.

При заполнении фильтра сажей до определенной величины, система управления двигателем запускает процесс активной регенерации

ФУНКЦИИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ АКТИВНОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ

Степень заполнения фильтра сажей определяется блоком управления по его газодинамическому сопротивлению.

Высокое сопротивление фильтра является признаком накопления в нем предельно допустимого количества сажи, поэтому блок управления двигателем запускает процесс активной регенерации. При этом выполняются следующие функции:

Прекращается рециркуляция ОГ, чтобы повысить температуры сгорания топлива;

Чтобы повысить температуру ОГ, производится дополнительный впрыск топлива, подаваемого после основной дозы, а именно, при повороте коленчатого вала на 35° после ВМТ;

Подача воздуха в двигатель снижается посредством регулируемой дроссельной заслонки с электроприводом;

Давление наддува поддерживается на уровне, при котором водитель не может заметить перевод двигателя на режим рециркуляции.

Эти мероприятия позволяют кратковременно повысить температуры скопившаяся в фильтре сажа окисляется до диоксида углерода. После проведения активной регенерации полностью восстанавливается способность фильтра задерживать содержащуюся в ОГ сажу.

СТЕПЕНЬ ЗАПОЛНЕНИЯ ФИЛЬТРА САЖЕЙ

Блок управления двигателем постоянно контролирует степень заполнения фильтра сажей, рассчитывая его газодинамическое сопротивление. При этом объемный расход газов соотносится с перепадом давления на сажевом фильтре.

ПЕРЕПАД ДАВЛЕНИЯ НА ФИЛЬТРЕ

Перепад давления на сажевом фильтре определяется посредством дифференциального датчика давления.

Блок управления двигателем определяет газодинамическое сопротивление сажевого фильтра по отношению перепада давления к объемному расходу ОГ. А газодинамическое сопротивление фильтра является мерой его заполнения сажей.

ОБЪЕМНЫЙ РАСХОД ОГ

Объемный расход ОГ рассчитывается блоком управления двигателем по величинам массового расхода воздуха на входе в двигатель и температуры ОГ перед фильтром.

Массовый расход ОГ практически равен массовому расходу воздуха, который определяется посредством расходомера. Объемный расход ОГ зависит, однако, от температуры.

Последняя определяется посредством датчиков температуры до и после сажевого фильтра.

Получая данные о температуре ОГ, блок управления двигателем может рассчитать объемный расход ОГ по величине массового расхода воздуха.

ВПРЫСК ТОПЛИВА ПРИ ДВИЖЕНИИ АВТОМОБИЛЯ НАКАТОМ

При экстремальных условиях движения в городе с резко меняющейся нагрузкой двигателя и частым движением накатом, необходимо предпринимать особые меры для регенерации фильтра. Так как при движении накатом топливо в цилиндры двигателя обычно не впрыскивается, температура ОГ не поднимается до необходимого для регенерации фильтра уровня.

Поэтому для проведения регенерации фильтра при движении накатом впрыскивают увеличенные дозы топлива, а именно при повороте коленчатого вала на 35° после ВМТ. Ввиду отсутствия основной дозы топлива, впрыскиваемого при положении поршня вблизи ВМТ, поступившее в цилиндры двигателя на такте расширения топливо пары топлива сгорают в сажевом фильтре, а выделяющееся при этом тепло обеспечивает повышение температуры ОГ до необходимого для его регенерации поддерживающего регенерацию топлива регулируются по сигналам датчика температуры ОГ, установленного после сажевого фильтра.

Кулачки привода насос-форсунок у дизелей с сажевым фильтром имеют специальный профиль, обеспечивающий впрыск дополнительных доз топлива.

При этом соответствующее подаче топлива движение плунжера завершается позже, чем у двигателей без сажевого фильтра. Благодаря этому остается активный ход плунжера для подачи дополнительной дозы топлива с достаточно большим запаздыванием.

ДАТЧИК ПЕРЕПАДА ДАВЛЕНИЯ НА САЖЕВОМ ФИЛЬТРЕ, ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИГНАЛА ДАТЧИКА

Этот датчик служит для измерения перепада давления ОГ на сажевом фильтре. Его сигналы используются совместно с сигналами датчиков температуры перед и после сажевого фильтра, а также с сигналами расходомера воздуха для определения степени заполнения фильтра сажей.

ПОСЛЕДСТВИЯ ПРИ ОТСУТСТВИИ СИГНАЛА ДАТЧИКА

При отсутствии сигнала датчика перепада давления регенерация сажевого фильтра производится периодически по пробегу или по времени эксплуатации автомобиля. Однако длительное время регенерация по такому принципу не может быть надежной.

Поэтому после определенного числа циклов регенерации сначала загорается контрольная лампа сажевого фильтра, а затем начинает мигать контрольная лампа свечей накаливания. Водитель предупреждается таким образом о необходимости обращения в сервисное предприятие.

УСТРОЙСТВО ДАТЧИКА

У датчика перепада давления 1 предусмотрены два штуцера: один из них соединен с трубкой для измерения давления перед сажевым фильтром, а другой – после него. Внутри датчика находится мембрана с пьезоэлементами, на которую действует разность давлений.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

САЖЕВЫЙ ФИЛЬТР ЧИСТЫЙ

Если в фильтре находится очень мало сажи, давления перед ним и после него практически равны. При этом мембрана с пьезоэлементами находится в исходном положении.

ФИЛЬТР ЗАПОЛНЕН САЖЕЙ

Ввиду увеличения сопротивления фильтра при накоплении в нем сажи, давление ОГ перед фильтром увеличивается. Давление ОГ после фильтра практически не изменяется.

Мембрана прогибается в соответствии с действующей на нее разности давлений. Деформация мембраны влечет за собой изменение омического сопротивления включенных по мостовой схеме пьезоэлементов. Выходное напряжение моста усиливается и преобразуется в электронной схеме

датчика, сигнал с которой поступает в блок управления двигателем. По величине этого сигнала блок управления двигателем определяет степень заполнения фильтра сажей и при необходимости вырабатывает команду на его регенерацию.

ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ ПЕРЕД САЖЕВЫМ ФИЛЬТРОМ

Устанавливаемый перед сажевым фильтром датчик температуры содержит резистор с положительным температурным коэффициентом PTC (Positiver Temperatur Coeffizient). То

есть сопротивление резистора увеличивается с повышением его температуры.

Этот датчик служит для измерения температуры ОГ в месте его установки на выпускном трубопроводе перед сажевым фильтром.

Сигналы датчиков температуры перед и после сажевого фильтра используются в блоке управления двигателем для расчета объемного расхода ОГ, а затем степени заполнения фильтра сажей.

Точное определение степени заполнения фильтра сажей возможно только при совместном использовании сигналов расходомера воздуха, датчиков температуры ОГ перед и после фильтра, а также датчика перепада давления ОГ на фильтре.

Помимо сигналов указанных выше датчиков в системе управления, предусмотрена подача аварийного сигнала, который используется для защиты сажевого фильтра от действия слишком высоких температур ОГ.

После прекращения поступления сигнала датчика температуры перед фильтром его регенерация производится периодически по пробегу или по времени эксплуатации автомобиля. Так как регенерация в этом режиме не должна повторяться многократно, после определенного числа ее циклов включается сначала контрольная лампа сажевого фильтра, а затем начинает мигать контрольная лампа свечей накаливания. Водитель предупреждается таким образом о необходимости обращения в сервисное предприятие.

ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ ПОСЛЕ САЖЕВОГО ФИЛЬТРА

Устанавливаемый после сажевого фильтра датчик температуры содержит резистор типа PTC. По сигналу датчика температуры после фильтра блок управления двигателем регулирует дозу топлива, впрыскиваемую в цилиндры двигателя на такте расширения при движении автомобиля накатом. Эта доза уменьшается с повышением температуры ОГ после фильтра.

Сигнал датчика температуры после сажевого фильтра используется также для его защиты от действия слишком высоких температур ОГ.

После прекращения поступления сигнала датчика температуры перед фильтром, его регенерация производится периодически по пробегу или по времени эксплуатации автомобиля.

Так как регенерация в таком режиме не может обеспечить нормальную работу сажевого фильтра в течение длительного времени, после определенного числа ее циклов включается контрольная лампа сажевого фильтра, а затем начинает мигать контрольная лампа свечей накаливания. Таким образом водитель предупреждается о необходимости обращения в сервисное предприятие.

ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ ПЕРЕД ТУРБОКОМПРЕССОРОМ

Сигнал этого датчика используется блоком управления двигателем при расчете начала подачи и дозы дополнительно впрыскиваемого топлива при регенерации сажевого фильтра. Выжигание накопленной в нем сажи обеспечивается повышением температуры ОГ до необходимого уровня. Помимо этого, по сигналу данного датчика осуществляется защита турбокомпрессора от действия слишком высоких температур.

При выходе датчика температуры из строя, защита турбокомпрессора от перегрева не действует.

Поэтому регенерация сажевого фильтра отменяется, а водитель предупреждается посредством контрольной лампы свечей накаливания о необходимости обращения в сервисное предприятие. При этом рециркуляция ОГ прекращается, чтобы снизить образование сажи.

ДАТЧИК КИСЛОРОДА

В данном случае применяется датчик кислорода с широкополосной характеристикой. Обычно он устанавливается на выпускном коллекторе перед нейтрализатором.

Датчик кислорода позволяет определять его концентрацию в ОГ в достаточно широком диапазоне измеряемых значений. У автомобилей с сажевым фильтром направляемый в блок управления двигателем сигнал этого датчика помогает повысить точность определения дополнительной дозы

топлива и момента ее подачи при проведении регенерации фильтра. Наибольшая эффективность процесса регенерации достигается при определенной минимальной концентрации кислорода в ОГ и достаточно высокой их температуре. Регулирование при этом производится по сигналу датчика кислорода, который дополняется сигналом датчика температуры перед турбокомпрессором. При отсутствии сигнала датчика параметры регенерации определяются менее точно, но она проводится достаточно надежно. При выходе датчика кислорода из строя может иметь место повышенный выброс оксидов азота.

РАСХОДОМЕР ВОЗДУХА

На впускном трубопроводе устанавливается термоанемометрический расходомер воздуха пленочного типа. По его сигналу блок управления двигателем достаточно точно определяет массовый расход воздуха, поступающего в цилиндры двигателя.

В системе управления регенерацией сажевого фильтра сигнал расходомера воздуха используется для расчета объемного расхода ОГ с последующим определением степени наполнения фильтра сажей. Сигнал расходомера воздуха используется для определения степени наполнения фильтра сажей только совместно с сигналами датчиков температуры перед и после фильтра, а также с сигналом датчика давления.

При отсутствии сигнала расходомера воздуха регенерация сажевого фильтра производится сначала периодически по пробегу или по времени эксплуатации автомобиля.

Так как регенерация в таком режиме не может обеспечить нормальную работу сажевого фильтра в течение длительного времени, после определенного числа ее циклов включается контрольная лампа сажевого фильтра, а затем начинает мигать контрольная лампа свечей накаливания. Водитель предупреждается таким образом о необходимости обращения в сервисное предприятие.

КОНТРОЛЬНАЯ ЛАМПА САЖЕВОГО ФИЛЬТРА

Контрольная лампа сажевого фильтра находится на комбинации приборов. Она загорается, если регенерация фильтра невозможна, например, из-за длительной эксплуатации автомобиля в режиме движения на короткие расстояния. При длительной эксплуатации автомобиля в режиме движения на короткие расстояния регенерация сажевого фильтра может оказаться невозможной из-за слишком низкого уровня температур ОГ. В таких случаях фильтр может быть поврежден или заблокирован сажей. Чтобы предупредить водителя о возможности нежелательных последствий, на комбинации приборов предусмотрена контрольная лампа сажевого фильтра, которая загорается при накоплении в нем определенного количества сажи.

Если эта лампа загорелась, водителю рекомендуется двигаться в течение приблизительно 15 минут с равномерной по возможности скоростью, которая должна превышать 60 км/ч. Наиболее эффективно фильтр регенерируется при движении автомобиля на 4-ой или 5-ой передачах и работе двигателя с частотой вращения около 2000 об/мин. При завершении регенерации контрольная лампа должна погаснуть.

Если, несмотря на проведение мероприятий по выжиганию сажи, контрольная лампа не гаснет, загорается контрольная лампа свечей накаливания, и на дисплей комбинации приборов выводится предупреждение «Неисправность двигателя, сервис». После этого водитель должен обратиться в ближайшее сервисное предприятие.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ АВТОМОБИЛЯ С КОРОТКИМИ ПРОБЕГАМИ

Чтобы запустить процесс регенерации сажевого фильтра, система управления двигателем обеспечивает повышение температуры ОГ.

Однако при длительной эксплуатации автомобиля с короткими пробегами не всегда удается повысить эту температуру до уровня, необходимого для регенерации фильтра. При последующей регенерации переполненного фильтра возможно его повреждение из-за перегрева в результате сгорания увеличенного количества сажи.

Возможно также блокирование фильтра при переходе на режимы с повышенными нагрузками. В последнем случае двигатель может заглохнуть.

Чтобы предотвратить нежелательные последствия несостоявшейся регенерации фильтра, система управления включает контрольную лампу сажевого фильтра при определенном его заполнении или после нескольких несостоявшихся запусков режима регенерации. Водитель предупреждается таким образом о необходимости проведения регенерации фильтра в кратчайшие сроки. Он может это сделать, повысив скорость автомобиля до значений, при которых температура ОГ повышается до необходимого для регенерации уровня.

ТРЕБОВАНИЯ К ТОПЛИВУ

Необходимо обращать внимание на соответствие топлива стандарту DIN, указанному в Руководстве по эксплуатации автомобиля.

Использование биодизельного топлива не допускается. При позднем впрыскивании этого топлива возможно попадание его несгоревшей части на стенки цилиндров. Движущиеся поршни сбрасывают это топливо в картер, где оно попадает в масло. Соответствующее стандартам топливо испаряется при работе двигателя на обычных режимах и удаляется таким образом из масла. Биодизельное топливо при этом полностью не испаряется, так как температуры его кипения выше, чем у обычного топлива. Разжиженное топливом масло может быть причиной повреждения деталей двигателя.

Если топливо содержит много серы, фильтр быстро заполняется сажей, и повышается частота циклов его о регенерации, что приводит к повышенному расходу топлива.

Сергей Уктусов

Журнал Автомастер (a — master . com . ua ) № 9-2012 и 11-2012