Модуль очистки отработавших газов Евро-6 и DPF (сажевый фильтр) — просто о сложном
Наверное все владельцы автомобилей с дизельным двигателем слышали о существовании сажевого фильтра, также известного как "противосажевый фильтр", "сажевик" или DPF — Diesel Particulate Filter. А знаем ли мы как он устроен на самом деле?
На современных автомобилях, сажевый фильтр, это всего лишь один из компонентов модуля очистки отработавших газов, который кроме сажевого фильтра в своем корпусе, также содержит еще и каталитический конвертер, часто называемый катализатором или нейтрализатором:
На рисунке выше, изображен модуль очистки отработавших газов отвечающий нормам Евро-6, состоящий из катализатора и сажевого фильтра. Вход находится справа, а выход слева. Обозначения:
NOx-Speicherkatalysator (NSC) — накопительный катализатор NOx
Lambdasonde vor NSC — лямбда зонд перед NSC.
Abgastemperatursonde vor NSC — датчик температуры отработавших газов перед NSC
Drucksensor — датчик давления
Dieselpartikelfilter (DPF) — фильтр сажевых частиц
Abgastemperatursonde vor DPF — датчик температуры отработавших газов перед DPF
Lambdasonde nach DPF — лямбда зонд после DPF.
А чем отличается Евро-6 от Евро-5 и что такое накопительный нейтрализатор?
В модулях очистки отработавших газов Евро-6, в отличии от модулей Евро-5, катализатор (также называемый конвертером или нейтрализатором) не просто окислительный, а еще и накопительный.
Окислительный катализатор — это конструкция с мельчайшими сотами, поверхность которых покрыта веществами-катализаторами — платиной, палладием и родием, проходя через которые, отработавшие газы, содержащиe вредные вещества (углеводороды CHx, окись углерода CO, оксиды азота NOx), вступают в химическую реакцию и вредные для окружающей среды вещества, преобразуются в безвредные.
Накопительный катализатор — это тот же окислительный катализатор, но поверхность сот, дополнительно покрывается оксидом бария, который более интенсивно улавливает и временно накапливает (отсюда и название) оксиды азота NOx.
Оксид бария имеет побочный эффект — он улавливает/накапливает не только оксиды азота NOx, но еще и серу.
В связи с этим, необходимо производить десульфатацию — выжигание серы из нейтрализатора, по аналогии как это делается регенерацией (выжиганием сажи) сажевого фильтра, но в отличии от регенерации, для десульфатации требуется более высокая температура от 620 градусов.
При десульфатации накопительного нейтрализатора, выделяется сероводород и поэтому, сажевый фильтр в модулях очистки ОГ Евро-6, дополнительно имеет покрытие из оксида металла.
Сажевый фильтр — как и катализатор, также содержит внутри сотовую конструкцию, но с другим покрытием и задачей — вступая в реакцию с проходящими через "соты" газами, удержать сажу, а в Евро-6 варианте, еще и сероводород (во время десульфатации).
Теория это хорошо, но как этот модуль очистки выглядит в реальности?
На дизельные Fabia mk3, устанавливался "Модуль очистки отработавших газов" 04B131656DX (также известен как 04B131765B, 6C0131705D или 6C0181AA), соответствующий стандарту Евро-6:
Примечательно, в ETKA его перевели как "Сажевый фильтр" — но мы то знаем, что сажевый фильтр это один из элементов модуля очистки отработавших газов 🙂
На фото видно, что 04B131656DX, физически состоит из двух элементов:
Верхняя часть — окислительно-накопительный нейтрализатор (oxidizing catalytic converter/reservoir catalytic converter DeNOx), он же каталитический конвертер/преобразователь.
Входом, находящимся с левой стороны, катализатор подключен к выпускному коллектору двигателя, откуда в него входит поток отработавших газов.
После очистки в катализаторе, газы направляются в нижнюю часть модуля — сажевый фильтр (DPF).
Сажевый фильтр имеет два выхода. Тот который смотрит влево,
подключен к радиатору системы рециркуляции отработавших газов, где в зависимости от температуры отработавших газов направляется по контуру ОГ высокого (во время прогрева двигателя) или низкого давления (когда двигатель прогрет).
Второй выход, выглядящий так труба торчащая вниз, подключен к трубопроводу выпускной системы, идущей к глушителю выхлопной трубы.
Рассмотрим модуль поближе и разберемся с датчиками:
Сверху слева на входе в катализатор, находится лямбда зонд, а справа exhaust gas temperature sensor 3 (Датчик температуры ОГ 3).
Снизу на трубе-выходе сажевого фильтра, находится еще один лямбда зонд.
С помощью лямбда зондов (датчиков), ЭБУ (электронный блок управления) — оценивает количество несгоревшего топлива либо оставшегося кислорода в отработавших газах, что позволяет управлять процессом приготовления рабочей смеси из воздуха и дизельного топлива, а также определять проблемы с работой катализаторов и сажевого фильтра, в случае если они начинают иметь место.
Посмотрим на модуль сзади:
Здесь мы видим две металлические трубки, идущие вверх, на датчики измеряющие перепад давления в двух точках — на выходе катализатора/входе в сажевый фильтр и на выходе из сажевого фильтра.
Таким образом, по изменению давления на входе и выходе сажевого фильтра, ЭБУ может легко определять его степень загрязненности и/или неисправность.
А как происходит очистка сажевого фильтра, ведь в нем накапливается сажа?
По количеству расхода топлива и воздуха затраченных на приготовление рабочей смеси с учетом температур и прочих участвующих в расчетах параметрах, ЭБУ подсчитывает массу накопившейся сажи в сажевом фильтре, в граммах.
Когда значение массы превышает определенный порог, ЭБУ запускает процесс регенерации сажевого фильтра или иными словами, создает условия для повышения температуры отработавших газов проходящих через модуль очистки и сажевый фильтр до такого значения, при котором сажа начинает выгорать.
Регенерация бывает двух видов пассивная и активная:
Пассивная регенерация — сажа начинает сжигаться сама собой, когда двигатель работает под большой нагрузкой и температура отработавших газов, поднимается до 350-500 градусов.
Активная регенерация — ЭБУ запускает ее, когда пассивная регенерация из-за условий эксплуатации автомобиля случится не может (например постоянная езда по городу), а порог накопленной массы сажи в сажевом фильтре, уже достигнут.
В этом случае, ЭБУ помимо впрыска основной порции рабочей смеси, начинает впрыскивать в камеру сгорания дополнительные порции топлива, которые сжигаются и температура отработавших газов повышается до 550-650 градусов, при которой сажа в сажевом фильтре сгорает и превращается в углекислый газ.
Практическая часть
Для мониторинга десульфатации накопительного нейтрализатора и регенерации сажевого фильтра, а также связанных с этими процессами измеряемых значений блока 1 (ЭБУ), есть замечательная и очень удобная программа VAG DPF.
Ознакомительную версию можно найти на 4pda или сразу купить в Google Play.
Для работы программы понадобится адаптер ELM327 который я в деталях разбирал ранее. Если адаптер и VAG DPF покупать не хочется, в конце я расскажу как те же параметры можно смотреть в VCDS/ВАСЯ 🙂
Итак поехали, подключаем ELM327, включаем зажигание, запускаем VAG DPF и нажимаем кнопку CONNECT (на первом скриншоте сделанном в 23:20 видно как выглядит стартовый экран). Скриншоты я буду группировать по три, так как их будет много:
Над кнопкой CONNECT, зелеными иконками, VAG DPF отображает процесс подключения — слева направо: Bluetooth соединение с ELM327 установлено, соединение с ЭБУ установлено, идентификация автомобиля считана.
Сразу же делаем пальцем свайп влево и на изображении модуля очистки отработавших газов, появляются зеленые стрелочки, говорящие о том, что параметры автоматически считываются из ЭБУ и обновляются на экране.
На примере второго скриншота, время 8:01, где я приехал утром на работу и стою на холостом ходу с полностью прогретым двигателем, я опишу все что находится на экране:
25mg/km — скорость заполнения сажевого фильтра сажей в данный момент
111417 km — пробег
1155 ms — скорость, с которой обновляются параметры на экране VAG DPF
0 s — задержка связи между ELM327 и смартфоном по bluetooth
87% — полоска индикатор заполнения сажей сажевого фильтра, позволяющая приблизительно оценить, когда начнется следующей регенерация
Soot Mass Calc. (g) — масса накопленной сажи в сажевом фильтре с момента окончания последней регенерации. ЭБУ подсчитывает ее в граммах.
Regen. Duration (min) — значение показывает сколько минут длится регенерация, когда ЭБУ ее запускает
Distance Since Last Regen. (km) — пробег с момента окончания последней регенерации
Time Since Last Regen. (min) — какое количество минут проработал двигатель с момента окончания последней регенерации
Oil Ash Residue (g) — масса накопившейся золы (от сгоревшего масла) в сажевом фильтре.
По этому значению рассчитывается процент изношенности сажевого фильтра, который отображается в этой же ячейке слева.
Максимальный объем масляной золы, который может принять конкретная модель сажевого фильтра, можно посмотреть с помощью VCDS в измеряемых значениях блока 1:
IDE06060 Particulate filter ash load limit 80.00 g
Как видим, для Fabia mk3 макимальный допустимый объем золы в сажевике = 80 г.
При пробеге 111495 км, сажевик заполнен/изношен на 29%.
Low Press. EGR Closing (%) — процент закрытия EGR клапана контура ОГ низкого давления.
Как видим, на заглушенном двигателе и при торможении двигателем, он равен 0.
Зачем нужен EGR клапан и как он устроен на двигателяех Евро-6, можно посмотреть в обучающем видео. Спасибо User-DD за ссылку.
DPF Input Gas Temp. (°C) — температура отработавших газов на входе в сажевый фильтр
DPF Surface Temp. (°C) — рассчитанная ЭБУ температура поверхности сажевого фильтра
Nox sulfur charge (g) — объем серы, накопленной в накопительном нейтрализаторе NOx, в граммах
Post Injection 1 (mg/str) — объем дополнительной порции топлива в микрограммах за такт.
Post Injection 2 (mg/str) — объем дополнительной порции топлива в микрограммах за такт.
Post Injection 3 (mg/str) — объем дополнительной порции топлива в микрограммах за такт.
SW:04B906027B/9084 — прошивка ЭБУ/версия
HW:04B907445 — аппаратная версия ЭБУ
Engine/Year: CUSB — модель двигателя
Engine Type: R3 1.4L TDI — тип двигателя (3 цилиндровый), объем (1.4л), турбо-дизель-инжектор
Смотрим на третий скриншот (время 12:50) — по пути домой, я поймал идущую уже 2 минуты десульфатацию/регенерацию. Судя по разнице между утренним и обеденным скриншотами, ЭБУ запустил регенерацию при накоплении в сажевом фильтре всего 21 грамма сажи (вместо стандартных 25 грамм), с целью провести после регенерации десульфатацию, так как накопительный нейтрализатор уже накопил более 2 грамм серы.
Обратите внимание на группу параметров Post Injection 1-3 — ЭБУ щедро впрыскивает дополнительные порции топлива, чтоб поднять температуру отработавших газов до 562 градусов для сжигания сажи.
Я стараясь не останавливаться ехал дальше, но попал в пробку на подъеме, где полз как черепаха, затем остановился, через некоторое время продолжил путь дальше и ехал пока регенерация не закончилась.
Весь этот процесс, можно проследить ниже:
Регенерация + десульфатация при 641-ом градусе, длились 11 минут и были запущены ЭБУ, после пробега около 310 км с момента предыдущей регенерации.
Скриншоты выше, сделаны до замены масла, воздушного и топливного фильтров, пробег на которых составил 23714 км.
Давайте посмотрим что изменилось, после ТО-5:
Поездка на работу 30 км. Первый скриншот сделан, когда влючено зажигание после ночной стоянки, но двигатель еще не заведен. Последний скриншот перед выключением зажигания на работе когда двигатель прогрет:
Поездка с работы домой вечером:
Утро, едем на работу:
Вечер, едем с работы. В этой поездке запустится регенерация, а после нее десульфатация. Можно наблюдать, как это происходит, и как уменьшается количество сажи и серы:
Выводы:
1. Если необходимо провести десульфатацию накопительного нейтрализатора, дизельгейтовая прошивка 9084, не дожидается накопления 25 грамм сажи и запускает регенерацию даже при накоплении в сажевом фильтре всего 21 г сажи на пробеге 310 км.
2. Регенерация + десульфатация, длятся около 10-ти минут и проходят незаметно.
3. После замены масла, воздушного и топливного фильтров, и первой же десульфатации/регенерации, масса серы в накопительном катализаторе, снизилась с 2,12 до 1,13 г.
4. Регенерация не вычищает золу, скопившуюся в сажевом фильтре. Поэтому важно лить качественное масло и не переливать его по уровню 🙂
5. Изношенность сажевого фильтра влияет на подсчет максимально возможного пробега при расчете гибкого интервала замены масла панелью приборов.
А как посмотреть параметры в VCDS без ELM327 и VAG DPF?
Зайти в блок 1, нажать кнопку "Adv Measurements" и найти по номерам следующие параметры:
IDE00434 Particle filter: soot mass calculated 13.04 g
IDE00420 Service regeneration: current duration 0 s
IDE00436 Particle filter: kilometers since last regeneration 124.3 km
IDE00432 Particle filter: time since last regeneration 208 min
IDE06059 Particulate filter: oil ash mass 23.58 g
IDE07764 Exhaust recirc.valve 2 bank 1: posit.feedback — Act.value 0.00 %
IDE07716 Particle filt.inlet temp.sens.1 bank 1: raw value 124.2 °C
IDE04653 Simulated particle filter surface temperature 130.2 °C
IDE07380 NOx catalyst accumulator: sulfur charge: act. value calculated 1.23 g
IDE10815 Post injection 2: quantity spec. value 0.00 mg/stroke
IDE10829 Post injection 1: quantity spec. value 0.00 mg/stroke
IDE10830 Post injection 3: quantity spec. value 0.00 mg/stroke
Еще нашел интересный параметр показывающий количество прерванных регенераций и он у меня 0 🙂
IDE05861 DPF Statistics: number of interrupted regenerations 0
Давление на входе в сажевый фильтр и перепад давления на холостом ходу:
IDE07744 Particle filter: air pressure sensor 1 bank 1: raw value 5.9 mbar
IDE07745 Particl.filt.: different.press.sensor 1 bank 1: adaptat. value 4.0 mbar
Давление на входе в сажевый фильтр и перепад давления на холостом ходу педаль в пол 2500 оборотов:
IDE07744 Particle filter: air pressure sensor 1 bank 1: raw value 17.1 mbar
IDE07745 Particl.filt.: different.press.sensor 1 bank 1: adaptat. value 15.4 mbar
А как давно вы проверяли свой модуль очистки ОГ? Ведь бывает и так:
А что будет если все время ездить в короткие поездки?
ЭБУ вам настойчиво напомнит, что надо сделать одну длинную поездку 🙂
Лёгкое дыханье: зачем и как удалять сажевый фильтр
Любой фильтр имеет неприятную особенность: со временем он забивается. В автомобилях фильтров несколько: воздушный, один или два топливных, всё чаще есть салонный, а иногда можно встретить и сажевый. Ясное дело, что если забьётся салонный фильтр, ничего страшного не случится, и некоторые на него вообще смотрят как на унылую ненужную деталь. Забитый топливный или воздушный обычно меняют, потому что иначе машина толком не едет. А вот сажевому фильтру не повезло: чаще всего его просто удаляют. Как это делать правильно, чтобы не пустить дизель в разнос или не спалить собственную машину, мы сегодня и поговорим.
Что такое сажевый фильтр, и как он работает?
В общем-то, из названия этого девайса всё ясно: это всего лишь фильтр, который задерживает сажу. Придуман он был в угоду экологии, а значит, изначально против интересов автолюбителей. Хотя было бы глупо говорить, что это совсем уж бесполезная штука. Конечно, это не так. Увидите новую дизельную машину — припадите носом к выхлопной трубе. Отсутствие чёрного налёта на вашем заинтересованном экспериментом лице и кисловатый запах вместо вони сгоревшей солярки — заслуга сажевого фильтра. В целом на этом его заслуги и заканчиваются. Сто (или даже пятьсот) лошадиных сил двигателю он не прибавляет, а пока свежий, то и не отнимает. Проблемы начинаются, когда фильтр оказывается забит сажей. Но об этом — чуть позже. Сначала посмотрим, что он есть такое с технической точки зрения.
Перед нами — сажевый фильтр автомобиля Volkswagen Transporter Т5. Кстати, Т5 — один из лидеров по посещаемости сервиса с необходимостью что-то делать с сажевым фильтром. Итак, фильтр уже демонтирован и лежит перед нами. Неопытному глазу может показаться, что это какая-то железка с проводами. Отчасти так это и есть, но давайте разберёмся в его устройстве.
В одном корпусе здесь совмещены катализатор и сажевый фильтр. Если смотреть от начала выпуска, то первым на дороге отработавших газов окажется катализатор, а вот внутри банки большего диаметра стоит как раз сажевый фильтр. Но посмотрите: тут есть ещё какие-то трубочки и проводочки! Что это такое?
Первый провод отбросим в сторону: это разъём датчика кислорода, который к сажевику никакого отношения не имеет. А вот всё остальное как раз имеет самое непосредственное отношение к фильтру. Один из разъёмов — это разъём датчика температуры. Всего их два, один до фильтра, другой – после (он у нас остался на выпуске позади фильтра, и на фотографии его разъёма нет). Ещё две трубки относятся к датчику дифференциального давления. Как уже ясно из названия, он измеряет не просто давление, а разницу давлений до фильтра и после него. Больше, в общем-то, ничего интересного в фильтре нет. Но давайте посмотрим, как это работает.
Отработавшие газы через катализатор (в данной модели через катализатор, но бывает, что фильтр есть, а катализатора нет) поступают к фильтру. Сам сажевый фильтр состоит из большого числа крипт — глухих перфорированных газовых каналов. Проходя через эти каналы, несгоревшие частицы углерода оседают на их стенках. Задерживать эти частицы сажи и есть задача фильтра. Возникает вопрос: а зачем нужны датчики температуры и датчик дифференциального давления? Эти приборы следят за состоянием фильтра. В блоке управления прописаны параметры температуры и разницы давлений на входе и выходе из фильтра. Если, например, на входе температура очень высокая, а на выходе — слишком низкая, ЭБУ “понимает”, что с фильтром что-то не так. То же самое и с давлением. Если на входе оно слишком высокое, а на выходе — низкое, значит, фильтр забит. Так как забитый сажей фильтр уже не способен пропускать газы в штатном режиме, двигателю приходится тяжело. И в этом случае ситуацию надо исправлять. Тут мы подошли к следующему вопросу, пропустить который нельзя — регенерация сажевого фильтра.
Что такое регенерация?
Регенерация — процедура самоочистки фильтра. Она выполняется по-разному, в зависимости от типа фильтра и непосредственно от алгоритма запуска регенерации.
Сажевые фильтры бывают двух типов: DPF (такой, как на нашем подопытном Транспортёре, такие обычно стоят на немецких автомобилях) и FAP (разработка концерна PSA, стоят на Пежо, Ситроенах, можно встретить на Фордах, Вольво и некоторых других марках). Отличия между DPF и FAP небольшие.
Рассмотрим, как проходит регенерация в фильтрах DPF.
Метод самоочистки прост: всё, что осело в каналах фильтра, выжигается. Для этого используется топливо, подающееся либо дополнительно через форсунки двигателя, либо через отдельную специальную форсунку. При температуре 600-800 градусов сажа в фильтре выгорает (правда, не всегда). FAP отличается наличием специальной жидкости, которая заливается в отдельный бак. Жидкость эта называется Eolys, она выступает в роли катализатора, позволяющего снизить температуру выжигания сажи. В этой системе регенерация проходит при 400-450 градусах.
Регенерация бывает спонтанной и принудительной. В первом случае её запускает ЭБУ исходя из показаний датчиков температуры и дифференциального давления. Помимо этого, блок управления иногда может иметь счётчик израсходованного топлива, и тогда регенерация может быть запущена по достижении прописанного в ЭБУ количества сожжённого топлива. Всё это — спонтанная регенерация. Принудительную, как можно понять из названия, запускают вручную для очистки фильтра, например, в сервисе.
В норме регенерация в зависимости от марки автомобиля и условий его эксплуатации может проходить каждые 1 500 — 5 000 километров. Если она стала запускаться чаще, то фильтру скоро конец: процедура не может обеспечить вхождение параметров температуры и разницы давлений в нормы. Скорее всего, отложения в фильтре перешли в ту стадию, когда сжечь их уже нельзя.
В сервисах не очень любят включать принудительную регенерацию. Во-первых, это может быть просто опасно: температура поднимается сильно, машина должна стоять далеко от горючих и легковоспламеняющихся материалов. Во-вторых, если спонтанная регенерация не помогает, то и принудительная тоже уже вряд ли что-то даст.
Впрочем, ЭБУ не всегда может запустить регенерацию. Для этой процедуры нужны определённые условия: достаточно продолжительное прямолинейное движение автомобиля с относительно равномерной высокой скоростью. В городском режиме таких условий иногда просто нет. А еще начавшуюся регенерацию крайне не рекомендуется прерывать. Это — большое неудобство. Приехали на работу — а тут регенерация в ходу. Сиди и жди 10-15 минут, или лучше вообще езжай по трассе. А если принудительно заглушить мотор, то регенерация не завершится. Стало быть, после последующего запуска и прогрева будет запрос снова и снова, пока процедура не завершится корректно. А это — расход топлива, до 3-4 раз больше на холостых оборотах и в плотном потоке. Это — повышение уровня масла. Со всеми вытекающими: от выдавливания сальников до разноса. И всегда — снижение смазывающей способности масла. В особо тяжёлых случаях, когда регенерация никак не проходит успешно и не завершается — ошибки по превышению предела попыток регенерации или "регенерация невозможна, требуется принудительная". Или подобные ошибки — у разных брендов они разные.
Пожалуй, это всё основное, что нам надо знать о регенерации. Перейдём к следующему вопросу: почему сажевый фильтр выходит из строя.
Что влияет на ресурс сажевого фильтра?
Очевидно, что быстро “убивает” фильтр избыток сажи в отработавших газах. Причин повышения количества сажи всего две: избыток топлива и недостаток воздуха. Первое возможно при неисправности топливной аппаратуры — например, при подтекании форсунки.
Недостаток воздуха могут устроить и сами владельцы. Специалисты сервиса вспоминали случай, когда к ним приехала машина, у которой забитый воздушный фильтр уже стал сворачиваться внутрь воздуховода. Не знаю, как надо не любить свою машину, но, оказывается, бывает и такое.
Иногда воздуха не хватает из-за утечек наддувного воздуха или неправильной работы турбины.
Ну и, разумеется, на дымность влияет качество топлива.
Однако даже если с мотором всё в порядке, со временем фильтр выйдет из строя из-за естественного износа (критического засорения на больших пробегах). И даже если владелец за машиной следит хорошо, короткие зимние поездки от дома до работы или в магазин тоже сокращают ресурс: мотор иногда не успевает прогреваться, а регенерации просто некогда запуститься. И фильтр постепенно забивается сажей. Тут встаёт вопрос: что с ним делать?
Что такое хорошо и что такое плохо
Способов решить возникшую проблему несколько, но хороший среди них только один.
- Первый метод — замена фильтр новым. ОК, вроде, неплохо. Только стоит оригинальный фильтр иногда и за сто тысяч рублей. Так что выход хороший, но только для зятя Рокфеллера. Ну, или для самого Рокфеллера. В общем, это всё не для нас.
- Второй метод — установка аналога. Это один из наиболее неудачных решений вопроса. Дело в том, что оригинальный фильтр не просто так стоит дорого, в нём используются драгоценные металлы, поэтому его себестоимость никак не может быть низкой. Те аналоги или универсальные фильтры не просто бесполезны, но ещё и опасны. Вы же помните про регенерацию? Так вот, далеко не все из них способны пережить эту операцию, и случаев возгорания зафиксировано достаточно, чтобы отказаться от идеи ставить вместо фильтра какую-то сомнительную ерунду. Кстати, иногда предлагают вместо удалённого фильтра набить банку металлическими опилками — мол, будет то же самое, что и фильтр, но дёшево. Это тоже относится к “сомнительной ерунде”. Такой самопальный фильтр не обеспечит укладывание показателей датчиков фильтра в приемлемые рамки, и ошибки будут возникать снова и снова. А что с такой набивкой и со всем остальным выпуском может произойти при попытках регенерации, лучше даже не представлять.
- Ну и, наконец, третий способ — физическое удаление сажевого фильтра с программным удалением его из системы. Вот это — лучший способ избавиться от проблемы раз и навсегда. Никаких фатальных последствий не будет, разве что пропадёт вот та самая кислинка в запахе выхлопа. Но это, думаю, не страшно.
Как удаляют фильтр?
Итак, сначала его снимают с машины. В нашем случае это уже сделано, и фильтр готов пережить все последующие процедуры. Точнее, не пережить, ибо сейчас его надо будет удалить из банки.
Для этого банку разрезают болгаркой. Теперь у нас с одной стороны остался катализатор, который трогать не будем, а с другой — сам фильтр. Последний удаляют двумя способами: выпрессовывают целиком или выдалбливают по кускам. Тут мы видим реализацию второго метода во всей красе.
Давайте рассмотрим извлечённый фрагмент. По цвету видно, что в начале он забит: ближе к началу выпуска он уже почти чёрный. Впрочем, сажа, которую можно собрать пальцем и с внутренней поверхности самой банки, и с поверхности фильтра, говорит о том же.
Теперь пустую банку заваривают. Это можно сделать аргоновой сваркой, можно обычным “полуавтоматом”. Первый способ больше подходит богатым эстетам, ибо он долгий и дорогой, но шов получается красивым. Но необходимости варить именно аргоном нет, сварки “полуавтоматом” тут вполне достаточно. Главное — обработать потом шов средством против коррозии.
Всё, банка собрана. Некоторые предпочитают вместо неё поставить даунпайп — мол, пустая банка будет издавать неприятные звуки. На самом деле в силу конструкции дизеля звук работы не изменится, громче он не станет. Хотя, конечно, если клиент хочет, то почему бы и нет.
Теперь осталось установить банку на место и… заняться программированием.
Как мы помним, есть набор датчиков, которые контролируют работу фильтра. Физическое удаление фильтра изменит их показания, которые могут привести в ступор ЭБУ. Например, отсутствие разницы температур или давлений на входе и выходе заставит его усомниться в корректности работы датчиков или фильтра. И тогда опять появится ошибка, а возможно, и аварийный режим тоже.
И ещё не забываем про регенерацию. Даже если ЭБУ не станет запускать её по показаниям датчиков, он вполне способен сделать это из расчёта израсходованного топлива. Так как после такой “регенерации” пустой банки ничего в показаниях не изменится, блок управления может запускать её бесконечно. В конце концов, это опять приведёт к появлению ошибки в лучшем случае. В худшем — выпуск хорошенько “прожарится” высокой температурой, что тоже не очень хорошо и даже опасно. Наконец, не забываем о том, что для регенерации нужно дополнительное топливо. Наиболее лёгкое последствие — значительно повышенный расход топлива. А вот с тяжёлым лучше вообще не сталкиваться. Наступает оно тогда, когда солярка начинает попадать в масло, вследствие чего его концентрация в картере вырастает настолько, что масло становится уже не маслом, а вполне пригодным для дизеля топливом. Как вы знаете, искра для воспламенения дизелю не нужна, поэтому если мотор начнёт работать на смеси масла с топливом из картера, остановить его выключением зажигания не получится. И начнётся работа двигателя “в разнос”. Зрелище страшное, а для самого мотора такой режим обычно заканчивается именно тем самым разносом.
Но стоит отметить, что главная причина ухода в "разнос" — как раз не удаление сажевого фильтра, а именно его неисправность, из-за которой частые попытки регенерации приводят к повышению уровня масла. Разнос может наступить и при не удаленном фильтре. Впрочем, это тема для отдельного разговора. Пока только скажем, что такой исход при неправильно проведённой работе возможен, а снизить риск может контроль уровня масла. Если он выше нормы — это повод для опасений, и двигатель лучше не запускать вообще.
Одним словом, отключать фильтр в программе просто необходимо. Лучше всего, когда есть возможность просто отключить эту систему. Если свитча нет, то есть и другие способы, о которых говорить не будем — профессиональная тайна.
Ещё надо удалить ошибки сажевого фильтра, но при этом не затронуть всю систему диагностики. Некоторые не самые лучшие “специалисты” грохают всю диагностику, после чего владелец автомобиля ездит потом по другим СТО, где ни в чём не повинные сервисмены пляшут с бубном вокруг машины, которая говорит, что у неё в жизни всё ОК, но при этом не едет.
Вместо заключения
Как вы уже поняли, удаление сажевого фильтра — практически единственный приемлемый способ избавиться от проблемы с этим устройством. И с одной стороны, он не так уж и сложен, но с другой — цена ошибки может быть очень велика.
И уж точно удаление будет дешевле установки нового фильтра (про аналоги говорить не будем, выше уже всё сказано). Правда, и за три копейки вряд ли кто-то выполнит эту работу хорошо, так что выбирать сервис нужно тщательно. Чтобы потом не было мучительно больно…
Ещё один приятный бонус: на моторах с сажевым фильтром необходимо применять специальное масло, которое так и называется — "Для двигателей, оснащенных сажевым фильтром". Оно существенно дороже, чем обычное. А вот после удаления можно лить и обычное.
За помощь в подготовке материала благодарим компанию «Лаборатория Скорости»(СПб, ул. Химиков, д. 2, (812)385-50-82
Что такое сажевый фильтр, зачем он нужен?
СФ начали применяться в машинах, оснащенных дизельными ДВС, с начала 00-х. Немногим позднее европейские уполномоченные органы обязали производителей оборудовать этими элементами все выпускаемые машины. Сегодня такую фильтрующую деталь можно найти в любом новом авто.
Что такое DPF в автомобиле?
Устройство предназначено для удаления, улавливания пылевидных частиц из отработанных газов дизельных движков (в бензиновых двигателях образуется меньше сажи). Использование этой детали значительно снижает уровень канцерогенности выхлопных выбросов машин.
Сажа образуется ввиду неполного сгорания топлива. Современные фильтрующие устройства способны задержать до 99% пылевидных канцерогенных составляющих отработанных мотором авто газов. Среди типов сажевых фильтров выделяют варианты закрытого типа и с опцией регенерации отфильтровывающего элемента.
Что такое система DPF?
Такие фильтры имеют внутри специальные керамические ячейки с тонким титановым покрытием на стенках. Продуктивность очищения зависит от температуры выхлопных газов.
При выбросе недостаточно нагретого испарения нейтрализация углеродных составов осуществляться не будет. DPF оснащаются датчиками, подающими сигнал при выходе элемента из строя.
Что такое FAP в автомобиле?
Это фильтрующие устройства отличается от DPF наличием опции самоочистки. Если в ДПФ отфильтрованные частицы оседают внутри, то ФАП имеют специальное вещество, полностью удаляющее сажу.
Очищающее покрытие также активируется при значительной температуре. Современные модели FAP оборудуются системой промывки. Она впрыскивает специальный реагент в ходе движения авто. Это дает возможность практически сразу же удалять сажу.
Где находится сажевый фильтр в авто?
Жесткого регламента по месту установки СФ нет. Каждый производитель таких элементов может рекомендовать свой вариант монтажа изделия. Как правило, их устанавливают в магистраль системы отвода выхлопных газов.
Желающим знать, где установлен сажевый фильтр, следует помнить, что часто фильтрующие элементы ставятся вместе с катализаторами. Наиболее распространенным вариантом считается установка детали за выпускным коллектором. Такой способ монтажа обеспечивает высокую температуру нагрева устройства. Это требуется для активизации нейтрализующих сажу составов.
Из чего состоит сажевый фильтр, принцип его действия
Модели различных производителей имеют свои особенности конструкции. Но в классическом варианте фильтрующие изделия строением похожи на катализаторы и состоят из:
металлического корпуса, выполненного в форме колбы;
ячеистого сердечника (сечение сот – около 1 мм);
датчиков (к примеру, температуры выхлопных газов, давления).
Желающим понять принцип работы сажевого фильтра необходимо знать, что на рынке существуют комбинированные модели. В таких изделиях составляющие фильтрующей детали и катализатора находятся в одном модуле.
Причины появления сажи
Чаще всего проблема возникает с движками на дизеле. К причинам неполного сжигания топлива относят:
недостаток кислорода в камере сгорания (к примеру, из-за засорения воздушного фильтра);
избыточную подачу горючего (например, ввиду сильного износа кулачков распредвала, некорректно отрегулированных зазоров клапанов);
несвоевременный впрыск топливной смеси.
При диагностике причин неполного сжигания горючего следует обратить внимание на уровень компрессии в цилиндрах, количество масла, состояние охлаждающей системы.
Регенерация сажевых фильтров DPF, FAP
Как правило, пассивная самоочистка активируется при достижении температуры +500 °C. Но в городском трафике с пробками и частыми остановками на светофорах довольно сложно достичь таких показателей.
Можно добавлять специальные противосажевые средства. Они инициируют выгорание углеродосодержащих частиц при температуре +300 °C. Дополнительно такие присадки предупреждают напластование нагара внутри камеры сгорания движка.
Желающим знать, для чего нужен сажевый фильтр, следует помнить, что некоторые авто оснащены опцией принудительной автоочистки. Функция запускается при фиксации датчиком значительного перепада давления до и после фильтрующего элемента. После срабатывания автомата происходит следующее:
подается дополнительная порция топлива для более интенсивного разогрева ДВС;
двигатель нагревается до +600 °C;
после выгорания сажи дополнительная подача горючего автоматически прекращается.
В некоторых сажевых фильтрах FAP, DPF (автомобилей «Ситроен», «Пежо». «Форд») разогрев осуществляется посредством специальной добавки. Средство подается непосредственно в цилиндр.
Что будет, если забился сажевый фильтр, симптомы неисправностей?
Такая проблема сопровождается изменением свойств выхлопных газов. Дым становится более густым. Белый выхлоп свидетельствует о неисправности катализатора окисления фильтрующего элемента. Также к признакам прихода детали в негодность относят:
снижение производительности движка;
повышение уровня моторной смазки;
наличие сторонних звуков при работе ДВС.
Как правило, затруднения появляются ввиду частого запуска процедуры самоочищения. Авто начинает часто набирать высокие обороты на холостом ходу, увеличивается расход горючего.
Период службы, замена фильтрующего изделия
Желающим узнать, зачем нужна установка нового FAP/DPF, следует помнить, что СФ со временем изнашиваются. Это проявляется в разрушении структуры сот, понижении эффективности регенерации.
Как правило, замена компонента осуществляется каждые 200 тыс. км пробега. При заправке авто некачественным горючим это значение снижается до 100…120 тысяч километров. Но в любом случае фильтры пригодны к эксплуатации даже после полумиллионного километража.
Способы предотвращения засорения сажевого фильтра автомобиля
Чтобы отфильтровывающее изделие служило долго, специалисты разработали ряд рекомендаций. Так, водителям следует:
допустить в авто проведение пассивной автоочистки;
использовать специальные очищающие добавки;
регулярно проверять состояние всех систем движка.
Рекомендуется также контролировать уровень моторного масла, смазочной жидкости трансмиссии.
Можно ли удалять СФ?
Перед принятием такого решения следует взвесить все за и против. К плюсам удаления фильтрующего элемента относят снижение расхода топлива, повышение производительности мотора. Среди минусов выделяют:
появление неприятного свиста турбины;
невозможность пересечения границ государств Евросоюза;
необходимость перепрошивки ЭБУ, что может негативно повлиять на работу других систем авто.
Гарантийное обслуживание, ремонт не распространяются на машины с удаленными фильтрами сажи.
Сажевый фильтр дизельного двигателя: что это, что делать, когда он забит и прочие вопросы
Какие ассоциации исторически связаны с дизельными версиями машин? Тяга, экономичность, парафинизация ДТ и черный дым. Экономно развивать высокий крутящий момент современные дизели не перестали, а вот проблем зимой с соляркой стало гораздо меньше. В некотором смысле это стало возможным благодаря таким вещам, как проточный подогрев дизельного топлива и подогреватель бака с топливом. Понятие «чадить» этим моторам и вовсе чуждо. Отчего тяжелая вонь «соляры» сменилась еле уловимым кисловатым запахом, а внутри глушителя – кристальная чистота вместо черного налета? Редакция журнала Autostadt.su предлагает поговорить о заслугах и недостатках сажевого фильтра и разобраться, почему он приносит массу проблем, особенно на б/у авто.
Экскурс в теорию: что такое сажевый фильтр
Задача любого фильтра – что-либо отлавливать. Из приставки «противосажевый» понятно, что подопытный удерживает в себе частички сажи, которые образуются в результате неполного сгорания ДТ.
Как выглядит
По конструкции – это керамическая матрица, состоящая из большого количества глухих перфорированных каналов. Находится эта дорогостоящая компоновка в банке круглого или овального сечения внушительных размеров.
По ходу движения отработанных газов частички сажи остаются в этих самых каналах, поскольку они не проходят через мелкую перфорацию. Логично предположить, что такой отстойник быстро забьется, если не удалять скопившуюся сажу. Отметим сразу, что ее удаляют, а точнее выжигают, и для этого даже разработан специальный режим работы двигателя.
Где стоит
Находится сажевый фильтр в выпускном тракте, недалеко от выпускного коллектора. Если есть катализатор, то «сажевик» стоит сразу за ним. Иногда их объединяют в один корпус для того, чтобы отсеянная сажа находилась как можно ближе к двигателю. Такая компоновка делает возможным нагрев внутренностей противосажевого фильтрующего элемента до высоких температур – условие №1 для обеспечения выжигания сажи.
Как узнать, удален ли…
Обычно этим вопросом задаются владельцы б/у автомобилей. Узнать, есть ли сажевый фильтр на автомобиле, можно на диагностическом оборудовании. Когда он удален, модель контроля и анализа заполнения фильтрующего элемента сажей отключена. Поскольку заводскую банку обычно оставляют на месте, а ампутируют только матрицу, след вмешательства отчетливо виден – это замкнутый сварной шов в неположенном месте.
DPF, FAP – что это
Если расшифровать эти аббревиатуры, то получим перевод словосочетания «сажевый фильтр» в английской транскрипции (Diesel Particulate Filter) и в французской (Filtre a Particules). На деле разница между ними состоит в процессе организации регенерации (режима выжигания сажи), о чем мы поговорим в соответствующем разделе.
Забит сажевый фильтр на дизеле: признаки и последствия
Роль «сажевика» такова, что он только отнимает силы у двигателя. Дело в том, что сажа постоянно накапливается внутри него, создавая сопротивление движению отработанных газов. В городе этого не заметить, а вот на трассе автомобиль с едва заполненным фильтром будет ускоряться менее охотно. Впрочем, езда по загородному шоссе очень полезна для дизельного двигателя, позже мы объясним почему.
Так или иначе, незначительное падение тяги заметить тяжело. Гораздо легче и полезнее обратить внимание на приборное табло, где специальная лампа или комбинация светодиодов обрисуют тяжесть проблемы. Точный ответ, что означает тот или иной значок, можно найти только в инструкции к машине. В качестве примера предлагаем рассмотреть алгоритм сигнализации проблем с DPF на автомобилях VAG:
- Иконка DPF. Фильтр почти полон, за плечами не одна безуспешная регенерация, но шанс выжечь сажу штатными средствами еще есть. Как только значок подсветился, в срочном порядке выезжайте на трассу. Что к чему и почему, мы расскажем.
- Чек + DPF. Верный признак того, что «сажевик» забит. Компьютер переходит в аварийный режим, оставляя владельцу единственную возможность – выжечь сажу особым режимом.
Приборное оповещение дублируют реальные вещи, такие как расход топлива, уровень масла в двигателе, реакция на педаль газа. Например, ориентироваться на приближающийся выход из строя сажевого фильтра помогают такие признаки:
- Средний расход топлива на 100 км внезапно увеличился на 1-2 литра.
- Вырос уровень масла в двигателе в результате попадания солярки в картер.
Объяснение этим событиям одно – безуспешная регенерация (выжигание сажи штатными средствами). Цель прожига – повысить температуру в сажевом фильтре, чтобы сажа выгорела (преобразовалась в углекислый газ) и каналы матрицы снова стали свободными. Повышают эту самую температуру в основном за счет послевпрыска топлива, чтобы ДТ догорало в «сажевике». Если не соблюдать предписания производителя по поводу режима езды во время регенерирующего мероприятия, то успешного результата не получить. Попытки прожига будут часто повторяться, что в итоге приведет к упомянутым вещам – возрастанию расхода солярки и уровня масла.
От идеи пустить все на самотек рекомендуем отказаться. Когда сажевый фильтр почти забит, то машина ведет себя не лучшим образом, ведь аварийный режим – это сплошные ограничения по скорости и текущему расходу топлива. Если этот факт не останавливает, то итог «игнора» экстренного оповещения сработает в любом случае: при полностью забитом очистителе машина глохнет и не заводится, либо заводится и сразу останавливается.
Как прожечь
Итог разговора на данный момент вполне понятен – сажевый фильтр дизельного двигателя можно почистить. Способ №1: сделать это, как принято говорить, пассивным путем. Способ №2: провести чистку активным методом, который заложен в штатной электронике.
Что такое регенерация
О том, что представляет собой регенерация сажевого фильтра и какие цели она преследует, разговор уже был. Напомним, что основная задача этого мероприятия – выжечь скопившуюся в каналах «сажевика» сажу. Опустошенная матрица позволяет двигателю «вздохнуть», а значит, отбирает минимум мощности.
Чтобы выжечь эту самую сажу, необходимо повысить температуру отработанных газов. Сделать это можно двумя путями:
- Пассивным. С ростом оборотов повышается температура выхлопа, но увеличивается перерасход топлива. Оптимум – постоянные средние обороты: газы горячие, доля недожжённой солярки минимальна. Пример из эксплуатации – движение по трассе с постоянной скоростью.
- Активным. Увеличение температуры в фильтре за счет дожигания дизельного топлива перед ним. Перед выпуском отработанных газов из цилиндра осуществляется послевпрыск ДТ. За счет низкой температуры его самовоспламенения имеем факел пламени и горячий поток выхлопа прямо перед «сажевиком», отчего последний нагревается до 600…650°С.
Вернемся к пассивному способу, чтобы разделить две конкурирующие технологии – FAP и DPF. Машины с FAP отличает наличие бачка со спецприсадкой, содержащей церий. Добавив ее в топливо, можем провести пассивную регенерацию при более низкой температуре. В быту это означает, что прожиг на трассе проходит более продуктивно. То есть сроки опустошения фильтра уменьшаются, отчего одни плюсы.
На стенках матрицы DPF нанесен платиновый катализатор. Его задача – способствовать ряду химических реакций, которые в конечном итоге избавляют емкость от сажи. В отличие от FAP, газы должны быть изрядно горячими (400…500°С против 300…350°С), иначе прожигу не быть. А значит «топить» на шоссе все-таки придется.
Активный прожиг
О пассивном методе сказано много. Остается лишь конкретизировать, как прожечь сажевый фильтр в движении без помощи электроники, а именно примерную скорость передвижения и обороты двигателя. Итак, темп в 70-90 км/ч и более 2 500 об/мин на тахометре вполне достаточно для того, чтобы немного опустошить фильтр от сажи. Как часто и сколько времени уделять процессу – зависит от частоты использования машины. Отталкивайтесь от стандартного цикла: на 5 дней городской толкучки 2-3 поездки выходного дня длительностью не менее 40 минут.
Повторимся, что цель активной регенерации – раскалить матрицу сажевого фильтра до 600…650°С. Для этого необходимо изменить работу турбокомпрессора, заглушить систему рециркуляции отработавших газов (EGR), и впрыскивать топливо перед тактом выпуска отработавших газов. Сразу предупредим, ситуация пожароопасная.
Момент, когда необходим активный прожиг, выбирает электроника. Не спонтанно, а руководствуясь данными датчиков:
- Сенсор температуры выхлопных газов. (их два – один смонтирован на входе в фильтрующий элемент, второй – на выходе).
- Датчик дифференциального давления. Измеряет разницу давлений между входом и выходом.
Запускается активный прожиг по-разному. На одних автомобилях (например, на VW) это происходит незаметно для водителя и вне зависимости от того, находитесь ли вы в городе и на трассе, на других (например, у Toyota) – засветится лампа, что необходимо остановиться и нажать специальную кнопку.
Все же сравнивать автомобили по алгоритму срабатывания электроники не стоит. Так у того же VW есть предаварийный режим, который мы описывали (иконка DPF). Разница только в том, что владельцу VAG-овской продукции необходимо выехать на трассу и ехать, пока лампа не потухнет, а Toyota все сделает сама на месте.
О чем еще стоит поговорить, так это о признаках активной регенерации:
- Увеличивается температура двигателя.
- Растет расход топлива.
- Возрастает температура масла.
- Раскаленная банка начинает громко цокать, что хорошо слышно снаружи.
- Цвет выхлопа приобретает густой белый оттенок.
- На холостых оборотах двигатель начинает «басить».
Важно! Постарайтесь не глушить машину, когда электроника запустила прожиг. Серия неудачных регенераций – это разжиженное топливом масло, высокий расход солярки и еще больший уровень сажи в фильтре. Что нужно делать, так это выехать поскорее на шоссе и держать 2 000 об/мин и 50-70 км/ч.
Режим «Check Engine» +…
На некоторых машинах производитель предусматривает аварийную регенерацию. Обычно чтобы ее запустить, счетчик сажи должен насчитать некоторое пороговое значение (у VAG это не менее 58 гр.), а компьютер – войти в режим «чека».
Запуск такой программы очистки возможен только на СТО. Часто эту процедуру называют сбросом ошибки Diesel Particulate Filter Restricted/Clogged MIL ON или принудительным прожигом сажевого фильтра, который мало чем отличается от тойотовской модели запуска активной регенерации через кнопку.
Как понять, что фильтрующий элемент необходимо менять
Сажу, как мы уже разобрались, можно выжечь. Но в фильтре скапливается не только сажа. Есть такой компонент, как зола, которая накапливается с момента первого пуска двигателя и никуда не девается. Образуется она из масла и металлизированных присадок, содержащихся в низкосортном топливе. Именно поэтому в дизельные двигатели с сажевым фильтром рекомендуется лить моторное масло с пониженной зольностью.
О приближении замены обычно говорит внушительный пробег (порядка 200 000 км) и частые попытки активной регенерации. Если в норме она совершается каждые 500-1 000 км, то сокращение интервала до 150-300 км считается аномальным.
Внимание! Только по частому активному прожиганию приговаривать очиститель нельзя! Это может случиться еще по причине низкого качества топлива, залитого на последней заправке, или подтекающей форсунки.
Вопросы и ответы
Чем опасна прерванная самоочистка
В единичном варианте – ничем. Если процесс принимает закономерный оборот, то вскоре придется менять масло и принудительно делать активную регенерацию. Ежели вовсе впасть в крайность, то однажды двигатель заглохнет и не заведется.
Сколько нужно проехать, чтобы прожечь сажевый фильтр
Обычно достаточно 50-70 км. Иногда даже меньше. Лучший ориентир – не километры, а потухшая лампа, если речь идет о предаварийном режиме, или прекращение выделения белого густого дыма из выхлопной.
Прожиг или промывка: что делать в экстренной ситуации
Конечно же, ни одна химия и рядом не стоит со штатными средствами выжигания сажи. Опытные водители вовсе считают, что это деньги на ветер.
Сколько грамм сажи допустимо для дизельного двигателя
Речь идет об электронном счетчике, который считает теоретическую массу твердых частиц внутри фильтра. Единой нормы нет, у каждого автомобиля свой порог. Мы приведем в пример Audi Q7, где:
- 40 г. – необходима активная регенерация.
- 68 г. – предел, по достижении которого не запустится даже принудительный прожиг.
- 56 г. – значение, при котором оканчивается принудительное прожигание.
Сбрасывать показания имеет смысл только после промывки либо замены. Систему не обмануть лишь потому, что счетчик сажевых частиц – не единственное значение, которым она руководствуется, а забитый сажевый фильтр – это не только электронное ограничение, а и физическое (газам трудно выходить).
Частые прожиги после заправки на АЗС
Причина тому – одна: низкосортное топливо с высоким содержанием серы. Разбавьте остаток качественной соляркой и симптомы уйдут. Поскольку такое часто случается по дороге на отдых, заранее интересуйтесь, на какой заправке лучше дизельное топливо в том или ином регионе. В ссылочной статье мы рассматривали достойные варианты на популярном летнем направлении – трасса М4.
Что будет, если удалить очиститель из выхлопной системы
Дизель будет коптить, прибавится 20-30 л.с., а езда станет более динамичной. Ущерб наносится только экологии. Спешим предупредить, что удаление необходимо проводить грамотно – с перепрошивкой бортовой электроники.
Отчего сажевый фильтр быстро загрязняется
Этот узел в особенности не любит, когда двигатель работает в режиме перерасхода топлива. Под это определение попадают все городские поездки, прогрев на холостых оборотах и движение на низких оборотах.
Проводите чаще пассивный прожиг, заправляйтесь качественным топливом, лейте масло для дизельных двигателей с пониженной зольностью, и тогда «сажевик» не будет о себе напоминать достаточно долго.