Запись 119 — регенерация сажевого фильтра DPF. Как это работает?
Запись из разряда теоретической части, потому как мало кто понимает, а что же из себя представляет процесс регенерации сажевого фильтра.
Статья продолжает цикл историй изучения и наблюдений за DPF, природе и причине возникновения в определённые моменты сообщений на приборной панели дизельного Santa Fe.
Без вот этой базы описанной в довольно длинной статье, крайне сложно глядя на экран диагностики CarScanner понимать что вообще происходит до/в момент/после регенерации сажевого фильтра, особенно в ситуации нетривиальных сообщений на приборной панели и непонимания а как нужно реагировать на них.
Заранее предупреждаю — ОЧЕНЬ МНОГО БУКВ!
Предложения вырезать к черту сажевый фильтр и EGR — не принимаю, так как это слишком простой и не самый правильный путь эксплуатации тем более когда все эти механизмы работают.
Мне лично просто интересно разобраться в том "как это устроено и работает", узнать что-то новое. В конце концов любознательность это не грех, а у меня это вообще первый дизель с классом экологичности Евро5, но без мочевины, с сохраненной экологией, но и уже с чипом Adact Stage 1.
После прочтения таких статей становится чуть больше понятно как вообще работает регенерация сажевого фильтра DPF.
Стать написанна больше про дизельные автомобили Land Rover. Но в плане теории наверное даст некоторое понимание процесса.
Статья взята со странички United Spare Parts — ПРОТИВОСАЖЕВЫЙ ФИЛЬТР — РАБОТА СИСТЕМЫ И ОПИСАНИЕ ЕЕ СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ. СИСТЕМА ВЫПУСКА ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ — ДИЗЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ. ПРОТИВОСАЖЕВЫЙ ФИЛЬТР — РАБОТА СИСТЕМЫ И ОПИСАНИЕ ЕЕ СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ.
ОПИСАНИЕ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
РАБОТА СИСТЕМЫ ПРОТИВОСАЖЕВЫЙ ФИЛЬТР (DPF)
Для регенерации противосажевого фильтра (DPF) используются два процесса – пассивный и активный (не считая сервисного — принудительная с помощью дилерского сканера на месте)
Пассивная регенерация
Пассивная регенерация не требует специального вмешательства в управление двигателем и происходит в ходе нормальной работы двигателя. Вследствие пассивной регенерации твердые частицы, осевшие в DPF, медленно преобразуются в двуокись углерода. Этот процесс происходит, когда температура DPF превышает 250 °C (482 °F). При высоких скоростях и большой нагрузке на двигатель этот процесс становится непрерывным.
В ходе пассивной регенерации только часть твердых частиц преобразуется в двуокись углерода. Это происходит из-за химической реакции, которая использует диоксид азота, которая медленнее чем скорость выработки двигателем сажи и начинающейся при температуре от 250 °C (482 °F).
При температуре выше 580 °C эффективность преобразования частиц в диоксид углерода резко увеличивается. Такие температуры достигаются только в процессе активной регенерации.
Активная регенерация
Активная регенерация начинается, когда заполненность фильтра DPF частицами достигает предела – это контролируется или определяется программой системы DPF. Расчет данного предельного значения основан на стиле вождения, пробеге и сигналах противодавления с датчика перепада давления.
Как правило, активная регенерация происходит каждые 400 км (250 миль), но при этом частота регенерации зависит от условий движения автомобиля. Например, если автомобиль эксплуатируется регулярно при низких нагрузках в городском режиме, активная регенерация будет происходить чаще. Это вызвано более быстрым накоплением твердых частиц в DPF по сравнению с режимами, когда автомобиль движется на высокой скорости и происходит пассивная регенерация.
Программное обеспечение DPF содержит в себе счетчик пробега, который инициирует регенерацию и служит для резервирования активной регенерации. Если активная регенерация не запускается по сигналу противодавления с датчика перепада давления, она может начаться на основе данных о пробеге.
Активная регенерация фильтра DPF начинается, когда он нагревается до температуры сгорания твердых частиц. Температура DPF повышается за счет увеличения температуры ОГ. Это достигается путем введения дополнительного впрыска после предварительного и основного впрыска.
Программное обеспечение DPF отслеживает сигналы от двух температурных датчиков DPF для определения температуры DPF. В зависимости от температуры DPF программное обеспечение DPF подает запрос в блок управления двигателем (ECM) на выполнение одного или двух дополнительных впрысков топлива:
Первый дополнительный впрыск топлива замедляет сгорание внутри цилиндра, что увеличивает температуру ОГ.
Второй дополнительный впрыск топлива происходит позже в ходе цикла рабочего такта. Топливо частично сгорает в цилиндре; часть несгоревшего топлива попадает в систему выпуска, где оно инициирует экзотермическую реакцию в каталитическом нейтрализаторе, еще больше увеличивая температуру DPF.
Полный цикл активной регенерации длится до 20 минут. Первая фаза увеличивает температуру DPF до 500°C (932°F). Вторая фаза еще увеличивает температуру DPF до 600°C (1112°F), что является оптимальной температурой для сгорания твердых частиц. Далее такая температура поддерживается в течение 15-20 минут, чтобы гарантировать полное окисление твердых частиц в DPF. В процессе окисления частицы углерода преобразуются в диоксид углерода.
Температура активной регенерации DPF тщательно контролируется программным обеспечением DPF для поддержания требуемой температуры 600°C (1112°F) на впускном отверстии DPF. Система управления температурой не позволяет превысить эксплуатационные температурные пределы турбокомпрессора и каталитического нейтрализатора. Температура на впуске турбокомпрессора не должна превышать 830 °C (1526 °F), температура каталитического нейтрализатора не должна превышать 800 °C (1472 °F), а температура на выходе должна оставаться ниже 875 °C (1382 °F).
В ходе активной регенерации происходят следующие процессы, управляемые ECM.
Турбокомпрессор поддерживается в полностью открытом положении. Это минимизирует теплопередачу от ОГ к турбокомпрессору и сокращает скорость потока ОГ, что позволяет добиться оптимального разогрева DPF. Если водитель пожелает увеличить крутящий момент, при необходимости, лопатки турбокомпрессора могут быть закрыты.
Дроссельная заслонка закрывается, так как это помогает увеличить температуру ОГ и сокращает скорость потока ОГ, что сокращает время разогрева DPF до оптимальной температуры.
Закрывается клапан системы рециркуляции отработавших газов (EGR). Использование EGR сокращает температуру ОГ и потому не позволяет добиться оптимальной температуры DPF.
Если из-за условий эксплуатации автомобиля и/или стиля вождения процесс активной регенерации невозможен или неспособен регенерировать фильтр DPF, дилер может выполнить принудительную регенерацию DPF. Это можно сделать либо осуществив поездку на автомобиле, пока двигатель не разогреется до нормальной рабочей температуры, после чего необходимо продолжать движение со скоростью не ниже 30 миль/ч (48 км/ч) на протяжении 20 минут.
Управление DPF
Чтобы добиться оптимальной эффективности DPF и предотвратить его засорение, необходимо постоянно отслеживать состояние DPF. В ЕСМ содержится программное обеспечение DPF, которое управляет мониторингом и работой системы DPF и также отслеживает другие данные автомобиля для определения периодов регенерации и интервалов технического обслуживания.
Программное обеспечение DPF можно разделить на три отдельных "программных модуля" управления: — модуль контроля DPF;
— модуль управления расходом топлива DPF;
— модуль управления расходом воздуха DPF.
Эти три модуля управляются четвертым программным модулем, который называют согласующим модулем DPF. Согласующий модуль управляет работой других модулей, когда поступает запрос на активную регенерацию.
Модуль управления расходом топлива DPF
Модуль управления расходом топлива DPF управляет следующими функциями:
Синхронизацией четырех раздельных впрыскиваний на рабочий ход и количеством впрыскиваемого топлива (предварительный, основной и два дополнительных впрыска).
Давлением впрыска и переключением между тремя различными уровнями калибровки впрыска.
Указанные выше функции зависят от состояния каталитического нейтрализатора и DPF.
В дополнение к измерению активности нейтрализатора и DPF управляемый впрыск определяет необходимый уровень впрыска. Система управления расходом топлива вычисляет количество топлива и синхронизацию четырех раздельных впрыскиваний для каждого из трех уровней калибровки давления впрыска, а также управляет переключением между уровнями.
Два дополнительных впрыска необходимы для разделения функций увеличения температуры газов в цилиндре и выработки углеводородов. Первый дополнительный впрыск используется для генерирования более высокой температуры газов в цилиндрах одновременно с поддержанием такого же крутящего момента двигателя, что и при нормальной (не в ходе регенерации) работе двигателя. Второй дополнительный впрыск используется для выработки углеводородов посредством направления несгоревшего топлива в каталитический нейтрализатор без увеличения крутящего момента двигателя.
Модуль управления расходом воздуха DPF
Модуль управления расходом воздуха DPF управляет следующими функциями:
— Управление EGR
— Управление давлением наддува
— Системой управления температурой и давлением всасываемого воздуха.
В ходе активной регенерации система EGR отключается – кроме случаев движения накатом – и в контуре с обратной связью вычисляется включение контроллера наддува компрессора. Модуль управления расходом воздуха контролирует уровень давления и температуры воздуха во впускном коллекторе. Этот контроль необходим, чтобы добиться правильных условий внутри цилиндра для стабильного и надежного сгорания дополнительно впрыснутого топлива.
Модуль управляет температурой всасываемого воздуха, приводя в действие дроссельную заслонку EGR и регулируя давление наддува.
Модуль координирования DPF
Согласующий модуль DPF при получении запроса на регенерацию от модуля контроля инициирует и согласует следующие запросы регенерации DPF:
— Отключение клапана EGR – кроме случаев движения накатом;
— Управление давлением наддува;
— Увеличение нагрузки двигателя;
— Регулирование давления и температуры во впускном коллекторе;
— Регулирование впрыска топлива.
Когда модуль контроля выдает запрос на регенерацию, согласующий модуль запрашивает отключение EGR и давление наддува необходимое для регенерации. Затем он ждет от системы EGR сигнала обратной связи, подтверждающего, что клапан EGR закрыт.
Когда клапан EGR закрывается, согласующий модуль инициирует запрос на увеличение нагрузки на двигатель посредством управления температурой и давлением всасываемого воздуха.
После получения подтверждения, что условия на впуске находятся под контролем или, что закончилось время калибровки, согласующий модуль переходит в состояние ожидания, когда водитель отпустит педаль акселератора. Если это произошло или время калибровки истекло, модуль координирования генерирует запрос на регулирование впрысков топлива с целью повышения температуры отработавших газов.
ДАТЧИК ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ
По мере увеличения количества твердых частиц, уловленных DPF, давление на стороне впуска DPF повышается по сравнению с давлением на выпуске DPF. Программное обеспечение DPF использует это соотношение вместе с другими данными для расчета скопившегося количества уловленных твердых частиц.
Посредством измерения перепада давления между впуском и выпуском DPF, а также температуры DPF, программное обеспечение DPF может определить, когда DPF начинает закупориваться и требует регенерации.
ПРОТИВОСАЖЕВЫЙ ФИЛЬТР (DPF)
Система DPF уменьшает выбросы твердых продуктов сгорания дизельного топлива до пренебрежимо малых уровней, в соответствии с действующими стандартами токсичности выхлопа Euro 5.
Выделение твердых частиц выглядит как черный дым, выделяемый дизельным двигателем при определенных условиях нагрузки. Выбросы представляют собой сложную смесь твердых и жидких компонентов с преобладанием твердых частиц – угольных микросфер, на которых конденсируются углеводороды, выделяемые дизельным топливом и смазкой.
Система DPF состоит из следующих компонентов:
— Противосажевый фильтр (DPF)
— Программное обеспечение управления DPF встроено в блок управления двигателем
— Датчик дифференциального давления.
Противосажевый фильтр DPF расположен в выпускной системе ниже каталитического нейтрализатора. Он используется для улавливания твердых частиц из отработавших газов двигателя. Основная особенность DPF — это его способность к регенерации. Регенерация представляет собой сгорание твердых частиц, захваченных фильтром, которая предотвращает закупорку фильтра и обеспечивает свободное прохождение отработавших газов. Процесс регенерации происходит через просчитанные интервалы времени и незаметен для водителя автомобиля.
Регенерация чрезвычайно важна, поскольку переполненный фильтр может повредить двигатель в результате чрезмерного противодавления отработавших газов, а также сам может быть поврежден или разрушен. В основном фильтром улавливаются частицы углерода с некоторым количеством поглощенных углеводородов.
В DPF применяется технология фильтрации, основанная на использовании фильтра с каталитическим покрытием. Фильтр DPF изготовлен из карборунда и размещен в стальном корпусе. Фильтр отличается высочайшей термостойкостью и удельной теплопроводностью. Фильтр DPF сконструирован в соответствии с эксплуатационными требованиями двигателя для поддержания оптимального противодавления.
Пористая поверхность фильтра состоит из тысяч маленьких параллельных каналов, расположенных продольно по отношению к выпускной системе. Смежные каналы в фильтре поочередно заглушаются на концах. Такая конструкция заставляет ОГ проходить через пористые стенки фильтра, которые выполняют роль фильтрующей среды. Твердые продукты, слишком большие для того, чтобы пройти через пористую поверхность, собираются и сохраняются в каналах.
Скопившиеся твердые частицы, если их не удалять, могут затруднять прохождение потока отработавших газов. Частицы удаляются в процессе регенерации путем дожигания.
Датчики температуры противосажевого фильтра (DPF)
Датчики температуры DPF передают сигнал температуры отработавших газов в блок управления двигателем (ECM) для контроля состояния двигателя и эффективного мониторинга и управления токсичностью отработавших газов.
Данные от датчика температуры DPF передаются в блок ECM в виде сигнала напряжением от 0 до 5 В (низкое напряжение соответствует более высокой температуре, а высокое напряжение — низкой температуре).
Эта информация используется в сочетании с другими данными для вычисления количества накопленных твердых частиц и для управления температурой DPF.
Побочные эффекты противосажевого фильтра (DPF)
Следующий раздел описывает некоторые побочные эффекты, вызываемые процессом активной регенерации.
Разжижение моторного масла
Разжижение моторного масла может произойти вследствие попадания небольшого количества топлива в картер двигателя во время фазы дополнительного впрыска. По этой причине были внедрены вычисления, основанные на стиле управления автомобилем, предназначенные для сокращения в случае необходимости сервисных интервалов замены масла. Водитель оповещается о необходимости замены масла по сообщению на щитке приборов.
Программное обеспечение DPF отслеживает стиль управления автомобилем и частоту, а также продолжительность активной регенерации.
В зависимости от стиля вождения на некоторых автомобилях замена масла может требоваться раньше, чем того требует регламент.
Расход топлива
В процессе активной регенерации DPF расход топлива увеличится.
Тем не менее, так как активная регенерация происходит редко, общий расход топлива увеличивается приблизительно на 2%. Дополнительное топливо, использованное во время процесса активной регенерации, причисляется к мгновенному расходу топлива и средний расход топлива отображается на щитке приборов.
ДАТЧИК ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ
Датчик дифференциального давления используется программным обеспечением для контролирования состояния DPF. Два патрубка на датчике соединяются трубками с впускной и выпускной стороной DPF. Трубки позволяют датчику измерять давление DPF на впуске и на выпуске.
Так понимая общие принципы работы системы DPF (правда в статье написанной для автомобилей Land Rover), возможно даст чуть больше понимания.
Не все описанные моменты применимы для дизельных Hyundai или Kia, явно лишнее для нас убрал из статьи.
Где сажевый фильтр на дизеле? Устройство. Регенерация. Неисправности.
Существующие стандарты экологической безопасности (Евро 3 и выше) требуют, чтобы автомобильный выхлоп проходил обязательную фильтрацию. Это касается двигателей, работающих на дизельном топливе, тоже. Чтобы транспортные средства соответствовали указанным стандартам, производители устанавливают специализированные компоненты, которые называются сажевыми фильтрами. Далее будет рассказано, что это такое, как устроен сажевый фильтр, где расположен, как работает и прочая информация.
Что такое сажевый фильтр
Работа дизельного мотора сопровождается тем, что используемое топливо не догорает полностью, формируя твердые частицы, параметры которых находятся в пределах от 10 нм до 1 мкм. Такие компоненты сажи принято относить к загрязнениям третьего класса опасности. Если они контактируют с организмом человека, то вызывают обострения различных респираторных заболеваний, могут спровоцировать рак кожи, а в окружающей среде нарушаются условия климата.
Наличие в конструкции авто сажевого фильтра обеспечивает снижение общего объема твердых компонентов в выходящем выхлопе на 80-90%. Добиться подобного результата можно только за счет высокой стоимости системы, которая является технологически сложной. Можно рассмотреть ее структуру и принцип работы.
Устройство сажевого фильтра
Есть несколько типов систем фильтрации:
- DPF (Diesel Particulate Filter);
- FAP (Filter a Particules);
- RPF (RussPartikelFilter).
Между собой они различны по принципу работы. Для систем FAP и RPF нужно использовать специальные присадки к топливу, чтобы твердые частицы связывались между собой. Из-за этого они имеют усложненную конструкцию, а значит, и повышенную стоимость эксплуатации, так как нужно добиться воспламенения присадки. Для фильтров типа DPF присадка не требуется.
Усредненная конструкция фильтра содержит в себе несколько компонентов:
- ЭБУ (электронный блок управления);
- Датчики температуры и давления, подключенные к нему на входе и выходе сажевого фильтра;
- Каталитический блок;
- Сам металлокерамический фильтрующий элемент.
Модели, ориентированные на применение топливных присадок, тоже обеспечиваются бачками для хранения используемой жидкости, а также форсунками для ее впрыска в топливный бак либо в пространство межу фильтром и катализатором.
Для катализатора и сажевого фильтра обычно используется система из сообщающихся корпусов. Определенные модели предполагают установку специальных сажевых фильтров с каталитическим покрытием, чтобы не понадобилось использовать отдельный каталитический блок.
Как работает сажевый фильтр
Выхлопные газы поставляются из ДВС в систему выпуска, проходят сквозь ячеистую структуру катализатора, после чего проникают в сажевый фильтр. Металлический корпус компонента конструкции содержит внутри керамическую фильтрующую систему с совокупностью крипт и глухих канальцев. Сажевые компоненты оседают на стенках, а остальные вещества, находящиеся в состоянии газа, продолжают перемещение по выпускной системе, просачиваясь сквозь фильтрующий материал посредством диффузии. Этот режим функционирования называется фильтрация и является базовым.
Регенерация сажевого фильтра
Эксплуатация фильтра сопровождается тем, что его крипты быстро забиваются сажей. Нецелесообразно менять его каждые 600-2000 км пробега, поэтому фильтры изготовлены так, что в них предусмотрены циклы реинтеграции.
ЭБУ считывает поставляемые от датчиков показатели дифференциального давления и температуры на входе и выходе компонента выпускной системы. Если разница показателей достигла конкретного уровня, то система оценивает это, как забитость фильтра, поэтому активирует регенерацию. Процесс возможен исключительно в определенных условиях: температура мотора составляет не менее 80 градусов, скорость движения более 80 км/ч и время движения 2-15 минут. При отсутствии таких условий невозможен процесс спонтанной регенерации. С этим связан тот факт, что фильтры автомобилей, передвигающихся по городу больше всего, обычно быстрее забиваются.
Регенерация фильтра – это процесс выжигания сажи, которая в нем накопилась. В зависимости от модели это может происходить посредством электрического элемента нагрева либо посредством впрыска некоторого объема топлива в систему выпуска. При регенерации фильтр разогревается намного сильнее, чем обычно, до температуры 700 градусов, и процесс может начаться только в указанных условиях.
Есть процедура принудительной регенерации, осуществляемая на специальных стендах в рамках сервисных центров. Из-за того, что для нее нужны высокие температуры, не каждый сервисный центр готов предложить такую услугу. Промывка фильтров – это не альтернатива регенерации. Если штатная спонтанная регенерация не справляется с задачей по дожигу осевшей сажи, то это говорит о необходимости удаления изи замены фильтра.
Неисправность сажевого фильтра
У сажевого фильтра основная проблема состоит в том, что есть высокая вероятность заполнения сажей. Это проявляется густым выхлопом черного цвета и несколькими характерными симптомами:
- Повышенный топливный расход при езде;
- Снижение тяги;
- Увеличение уровня масла в картере;
- На холостом ходу двигатель работает нестабильно.
О возникновении любых неполадок будут сообщать соответствующие индикаторы на приборной панели.
Причины повышения объема сажи в отработанном топливе
Есть несколько причин повышенного выделения сажи при работе мотора:
- Избыток топлива. Такая ситуация сопряжена с неисправностью работы топливной системы, например, если имеет место подтекание форсунок.
- Недостаточно воздуха. Такая ситуация возникает по различным причинам, например, некорректное функционирование турбины, утечка воздуха либо просто слишком засоренный воздушный фильтр в системе.
- Топливо низкого качества. Во время сгорания такого топлива система очистки заполняется не только сажей, но и частицами углеводородов, не сгорающих в рабочей камере. Это приводит к тому, что фракции сажи склеиваются, формируя смолистые отложения.
- Естественный износ компонента.
Из-за перечисленных изменений на сажевом фильтре формируется плотный нагар, который не получается удалить способом регенерации.
Удалять сажевый фильтр можно?
Автомобилисты часто не желаю больше возиться с постоянной очисткой и заменой сажевого фильтра, а также сопряженными с этим дополнительными финансовыми расходами, поэтому решаются на удаление компонента. Это можно сделать несколькими способами:
- Демонтаж устройства. Удаление сажевого фильтра механическим способом позволяет повысить мощность авто, хоть и незначительно. При эксплуатации транспортного средства ЭБУ будет выдавать ошибку, так как отсутствие фильтра будет восприниматься аналогично неисправности.
- Внесение корректива в софт ЭБУ мотора (обновление программы до той версии, в которой нет сведений о наличии сажевого фильтра). Для этого используется специальный программатор, но требуется полная уверенность в корректности работы обновленной прошивки, так как последствия подобных вмешательств могут оказаться непредсказуемыми.
- Подключение эмулятора устройства (не меняя заводскую прошивку), транслирующего ЭБУ сигналы, которые аналогичны сигналам от датчиков реально работающего фильтра.
Требуется понимать, что экологические стандарты Евро-5, действительные на данный момент, не позволяют эксплуатировать автомобиль, у которого установлен дизельный мотор, без сажевого фильтра.
Как продлить жизнь сажевого фильтра
Замена фильтра на новый оригинальный компонент – это не дешевое дело, поэтому намного проще максимальное внимание уделить качественной регулярной очистке. Для этого требуется соблюдать несложные рекомендации:
- Отслеживать регулярность регенерации, и если это требуется сделать принудительно, то не экономить время и деньги.
- После прохождения каждого техосмотра или после ремонта топливной системы либо мотора нужно проводить принудительную чистку с профилактической целью.
- Можно пользоваться различными присадками для дизельного топлива. Определенные компоненты присадок ответственны ха снижение образования нагара. С такими присадками солярка сгорает эффективнее в цилиндрах практически полностью, не давая образоваться саже в большом объеме. Помимо этого, достигается снижение степени нагрева катализатора, чтобы он выгорал не настолько быстро. Каждые 2-3 тысячи километров пробега рекомендуется добавлять специальные присадки.
Сигналы о том, что сажевый фильтр требуется заменить
Сажу можно выжечь, но внутри фильтра накапливается не только она. Существует еще компонент, называемый золой, он скапливается с первого запуска мотора и не исчезает. Она формируется из металлизированных присадок и остатков масла, присутствующих в низкосортном топливе. По такой причине дизельные двигатели с сажевыми фильтрами рекомендуется заправлять маслами с пониженной зольностью.
Сигналом о том, что в ближайшее время потребуется заменить сажевый фильтр, становится внушительный пробег, значение которого уже достигает 200 тысяч километров, а также частые попытки системы провести активную регенерацию. Сокращение интервалов с 1500-3000 км до 150-300 км свидетельствует о том, что компонент уже израсходовал свой ресурс.
Регенерация сажевого фильтра
При прохождении отработавших газов через сажевый фильтр, частицы сажи задерживаются на поверхности стенок катализатора. Нанесенный на стенки матрицы катализатор способствует окислению несгоревших углеводородов и угарного газа. В процессе работы автомобиля катализатор постепенно забивается и теряет свою пропускную способность. Из-за этого загорается CHECK ENGINE. При этом происходит потеря мощности, а иногда двигатель перестаёт заводиться.
Очистка сажевого фильтра
Прожиг сажевого фильтра
Прожиг сажевого фильтра
Прожиг сажевого фильтра на Евро-6 Mercedes Actros
Очистка от накопившейся сажи происходит путем регенерации или прожига сажевого фильтра. Различают активную и пассивную регенерацию сажевого фильтра.
При пассивной регенерации сажевого фильтра происходит непрерывное окисление сажи за счет действия катализатора и высокой температуры отработавших газов (350-500°С).
При определенных режимах работы двигателя (например при небольшой нагрузке и др.) наблюдается недостаточно высокая температура отработавших газов и пассивная регенерация происходить не может. В этом случае осуществляется активная (принудительная) регенерация сажевого фильтра, так называемый принудительный прожиг сажевого фильтра. Процесс принудительной регенерации запускается при помощи диагностического оборудования.
Активная регенерация происходит при температуре 700°С, которая создается при помощи системы управления двигателем. При данной температуре частицы сажи вступают в реакцию с кислородом с образованием углекислого газа. Управление активной регенерацией сажевого фильтра осуществляется с помощью следующих датчиков:
- расходомер воздуха;
- датчик температуры отработавших газов до сажевого фильтра;
- датчик температуры отработавших газов после сажевого фильтра;
- датчик перепада давления в сажевом фильтре.
На основании электрических сигналов датчиков электронный блок управления производит дополнительный впрыск топлива в камеру сгорания, а также снижает подачу воздуха в двигатель и прекращает рециркуляцию отработавших газов. При этом температура отработавших газов поднимается до требуемой величины.
Специалисты «TRUCK-24» предупреждают
При выполнении регенерации катализатора нужно соблюдать правила пожарной безопасности. Так как при выполнении процедуры прожига, сажевого фильтра, бочка глушителя сильно разогревается. А поток выхлопных газов может достигать 700°С!
Специалисты «TRUCK-24» рекомендуют
Для того что бы продлить срок службы катализатора, нужно следить за исправностью топливной системы и использовать масла рекомендованные производителем.
Сажевый фильтр: устройство, принцип работы, регенерация, срок службы
Обязательная установка сажевых фильтров (DPF-фильтр) на дизелях введена в 2009 году. Предназначение ― улавливание токсичных частиц сажи в выхлопе дизельного автомобиля. Сажа в выхлопных газах оказывает негативное воздействие на здоровье людей и загрязняет окружающую среду. Сажевые фильтры бывают в виде отдельного элемента конструкции автомобиля или составной части каталитического нейтрализатора. Применение DPF-фильтров позволяет дополнительно очистить выхлоп при работе дизеля и устранить возникающие неприятные запахи.
Оседание частиц сажи на стенках сажевого фильтра в процессе эксплуатации приводит к ухудшению пропускной способности. Забитый сажей фильтр ― причина снижения мощности двигателя, перебоев в его работе. Для устранения проблемы автолюбители могут:
- заменить сажевый фильтр;
- демонтировать DPF-фильтр.
Но многие автовладельцы склоняются именно ко второму способу решения проблемы.
Устройство и принцип работы
В конструкции автомобиля с каталитическим нейтрализатором сажевый фильтр устанавливается непосредственно за катализатором в едином с ним корпусе. Через разъемы на корпусе к DPF-фильтру подключены:
- кислородный датчик катализатора;
- температурные датчики сажевого фильтра (через два разъема);
- датчики дифференциального давления, установленные перед и после фильтра.
Важно! Датчик давления фиксирует разницу давлений на входе и выходе из фильтра, температуру измеряют температурные датчики. Назначение датчика давления и температурного датчика состоит в регенерации (прожигании) DPF-фильтра.
Принцип работы сажевого фильтра:
- Отработавшие газы направляются в катализатор для очистки, затем направляются к DPF-фильтру, представляющему собой сеть глухих каналов с перфорацией (крипт). При прохождении газов через каналы происходит оседание сажи (углерода) на стенках каналов.
- Каналы сажевого фильтра при эксплуатации автомобиля начинают забиваться осевшими частицами сажи, что требует выполнения очистки фильтра. Состояние DPF-фильтра оценивают датчики температуры и дифференциального давления. В электронном блоке управления двигателя прописаны разрешенные параметры температуры и разницы давлений на входе и выходе из фильтра. При отклонении от нормальных показателей ЭБУ запускает процесс регенерации (самоочистки) сажевого фильтра.
Регенерация DPF-фильтра
На различных моделях автомобилей процесс регенерации выполняется по разным алгоритмам. Общим является то, что независимо от типа и особенностей конструкции, происходит выжигание осевших частиц сажи в каналах сажевого фильтра.
Прожигание обеспечивается подачей электронным блоком управления большего количества топлива через двигатель или отдельную форсунку. Выгорание частиц сажи происходит за счет повышения температуры DPF-фильтре до 600˚С.
Различают два вида регенерации: плановую и принудительную. Это означает, что прожигание выполняется не всегда. При плановой регенерации ЭБУ анализирует показатели датчиков давления и температуры. Блок управления одновременно просчитывает количество использованного топлива.
Процесс регенерации запускается ЭБУ на основании оценки пропускной способности DPF-фильтра, а также в случаях, когда объем сожженного топлива подошел к запланированной отметке. На практике регенерации запускается через 2000 – 5000 км пробега.
Важно помнить, что электронный блок управления запускает регенерацию только при определенных условиях:
- автомобиль двигается продолжительное время по прямой с относительно постоянной высокой скоростью;
- сажевый фильтр начал работать с серьезными сбоями.
В городских условиях такие параметры езды труднодостижимы. Прерывать запущенную регенерацию не следует. Это означает, что глушить двигатель в таких случаях не надо, необходимо дождаться окончания процесса (обычно он продолжается минут 15). Иначе ЭБУ зафиксирует, что завершения запущенной регенерации не произошло. Это приведет к постоянному повторению запроса на регенерацию до того момента, пока она не будет штатно завершена.
Примечание: регулярная подача дополнительного топлива для самоочистки DPF-фильтра негативно влияет на работоспособность двигателя и состояние моторного масла.
Данная информация актуальна для DPF-фильтров. В FAP-фильтрах очистка выполняется с использованием специальной жидкости, которая подается через предназначенную для этой операции форсунку из отдельного бачка. Такой способ очистки не оказывает на моторное масло очень негативного влияния, но прерывать процесс очистки не рекомендуется.
Появление сигнала «регенерация невозможна» указывает на то, что плановая самоочистка успешно не завершена или не начата. Это означает, что допустимый порог попуток выполнения регенерации превышен. ЭБУ в подобных случаях указывает на необходимость выполнения принудительной регенерации, для чего процесс необходимо запустить вручную.
Это происходит в случаях, когда сажевый фильтр полностью забит и проведение очистки не позволит обеспечить оптимальные параметры температуры и давления. Иначе говоря, эффективно сжечь осевшие в каналах фильтра частицы сажи уже не получится.
Срок службы
На работоспособность сажевых фильтров негативно влияет большое количество сажи в выхлопных газах. Причиной может быть проблема смесеобразования, когда поступает излишнее количество топлива или в смеси недостаточно воздуха.
Происходит это из-за неисправности топливной аппаратуры, проблем с турбонаддувом или системой подачи воздуха. Негативно повлиять может также низкое качество дизельного топлив
Важно! При пробеге порядка 200 000 — 250 000 км даже в идеальных условиях DPF-фильтр будет забит, что потребует решения вопроса. Официально рекомендуется сажевый фильтр заменить. Решение правильное, но затратное.
Значительные затраты при замене сажевого фильтра заставляют автовладельцев прибегать к следующим методам:
- Установить аналог или использовать кустарное решение проблемы. Способ рискованный, на практике себя не оправдывает. Дешевый аналог или самоделка могут быстро привести к возгоранию. Установленные датчики не смогут штатно взаимодействовать с таким аналогом фильтра, и ошибка по регенерации постоянно будет появляться.
- Удалить сажевый фильтр и полностью избавиться от проблемы. Но надо помнить, что при таком решении появится неприятный запах и увеличится токсичность выхлопных газов.
Проблемам с экологией сегодня в странах СНГ должного внимания еще не уделяется, поэтому автовладельцы часто принимают решение сажевый фильтр удалить.