что такое регенерация сажевого фильтра современного дизельного двигателя
Сажевый фильтр, регенерация на дизельном двигателе
Пассивная регенерация сажевого фильтра
Пассивная регенерация полностью очевидна для оператора и не оказывает влияние на показатели работы и характеристики автомобиля. Единственными признаками начала процесса регенерации является загорание контрольной лампы повышения температуры отработавших газов или появление сообщения о начале процесса регенерации на экране бортового компьютера.
Активная регенерация сажевого фильтра
Активная регенерация запускается в случаях, когда температура отработавших газов недостаточна для нейтрализации частиц сажи. На основании данных от различных датчиков блок управления дает сигнал о повышении температуры на выпуске путем впрыска небольшого количества топлива в камеру сгорания. Между молекулами драгоценных металлов в сажевом фильтре и частицами сажи происходит химическая реакция, которая в условиях повышенных температур ведет к окислению последних.
Стационарная (стояночной) регенерация
Стационарная (стояночная) регенерация аналогична активной, но проводится, когда автомобиль не находится в движении. Она запускается принудительно или самим водителем, или с помощью диагностического оборудования. Иногда для ее выполнения требуется прервать действующую поездку. Такая необходимость может возникнуть при невыполнении требований о проведении автоматической регенерации ранее или в случаях, когда процесс регенерации не был завершен. В других случаях водитель будет вынужден провести парковочную регенерацию, если он до этого проигнорировал запрос на ее проведение и коробка передач автомобиля перешла в аварийный режим. О необходимости проведения процесса регенерации водитель оповещается при помощи контрольной лампы на панели приборов или сообщения на экране компьютера. Как правило, для запуска регенерации нужно остановиться, задействовать стояночный тормоз и нажать на специальную клавишу.
Меры предосторожности при проведении стационарной (парковочной) регенерации
Вследствие повышения температуры отработавших газов в процессе регенерации требуется соблюдать осторожность. Избегайте расположения автомобиля вблизи легковоспламеняющихся материалов и людей.
Неисправности сажевого фильтра
Выход сажевого фильтра из строя может быть связан с нарушением требований, связанных с проведением регенерации. Это ведет к засорению фильтра, которое может быть настолько сильным, что единственным вариантом устранения проблемы станет только его замена. Но даже если вам удастся его очистить, эффективность дальнейшей работы будет снижена. Другим примером являются случаи воздействия высоких температур при засорении фильтра на его корпус. Это приводит к деформации последнего и необходимости замены фильтра в сборе. Сажевый фильтр нуждается в профессиональной очистке каждые 240,000 – 400,000 км пробега или 5,000 часов работы двигателя.
Мониторинг необходимости регенерации
На некоторых моделях контроль за необходимостью проведения регенерации осуществляется при помощи датчиков давления, которые измеряют значения на входе и выходе из фильтра. На других отслеживается пробег или часы работы двигателя. На большинстве автомобилей предусмотрено экстренное прекращение процесса регенерации при возникновении угрозы пожара. Однако, не забудьте вскоре после этого завершить регенерацию, иначе сажевый фильтр может выйти из строя.
Процесс регенерации
Регенерация может происходить только при соблюдении определенных условий, установленных производителем. Как правило, цикл регенерации реализуется так, что водитель даже не знает об этом. Сажевый фильтр нагревается до температуры около 600°C, а приток кислорода в него возрастает. В некоторых системах предусмотрен дополнительный впрыск топлива на такте выпуска, который обеспечивает прохождение горячих газов через фильтр и нагрев молекул углерода до температуры, необходимой для начала их реакции с молекулами кислорода. Другим вариантом является установка нагревательного элемента перед сажевым фильтром, который разогревает газы, проходящие через фильтр.
Следующим условием, необходимым для регенерации, является разность давлений на входе и выходе из фильтра. При изменении значения (например, при остановке двигателя) процесс прервется и возобновится только после того, как условия вновь станут подходящими. Эта процедура может быть довольно шумной, так как двигатель вращается с частотой 4 000 об/мин в течение 4 мин или более, а затем 2 000 об/мин в течении еще 4 мин или более. После завершения регенерации двигатель возвращается к нормальному режиму работы, а контрольная лампа на панели приборов гаснет.
Принудительная, ручная регенерация
На некоторых моделях регенерацию можно запустить принудительно с помощью диагностического прибора. Перед началом процедуры необходимо убедиться в том, что условия, необходимые для ее проведения, соблюдены. Нужно проверить уровни технических жидкостей (моторного масла и антифриза). Объем топлива в баке должен быть не ниже его емкости (или соответствовать требованиям производителя).
Регенерация должна производиться вне помещений. На некоторых моделях Ford вакуум в выпускном коллекторе может повлиять на значения противодавления. Также необходимо убедиться в отсутствии посторонних и легковоспламеняющихся объектов под днищем автомобиля и в области выхлопной трубы.
Для правильного проведения процедуры следует придерживаться инструкций по работе диагностического оборудования и технической информации производителя.
Проблемы при проведении регенерации
Сложности возникают при прерывании процесса регенерации и накопления массивных отложений в сажевом фильтре, препятствующих самоочистке. Короткие поездки и транспортные заторы препятствуют нагреву сажевого фильтра до нужной температуры. В этой ситуации на панели приборов загорится контрольная лампа. Если проигнорировать этот сигнал, то вторым предупреждением может быть переход трансмиссии автомобиля в аварийный режим. При этом автомобиль не сможет разогнаться быстрее 10 – 20 км/ч. Выйти из него можно будет только после корректного проведения регенерации.
Сажевый фильтр представляет собой керамический блок с многочисленными узкими каналами, которые выполняют 2 функции. Во-первых, они задерживают частицы сажи в системе выпуска. Во-вторых, эти каналы создают дополнительную поверхность, на которой размещаются частицы драгоценных металлов, помогающих нейтрализовать частицы сажи. Работа сажевого фильтра подобна функционированию каталитического нейтрализатора, который задерживает и окисляет частицы вредных веществ в системе выпуска. Но сажевый фильтр отличается тем, что его регенерация происходит с определенными интервалами, а не все время, как на бензиновых автомобилях.
Сажа является побочным продуктом неполного сгорания дизельного топлива и моторного масла. По весу она на 98% состоит из углерода. Молекулы этого вещества клейкие, поэтому они быстро соединяются с другими, образуя более крупные частицы сажи. Сажа оказывает губительное воздействие на живые организмы и окружающую среду. Дизельные двигатели более склонны к образованию сажи. Причинами этого является более высокая плотность дизельного топлива по сравнению с бензином, а также то, что дизельное топливо воспламеняется от сжатия, а не от искры. Для предотвращения склеивания частиц нужно произвести их окисление. Это достигается путем нагрева их до температурных значений, превышающих те, которые достигаются в камере сгорания.
Дизельные легковые и грузовые автомобили, выпущенные после 2009 г. должны быть оборудованы сажевым фильтром. Недостатком этой системы является необходимость регулярной очистки фильтра. Частицы сажи накапливаются в каналах фильтра, что приводит к его засорению. Очистка сажевого фильтра осуществляется путем его регенерации. Этот процесс может производиться различными способами.
Регенерация сажевого фильтра — ответы на вопросы
Такое устройство, как сажевый фильтр, имеется во всех дизельных авто, выпускаемых с 2011 года (а также на ряде моделей, выпущенных после 2000 года – тогда он еще не был обязательным элементом, но уже использовался некоторыми производителями автомобилей) на территориях стран, входящих в ВТО (стандарт «Евро-5», принятый Таможенным союзом).
Новый сажевый фильтр 
Сажевый фильтр после отработки
Главная задача такого элемента – максимально очистить выхлопные газы от вредных для окружающей среды примесей.
Использование сажевых фильтров позволило сократить содержание частиц сажи в выхлопе дизельных автомобилей практически на 100 % — если точнее, на 99,9 %.
Для чего нужен и как работает сажевый фильтр автомобиля
На текущий момент в автомобилях применяется два типа очистителей сажи:
Сажевый фильтр DPF (аббревиатура от слов Diesel Particulate Filte) для дизельного авто улавливает частицы сажи размером до 1 мкм, которые образуются в результате сгорания топлива. Такой фильтр отличается простотой устройства, но при этом требует регулярных действий по очистке (регенерации).
Фильтр типа FAP (сокращение французского выражения Filtre A Particules) представляет собой более сложное устройство, не требующее регулярного вмешательства. Регенерация (очищение) происходит здесь в автоматическом режиме.
Местоположение сажевого фильтра (см. рис. 1) – в системе выпуска отработанных газов, за каталитическим нейтрализатором. В некоторых случаях он также может быть объединен с нейтрализатором, и тогда его местоположение – прямо за выпускным коллектором.
Это место, где отработанные газы имеют наивысшую температуру. В таком варианте устройство называется «сажевый фильтр с каталитическим покрытием».
Средний ресурс сажевых фильтров рассчитан на пробег в 150 тыс. км. Но это европейский стандарт. На российском топливе, по отзывам владельцев и работников автосервисов, этот показатель снижается почти втрое.
В момент, когда бортовой компьютер выдаст ошибку, говорящую о том, что сажевый фильтр засорился, автовладельцу необходимо будет принять одно из следующих решений:
ВИДЕО ИНСТРУКЦИЯ
» alt=»»>
Виды регенерации — способы очистки
По сути сажевый фильтр представляет собой емкость, заполненную веществом с пористой структурой (чаще всего используется керамика). При прохождении выхлопных газов через эти «соты» сажа и гарь оседают на порах наполнителя.
Со временем поры закупориваются и прохождение выхлопных газов затрудняется, что приводит к увеличению расхода топлива и снижению мощности двигателя, повышается риск возникновения различных неполадок.
Для восстановления свойств фильтра производится процедура регенерации, которая может быть двух типов:
Активная регенерация требует выполнения специальных процедур со стороны автовладельца, а пассивная происходит без какого-либо участия водителя авто.
Если регенерация не имеет нужного эффекта, то всегда можно просто промыть фильтр. Промывка сажевого фильтра выполняется после его снятия с автомобиля. Агрегат помещают в специальный химический состав на некоторое время, а потом пропускают этот же состав через фильтр под давлением.
Как запустить регенерацию сажевого фильтра
Повысить температуру внутри сажевого фильтра для полного сгорания сажи можно одним из следующих способов (активная регенерация):
Если регенерация не помогает – необходим ремонт сажевого фильтра.
Его снимут, разберут и почистят вручную или полностью заменят в мастерской. Конечно, это можно сделать и своими руками, но лучше довериться специалистам.
Запускается процедура регенерации чаще всего без участия пользователя:
Но, если попытки прочистки не увенчаются успехом, или уровень сажи будет критическим, то блок управления откажется от попыток очистки и высветит ошибку.
В этом случае можно будет попытаться запустить процедуру самостоятельно через сервисное меню электронного блока управления (ЭБП) и следовать указаниям системы (если не поддерживается автоматический режим управления оборотами).
Все зависит от модели автомобиля и прошивки ЭБП. В отдельных случаях может потребоваться знание сервисных кодов или подключение внешних устройств диагностики.
Какая жидкость поможет для регенерации сажевого фильтра дизельного авто
Если вы не стали обладателем авто с сажевым фильтром с каталитическим покрытием или встроенной автоматической процедурой регенерации, то всегда можно прибегнуть к использованию спецприсадок.
Попытаться восстановить сажевый фильтр можно, например, с помощью универсальных средств:
ВИДЕО ОПИСАНИЕ
» alt=»»>
Если в автомобиле используется оригинальная присадка (для автоматической подачи из специального бака в режиме регенерации сажевого фильтра), то заказывать ее стоит у официальных дилеров.
DPF&FAP: Все что нужно знать о сажевых фильтрах — в нашем видео блоге.
Сегодня будет много полезной инфы, для интересующихся техническими аспектами — welcome!
Согласно требованиям экологических норм Евро 4, автомобили оснащаются сажевыми фильтрами (DPF – diesel particulatefilter, FAP), предназначенными для снижения выброса в атмосферу сажи. Эти частицы образуются в результате неполного сгорания дизельного топлива.
Чем плох сажевый фильтр?
Когда сажевый фильтр новый, то он работает как задумал завод производитель и его присутствие не сильно отражается на работоспособности двигателя. Однако с пробегом он начинает забиваться и тут автовладельцев поджидает насколько неприятнх моментов
-от активной регенерации повышается расход топлива
-из-за пробки на выхлопе повышается температурный режим двигателя. В частности начинает перегреваться турбина. Данный параметр надо чётко отслеживать. т.к. производители турбин не гарантируют долговечность этого агрегата при значительном повышении показаний EGT (exhaust gas temperature — датчик, измеряющий температуры напосредственно за турбиной)
-при превышении определенного уровня засоренности сильно поднимается давление на выхлопе. Она-то и выдавливает в масло солярку. Попадание в масло солярки как минимум снижает смазочные свойства масла, а как максимум может привести к тому, что дизель пойдёт в разнос.
Выхлопная система с сажевым фильтром обычно имеет следующую компоновку:
Иногда производители совмещают катализатор и сажевый фильтр в одном металлическом корпусе («банке»)
Обычно фильтр располагается в непосредственной близости от двигателя, но есть и установки под днищем автомобиля
Сам фильтр состоит из так называемых сот (матрицы). На стенках этих сот как раз и оседают (фильтруются) недогоревшие частицы дизельного топлива. После фильтрации эти частицы необходимо удалить с поверхности фильтра – произвести регенерацию.
Процесс регенерации происходит при достижении необходимой температуры (около 600-650 градусов). При обычной эксплуатации данная температура достигается крайне редко, особенно при городской эксплуатации в условиях пробок на дорогах. Таким образом, разработчиками данной системы было предусмотрено 2 варианта регенерации:
-пассивная регенерации. Данный вариант предусматривает сгорание сажи при обычной работе двигателя
-активная регенерация. Этот же вариант предусматривает включение особого режима работы двигателя для поднятия температуры выхлопных газов.
Работа сажевого фильтра контролируется электронным блоком управления двигателя (ЭБУ) с помощью определенных датчиков. В зависимости от производителя и конкретного двигателя управление может осуществляться с различными наборами датчиков, однако, всегда присутствуют следующие: датчики температуры до и после (или в самом корпусе) сажевого фильтра, датчик дифференциального давления, который измеряет разность давлений до сажевого фильтра и после него. На основе показаний этих датчиков определяется необходимость включения активной регенерации (определяется уровень засоренности сажевого фильтра)
Основными признаками выхода из строя сажевого фильтра являются:
— индикация ошибок на приборной панели
— потеря мощности двигателя
— увеличение уровня масла
— повышение расхода топлива
— плавающий холостой ход
— частая активная регенерация
К основным причинам можно отнести следующие причины выхода сажевого фильтра из строя:
— некачественное топливо является одним из самых распространенных причин
— неисправность двигателя. Например, если клапан ЕГР «залип» и не происходит рециркуляция отработанных газов, то в фильтр будет направляться гораздо больший поток недогоревших частиц сажи и фильтр может не справиться с возросшим объемом
— нарушение целостности системы выхлопа. Нельзя пренебрегать даже небольшими повреждениями выхлопной системы до фильтра. Если будет нарушена целостность системы, то ЭБУ не сможет точно определить уровень засоренности не включить активную регенерацию. Наиболее частым примером является повреждение гофры. При этом датчики дифференциального давления не будет показывать корректных данных – часть давления будет травиться через повреждения и регенерация не включится
— прерывание активной регенерации. Режим активной регенерации нельзя останавливать, глуша автомобиль. Каждый раз необходимо дожидаться завершения, иначе это приведёт к быстрому выходу фильтра из строя
— частые и непродолжительные по пробегу поездки. В этом случае сажевый фильтр просто физически не будет прогреваться до нужной температуры
Московское представительство компании «Лаборатория Скорости» предлагает услугу по решению проблемы сажевого фильтра для легковых автомобилей и коммерческого транспорта – удалению его из системы автомобиля
Удаление сажевого фильтра разделяется на 2 этапа:
-физическое удаление (вырезка) сот фильтра. Для этого корпус сажевого фильтра демонтируется с автомобиля, в нём выпиливается «окошко», удаляются соты фильтра, «окошко» заваривается и «банка» ставится на место
-программное отключение. Так как программа управления двигателем, как было описано выше, контролирует работу сажевого фильтра, то при его физическом удалении ЭБУ будет диагностировать неисправность фильтра и включать аварийный режим. При программном удалении будут отключены: регенерация сажевого фильтра, «аварийный режим», связанный с его неисправностью, ошибки сажевого фильтра
Удаление сажевого фильтра на сегодняшний день является самым простым и самым дешевым решением
Каждый, кто сталкивался с данной проблемой, рассматривал вариант замены забитого сажевого фильтра на новый фильтр. Однако, данное решение имеет несколько отрицательных моментов:
-высокая цена нового сажевого фильтра. В среднем она варьируется в диапазоне от 60 до 120 тысяч рублей в зависимости от марки и модели автомобиля
-невозможность изменить главную причину быстрого засорения сажевого фильтра. Качество дизельного топлива очень сильно влияет на «скорость» выхода его из строя
-нет гарантии долговечности работы нового сажевого фильтра
-строгие условия эксплуатации автомобиля, оснащенного данной системой. К этим условиям, например, можно отнести требование: «не глушить автомобиль во время принудительной регенерации»
Промывка сажевого фильтра, способы очистки и прожига
Вопросы экологии, защиты окружающей среды сегодня во многих случаях становятся если не определяющими, то крайне важными для эксплуатации автомобилей с ДВС.
Так, по требованиям ЕВРО-5, для дизельного двигателя обязательным является использование сажевого фильтра, обеспечивающего очистку отработанных газов (ОГ) от частиц несгоревшего топлива. А одним из аспектов его успешной эксплуатации, гарантирующим надёжную и долговечную работу машины с дизелем, является регенерация сажевого фильтра.
Несколько слов о конструкции
Чтобы лучше понять проблему, а также осознанно принимать меры по ее устранению, необходимо пояснить, что собой представляет сажевый фильтр. Это обязательный элемент конструкции выхлопной системы дизельного двигателя, устанавливаемый, как правило, перед глушителем. Видеть, как это осуществляется, можно на приведенном рисунке:
Из рисунка видно, что это устройство представляет собой сложную трубчатую конструкцию, изготавливаемую из керамического материала, имеющую пористые стенки межу отдельными каналами. Иногда стенки покрыты катализатором. При прохождении ОГ из одного канала в другой, удается избавиться от несгоревших частиц топлива.
Однако по мере эксплуатации, поры в керамике забиваются этими частицами, что отрицательно сказывается на работе дизельного двигателя, и требуется очистка сажевого фильтра для восстановления его нормальной работоспособности.
Как очистить сажевый фильтр
Чтобы его работоспособность восстановилась, необходимо очистить поры от посторонних частиц. Производителем автомобиля предусмотрена для сажевого фильтра такая процедура, как регенерация. Она может быть:
Пассивная чистка
Подобным образом очистить внутреннюю поверхность достаточно просто, это предусматривается самой конструкцией фильтрующего элемента. Используются такие способы:
Активная или принудительная регенерация
В тех случаях, когда трубки забиваются, падает мощность, крутящий момент мотора, и машина, грубо говоря, перестает ехать. Состояние системы контролируется датчиками:
Сажевый фильтр забивается быстрее всего в условиях городского движения, а также при нахождении в пробках, так что именно такой режим является наиболее вредным для машин с дизелем. Связано это с тем, что при подобном движении температура выхлопных газов недостаточно высока для полного сжигания сажи, поэтому она забивает в трубках поры. Для восстановления характеристик автомобиля, когда это произошло, необходим прожиг сажевого фильтра.
Как прожечь сажевый фильтр
Выполнить это можно такими способами:
Непосредственно водителем, для чего рекомендуется периодически проезжать расстояние около сорока километров со скоростью восемьдесят километров на пониженной передаче. При таком режиме движения температура ОГ повышается, и происходит принудительная регенерация, при которой восстанавливается работоспособность сажевого фильтра, необходимая для нормальной эксплуатации машины в дальнейшем.
Прожиг может быть автоматически выполнен контроллером управления двигателем автомобиля посредством:
Промывка сажевого фильтра дизельного двигателя
Для восстановления штатной работы мотора, можно не только сажевый фильтр прожечь, но и процедуру очистки можно осуществить, если будет проведена промывка. При этой операции применяется специальная жидкость, а сама процедура зависит от используемого средства:
Жидкость для промывки DPF Flushing Liuquid. В этом случае процедура очистки выполняется следующим образом:
Жидкость для очистки «TUNAP MP 131». С ней процедура очистки выполняется несколько по-другому. Убирается штатный датчик давления или температуры, в образовавшееся отверстие вставляется зонд, через него на сажевый фильтр несколько раз с интервалом в пять секунд распыляется жидкость. Затем осуществляется промывка с помощью концентрата TUNAP MP 132.
В результате таких действий сажа растворяется и распределяется по всей поверхности, вследствие чего становится возможна нормальная регенерация. После проведения монтажа, восстанавливающего первоначальное состояние системы, вручную запускается обычная регенерация, в ходе которой сгорает накопившаяся на внутренней поверхности сажа и очищающая жидкость.
Промывка и регенерация может быть выполнена с применением и других, кроме перечисленных, средств, однако приведенных примеров должно быть достаточно для оценки возможности очистки с использованием специальных препаратов.
О возможностях очистки
К сожалению, какие бы варианты очистки не применялись, они не беспредельны. Замена сажевого фильтра производится после его эксплуатации при пробеге не более 180 тысяч километров. А так как изделие достаточно дорогое, поэтому стоит предпринять некоторые меры, позволяющие отдалить эту процедуру.
На преждевременный износ в значительной степени влияют условия движения, манера езды, а самое главное – качество топлива. Если все эти условия являются тяжелыми для автомобиля, то замена может потребоваться гораздо раньше.
Вопросы очистки, а также регенерация, должны быть под постоянным контролем водителя. Они оказывают на техническое состояние машины непосредственное влияние и обеспечивают возможность ее нормальной эксплуатации.
» alt=»»>