Как выглядит сажевый фильтр на дизеле. Как почистить сажевый фильтр дизельного мотора? Зоны сажевого фильтра с каталитическим покрытием

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

Андрей Бондаренко (Ирландия) рассказывает:

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

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

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

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

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

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

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

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

Непроходимая дремучесть…

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Как предлагает мануал проверить исправность клапана?

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

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

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

Вот он красавец:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Андрей Бондаренко, «Заметки изирландии».

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

Сажевый фильтр с каталитическим покрытием.

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

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

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

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

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

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

Отработавшие газы дизеля .

ОБРАЗОВАНИЕ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПРОЦЕССЕ СГОРАНИЯ ТОПЛИВА

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

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

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

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

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

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

ВРЕДНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ

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

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

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

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

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

ЧАСТИЦЫ

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

ЧАСТИЦЫ САЖИ

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

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

ПРОЦЕСС ОБРАЗОВАНИЯ ЧАСТИЦ САЖИ В ДИЗЕЛЕ

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

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

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

ИЗМЕНЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ ДВИГАТЕЛЯ

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

К этим мероприятиям относятся:

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

Повышение давлений впрыска, например, посредством насос-форсунок;

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

ОЧИСТКА ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ

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

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

СИСТЕМА ОЧИСТКИ ГАЗОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРИСАДОК К ДИЗЕЛЬНОМУ ТОПЛИВУ

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

СИСТЕМА ОЧИСТКИ ГАЗОВ С САЖЕВЫМ ФИЛЬТРОМ, ИМЕЮЩИМ КАТАЛИТИЧЕСКОЕ ПОКРЫТИЕ

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

1 – Блок управления комбинации приборов J285

2 – Блок управления двигателем

3 – расходомер воздуха

4 – дизель

5 – датчик температуры перед турбокомпрессором G507

6 – турбокомпрессор

7 – датчик температуры перед сажевым фильтром G506

8 – датчик кислорода G39

9 – сажевый фильтр

10 – датчик 1 перепада давления на сажевом фильтре G450

11 – датчик температуры после сажевого фильтра G527

12 – глушитель.

САЖЕВЫЙ ФИЛЬТР

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

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

УСТРОЙСТВО

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

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

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

ЗОНЫ САЖЕВОГО ФИЛЬТРА С КАТАЛИТИЧЕСКИМ ПОКРЫТИЕМ

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

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

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

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

РЕГЕНЕРАЦИЯ ФИЛЬТРА

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

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

Фильтрующие стенки состоят из пористого карбида кремния.

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

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

ПАССИВНАЯ РЕГЕНЕРАЦИЯ

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

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

NOX + O2 образуют NO2

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

NO2 + C образуют CO + NO

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

CO + NO + O2 образуют NO2 + CO2

АКТИВНАЯ РЕГЕНЕРАЦИЯ

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

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

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

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

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ФИЛЬТРА ПРИ АКТИВНОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ

Частицы сажи скапливаются во впускных каналах.

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

Заполненный сажевый фильтр оказывает большое сопротивление потоку газов.

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

ФУНКЦИИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ АКТИВНОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ

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

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

Прекращается рециркуляция ОГ, чтобы повысить температуры сгорания топлива;

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

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

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

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

СТЕПЕНЬ ЗАПОЛНЕНИЯ ФИЛЬТРА САЖЕЙ

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

ПЕРЕПАД ДАВЛЕНИЯ НА ФИЛЬТРЕ

Перепад давления на сажевом фильтре определяется посредством дифференциального датчика давления.

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

ОБЪЕМНЫЙ РАСХОД ОГ

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

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

Последняя определяется посредством датчиков температуры до и после сажевого фильтра.

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

ВПРЫСК ТОПЛИВА ПРИ ДВИЖЕНИИ АВТОМОБИЛЯ НАКАТОМ

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

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

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

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

ДАТЧИК ПЕРЕПАДА ДАВЛЕНИЯ НА САЖЕВОМ ФИЛЬТРЕ, ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИГНАЛА ДАТЧИКА

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

ПОСЛЕДСТВИЯ ПРИ ОТСУТСТВИИ СИГНАЛА ДАТЧИКА

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

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

УСТРОЙСТВО ДАТЧИКА

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

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

САЖЕВЫЙ ФИЛЬТР ЧИСТЫЙ

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

ФИЛЬТР ЗАПОЛНЕН САЖЕЙ

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

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

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

ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ ПЕРЕД САЖЕВЫМ ФИЛЬТРОМ

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

есть сопротивление резистора увеличивается с повышением его температуры.

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

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

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

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

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

ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ ПОСЛЕ САЖЕВОГО ФИЛЬТРА

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

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

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

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

ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ ПЕРЕД ТУРБОКОМПРЕССОРОМ

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

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

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

ДАТЧИК КИСЛОРОДА

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

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

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

РАСХОДОМЕР ВОЗДУХА

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

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

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

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

КОНТРОЛЬНАЯ ЛАМПА САЖЕВОГО ФИЛЬТРА

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

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

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

ЭКСПЛУАТАЦИЯ АВТОМОБИЛЯ С КОРОТКИМИ ПРОБЕГАМИ

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

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

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

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

ТРЕБОВАНИЯ К ТОПЛИВУ

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

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

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

Сергей Уктусов

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

В Европе самым популярным ДВС является дизель. Однако, ни в бензиновом, ни в дизельном моторе топливо не сгорает полностью. Следствием чего будет образование в отработанных газах (ОГ) ядовитых и канцерогенных веществ, в том числе частиц сажи – продуктов неполного сгорания углеводородов. Во избежание этого введены нормы на выбросы вредных веществ, для соответствия которым в конструкцию автомобиля вводится специальный элемент – сажевый фильтр.

Для чего нужен сажевый фильтр

Для понимания назначения подобного устройства необходимо коснуться того, что собой представляют ОГ. На фото ниже в таблице показан состав ОГ, а также их влияние на организм человека.

Данные показывают, что дизель опасен высоким содержанием сажи в составе ОГ. Вот для уменьшения ее концентрации в конструкцию автомобиля и вводится такой элемент – сажевый фильтр , рассматриваемый ниже.

Принцип работы

Размер частиц сажи ориентировочно равен пяти сотым микрона, а по своему химическому составу это чистый углерод. Задержать такие микроскопические частицы обычными средствами довольно проблематично. Для их улавливания в устройстве используется диффузия. Понять принцип работы, заложенный в подобное устройство, поможет приведенное ниже фото:


Из картинки видно, что в матрице существует целая сеть трубок, причем у соседних из них торцы закрыты с разных сторон. Внутрь ОГ поступают со стороны двигателя, но попадая в трубки, закрытые с противоположной стороны, не могут двигаться дальше. Тогда они через стенки проникают в соседние открытые полости и свободно уходят из керамической матрицы.

При этом во время диффузии из одной полости в другую, даже микроскопические частицы задерживаются, а значит, сажевый фильтр выполнил свою задачу.

Устройство сажевого фильтра

Сам по себе дизельный сажевый фильтр, при своей внешней простоте, является довольно сложным устройством. При всех его исполнениях для различных автомобилей, он является металлическим цилиндром. На цилиндре располагаются входной и выходной патрубки для подключения к общей системе очистки ОГ. Устройство фильтра можно видеть на приведенном фото.


Внутри располагается керамическая матрица, устройство которой уже рассмотрено выше. Кроме матрицы на сажевый фильтр устанавливаются датчики, контролирующие его работу.
Среди них стоит упомянуть:

• датчик разности давления;
• датчик температуры на входе и выходе используемого сажевого фильтра.

В зависимости от конструктивного исполнения сажевый фильтр на дизель может устанавливаться по-разному, как именно – показано на фото:


Дело в том, что сама матрица может быть изготовлена как с внутренним каталитическим покрытием, так и без него. В последнем случае на дизель необходимо дополнительно устанавливать катализатор. Если в составе использована керамическая матрица с каталитическим покрытием, то он может быть объединен с катализатором.

Фильтр сажевых частиц – как лучше эксплуатировать

Правильная эксплуатация автомобиля продлевает время жизни сажевого фильтра. Дело в том, что очищая ОГ, поры в трубках и сами трубки забиваются частицами сажи, что приводит к ухудшению условий работы двигателя и в конечном итоге не позволяет нормально эксплуатировать автомобиль.

Здесь стоит упомянуть, что сажевый фильтр, для восстановления его работоспособности без замены и снятия с автомобиля, требует специального режима работы, отличающегося от выполняемого обычно процесса фильтрации. Но к этому вопросу можно будет вернуться немного позже.

Причины, снижающие эффективность работы

Причин, по которым он забивается, может быть несколько. Одна из основных – это качество используемого топлива. Некачественное топливо служит причиной повышенного образования сажи в процессе работы двигателя, вследствие чего очень быстро сажевый фильтр будет забит этими частицами, что значительно снизит срок его службы.

Другой причиной можно считать недостаточную для полного сгорания сажи температуру выхлопных газов. Дело в том, что сажевый фильтр позволяет не только задерживать частицы сажи, но и в процессе работы, когда дизель обеспечивает достаточный уровень температуры ОГ, сжигать эти частицы. Но надо подчеркнуть, что это возможно, когда значение температуры ОГ высокое и составляет не менее шестисот градусов. При других, более низких ее значениях, ничего подобного не происходит.

Причин снижения температуры ОГ может быть несколько, в том числе:

1. режим движения (с низкой скоростью и частыми остановками);
2. пробки во время движения;
3. нарушение процесса сгорания топлива.

Текущий контроль состояния

С целью обеспечения контроля, выхлопная система , которой оснащается дизель, комплектуется контрольно-измерительными приборами, включающими в себя, как уже упоминалось, датчик температуры, контролирующий ее показания, и датчик давления, измеряющий его разность на концах фильтра.


По сигналам, которые формирует датчик давления, контроллер управления определяет, что сажевый фильтр переполнен несгоревшими остатками топлива, и поэтому может автоматически запустить процесс его очистки. На панели при этом появляется соответствующий символ.

Как очистить – дизель позволяет и это

Зачастую для восстановления нормальной эксплуатации машины, когда сажевый фильтр заполнен частицами несгоревшего топлива, достаточно использовать несколько простых приёмов, запускающих регенерацию. Она может быть активной и пассивной. При любом варианте, очистка происходит благодаря сгоранию частиц сажи и освобождения от них забившихся пор, для чего используется:

• повышение значения температуры ОГ;
• присадки, приводящие к уменьшению температуры, при которой происходит сгорание сажи;
• промывка, при которой сажевый фильтр с помощью специальных реагентов очищается от сажи.

Пассивная регенерация

Проводится водителем самостоятельно при появлении соответствующей индикации, а также при заметных признаках ухудшения работы двигателя (падение мощности, снижение динамики и т.д.).
При этом самое главное – обеспечить для ОГ повышение температуры, что получается, если проехать три-четыре десятка километров при полной нагрузке. Такой режим движения обеспечит сгорание сажи внутри и его очистку. Другим вариантом может быть использование специальных добавок в топливо, приводящих к понижению температуры сгорания сажи.

Активная регенерация

Подобный режим, позволяющий выполнить очистку, может автоматически включить контроллер управления двигателем. Для этого он анализирует данные, которые ему передает датчик текущей температуры, а также датчик разности давлений. Этот датчик сигнализирует, что частицы сажи забили сажевый фильтр, а датчик текущей температуры определяет ее значение. Если ее недостаточно для сгорания сажи, то контроллер может осуществить, например, дополнительный впрыск топлива, осуществляемый при выпуске ОГ, что приведёт к его сгоранию непосредственно в системе выхлопа и поднимет температуру выхлопных газов до нужного значения.
Если выхлопная система, которая установлена на дизель, предусматривает и другие меры, направленные на повышение температуры отработанных газов, поступающих в сажевый фильтр, то контроллер управления также их задействует.

Промывка

В этом случае очистка выполняется с помощью специальных жидкостей, заливаемых или впрыскиваемых внутрь. Реагенты размягчают сажу и выводят ее из забитых пор, после чего она может быть сожжена при движении авто.

Сажевый фильтр – неотъемлемая часть современного автомобиля и обеспечивает состав выхлопных газов в соответствии с действующими нормами. Его текущее состояние контролируется системой управления, для чего используется датчик текущей температуры, а также датчик, измеряющий разность давления. Такая система контроля позволяет либо водителю своевременно принять меры по восстановлению работоспособности сажевого фильтра и нормального технического состояния автомобиля, либо режим регенерации включится автоматически, если это предусмотрено конструкцией.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Выхлопная система с сажевым фильтром в современном авто

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

Контроль уровня загрязненности сажевого фильтра осуществляют специальные датчики.

• Наиболее распространенный метод оценки загрязненности сажевого фильтра – анализ разницы давлений на входе и на выходе узла. Чем выше разница, тем выше степень загрязненности (газы испытывают затруднения при прохождении через решетку, что вызывает повышение давления на входе и понижение на выходе).

• Еще один тип датчиков – кислородные, они контролируют уровень содержания кислорода в отработанной смеси, соответственно, применение двух датчиков на входе и выходе из сажевого фильтра позволяет оценить, уменьшилось или нет содержание других примесей, то есть, произошло или нет очищение.

На дисплее вашей приборной панели автомобиля будет показана соответствующая ошибка.

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

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

Отключение и регенерация

Различают два типа регенерации сажевых фильтров:

1. Пассивный.
2. Активный.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Стоит ли удалять сажевый фильтр

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

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

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

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

В 2004 году в Европе были введены нормы Евро-4, в соответствии с которыми во всех новых автомобилях наличие сажевого фильтра обязательно. Сам же элемент применяется в выхлопных системах автомобилей с 2001 года, однако тогда лишь немногие производители устанавливали его. Так что это - сажевый фильтр на дизеле, для чего он нужен? Давайте определим предназначение данного элемента, его работу и попытаемся понять, почему многие автовладельцы вообще удаляют его из системы.

Что это - сажевый фильтр на дизеле?

Это элемент выхлопной системы автомобиля, который снижает выброс сажевых частиц в атмосферу. Его использование снижает содержание сажи в выхлопных газах на 80-100%. В борьбе за чистоту окружающей среды все автомобили, производимые в Европе, с 2004 года должны оснащаться подобным фильтром.

В зависимости от конструкции это устройство может быть отдельным элементом выхлопной системы, а может соединяться с каталитическим нейтрализатором, хотя принцип от этого не меняется.

Работа

Работа сажевого фильтра основана на двух последовательных этапах: фильтрация сажи и последующая регенерация. При фильтрации сажа оседает на стенках, а очищенные выхлопные газы выбрасываются в атмосферу. При этом частицы размером 0,1-1 мкм могут проходить сквозь фильтр. Их доля составляет около 5% от общего числа. Впрочем, для человека опасными являются именно они.

Скопившиеся внутри частицы сажи могут создавать препятствие для прохода отработанных выхлопных газов, из-за чего мощность двигателя падает. Поэтому периодически проводится регенерация сажевого фильтра. В зависимости от предусмотренной производителем конструкции процесс регенерации может проходить по-разному. Теперь, когда мы понимаем, что это - сажевый фильтр на дизеле, можно более детально рассмотреть вопрос регенерации.

Каталитическое покрытие - что это?

Фильтр, если он объединен с нейтрализатором, имеет каталитическое покрытие. Подобные устройства применяются на машинах марки Volkswagen и других зарубежных производителей. Устанавливаются они за выпускным коллектором, недалеко от двигателя - в месте, где температура выхлопных газов является практически максимальной.

Основной конструктивный элемент этого фильтра - матрица, изготовленная из керамики. Она имеет своеобразную ячеистую структуру, которая состоит из каналов малого сечения, поочередно закрытых с обеих сторон. Стенки каналов являются пористыми и выполняют функцию фильтра. На поверхность стенок наносится титан, выступающий в роли катализатора. Вся эта матрица помещается в корпус.

Когда отработавшие газы проходят через данный фильтр, большинство частиц сажи задерживаются на стенках матрицы, а титановый катализатор способствует окислению углеводородов, которые не сгорели в камере сгорания двигателя.

Активная и пассивная регенерация

Как известно, регенерация сажевого фильтра может быть активной или пассивной. При последней окисление сажи происходит непрерывно за счет высокой температуры и действия катализатора. При пассивной регенерации цепочка образований выглядит следующим образом:

1. Оксиды азота реагируют с кислородом, в результате чего образуются диоксиды азота.
2. Затем новообразованное вещество вступает в реакцию с сажей (углеродом), что приводит к образованию угарного газа и оксида азота.
3. Угарный газ и оксид азота взаимодействуют с кислородом, и в результате появляется диоксид азота и углекислого газа.

Если двигатель работает на низких оборотах, то температура газов будет невысокой, из-за чего пассивная регенерация не происходит. В этом случае будет осуществлена принудительная или активная регенерация. Она осуществляется при температуре 600-650 градусов. Достигаются такие температуры с помощью системы управления двигателем. При этой температуре сажа сгорает, то есть вступает в реакцию с кислородом при последующем образовании углекислого газа.

Датчики системы

Для работы сажевого фильтра в "Мерседесе" или других автомобилях предусмотрены целые системы управления и датчиков:

1. Расходомер воздуха.
2. Датчик давления в сажевом фильтре.
3. Датчик температуры газов до сажевого фильтра и после него.

По полученным результатам компьютер автоматически впрыскивает дополнительные объемы топлива в камеру сгорания, снижает подачу воздуха и даже прекращает рециркуляцию выхлопных газов. Все это ведет к повышению температуры выхлопа до значения, при котором регенерация может быть осуществлена.

Автоматическая регенерация

Концерны Peugeot и Citroen разработали фильтр с автоматической регенерацией. Их устанавливают отдельно от каталитического нейтрализатора. В данной конструкции используется метод регенерации, который основан на впрыске в топливо специальных присадок, повышающих температуру выхлопных газов. Такой же способ реализуется в фильтрах других производителей (Ford или Toyota, к примеру).

Здесь он работает следующим образом: когда фильтр по максимуму заполнен частицами сажи, система производит автоматический впрыск в топливо специальной присадки с содержанием церия в составе. Этот элемент при сгорании выделяет большое количество тепла.

Присадка может впрыскиваться по сигналу компьютера несколько раз. Первый раз впрыск осуществляется на такте впрыска топлива. При этом отработавшие газы разогреваются до высокой температуры и нагревают матрицу фильтра до 700 градусов. Затем впрыск присадок осуществляется на такте выпуска газов. При этом церий не сгорает, а вместе с газами попадает в сажевый фильтр. При попадании на раскаленную матрицу топливо с церием воспламеняется, и температура достигает 1000 градусов. При этом сажа сгорает, и таким образом осуществляется регенерация фильтра. Отметим, что хотя температура здесь очень высокая, разрушения матрицы и самого фильтра не происходит.

Сама присадка с церием хранится в отдельной емкости. Одной заправки хватит в среднем на несколько лет работы (около 80000 пробега). Обычно сажевый фильтр на дизель, цена которого является высокой и варьируется в диапазоне 20-100 тысяч рублей (зависит от модели), устойчив к применению топлива низкого качества, однако в данном случае расход присадки может быть увеличен из-за большого образования сажи.

Удаление сажевого фильтра и последствия на дизеле

Эти устройства выходят из строя достаточно часто. Учитывая высокую их стоимость, некоторые владельцы автомобилей не хотят платить за них деньги. Да и зачем, если без них машина нормально ездит? К примеру, на машинах "Рено" дизель с сажевым осадком часто приводит к неисправности данной системы, из-за чего мощность мотора и тяга снижаются, уровень масла в двигателе повышается, возможен даже шипящий звук из двигателя. И все из-за того, что выхлопные газы будут с трудом проходить через систему. При этом компьютер пропишет постоянную ошибку и ограничит работу двигателя (до 3000 об/мин).

Многие мастера на СТО физически снимают фильтр и прошивают "мозги" автомобиля. В результате удаления сажевого фильтра последствием на дизеле становится нормальная работа двигателя. Да, выхлопные газы при этом будут содержать большое количество сажи, что вредит окружающей среде, но это мало кого волнует. Однако после удаления потребуется и прошивка автомобиля, иначе на приборной панели будет ошибка "чек".

Впрочем, на тех же СТО знают, как почистить сажевый фильтр. Но эта услуга стоит денег и помогает лишь на время.

Симптомы неисправности

Как уже было сказано, при неисправности этого фильтра некоторые моторы перестают работать на полную мощность. Автомобиль автоматически отключает турбокомпрессор, переводит двигатель в аварийный режим работы, при котором поднять скорость вращения свыше 3000 об/мин невозможно. Также машина будет потреблять больше топлива, тяга существенно снизится, уровень моторного масла будет выше изначального, а на приборной панели появится знаменитая ошибка Check. Все это и есть типичные признаки неисправности данного модуля.

К счастью, ничего страшного в этом нет. Как вы уже поняли, он легко удаляется без вреда для двигателя или какой-либо его системы. Имеет место только вред окружающей среде и прохожим людям.

В заключение

Многие владельцы автомобилей снимают эти ненужные установки со своих автомобилей и успешно ездят без вреда для двигателя. Теперь вы знаете, что это - сажевый фильтр на дизеле и как он действует. И если на вашем автомобиле он не работает и даже вредит мотору, то его смело можно удалять. К счастью, сегодня эту услугу предлагают на многих СТО. В частности снять это устройство можно с автомобилей "Ниссан", "Мерседес", "Пежо", "Мазда", "Рено". Дизель при дальнейшей работе машины не станет менее эффективным. Напротив, возможна даже прибавка в мощности.

При работе дизельного двигателя, как правило, не происходит полного сгорания топлива. В результате, вместе с выхлопными (отработавшими) газами в атмосферу попадают вредные для человека и окружающей среды компоненты, в том числе сажа. Для уменьшения концентрации последней и используется сажевый фильтр. В англ. варианте — Diesel Particulate Filter (DPF).

Конструкция и расположение в системе

Сажевый фильтр относится к выхлопной системе и может располагаться рядом с нейтрализатором или объединяться с ним в единую конструкцию (в этом случае он находится вблизи выпускного коллектора, что обеспечивает фильтрацию газов при максимальной температуре). Применяется устройство только в автомобилях, работающих на дизельном топливе, и, в отличие от катализатора, который устанавливается на бензиновых двигателях, он очищает выхлоп исключительно от частиц сажи.

Сажевый фильтр

Конструктивно сажевый фильтр состоит из следующих элементов:

• Матрица. Изготавливается из карбида кремния (керамики) и представляет собой систему тонких каналов с сечением в форме квадрата или восьмиугольника. Торцы ходов попеременно закрыты, а стенки имеют пористую структуру, благодаря чему сажа задерживается внутри и оседает на стенках.
• Корпус. Выполняется из металла. Имеет входной и выходной канал.
• Датчики измерения давления (перепадов на входе и выходе).
• Датчик температуры на входе и на выходе.

Особенности работы и эксплуатации сажевого фильтра

Проходя через сажевый фильтр, загрязнения оседают на стенках матрицы, в результате чего на выходе образуются очищенные газы. Постепенно ячейки фильтра заполняются и забиваются, препятствуя прохождению выхлопных газов. Это приводит к снижению мощности двигателя, что указывает на необходимость его очистки или замены.

Срок службы сажевого фильтра зависит от условий эксплуатации автомобиля. В среднем, производители рекомендуют выполнять проверку состояния каждые 100 тысяч километров пробега. Реальный диапазон загрязнения фильтров составляет от 50 до 200 тысяч километров. Чтобы продлить ресурс, необходимо регулярно выполнять регенерацию и своевременно производить замену масла в двигателе.

Виды и задачи регенерации

Расположение сажевого фильтра в системе выхлопа

Регенерация сажевого фильтра представляет собой процедуру сжигания сажи, оседающей в матрице. Регенерация бывает двух видов:

• Пассивная — осуществляется за счет повышения температуры отработавших газов. Это может быть реализовано путем разгона мотора до максимальной нагрузки (порядка 15 минут движения при 3000 оборотов в минуту и более) или путем добавления в дизтопливо присадок, снижающих температуру сгорания сажи.
• Активная — выполняется, когда основной режим работы двигателя не обеспечивает нужных показателей для пассивной регенерации. Для этого выполняется принудительное повышение температуры на некоторое время. Повышение температуры достигается различными способами — за счет позднего или дополнительного впрыска на такте выпуска, электронагревателем или дополнительными присадками в топливо.

Частый прожиг изнашивает керамическую матрицу и приводит к ее разрушению. И поскольку стоимость сажевого фильтра довольно высока, необходимо найти наиболее щадящий режим. Достигается он увеличением количества пройденного расстояния между процедурами регенерации, а также снижением температурных диапазонов сгорания масла.

Выбор масла для дизеля

Неподходящее масло провоцирует дополнительное загрязнение ячеек матрицы фильтра и предварительный износ. При работе двигателя оно сгорает вместе с топливом и при наличии несгораемого осадка блокирует работу системы очистки выхлопных газов.

Для дизельных моторов с сажевыми фильтрами ACEA (Ассоциация Европейских Автопроизводителей) установила определенный стандарт масла, которое удовлетворяет экологическим стандартам не ниже Евро-4 и правилам эксплуатации автомобилей в целом. Моторные масла для современных сажевых фильтров, имеющие допуск ACEA, получили маркировку С (С1, С2, С3, С4). Они применяются для автомобилей с системами очистки выхлопа, а их состав позволяет продлить срок службы матрицы.

Можно ли удалить сажевый фильтр

Многие автомобилисты, желая избавиться от проблемы постоянной очистки и замены и сопряженных с ними дополнительных финансовых расходов, решают удалить сажевый фильтр. Сделать это можно несколькими способами:

• Демонтаж устройства. Механическое удаление сажевого фильтра позволяет незначительно повысить мощность автомобиля. С другой стороны, при эксплуатации машины ЭБУ двигателя начнет выдавать ошибку, воспринимая отсутствие фильтра как неисправность.
• Внесение корректив в программное обеспечение ЭБУ двигателя (обновление программы до версии, не содержащей информацию о подключении сажевого фильтра). Обновление программного обеспечения выполняется специальным устройством — программатором, но при этом необходимо быть уверенным в корректности работы новой прошивки, поскольку последствия могут быть непредсказуемы.
• Подключение эмулятора устройства (без изменения заводской программы), который посылает ЭБУ сигналы, аналогичные работе реального сажевого фильтра.

Однако следует иметь ввиду, что установленные на сегодняшний день экологические стандарты Евро-5 запрещают эксплуатацию автомобиля с дизельным двигателем без сажевого фильтра.