Как и бензиновые двигатели, дизельные моторы оборудуются фильтром очистки отработанных газов. Но, поскольку принцип воспламенения топлива у двигателей этих двух типов разнится, то и фильтры отработанных газов у дизельного и бензинового мотора существенно отличаются друг от друга.
Стоит отметить, что, если каталитические нейтрализаторы отработанных газов устанавливаются в систему выхлопа бензиновых моторов уже давно, то сажевые фильтры стали устанавливаться в обязательном порядке на дизельные моторы гораздо позже – после введения в действие экологических нормативов Евро-5.
Из самого наименования устройства понятно, что его основной задачей является фильтрация выхлопа мотора от содержащихся частиц сажи. Сажевый фильтр современного дизеля задерживает до 90% количества сажи, содержащейся в выхлопе. Внешне сажевый фильтр являет собой небольшой металлический цилиндр, наполненный особым жаропрочным керамическим материалом. Благодаря ячеистой структуре керамического наполнителя фильтр задерживает мельчайшие частицы, образующиеся в результате сгорания. Фактически, сажевый фильтр это – часть глушителя, предназначенная для очистки выхлопа.
Работу сажевых фильтров принято разбивать на два этапа: непосредственно фильтрация отработанных газов (захват сажи) и регенерация фильтра. На этапе захвата сажи внутри фильтра, в отличии от каталитического нейтрализатора бензинового мотора, не происходит никаких сложных химических или физических процессов. Особая мелкоячеистая керамическая структура внутренней части фильтра просеивает выхлопные газы, задерживая на своих стенках частицы сажи. При этом даже самые эффективные фильтры не способны полностью исключить попадание сажи в атмосферу, пропуская микрочастицы размером от 0.1 до 0.5 мкм. Впрочем, содержание частиц такой величины в выхлопе дизельного мотора не превышает 5-10%.
Естественно, что со временем количество уловленной сажи в фильтре достигает критического показателя – фильтр забивается все больше и больше, и после определенного момента это начинает сказываться на производительности работы силового агрегата в целом: падает мощность мотора, повышается топливные расход. На очистку или регенерацию сажевого фильтра направлен второй этап работы устройства. В отличии от процесса фильтрации этап регенерации фильтра является весьма сложным процессом. Регенерация сажевых фильтров реализована разными автопроизводителями по-разному. Правда, суть всех этих решений едина – очистка ячеек фильтра от забившейся сажи.
В большинстве случаев сажевый фильтр представляет собой комбинированной устройство, объединяющее противосажевый фильтрующий элемент и каталитический нейтрализатор вредных отработанных газов. Типичным примером являются сажевые фильтры, применяемые на своих автомобилях компанией Volkswagen. Таким образом, разработчики не только реализуют требования по очистке выхлопа, но и обеспечивают процесс очистки фильтрующего противосажевого элемента. Устройство комбинированного фильтра таково: внутри корпуса фильтра располагаются жаропрочные ячейки из карбида кремния с каналами минимального сечения. Эти ячейки являются фильтрующим элементом, борющимся с сажей. Внутренние боковины корпуса фильтра изготовлены из специального каталитического материала (как правило, титана), способствующего окислению и сгоранию угарного и углекислого газов. Дополнительная функция нейтрализатора в данном случае заключается в его способности разогревать сажевый фильтр до температуры порядка 500 °С. Как правило, такой температуры вполне достаточно для того, чтобы скопившиеся частицы сажи просто выгорели сами собой, очистив тем самым ячейки фильтра. Такой процесс принято называть пассивной регенерацией сажевого фильтра.
Однако эффективность пассивной регенерации сажевого фильтра на дизеле достигается только при относительно длительной работе мотора под нагрузкой, например, в продолжительной поездке по загородной трассе на высоких скоростях. Ведь только тогда в фильтре достигается высокая температура, достаточная для выжигания накопившейся сажи. Если заполнение сажей достигло критического уровня, а разогреть фильтр не удается в силу недостаточной нагрузки на двигатель (езда на короткие расстояния или нечастое передвижение по городу), но при этом датчики фиксируют засорение фильтра сверх допустимой нормы, запускается процесс активной очистки сажевого фильтра. Этот процесс предполагает подачу дополнительной порции топлива в цилиндры двигателя вслед за основной частью солярки. Затем перекрывается клапан EGR, а при необходимости электроника временно меняет алгоритм стандартного управления геометрией турбины. Не прогоревшая топливная смесь попадает в катализатор сквозь впускной коллектор, после чего происходит дожиг смеси, существенно повышающий температуру выхлопных газов. Поступающие в сажевый фильтр выхлопные газы достигают 500-700°С и моментально выжигают из забившихся ячеек фильтра сажу.
Очевидным свидетельством запуска процесса активной регенерации фильтра будут неожиданные кратковременные выхлопы черного дыма. При этом приборы покажут моментальное и непродолжительное повышение оборотов мотора на холостом ходу с одновременным всплеском топливного расхода. Стоит отметить, что вся процедура принудительной очистки полностью автоматизирована и не требует вмешательства владельца машины. Электроника считывает данные с датчиков, установленных до фильтра и после него, при восстановлении нужного уровня давления процесс активной регенерации заканчивается, а работа двигателя возвращается в штатный режим.
Некоторые производители, не использующие комбинированные устройства очистки выхлопа дизельного мотора, применяют фильтры с отдельным катализатором. Здесь очистка фильтра происходит посредством автоматического впрыска в топливо специальной присадки. При наполнении сажевого фильтра и падении мощности мотора система впрыска нагнетает присадку в топливо. После сгорания такой смеси в выхлопной системе достигается чрезвычайно высокая температура, превышающая 600 °С. Кроме того, активное вещество присадки при сгорании с соляркой не распадается, а попадает в раскаленный сажевый фильтр, где, сгорая, поднимает температуру до 900 °С, обеспечивая мгновенное выжигание сажи и быструю очистку фильтра. Учитывая кратковременность воздействия сверхвысокой температуры и прочность материалов, из которых изготавливаются фильтры, система выхлопа не разрушается.
К сожалению, частая регенерация негативным образом влияет на двигатель машины. Во время регенерации обогащенная топливная смесь сгорает не полностью и попадает в моторное масло. В результате масло разжижается, увеличиваясь в объеме. Защитные и смазывающие свойства масла снижаются, кроме того, жидкое масло легко преодолевает уплотнения, вызывая риск попадания в интеркулер и цилиндры.
Срок службы сажевых фильтров достигает 110-120 тыс. км пробега автомобиля. Однако, учитывая низкое качество отечественной солярки, нередки случаи, когда замена фильтра на новом автомобиле требовалась уже через 25-30 тыс. км пробега. В зависимости от модели машины стоимость фильтра для выхлопной системы дизельного мотора колеблется в интервале от 900 до 3000 евро.
Эффективной альтернативой замены сажевого фильтра будет его удаление. Удалив фильтр, владелец машины избавит себя от проблем, связанных с регулярными засорами и необходимостью очистки устройства. Тяговые характеристики такого автомобиля заметно возрастают, а топливный расход уменьшается. Кроме того, отпадает необходимость применения специальных моторных масел, требующихся для автомобилей с сажевыми фильтрами. Что касается возможных негативных последствий удаления фильтра, то при правильном демонтаже устройства помимо возрастания вредных выбросов продуктов сгорания топлива до уровня требования Евро-3 ничего страшного с автомобилем не произойдет.
Сегодня многие автосервисы предлагают услугу удаления сажевого фильтра. Однако доверяться «гаражным» специалистам довольно опасно. Подобный вариант чреват повреждением датчиков системы выхлопа, что приводит к включению аварийного режима работы автомобиля и последующему ремонту. Чтобы правильно удалить сажевый фильтр, необходимо выполнить несколько шагов, включая предварительную компьютерную диагностику, перепрограммирование ЭБУ и последующий технический демонтаж устройства.
Опытные автолюбители смотрят на сажевый фильтр (DPF) как на абсолютно ненужный элемент. Его функция - снижать вредные выбросы в окружающую среду. Водителям относятся к компоненту снисходительно, так как технических характеристик мотора он не улучшает. Проходя через фильтр, отработанные газы встречают серьезное сопротивление, для преодоления которого мотор должен тратить определенное количество мощности. Это лишь одна из причин, почему водители недолюбливают сажевики.
DPF задерживает частицы сажи, которые содержат отработанные газы дизельного двигателя. С 2009 года фильтры стали обязательными к применению, до этого использовались только на тяжелых грузовиках. Они уменьшают содержание вредных веществ в выхлопе на 90%. Сажа оседает на стенках компонента, что со временем приводит к его засорению - появляется необходимость чистки (регенерации). Способ чистки зависит от вида элемента. Распространены фильтры таких видов:
В присадке самоочищающегося элемента содержится церий - химический элемент, способствующий разрушению сажевых отложений. Запасы присадки нужно восполнять через каждые 80 000 км. Присадка расходуется быстрее, если применяют некачественное топливо.
Размер сажевых частиц очень мал. На 90% они состоят из углерода, и задержать их обычными средствами почти невозможно, поэтому в фильтрующем устройстве применяется диффузия. Матрица состоит из сети трубок, торцы которых закрыты с разных сторон. Сажа поступает со стороны мотора. Ее частицы не могут пройти дальше - они проникают в соседние каналы сквозь стенки фильтра, после чего покидают матрицу. Во время прохода из одного канала в другой удерживаются даже очень мелкие частицы.
Сажевик выглядит довольно просто, хотя его устройство трудно назвать таковым. Он похож на металлический цилиндр. Для подключения цилиндра к очищающей системе на нем с двух сторон расположены патрубки. Внутри цилиндра матрица. Сажевик также содержит:
Способы установки сажевика бывают разными - это зависит от конструкции компонента. Используются как матрицы с каталитическим покрытием внутри, так и обычные. Во втором случае на мотор приходится ставить катализатор.
Сажевый фильтр на дизеле стоит в трубе выхлопа газов. Из-за особенностей конструкции деталь могут ставить за выпускной коллектор. Температура выхлопа там на максимальном уровне, поэтому устройство имеет специальное покрытие и соединено с катализатором.
Также оно может располагаться между глушителем и катализатором.
Для регенерации сажи разработали фильтры 2 видов.
Устройство ставят рядом с мотором. На входе должна создаваться высокая температура. В этом элементе есть керамическая матрица, состоящая из множества небольших каналов, которые устроены так, что через один ряд торцы или открыты, или закрыты для принятия отработанных газов. Пористые стенки создают фильтрующий эффект. Проходя через них, сажа оседает, затем подвергается окислению катализатором.
Частицы сажи - твердое вещество, постепенно накапливающееся в фильтре. Поэтому фильтр нужно периодически чистить. Регенерация бывает пассивной и активной. При пассивной регенерации находящиеся в саже вредные вещества после контакта с кислородом преобразуются в безопасную углекислоту. Активная регенерация - сложный процесс, за ним следят сразу два датчика.
Он размещен за каталитическим нейтрализатором. Применение присадок позволяет увеличить температуру выхлопа до максимума, в результате сажа нейтрализуется. Датчики срабатывают, как только фильтр заполняется сажевыми отложениями. Матрица изготовлена из материала, способного долгое время выдерживать повышенные температуры.
Сначала под воздействием газов происходит испарение оболочек гранул, потом церий высвобождается. Затем при его попадании на мембрану происходит воспламенение, и температура газов сильно повышается. Разогрев носит локальный характер, поэтому для системы это безопасно. Конечно, керамическая решётка постепенно разрушается, но этот процесс очень продолжительный.
DPF располагаются близко к мотору. Поэтому никаких дополнительных приспособлений, чтобы максимально разогреть газ, не требуется. Горячие газы сразу же попадают в фильтр, выжигая сажу. Такая процедура может быть проведена только при движении на полной скорости, поэтому автомобиль иногда нужно предельно разгонять.
Не стоит проводить процедуру регенерации каждый день - отталкивайтесь от интенсивности образования сажных отложений.
Забитый сажевик использовать нельзя, потому что со временем это разрушит двигатель. В сервисных центрах есть оборудование, запускающее процесс принудительной регенерации. Но этого сделать не получится, если фильтр забит сверх нормы. Здесь уже нужно производить промывку специальными средствами, что позволит удалить основную часть отложений. Промывка может быть проведена одним из 2 способов:
Частичная промывка производится при помощи пистолета-распылителя, трубки и специального средства. Также понадобится компрессор, который будет создавать необходимое давление. Снимаем температурный датчик, открываем доступ к фильтру и очищаем его. На одну процедуру уходит до литра очищающей жидкости, в качестве которой обычно используют NUNAP MP 131. Потом датчик возвращаем на место.
При глубокой промывке элемент снимаем полностью, промываем его специальным средством - например, DPF Cleaner. Активная жидкость нейтрализует сажные отложения, и они легко удаляются подаваемой под напором водой. Очистка более эффективна, если она проводится при помощи компрессора. После очистки фильтрующий элемент просушиваем, потом ставим на место.
Промывка далеко не всегда позволяет полностью уничтожить засор. Если этого сделать не удаётся, лучше купить и поставить новый элемент.
В средствах для промывки содержатся вредные для кожи вещества, поэтому процедуру нужно проводить только в защитных перчатках.
Замена фильтрующего элемента - дорогая процедура, поэтому некоторые предпочитают просто компонент удалять. То, что могут быть негативные последствия, мало кого останавливает. По правилам перед удалением элемента нужно перепрошить блок управления - иначе будет «гореть» аварийный режим.
Процедуру перепрошивки лучше проводить в сервисных центрах - это очень ответственная работа. Вот что водитель при этом выигрывает:
После снятия фильтрующего элемента можно забыть про поездку на своем автомобиле в Европу - гарантия на машину аннулируется. Обороты турбины могут повыситься до такого состояния, что будет слышен их свист. На высокой скорости из выхлопной трубы будут вылетать кусочки сажи - это можно наблюдать невооружённым взглядом. Показатели выброса ухудшатся еще и из-за того, что придется вырезать катализатор, а неграмотная перепрошивка вполне может привести к прогоранию выхлопной системы.
Система фильтрации сажевых отложений предназначена для улучшения экологических показателей. Скорее всего, когда-нибудь за отсутствие такой системы в машине будут штрафовать. Так зачем же ее удалять? Машина будет ехать немного быстрее, но негативных последствий при этом так много, что оно того явно не стоит.
Сильное загрязнение сажевого фильтра отрицательно воздействует на работоспособность всего транспортного средства, а какому автовладельцу понравится, что у автомобиля заметно вырос расход горючего, уменьшилась тяга, а к тому же все время светятся надоедливые контрольные лампы. Конечно, вопрос можно решить заменой детали, однако за это необходимо будет заплатить довольно приличную сумму. Единственным разумным выходом в данной ситуации, с точки зрения большинства автомобилистов, является полное удаление фильтра с автомобиля, но только не каждый задумывается о возможных последствиях. Об этом далее в статье.
Сажевый фильтр является важным элементом выхлопной системы дизельного двигателя. Задача данного устройства — очищать выхлопные газы от сажи для предотвращения их попадания в окружающую среду (около 90 процентов не проходит наружу).
Использовать сажевые фильтры начали в 2001 году на грузовых автомобилях. Однако после введения в 2009 году экологического стандарта «Евро-5» всех автомобильных производителей обязали устанавливать данный фильтрующий элемент на автомобили любого типа и класса, работающие на дизеле.
Корпус сажевого фильтра при отсутствии самого фильтра
Сажевый фильтр выполнен в виде металлического цилиндра. На цилиндре расположены выходной и входной патрубки для подсоединения к общей системе очистки отработавших газов. Внутри него находится керамическая матрица. Кроме нее, на сажевый фильтр монтируются датчики, которые контролируют его работу. В зависимости от конструкции сажевый фильтр может монтироваться по-разному.
Функционирует сажевый фильтр в два этапа:
1 этап — захват сажи. Частицы сажи на данном этапе оседают на стенки фильтрующего элемента, которые напоминают ячейки по внешнему виду. Сажа, при этом, здесь не остается полностью, а лишь частицы размером больше 0.5 мкм. Остальное выходит наружу с выхлопными газами, хотя процент подобных осадков небольшой — около 10 процентов.
2 этап — регенерация. Трудоемкая процедура очищения ячеек от сажевых осадков. Процесс проходит согласно регламенту, предписанному производителем.
Существует два способа очистки сажевого фильтра — активный (принудительный) и пассивный.
Пассивная регенерация проводится автовладельцем самостоятельно при возникновении соответствующей индикации и при заметных симптомах ухудшения работы силового агрегата (снижение динамики, падение мощности и так далее).
Самое главное при этом — обеспечить повышение температуры для отработанных газов, что можно получить, если проехать при полной нагрузке тридцать-сорок километров. Данный режим движения обеспечивает сгорание сажи и его очистку. Как вариант, еще можно использовать специальные добавки в топливо, которые приводят к снижению температуры сгорания сажи.
Активная регенерация. Такой режим, который позволяет выполнить очистку, может автоматическим образом включить контроллер управления мотором, для чего он анализирует информацию, которую передает ему датчик текущей температуры и датчик разности давлений. Данный датчик свидетельствует, что сажевый фильтр забит частицами сажи, а с помощью датчика текущей температуры определяется ее значение. Если температуры недостаточно для того, чтобы сажа сгорела, контроллер может произвести, к примеру, дополнительный впрыск топлива, производимый при выпуске отработанный газов, что повлечет за собой его сгорание прямо в системе выхлопа, а также повысит температуру выхлопных газов до требуемого значения.
Если выхлопная система, установленная на дизеле, предусматривает и иные меры, направленные на увеличение температуры отработанных газов, которые поступают в сажевый фильтр, контроллер управления тоже их задействует.
Сажевый фильтр предназначен для предотвращения/минимизации попадания сажи в окружающую среду. Он считается частью глушителя и главная его задача — очищать отработавшие газы. Но, не стоит сравнивать данное устройство с каталитическим нейтрализатором, так как катализатор борется с выхлопными газами, а сажевый фильтр — только с сажей в них.
К положительным моментам эксплуатации дизельного двигателя с сажевым фильтром можно отнести соответствие автомобиля экологическим нормам «Евро-5». Транспортное средство не загрязняет атмосферу, а людям больше не приходится дышать сажей.
Существует ряд отрицательных факторов, возникающих при использовании сажевого фильтра:
Преимущества удаления сажевого фильтра:
Недостатки удаления сажевого фильтра:
Процесс удаления сажевого фильтра состоит из двух шагов — физического и программного.
Физический этап несложен. Мастера находят банку, где находятся катализатор и фильтр, и вырезают ее. На некоторых моделях автомобилей для этого понадобится снятие выхлопной трубы. Взамен фильтра необходимо что-нибудь поставить, например, обычные металлические заглушки или же пламегасители. Монтаж пламегасителя немного повысит срок эксплуатации глушителя. Если элемент оборудован зондами углекислого газа и датчиками температуры, может понадобится их изъятие и монтаж в заглушку, что дает возможность избежать программных ошибок.
После этого следует перепрограммировать блок силового агрегата. Если не сделать этого, датчики будут считать, что фильтр постоянно забит. Итог — демонстрация кодов неисправностей, а порой и вовсе происходит включение аварийного режима.
Данная часть процедуры осуществляется только экспертами сервисного центра. Результата можно добиться тремя методами:
В некоторых моделях Ford, Mazda, Toyota и Nissan невозможно выполнить обычную перепрошивку — приходится применять способ эмуляции. Монтируется приспособление-обманка, которое заставляет блок считать, что фильтр находится на своем месте. Контроллер не замечает изъятия элемента, так как получает соответствующие сигналы. Но этот вариант имеет один недостаток — режим регенерации будет все ровно включаться, так что расход горючего не снизится.
Во-первых, при самостоятельном удалении сажевого фильтра существует риск что-нибудь сломать, что повлечет за собой еще большие проблемы, а стоимость ремонта существенно возрастет.
Во-вторых, если неправильно перепрограммировать блок мотора, система будет видеть, что фильтр не засоряется, а этого попросту не может быть, поэтому она решает, что сажевый фильтр неисправен, и переводит транспортное средство в аварийный режим, не говоря уже о том, что система постоянно будет выдавать коды неисправностей.
В третьих, многие автолюбители говорят, что после удаления данного приспособления улучшается динамика машины. Причина очевидна — в результате удаления сажевого фильтра снижается сопротивление выхлопных газов. Однако хорошо ли это? Из-за повышения скорости потока газов выхлопа повышается скорость вращения турбины, что, в данном случае, превышает расчетную скорость. Как свидетельствует практика, нередко после изъятия сажевого фильтра происходит выход турбины из строя.
Нужно ли проводить удаление сажевого фильтра? Решать только вам. Автомобиль действительно становится более простым и дешевым в эксплуатации, немного возрастает мощность. Но заказывать данное мероприятие нужно лишь у высококвалифицированных специалистов, в противном случае можно получить больше неприятностей, чем пользы.
В 2005 году в России начал действовать экологический стандарт ЕВРО-4, серьёзно повлиявший на производителей автомобилей. С этого момента все машины, предназначенные для использования в РФ, должны оснащаться специальными компонентами, снижающими количество вредных выбросов в атмосферу. Почти на все современные авто с дизельными двигателями устанавливают противосажевые (или просто «сажевые») фильтры, которые задерживают не до конца сгоревшие компоненты топлива. Казалось бы, вещь очень стоящая, но многие привозят автомобиль в сервис для её удаления. Зачем?
Он представляет собой металлический цилиндр, заполненный керамическим материалом. Этот материал имеет ячеистую структуру - в пустотах задерживаются мелкие частицы сажи. Когда её накопится слишком много, специальный блок в двигателе активирует процесс регенерации, и фильтр очищается.
Существует пассивная и активная регенерация. В первом случае сажа сгорает во время движения благодаря естественному повышению температуры в фильтре. Чтобы запустить пассивный процесс, нужно ехать с высокой скоростью и на большое расстояние.
Активная регенерация запускается, если блок не может избавиться от мусора стандартным способом (например, когда вы ездите только по городу и медленно). В этом случае в цилиндр подаётся дополнительное топливо, которое смешивается с сажей и выходит в катализатор. Там смесь сгорает, а из выхлопной трубы идёт чёрный дым. Это не проходит бесследно - растёт расход топлива, увеличиваются обороты на холостом ходу.
Так выглядит фильтр после долгой езды на качественном топливе
Часто даже опытные работники сервисных центров считают, что сажевый фильтр и катализатор - это одно и то же. На самом деле разница существенна.
Вот несомненные достоинства удаления сажевого фильтра:
Примечание: есть мнение, что удаление даёт прибавку мощности двигателя. Да, это так, но разница незначительна. Эффект достигается благодаря ускорению выхода выхлопных газов, которым теперь не приходится преодолевать сопротивление фильтра.
А вот существенные минусы:
Процедура состоит из двух этапов - физического и программного.
Физический нетруден. Специалисты находят банку, в которой расположены фильтр и катализатор, и вырезают её. В некоторых моделях авто для этого придётся снять выхлопную трубу. Взамен фильтра нужно что-нибудь поставить - это могут быть как обычные металлические заглушки, так и пламегасители. Установка пламегасителя немного увеличит срок службы глушителя. Если компонент оснащён датчиками температуры и зондами углекислого газа, может потребоваться их изъятие и установка в заглушку - это помогает избежать программных ошибок.
Внешний вид изъятого сажевого фильтра
Затем надо перепрограммировать блок двигателя. Если этого не сделать, датчики будут считать, будто фильтр постоянно забит. Результат - демонстрация кодов неисправностей, а в некоторых случаях и вовсе включается аварийный режим.
Эта часть процедуры выполняется исключительно экспертами сервисного центра. Добиться результата можно тремя способами.
В некоторых моделях Nissan, Toyota, Mazda и Ford невозможно выполнить стандартную перепрошивку - приходится прибегать к эмуляции. Устанавливается приспособление-обманка, заставляющее блок считать, будто фильтр расположен на своём месте. Контроллер получает сигналы и не замечает изъятия компонента. Однако у этого варианта есть недостаток - режим регенерации всё равно будет включаться, так что расход топлива не снизится.
Корпус сажевого фильтра без самого фильтра
После этого останется только загрузить новую прошивку.
Нужно ли удалять сажевый фильтр? Решать только вам. Машина действительно становится более простой и дешёвой в эксплуатации, несколько возрастает мощность. Однако заказывать эту процедуру нужно только у заслуживающих доверия специалистов, иначе можно получить больше проблем, чем пользы.
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.
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 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.
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.
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:
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.
Для работы сажевого фильтра в "Мерседесе" или других автомобилях предусмотрены целые системы управления и датчиков:
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.
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.
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.
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.
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.
