При езде в городских условиях при наличии постоянных «пробок» на светофорах, при езде с частыми остановками и небольшими подвижками, в выхлопных газах любого, даже самого совершенного дизельного двигателя, будет содержаться увеличенное количество частиц сажи. По этой причине, городской режим движения является самым худшим и опасным для сажевых фильтров.
Сажевый фильтр может быть быстро закупорен частицами сажи, мощность и крутящий момент двигателя упадут, автомобиль "перестанет ехать”, регенерация (т.е. попытки очистить сажевый фильтр) перестанет быть эффективной и начнет запускаться все чаще.
Когда частицы сажи выхлопных газов достаточно сильно закупорили микроканалы сажевого фильтра, от осевшей в фильтре сажи следует избавиться при помощи её "выжигания”. Для этого блок управления двигателем увеличивает температуру внутри фильтра до 600 — 800°С. Для увеличения температуры в сажевом фильтре или впрыскивается дополнительное топливо, которое сгорает непосредственно в сажевом фильтре или впрыскивается специальная присадка (мочевина, EOLYS). При увеличении температуры в сажевом фильтре происходит реакция окисления углерода, содержащегося в частицах саже до состояния CO и CO2. Для запуска процесса регенерации некоторые автопроизводители производители рекомендуют – "…время от времени активировать процесс регенерации сажевого фильтра, проезжая примерно 40 км со скоростью 80 км/ч на низких передачах, либо двигаться в обычном режиме, также используя низшую из возможных передач…”. Проблема состоит в том, что в обычных городских условиях обычный водитель не всегда имеет возможность двигаться в необходимом режиме. В результате, сажевый фильтр забивается ещё больше, и, в конце концов, может выйти из строя, сигнализируя об этом ошибкой на приборной панели.
В качестве полумеры, блок управления двигателем некоторых автомобилей имеет возможность самостоятельно менять параметры работы двигателя (изменяются параметры системы впрыска топлива) с целью "прожечь” и принудительно очистить сажевый фильтр (запустить прожиг сажевого фильтра). Поэтому даже в городских условиях можно наблюдать за некоторыми машинами столбы черного или сизого дыма. Во время регенерации сажевого фильтра DPF клапан EGR открыт для повышения температуры выхлопных газов.
В результате попадания в сажевый фильтр не полностью сгоревшего топлива или дополнительно разогретых выхлопных газов, жаропрочная керамическая начинка сажевого фильтра разогревается до 700°С и даже до более высокой температуры (локальные температуры достигают порядка 1000°С), в результате чего, все осевшие в микроканалах частички сажи быстро выгорают практически без остатка и сажевый фильтр очищается (происходит прожиг сажевого фильтра или сажевый фильтр чистка).
Но cрок службы сажевого фильтра рассчитан на 120-180 тысяч километров и очень сильно зависит от безотказной и корректной работы дизельного двигателя, от стиля езды и от самого главного – качества дизельного топлива. Поэтому срок службы сажевого фильтра может не достигнуть и 100 000 км.
С развитием двигателей внутреннего сгорания, упор ведётся непосредственно на защиту окружающей среды от загрязнения, путём снижения выброса вредных веществ, содержащихся в выхлопных газах автомобилей. Такой результат достигается наличием специальных фильтров и катализаторов, находящихся в выхлопной системе.
В автомобилях, которые оснащаются дизельными двигателями, предусмотрен катализатор и сажевый фильтр. Во время сгорания дизельного топлива, в выхлопной системе помимо вредных отработавших газов образуются твёрдые углеродные частицы в виде сажи, которые улавливаются специальным фильтрующим элементом.
Сажевые фильтры для дизельных двигателей состоят из корпуса, широкополосного лямбда-датчика, датчика давления перед фильтром, датчика давления после фильтра и датчика дифференциального давления. Внутри корпуса, находится сам фильтрующий элемент, изготавливаемый из карбида кремния, который имеет ячеечную структуру из каналов малого сечения.
Такая конструкция фильтра предназначена для улавливания больших и малых частиц сажи, которые со временем скапливаются и препятствуют прохождению выхлопных газов, в результате чего происходит существенноеснижение мощности двигателя, потеря динамики и тяговых характеристик. В таком случае в фильтре предусмотрены два режима работы: фильтрация и регенерация.
В режиме фильтрации происходит задержка частиц сажи на стенках фильтрующего элемента. Когда элемент достаточно загрязнён, необходима его очистка от скопившейся сажи, для этого предусмотрен режим регенерации. Различают два режима регенерации: пассивную и активную.
Во время пассивной регенерации, очистка сажевого фильтра происходит за счёт температуры отработавших газов, которая достигает 600 градусов при работе мотора на высоких нагрузках и заставляет сгорать сажевые частицы, превращая их в углекислый газ, который выходит вместе с выхлопом. А с добавлением в топливо специальных присадок, пассивная регенерация возможна при температурах 450-500 градусов.
Но так как частая езда по городу не всегда может обеспечить достаточную нагрузку, для этого применяется активная регенерация — датчик дифференциального давления, сравнивая показатели с датчиков давления до и после фильтра, посылает сигнал на электронный блок управления, который запускает этот процесс.
Активная регенерация представляет собой принудительное повышение температуры отработавших газов каждые 400-500 км одним из следующих способов:
- поздний впрыск топлива;
- дополнительный впрыск топлива на такте выпуска;
- электрический нагреватель перед сажевым фильтром;
- впрыск порции топлива перед сажевым фильтром;
- нагрев отработавших газов с помощью микроволн.
Благодаря этому, фильтрующий элемент очищается и готов к дальнейшей эксплуатации.
В настоящее время, дизельные автомобили оснащаются сажевым фильтром, с системой ввода присадок в топливо. Рядом с топливным баком располагается бачок с присадкой, уровень которого контролируется датчиком. Обычно присадки хватает на весь срок службы одного сажевого фильтра.
Подача присадки осуществляется в топливный бак, с помощью электрического насоса, при каждой заправке. Количество дозировки контролируется электронным блоком управления, на основании показаний датчика уровня топлива.
В присадке содержатся элементы, которые входят в соединение с сажей, откладываясь на стенках фильтра, что позволяет задерживать её ещё больше, даже самые маленькие частицы. А оксид церия присадки, отдаёт свой кислород сажи, улучшающий её сгорание, тем самым увеличивая степень очистки всего фильтра. В такой системе также предусмотрена пассивная и активная регенерация.
Минусом данной системы является то, что содержащийся в присадке оксид церия, отдав свой кислород, оседает на стенках фильтра, со временем загрязняя его. Так как процесс регенерации не может полностью сжечь все отложения, со временем он станет и вовсе бесполезным, поэтому каждые 80-140 тыс. км необходима его замена. Такая работа не из дешёвых, однако, есть способ увеличения срока эксплуатации — это промыть свой сажевый фильтр.
Существует два основных способа как промыть сажевый фильтр: без снятия его с автомобиля, или со снятием. Второй способ обеспечивает более качественную очистку, чем первый.
Для промывки используется специальная промывочная жидкость. В первом способе перед самой процедурой, автомобиль заранее прогревается, затем ему нужно дать остыть, чтобы температура катализатора была около 40 градусов, для эффективного действия промывки.
После этого, из фильтра откручивается датчик давления до фильтрующего элемента, затем с помощью пульверизатора впрыскивается промывка, чтобы направление подачи соответствовало направлению движения отработавших газов.
Для такой чистки понадобиться минимум 1 литр жидкости, которую после каждого распыления оставляют в фильтре на 15 минут, чтобы дать саже откиснуть. Распыление следует осуществлять короткой очередью, с вращением пульверизатора, чтобы очищающий состав захватил больше поверхности фильтра.
Так как в промывке содержаться вещества способные к возгоранию во время работы двигателя, используется промывка-нейтрализатор около 500мл, которая подаётся тем же способом с такими же интервалами распыления через отверстие датчика на сажевый фильтр, чтобы нейтрализовать и смыть остатки промывочной жидкости.
После промывки, датчик вкручивается обратно, автомобиль заводят и прогревают до своей рабочей температуры. Затем целесообразно включить режим регенерации фильтра, эксплуатируя двигатель под нагрузкой или запустить его вручную, с помощью специального программного обеспечения.
Второй способ предусматривает снятие сажевого фильтра с автомобиля, а рекомендуемый объём промывочной жидкости составляет 5 литров. Для начала, от фильтра отсоединяются все датчики и отпускаются хомуты во входящей и исходящей трубе. После снятия, отверстия датчиков должны быть герметично закрыты заглушками, либо если это делается в домашних условиях, то можно использовать пробки.
Затем сажевый фильтр полностью заполняется промывкой через входящую в корпус трубу, по направлению движения отработавших газов. Фильтр оставляют откисать на 40 минут, периодически его, потряхивая, и так повторяя промывку пока вся жидкость не закончится.
По окончанию работы промываемый фильтр очищается от промывочного состава либо специальным нейтрализатором, либо большим количеством воды, затем хорошо высушивается, устанавливается в порядке, обратном снятию, автомобиль прогревается, и запускается режим регенерации вручную либо эксплуатируя двигатель под нагрузкой.
Не каждый водитель имеет у себя набор инструментов, такой как пистолет-распылитель, специальный кабель, и оборудование с программным обеспечением для синхронизации с электронным блоком управления автомобиля.
Поэтому в продаже стали доступными специальные аэрозольные баллончики объёмом на 400мл, содержащие пенный очиститель, благодаря которым возможна промывка сажевого фильтра дизельного двигателя своими руками, без надобности его снятия с автомобиля.
Вначале откручивается датчик давления до фильтра, и предварительно встряхнув баллончик, очиститель распыляется прямо в отверстие датчика короткими очередями с выдержкой небольших промежутков. Для удобства распыления, в комплекте с баллончиком идёт специальный зонд, облегчающий распыление.
Зонд желательно вращать по кругу, двигать вперёд и назад, меняя углы распыления, чтобы промывка захватила больше площади фильтрующего элемента. Проделав данную процедуру нужно оставить фильтр откисать приблизительно 30 минут. Такой способ ещё хорош тем, что во время откисания фильтра, пена очистителя приобретает жидкое состояние и самонейтрализируется, тем самым, исключая использование промывки-нейтрализатора.
Дав промывке постоять полчаса, датчик вкручивается обратно на своё место. Перед пуском двигателя, необходимо предварительно залить в топливный бак присадку, рекомендованную при использовании данного баллончика, в соответствии с дозировкой, которая там также будет указываться.
Стоит всегда помнить, что как бы там не было, промывка старого фильтра лишь ненадолго увеличивает его срок службы, и вскоре его всё равно придётся поменять на новый.
Есть ещё метод, когда заменяется сам фильтрующий элемент. В данном случае корпус разрезается, из него извлекают старый фильтрующий элемент, на его место устанавливается новый, а корпус заваривается. Проблема метода заключается в том, что не на каждый автомобиль можно приобрести соответствующий фильтрующий элемент.
Такой метод дешевле, чем поменять фильтр целиком, но дороже его промывки, однако обеспечит срок службы такой же, как и при замене фильтра вместе с корпусом.
Промывка и замена сажевого фильтра очень ответственная работа, требующая хороших знаний, сноровки, наличия специальных инструментов и оборудования. Поэтому надёжнее всего будет обратиться за помощью на станцию технического обслуживания автомобилей и доверить такую процедуру высококвалифицированным работникам. И всё же лучше всего будет поменять сажевый фильтр целиком, чтобы не допускать возможных осложнений после промывки старого.
Важно ещё помимо сажевого фильтра, следить за состоянием катализатора, который устанавливается перед фильтром, потому что износ фильтра, прямо пропорционален износу катализатора. Даже при новом фильтре, загрязнённый катализатор может значительно понизить срок службы фильтра.
В итоге, когда они оба загрязнены, возможен выход из строя двигателя. А это уже другая работа, и другие, не малые затраты для водителя. Поэтому разработчики рекомендуют вместе с заменой сажевого фильтра, целесообразно будет заменить и катализатор.
Каждый водитель должен иметь ввиду, что срок службы фильтра и катализатора непосредственно зависит и от качества топлива, на котором работает его автомобиль, и самое главное — неисправность лучше предупредить. Поэтому нужно заправляться только на проверенных автозаправочных станциях.
Проводить время от времени диагностику автомобиля, на наличие ошибок и неисправностей, а также следить за состоянием его элементов. Вовремя их заменять на новые, и использовать только качественных производителей.
Появление дизельного двигателя на массовом потребительском рынке заставило разработчиков таких моторов привести их к мировым экологическим стандартам. Дизельные двигатели должны эффективно бороться с отработавшими газами, задерживая опасные для выброса в атмосферу элементы. В ходе модернизации системы отработавших газов дизельных двигателей повсеместно начали устанавливаться сажевые фильтр DPF, которые эффективно очищают выхлоп. В ходе эксплуатации дизельного двигателя сажевый фильтр загрязняется и требует очистки или замены.
Что такое сажевый фильтр DPF: задача и принцип работы
Как можно понять из названия, задача сажевого фильтра — удерживать частички сажи при их появлении в выхлопе. В нем накапливается сажа, которая после дожигается, тем самым достигается менее вредный для окружающей среды выхлоп.
Принцип работы фильтра DPF в следующем:
- В фильтре накапливается сажа до критического момента, который зависит от разницы давления до фильтрующего элемента и после него;
- Когда данное давление отклоняется от нормы, то есть снижается пропускная способность фильтра, электронный блок управления двигателя получает об этом информацию и активирует режим дожигания накопившейся сажи;
- Процесс дожигания происходит при повышенной частоте вращения коленчатого вала и усиленном впрыске топлива, команда на который подается блоком управления;
- Тем самым увеличивается температура выхлопных газов до значений, при которых происходит догорание сажи.
Несмотря на наличие режима догорания сажи, тем не менее, она может скапливаться в фильтре DPF и не сгорать. Особенно это актуально для водителей, которые редко эксплуатируют автомобиль при повышенных оборотах, передвигаясь, в основном, в городской черте.
Поскольку стоимость сажевого фильтра DPF достаточно высока, водителям нужно следить за этим элементов и своевременно его чистить, чтобы не столкнуться с необходимостью замены.
Причины засорения сажевого фильтра дизельного двигателя
Сажа — побочный продукт отработки дизельного топлива в цилиндрах двигателя. В выхлопных газах она представлена в консистенции мелкого порошка, который задерживается практически полностью сеткой сажевого фильтра.
При рабочем цикле в камере не сгорают частицы углеводородов, которые уходят в выхлоп. Из-за них начинаются образовываться смолистые отложения. Эта смола склеивает мелкие частицы сажи, что приводит к образованию нагара. Вместе с сажей в данном нагаре присутствуют и другие элементы гарения дизельного топлива, а также сульфаты металла, возникающие в выхлопе из-за сгорания масла, попавшего в цилиндр.
Итогом описанных выше процессов становится образование сажевого нагара с частицами других элементов, которые оседают на фильтре и не сгорают в режиме догорания сажи.
От чего зависит срок службы сажевого фильтра
В зависимости от того, насколько внимательно подходит владелец автомобиля к вопросу засорения сажевого фильтра, напрямую коррелируется срок службы элемента. Также на срок службы влияет количество активации режимов догорания сажи. Чем чаще двигатель автомобиля активирует режим догорания сажи, тем меньше прослужит сажевый фильтр.
Специалисты рекомендуют для повышения срока службы сажевого фильтра, особенно если автомобиль с дизельным двигателем эксплуатируется в пределах города, на каждом ТО проводить чистку данного элемента. Особенно важно это делать, если имеют место быть неполадки в работе двигателя, которые могут привести к образованию массового нагара на фильтрующем элементе.
Повысить срок службы сажевого фильтра возможно, если использовать специальные присадки для дизельного топлива. В автомобильных магазинах можно найти присадки, которые нацелены на снижение количества образуемого нагара в результате работы мотора. Это достигается за счет максимального сгорания топлива в цилиндрах двигателя, что приводит к уменьшению количества сажи в выхлопных газах. Использовать такую присадку рекомендуется не реже, чем 1 раз в 3000 километров пробега автомобиля.
Также на процесс образования нагара на сажевом фильтре сильно влияет качество используемого топлива, поэтому нужно заправляться качественным дизелем, чтобы максимально продлить срок службы данного элемента.
Как очистить сажевый фильтр DPF
Есть два основных способа очистки сажевого фильтра DPF от образовавшегося нагара. Первый подразумевает необходимость снятия фильтрующего элемента с автомобиля, а второй предполагает выполнение действий прямо на автомобиле. Оба способа имеют свои преимущества и недостатки, поэтому рассмотрим их отдельно.
Очистка сажевого фильтра со снятием
Сложность данного способа заключается в необходимости демонтажа сажевого фильтра дизельного двигателя, а также в продолжительности процедуры. В среднем, на очистку фильтра потребуется около 8 часов.
Для очистки используются специальные жидкости промывки сажевого фильтра, которые можно приобрести в автомобильных магазинов. Лучше выбирать составы проверенных брендов, таких как Luffe, Pro-tec, Liqui Moly и подобные. Данные жидкости представляют собой составы нефтяных компонентов и различных присадок, которые способны растворить сажевый нагар. Поставляются жидкости в 5-литровых канистрах, в среднем, на одну промывку потребуется вся канистра. Канистры сверху могут иметь место для крепления шланга, некоторые из них имеют шланг в комплекте. Шланг позволяет удобнее наполнить сажевый фильтр жидкостью для промывки.
Корпус снятого сажевого фильтра нужно заполнить жидкостью для промывки полностью и оставить на время, указанное в инструкции по применению состава (около 8 часов). После этого достаточно промыть фильтр струей воды, чтобы смыть остатки грязи, а также остатки средства для очистки.
После промывки сажевого фильтра водой остается его подсушить и установить на место.
Очистка сажевого фильтра без снятия
Способ промывки сажевого фильтра без снятия более быстрый, поскольку работы ведутся непосредственно на автомобиле. Конструктивные особенности фильтра позволяют подать жидкость для очистки через отверстие для установки датчика давления или температуры, предварительно их сняв.
Важно отметить, что для очистки сажевого фильтра без снятия используется другой состав. Связано это с тем, что работы ведутся прямо на автомобиле, и нет возможности убедиться, что полностью нефтепродукты будут удалены из сажевого фильтра. Поэтому для очистки используется состав на водно-щелочной основе. со смывающей жидкостью. Жидкость позволит после очистки нейтрализовать оставшуюся щелочь.
Для промывки сажевого фильтра без снятия потребуется обзавестись пистолетом-распылителем.
Перед промывкой сажевого фильтра двигатель автомобиля нужно обязательно прогреть, после чего необходимо дождаться пока в фильтрующем элементе установится температура около 40 градусов по Цельсию. Это необходимо сделать для повышения эффективности работы щелочного состава.
Распыление состава на сажевый фильтр происходит под давлением около 8 бар. При этом процесс распыления должен быть интервальным: 10 секунд жидкость впрыскивается, потом 10 секунд нужно подождать перед впрыском новой дозы. Таким образом потребуется ввести около 1 литра жидкости для чистки. При этом важно также вращать и перемещать распылительный зонд, чтобы очистить сажевый фильтр целиком. После того как промывка щелочным составом проведена, аналогичным образом распыляется чистая вода.
После выполнения работ по очистке сажевого фильтра жидкостными средствами рекомендуется провести процедуру дожига остатков сажи, путем эксплуатации автомобиля при повышенных оборотах на протяжении 20-30 минут.
Источник: