В каждом дизельном автомобиле есть сажевый фильтр. Если его не чистить это приведет к серьезным последствиям для машины.
Его засорение приводит к попаданию частиц в окружающую среду, чтоб вредно для человека, а на машине это сказывается проблемами с сигналом электроники на приборной панели, спадом тягово-динамических характеристик, перебоями в функционировании мотора, возрастании уровня масла.
Вот почему проводится для сажевого фильтра на дизеле чистка.
Дизельный сажевый фильтр (DPF) - это деталь, применяющаяся в конструкции таких двигателей для очищения выхлопных газов от нежелательных примесей.
Он уменьшает количество выбросов в окружающую среду, скапливая в себе вредные вещества и сажу. Но поскольку он является конечной емкость для их скапливания, его необходимо периодически очищать, чтобы регенерировать DPF.
Этот процесс сжигает излишки сажи, отложенные в фильтре, уменьшая вредность выхлопных газов и помогает предотвратить образование черного дыма.
Если DPF засоряется сажей или в системе возникает ошибка, на приборной панели обычно появляется оранжевый свет.
Короткие поездки на низких скоростях являются основной причиной заблокированных фильтров.
Вот почему автопроизводители часто рекомендуют выбрать автомобиль на , а не дизельном топливе (и именно поэтому дизели являются редкостью в городском автомобильном секторе).
Фильтр способен самостоятельно очищаться лишь при движении на высоких оборотах, а если водитель ездит только в пределах города, это становится невозможным. Любой мастер на СТО скажет, что чистку следует проводить каждый 150 км.
Также причиной загрязнения может быть масло. Некоторые из них содержат добавки, способные фактически блокировать дизельные сажевые фильтры.
Все это может привести к повреждению сажевого фильтра, а также при использовании низкокачественного топлива и даже при частом управлении автомобилем на низком уровне топлива, так как автомобиль может избежать регенерации DPF для экономии топлива.
Существует несколько способов удаления сажи из DPF. Это пассивная и активная регенерация или применение специальных средств.
Сажевый фильтр? Пассивная регенерация происходит, когда автомобиль едет на большой скорости по автомагистрали. Это позволяет повысить температуру выхлопа до более высокого уровня и сжечь избыток сажи в фильтре.
Однако, не все водители делают это регулярно - именно поэтому производители разработали альтернативную форму регенерации.
Это метод означает, что дополнительное топливо впрыскивается автоматически, как часть ECU автомобиля, когда фильтр достигает заданного предела (обычно около 45%), чтобы поднять температуру выхлопа и сжечь скопившуюся сажу.
Проблемы могут возникнуть, если путешествие слишком короткое, так как процесс регенерации может не завершиться полностью.
Если это так, то предупредительный световой сигнал будет продолжать показывать, что устройство все еще частично загрязнено.
Вы будете знать, происходит ли активная регенерация, ведь это будет проявляться такими признаками:
Почистить устройство не проблема, главное знать, как правильно это сделать.
Не вызывает указанный проблем. Двигатель мотора работает без перебоев, и другим проблем тоже не возникнет.
Что делать, если не работает ни активная, ни пассивная регенерация?
Если предупредительный световой сигнал продолжает мигать, значит очистка безуспешная. Требуется заменить деталь или снять ее для мытья профессиональными средствами.
Не заливайте солярку, пока не будет использована промывочная очищающая жидкость.
Чем промыть сажевые фильтры дизельного двигателя?
Сначала его нужно демонтировать, а затем использовать специальные жидкости. А вот благодаря этим средства можно обойтись без снятия, ведь это самое тяжелое: PRO-TEC, Luffe, Liqui Moly.
Они уменьшают образование сажи во время сгорания топлива. Очищают и регенерирует заблокированные фильтры сажи без демонтажа.
Топливная система автомобиля весьма чувствительна к загрязнению. Это загрязнение может увеличить шум двигателя, расход топлива и уменьшить смазку, и силу двигателя.
Использование топливных промывочных средств на регулярной основе поможет сохранить топливную систему чистой и двигатель будет работать более эффективно, уменьшая расход топлива и сокращая вредные выбросы.
Сажевые фильтры лучше чистить, нежели запускать и затем менять на новую деталь. Они дорогостоящие. Проводите регенерацию в соответствии с требования и эта проблема вас не коснется.
На легковых автомобилях с дизельным двигателем в составе выпускной системы с 2000 года применяется сажевый фильтр. С введением норм Евро-5 в январе 2011 года применение сажевого фильтра на легковых автомобилях с дизельным двигателем является обязательным.
Дизельный сажевый фильтр (в английском варианте Diesel Particulate Filter, DPF, в французском варианте Filtre a Particules, FAP, в немецком варианте RubPartikelFilter, RPF) предназначен для снижения выброса сажевых частиц в атмосферу с отработавшими газами. Применения фильтра позволяет добиться снижения частиц сажи в отработавших газах до 99,9 %.
В дизельном двигателе сажа образуется при неполном сгорании топлива. Частицы сажи имеют размер от 10 нм до 1 мкм. Каждая частица состоит из углеродного ядра, с которым соединены углеводороды, оксиды металлов, сера и вода. Конкретный состав сажи определяется режимом работы двигателя и составом топлива.
В выпускной системе сажевый фильтр располагается за каталитическим нейтрализатором . В ряде конструкций сажевый фильтр объединен с каталитическим нейтрализатором окислительного типа и располагается сразу за выпускным коллектором там, где температура отработавших газов максимальна. Он называется сажевый фильтр с каталитическим покрытием.
Основным конструктивным элементом сажевого фильтра является матрица, которая изготавливается из керамики (карбида кремния). Матрица помещена в металлический корпус. Керамическая матрица имеет ячеистую структуру, состоящую из каналов малого сечения, попеременно закрытых с одной и с другой стороны. Боковые стенки каналов имеют пористую структуру и играют роль фильтра.
В сечении ячейки матрицы имеют квадратную форму. Более совершенными являются входные ячейки восьмиугольной формы. Они имеют большую площадь поверхности (по сравнению с выходными ячейками), пропускают больше отработавших газов и обеспечивают больший срок службы сажевого фильтра.
В работе сажевого фильтра различается два последовательных этапа: фильтрация и регенерация сажи. При фильтрации происходит захват частиц сажи и оседание их на стенках фильтра. Наибольшую сложность для задержания представляют частицы сажи малого размера (от 0,1 до 1 мкм). Их доля невелика (до 5%), но это самые опасные для человека выбросы. Современные сажевые фильтры задерживают и эти частицы.
Скопившиеся при фильтрации частицы сажи создают препятствие для отработавших газов, что приводит к снижению мощности двигателя. Поэтому периодически требуется очистка фильтра от накопившейся сажи или регенерация. Различают пассивную и активную регенерацию сажевого фильтра. В современных фильтрах используется, как правило, пассивная и активная регенерация.
Пассивная регенерация сажевого фильтра осуществляется за счет высокой температуры отработавших газов (порядка 600°С), которая достигается при работе двигателя с максимальной нагрузкой. Другим способом пассивной регенерации является добавление в топливо специальных присадок, которые обеспечивают сгорание сажи при более низкой температуре (450-500°С).
При определенных режимах работы двигателя (небольшая нагрузка, движение в городе и др.) наблюдается недостаточно высокая температура отработавших газов и пассивная регенерация происходить не может. В этом случае осуществляется активная (принудительная) регенерация сажевого фильтра.
Активная регенерация сажевого фильтра производится путем принудительного повышения температуры отработавших газов в течение определенного промежутка времени. Накопленная при этом сажа окисляется (сгорает). Различают несколько способов увеличения температуры отработавших газов при активной регенерации:
Конструкция сажевого фильтра и систем, обеспечивающих его работу, постоянно совершенствуется. В настоящее время наиболее востребован сажевый фильтр с каталитическим покрытием и сажевый фильтр с системой ввода присадок в топливо.
Сажевый фильтр с каталитическим покрытием применяется на автомобилях концерна Volkswagen и ряда других производителей. В работе сажевого фильтра с каталитическим покрытием различают активную и пассивную регенерацию.
При пассивной регенерации происходит непрерывное окисление сажи за счет действия катализатора (платины) и высокой температуры отработавших газов (350-500°С). Цепочка химических преобразований при пассивной регенерации имеет следующий вид:
Активная регенерация происходит при температуре 600-650°С, которая создается при помощи системы управления дизелем . Необходимость активной регенерации определяется на основании оценки пропускной способности сажевого фильтра, которая осуществляется с помощью следующих датчиков системы управления дизелем: расходомера воздуха ; температуры отработавших газов до сажевого фильтра; температуры отработавших газов после сажевого фильтра; перепада давления в сажевом фильтре.
На основании электрических сигналов датчиков электронный блок управления производит дополнительный впрыск топлива в камеру сгорания, а также снижает подачу воздуха в двигатель и прекращает рециркуляцию отработавших газов. При этом температура отработавших газов поднимается до требуемой для рециркуляции величины.
Сажевый фильтр с системой ввода присадок в топливо является разработкой концерна PSA (Peuqeot-Citroen). Так как первопроходцами использования присадок для регенерации являются французы, за фильтром закрепилось название FAP-фильтр (от французского Filtre a Particules). Аналогичный подход реализован в сажевых фильтрах других автопроизводителей (Ford, Toyota).
В системе используется содержащая церий присадка, которая добавляется в топливо и обеспечивает сжигание сажи при более низкой температуре (450-500°С). Но и эта температура отработавших газов не всегда может быть достигнута, поэтому в системе периодически выполняется активная регенерация сажевого фильтра. Сажевый фильтр устанавливается, как правило, отдельно за каталитическим нейтрализатором.
Присадка хранится в отдельном бачке, емкостью 3-5 л, которой хватает на 80-120 тыс. км пробега (срок службы фильтра). Конструктивно бачок может находиться в топливном баке или вне его. Уровень присадки в бачке контролируется с помощью датчика поплавкового типа. В топливный бак присадка подается с помощью электрического насоса. Подача присадки осуществляется при каждой заправке топливного бака пропорционально заправляемому объему топлива. Начало и продолжительность подачи присадки регулируется блоком управления двигателем (в некоторых конструкциях отдельным электронным блоком).
Побочным эффектом применения присадки является то, что при сгорании она оседает в виде золы на стенки фильтра и не выводится из него, что сокращает ресурс устройства. Срок службы современного сажевого фильтра составляет 120000 км пробега. Производители декларируют выпуск в ближайшее время фильтра с ресурсом 250000 км.
Ввиду высокой стоимости сажевые фильтры, выработавшие ресурс, автовладельцами, как правило, не заменяются, а удаляются с последующей перепрошивкой системы управления двигателем.
Требования к чистоте выхлопа автомобильных двигателей ужесточаются ежегодно. Производители авто постоянно создают всё новые системы для защиты окружающей среды. Одним из устройств этого плана стал сажевый фильтр. Так его назвали за то, что он полностью удаляет из выхлопа автомобиля сажу и копоть.
Сажевый фильтр предназначен для очищения выхлопа автомобиля от остатков несгоревшего топлива, и самое главное для понижения содержания в нём угарных газов. Правильное его название - каталитический нейтрализатор, или проще катализатор. Его задача при помощи химического процесса - катализа, преобразовывать токсичные (ядовитые) выхлопы двигателя в более безопасные для природы и людей компоненты. Многие обращали внимание на то, что из выхлопной трубы как из кондиционера капают капли воды. Можно спорить, что большинство глядя на это думали про себя, а иногда и заявляли вслух, о качестве нашего топлива. Мол это попадает много воды. Однако это не так. Появление жидкости показывает на качественную работу сажевого фильтра - катализатора.
Как уже говорилось сажевый фильтр проводит обработку выхлопных газов с помощью реакций катализа. Проще говоря преобразует вредные вещества в пар, который конденсируясь, превращается в ту самую воду и почти безвредный выхлоп. В сажевом фильтре процесс этого превращения обеспечивают три элемента таблицы Менделеева:
Наличие этих редких и дорогих компонентов определяет высокую стоимость сажевого фильтра. Именно эти вещества вступая в реакцию превращают несгоревшие углеводороды из ряда CH в обычный пар H2O, а опасный угарный газ CO делает полезным углекислым газом. Платина и палладий работают как окислители, а родий восстановителем. По количеству активных веществ этот сажевый фильтр называется трёхкомпонентным. Рабочий сажевый фильтр снижает токсичность выхлопа до 85%.
Назначение катализатора указывает на то, где находится сажевый фильтр. Он расположен в системе выпуска отработанных газов. Обычно производители автомобилей стараются установить его сразу за выпускным коллектором, так как высокие температуры улучшают процессы преобразования. Однако здесь таится и свой минус. Близость к двигателю и температурный режим приводят к более быстрому износу сажевого фильтра. Состоит нейтрализатор из трёх частей:
Основой сажевого фильтра является блок нейтрализатора. Выполняется он в виде цилиндрического (иногда овального) блока тончайших трубочек. Они напоминают своим видом с торцевой части, пчелиные соты. Изнутри эти соты как раз и покрыты каталитическими компонентами, благодаря которым в них и происходит очищение выхлопа. Сверху блок покрыт специальным слоем, удерживающим тепло. Естественно, кроме входа и выхода рабочих трубок. Всё это заключено в металлический корпус повышенной прочности и жаростойкости.
Внимание! При работе двигателя сажевый фильтр в процессе катализа нагревается до 150— 200 градусов. Поэтому следует соблюдать крайнюю осторожность при работе с ним, и дать как следует остыть.
Иногда катализатор ставится непосредственно перед выпускным глушителем-резонатором. Такое расположение позволяет продлить срок службы сажевого фильтра, однако снижает его эффективность.
Нормальная работа каталитического нейтрализатора возможна только при условии качественного сжигания топлива в камерах сгорания. Горение такого уровня может обеспечить только топливная система двигателя, оснащённая ЭСУД (Электронная система управления двигателем), в которой все процессы контролируются электронным блоком, работающим на данных, получаемых с различных датчиков. Включен в эту схему и катализатор. Непосредственно перед блоком нейтрализатора, в корпус сажевого фильтра встроен специальный датчик. Его название - датчик кислорода. Обиходное прозвище Лямбда-зонд. Суть его работы в том, что, имея циркониево-платиновое покрытие, при нагреве он меняет потенциал сопротивления внешней оболочки в зависимости от степени содержания в выхлопе угарного газа. Если такое содержание начинает выходить за заданные рамки, ЭБУ сокращает время открытия форсунок и этим уменьшает подачу топлива. И при уменьшении этого показателя нормализует процесс в обратном порядке.
Первые автомобили с сажевыми фильтрами получили классификацию Евро. За чистоту отработанных газов по стандартам Европы. Однако через некоторое время была разработана и внедрена описанная выше система управления выхлопом через датчик кислорода. Эффективность очистки стала ещё выше. Срок службы сажевого фильтра увеличился. Эта система уже получила классификацию Евро-2. Как порядковый номер.
Но недостатком системы была возможность того, что при выходе из строя или удалении сажевого фильтра ЭБУ никак не реагировал. Тогда разработали систему Евро-3. Суть идеи такова: в систему, уже после блока нейтрализатора, врезали ещё один датчик кислорода. Получалось, что пока фильтр работает и всё в порядке ЭБУ видит следующую картину: показания сопротивления первого датчика - идут волнами. Уровень CO всё время меняется. В то же время показания второго датчика - ровная линия с небольшими колебаниями, то есть фильтр выполняет свою задачу. Если же показания становятся одинаковыми значит катализатор рассыпался или прогорел и ЭБУ резко сокращает впрыск. Если же сажевый фильтр забился, то линия показаний второго датчика станет ровной абсолютно. Но, впрочем, когда это происходит, водитель ощутит изменения без всяких датчиков. Заткнутая, по сути, выхлопная труба, это падение мощности более чем на 50%. Ну и в последние годы был принят автопромом за основу стандарт Евро 4. Но основным условием перехода на этот стандарт является не конструктивные изменения автомобиля, а переход всех заправочных станций на новый стандарт топлива. Многие статьи интернета важно утверждают, что для перехода автомобиля на стандарт Евро-4 нужна операция по установке специального катализатора. Такое утверждение звучит по меньшей мере странно. Дело в том, что все российские автомобили, выпущенные с 2005 года уже оборудованы сажевым фильтром, тем самым каталитическим нейтрализатором. Другой вопрос что многие владельцы его удалили. Но вопрос удаления этого устройства из системы выпуска отработанных газов тема отдельной статьи и здесь не рассматривается.
Внимание! Работы по удалению или замене фильтра стоит проводить только после консультации со специалистом.
Трубки для блока нейтрализатора изготовляются из двух видов материала. Есть керамические соты и металлические. Керамические соты в работе более долговечны, так как при реакциях их поверхность не может вступать во взаимодействие с активными веществами. Кроме того, керамика в отличие от металла лучше переносит высокие температуры. Но при этом сажевый фильтр с керамической основой боится сильных встрясок и ударов, ведь этот материал более хрупок. Так что основная причина поломки - разрушение нейтрализующего блока.
В керамическом варианте он может рассыпаться, а в металлическом — прогореть. У систем с блоком, расположенным прямо за выхлопным коллектором, это очень неприятный момент. Либо осколки керамики ссыпаются вниз и забивают выход отработанных газов, либо металлический блок также падая, перекрывает выхлоп. Второй вариант - забивание рабочих сот при использовании топлива низкого качества. И последний, это выработка на внутренней поверхности сот всех активных элементов. Самый редкий случай, разрушение металлического корпуса. Во всех случаях требуется провести комплекс работ по замене или удалению сажевого фильтра. Но этот вопрос также стоит рассмотреть отдельной темой.
Дизельное топливо по составу кардинально отличается от бензина и принцип работы дизелей отличен от работы обычных бензиновых ДВС. Соответственно и сажевый фильтр, каталитический нейтрализатор этих моторов, имеет отличное от бензинового строение.
Сажевый фильтр дизельных двигателей исполняется из карбида кремния и титана. Основной задачей нейтрализатора здесь, является не катализ, а простое улавливание и дожигание высокими температурами скапливающихся частиц сажи. Такие фильтры стали устанавливаться на дизельные моторы сравнительно недавно, после принятия экологических стандартов Евро-4 и Евро-5. Из особенностей этой системы можно назвать самоочищаемость этих нейтрализаторов. Электроникой предусмотрена система принудительного дожигания частиц. При накоплении в сотах сажи, включается специальный клапан, асинхронно подающий в цилиндры небольшое количество дополнительного топлива. Попадая в соты, эта смесь разогревает сажевый фильтр до температуры 500—700 градусов Цельсия принудительно выжигая осадки сажи начисто. На некоторых моделях вообще установлена ещё и дополнительная система впрыска азотной смеси в сажевый фильтр. По оценкам экспертов нейтрализаторы для дизеля по нормам Евро-5 удерживают до 95% выбрасываемой сажи. Но тему дизелей тоже стоит рассматривать как тему отдельной статьи, или даже цикла статей.
Ниже можно посмотреть интересное видео работе сажевого фильтра:
Для чего нужен сажевый фильтр :
На множестве легковых и грузовых автомобил ей с дизельным и двигателем и с 2001 года применяется сажевый фильтр. С 2005 года (к 2005 году большинство современных дизельных двигателей оснащались системой непосредственного впрыска топлива - common rail, CDI, CDTI) применение сажевых фильтров стало повсеместно, т.к. был введен новый стандарт экологических выбросов отработавших газов в атмосферу - Евро-4.
Это вынудило производителей дизельных автомобилей применить новое техническое решение, которое позволило добиться значительного снижения выброса вредных веществ в окружающую среду. Сажевый фильтр стал устанавливаться на современные дизельные автомобили в 95 процентах случаев.
На фото: сажевый фильтр в " разрезе"
Общие принципы работы сажевого фильтра (принцип работы DPF, FAP):
DPF или FAP
(Diesel Particular
Filter) – это фильтр твердых частиц выхлопа (сажа)
дизельных двигателей, встроенный в выхлопной трубопровод за
окислительным катализатором.
Сажевый фильтр
("
противосажевый"
фильтр,
DPF, FAP,
фильтр сажевых частиц)
всегда представляет собой металлический корпус (внешне похож
на катализатор бензинового двигателя), заполненный
специальным керамическим материалом с ячеистой структурой,
пропитанной веществом-катализатором, похожей на матрицу,
которая способна задерживать мелкие частицы сажи из
продуктов сгорания в двигателе. Основным элементом
сажевого фильтра
является матрица, которая
изготавливается из "
керамики"
(карбида кремния). Эта керамическая матрица имеет ячеистую
структуру, состоящую из ячеек малого сечения, попеременно
закрытых с одной и другой стороны. ЭБУ двигателя постоянно
отслеживает пропускную способность сажевого фильтра
и
его температуру с помощью специальных датчиков. В случае
необходимости (при загрязненности), запускает регенерацию,
т. е. процесс очистки фильтра от накопившейся в нем сажевой
грязи. Регенерация сажевого фильтра бывает пассивной и
активной. Когда происходит пассивная регенерация, сажа на
"
керамике"
сжигается в процессе движения автомобиля и при работе
двигателя под под нагрузкой, при постоянном движении, когда
температуре в сажевом фильтре достигает 350-400 градусов по
цельсию. При движении автомобиля на малые расстояния или с
постоянными остановками (условия города и пробок), когда не
удается разогреть сажевый фильтр до нужной для пассивной
регенерации температуры, а датчики фиксируют то, что
пропускная способность фильтра ниже нормы, запускается
процесс активной регенерации. При этом в цилиндры мотора,
через форсунки, после основной порции топлива, подается еще
одна порция - дополнительная, клапан руциркуляции
отработавших газов перекрывается и при необходимости ЭБУ
двигателя изменяет алгоритм управления геометрией турбины.
Полностью не сгоревшая смесь, через коллектор впуска
попадает непосредственно в катализатор, который установлен
прямо перед сажевым фильтром, и там происходит окончательное
сгорание смеси. При этом существенно повышается температура
выхлопных газов, проходящих через катализатор. Это приводит
к повышению температуры в сажевом фильтре до 500-700
градусов и сажа из фильтра начинает выжигаться. При
регенерации иногда можно увидеть черный дым, выходящий из
выхлопной трубы автомобиля. При регенерации, в активном
режиме, расход топлива повышается. Следует отметить, что
любой фильтр может выполнить определенное количество циклов
регенераций и обычно, через несколько лет эксплуатации
автомобиля требует замену.
.Сажевые фильтры
бывают двух типов:
DPF (DPF - Diesel Particulare
Filter -
фильтр сажевых частиц)
сажевы
й фильтр закрытого типа
FAP (FAP - Filtre a Particules) сажевы
й фильтр
закрытого типа с функцией регенерации
На фото вышепоказаны основные
компоненты фильтра твердых частиц выхлопа для дизельных
двигателей:
1.Приборы панели управления
2.Панель управления силовым агрегатом
3.Бак с топливной смесью
4.Датчик уровня горючей смеси в баке
5.Деталь фильтра насоса топливной смеси
6.Топливный бак
7.Дизелььный двигатель
8.Датчик температуры турбины
9.Турбина
10.Лямбда-зонд
11.Окислительный катализатор
12.Датчик температуры фильтра дизельного двигателя
13.Фильтр твердых частиц выхлопа дизельных двигателей
14.Датчик давления выхлопных газов
15.Глушитель
16.Измеритель массы воздуха
При эксплуатации автомобиля в городских пробках срок службы сажевого фильтра обычно прилично сокращается и чаще всего, не превышает более 100 тыс км. Когда сажевый фильтр автомобиля загрязнен, двигатель может плохо запускаться, неустойчиво работать на холостом ходу, не обладать достаточной тягой и потреблять топливо с повышенным расходом.
Если дальнейшая эффективная регенерация сажевого фильтра не возможна и он пришел в негодность, его следует заменить. Как альтернатива - отключение сажевого фильтра из комплектации автомобиля (перепрограммирование ЭБУ и программное удаление сажевого фильтра ) и дальнейшее физическое удаление сажевого фильтра .
Если сажевый фильтр был отключен в программе управления ЭБУ корректно, то последующее физическое удаление фильтра не приводит к неправильной работе двигателя, а наоборот, работа двигателя без сажевого фильтра становится более стабильной и эффективной.
Кстати, с введением стандарта Евро-5 на множестве современных дизельных автомобилей (и не только коммерческих) помимо фильтра сажевых частиц появился селективный катализатор, требующий для своей нормальной работы постоянного впрыска в систему специальной присадки - ADBlue (" мочевина" ), которая находится в автомобиле в специальном резервуаре и постоянно расходуется (в среднем 1-3 литра на 100 км).
ОСЕННЯЯ АКЦИЯ!
При чип-тюнинге дизельного автомобиля программное удаление сажевого фильтра бесплатно! Звоните нам. Предложение ограничено.
Мы производим удаление сажевого фильтра Audi, Bmw, Volkswagen, Mercedes, Nissan, Mitsubishi, Toyota, Mazda, Chevrolet, Subaru, Honda, Acura, Mini, Peugeot, Renault, Citroen, Hyundai, Kia, Daihatsu, Rover, Mini и другие.
Хотя сажевые фильтры, которыми оснащаются дизельные автомобили, доказали высокую эффективность в борьбе с выбросами канцерогенной сажи в окружающую среду, познать на своих нервах и кошельках, чего стоит обратная сторона этой экологической медали, смогли многие белорусские любители дизелей.
Проблемы, создаваемые сажевым фильтром, и дороговизна их устранения входят в число основных причин, побуждающих некоторых покупателей автомобилей повернуться спиной к дизелям и обратить внимание на их бензиновую альтернативу, пусть она и обещает более высокие затраты на топливное содержание транспортного средства.
Нельзя сказать, что бензиновые двигатели не коптят вовсе, но содержание сажи, или, другими словами, твердых частиц, в компонентном составе отработавших газов бензиновых моторов составляет ничтожную долю по сравнению с тем, как сажей "облагораживают" атмосферу дизели.
Это и сделало сажевый фильтр специфической принадлежностью дизельных автомобилей, которые с 2004 года перестали удовлетворять законодательным ограничениям выбросов сажи в окружающую среду.
Однако, как известно, все течет, все меняется. Как изменяются экологические стандарты, тоже известно: они становятся строже, в частности в 2009 году к требованиям к составу выхлопа бензиновых двигателей добавилось предельное значение массового содержания твердых частиц. Через 5 лет стандарт стал жестче, что, впрочем, не изменило ситуацию - бензиновые моторы по выбросу сажи продолжали отвечать требованиям экологических норм без применения в них дополнительных устройств, очищающих отработавшие газы от твердых частиц.
Лишь когда в прошлом году вступили в силу новые нормы, ужавшие для бензиновых двигателей предельное значение количества твердых частиц в 10 раз по сравнению с редакцией стандарта 2014 года, стало понятно, что без сажевого фильтра бензиновые моторы обойтись не смогут. Как ни крути, а придется им пойти той же дорогой, которую полтора десятка лет назад проторили дизели.
В принципе бензиновые двигатели способны были безболезненно преодолеть и тот законодательный порог, который был установлен в 2017 году, если бы не повсеместно внедряемая технология непосредственного впрыска бензина. По сравнению с устаревшими моторами с распределенным впрыском "прямовпрыснутые" двигатели обеспечивают более высокую эффективную мощность, более низкий расход топлива и даже меньшее содержание в выхлопе вредных компонентов, за исключением сажи.
Преимущества явно перевешивают казус с выбросом сажи. Управа на нее известна - сажевый фильтр. Но это значит, что рано или поздно пользователям бензиновых машин тоже придется искать управу на распоясавшийся "сажевик" и вспоминать о двигателях с распределенным впрыском с той же ностальгией, с которой дизелисты со стажем сейчас вспоминают о неприхотливых, выносливых, всеядных и априори не имеющих сажевых фильтров вихрекамерных моторах.
Но, может быть, не так страшен черт, как его малюют? На первый взгляд страшен, ибо по устройству бензиновый сажевый фильтр принципиально не отличается от дизельного. Но разве он должен отличаться, если конструкция, технология производства и алгоритмы работы таких фильтров давно отработаны на дизелях?
В основе конструкции такой же, как в дизельных сажевых фильтрах, керамический блок, пронизанный множеством тонких каналов, по которым циркулируют выхлопные газы. Концы каналов заглушены, но боковые стенки пористые. В зависимости от того, с какого края канал заглушен, он может быть впускным или выпускным. Поскольку каналы заглушены с разных сторон попеременно через один, в керамическом блоке располагаются впускные и выпускные каналы в шахматном порядке.
Из-за того что впускной канал заканчивается заглушкой, попавшим в него отработавшим газам, движущимся от двигателя, некуда деваться, кроме как просачиваться сквозь стенки в соседние выпускные каналы, заглушенные со стороны силового агрегата и открытые со стороны выхлопной системы. Газы просачиваются - сажа остается во впускном канале.
При температуре свыше 550°С либо при более низкой температуре при условии добавления специальной присадки сажа сгорает без остатка. Это свойство сажи используется для уничтожения ее накоплений в сажевом фильтре. Дизелисты знают, что процесс очистки фильтра от сажи называется регенерацией. Теперь к этому словечку придется привыкать владельцам бензиновых машин. Регенерация может быть пассивной, активной или принудительной, если проводится в условиях сервисного предприятия.
Пассивная регенерация осуществляется без каких-либо мер со стороны блока управления двигателем во время движения автомобиля. Необходимо только, чтобы температура сажевого фильтра достигла требуемого уровня, чего, к слову, добиться от бензинового двигателя гораздо легче, чем от дизеля. Это хорошо, так как при достаточно продолжительных поездках немалую часть времени в фильтре будет происходить пассивная регенерация. Так утверждают разработчики бензиновых сажевых фильтров, а нам не остается ничего другого, как с ними соглашаться.
Однако для регенерации требуется еще и достаточное количество кислорода. А вот это плохо, потому что в отличие от дизелей, в которых сгорание всегда происходит с избытком воздуха, в бензиновых моторах с наличием свободного кислорода в выхлопе хроническая "напряженка", за исключением режима принудительного холостого хода (торможения двигателем). С помощью каких мероприятий будет решаться этот вопрос, пока ясности нет, хотя сажевыми фильтрами штатно уже оборудуются не только элитные Mercedes-Benz S500, но и некоторые народные "вагены" с моторами 1.4 TSI.
Поскольку в ходе эксплуатации автомобиля, несмотря на пассивную регенерацию, сажа в фильтре постепенно накапливается, возникает необходимость в активной регенерации. Она включается блоком управления по информации датчиков давления, размещенных до и после сажевого фильтра. Сравнение сигналов датчиков позволяет блоку управления распознать степень засоренности фильтра.
Но и тут снова на руку бензиновым двигателям то, что в них проще добиться разогрева сажевого фильтра до температуры, необходимой для выгорания сажи. Не нужен дополнительный впрыск топлива, которое затем догорает в выхлопном тракте, как в системах Diesel Particular Filter (DPF), применяемых, например, на дизелях Volkswagen. И тем более не требуется добавления в топливо специальной присадки, как в системе Filtre a Particules (FAP) от Peugeot и Citroёn. Достаточно увеличить частоту вращения коленчатого вала и дезактивировать системы Стоп/Старт и отключения цилиндров как способные помешать активной регенерации, если они, разумеется, вообще предусмотрены в конкретном автомобиле.
Примечательно, что, например, водитель Volkswagen с мотором 1.4 TSI только по этим признакам и сможет определить, что в сажевом фильтре происходит процесс активной регенерации, поскольку никаких сигналов на приборном щитке появляться не должно.
Сажевый_фильтр_06
И только когда помехой регенерации окажутся условия эксплуатации, блок управления, высветив на приборном щитке соответствующий транспарант, "пригласит" водителя совершить регенерационную поездку. Поскольку короткие поездки и езда по городу в холодное время года не способствуют регенерации, автомобилю придется покинуть городскую черту и продолжить движение по трассе с оговоренной в инструкции скоростью на определенной, но не высшей передаче. Тем не менее перечень того, что надо соблюсти, чтобы успешно осуществить активную регенерацию, не столь строг, как у дизеля. И это тоже хорошо.
Если водитель будет упорно игнорировать приглашения на регенерационную поездку, сажевый фильтр начинает переполняться. В этом случае блок управления зажжет не только контрольную лампу сажевого фильтра, но и Check engine, а также искусственно уменьшит мощность двигателя, или, говоря проще, переведет его на работу в аварийном режиме. После этого помочь сажевому фильтру очиститься может только принудительная регенерация на СТО.
Однако главное состоит в том, что чрезмерное количество сажи появляется в выхлопе двигателей с непосредственным впрыском бензина в основном лишь во время холодного запуска и наблюдается некоторое время после него. Продолжительность этого периода зависит от температуры окружающего воздуха, в то время как дизели с той или иной интенсивностью коптят практически всегда, пока работают. Это значит, что засоряться бензиновый сажевый фильтр должен с гораздо меньшей скоростью, чем дизельный, а поскольку он еще и лучше поддается регенерации, прежде всего пассивной, то и срок службы этого устройства до его необратимой неисправности, вынуждающей владельца ломать голову, что с фильтром сделать, должен быть дольше.
Где наблюдается паритет, так это в отношении засорения золой. В отличие от сажи, появляющейся в результате неполного сгорания топлива, это остатки присадок, добавляемых к базовой основе моторного масла, которые сгорели вместе с маслом в цилиндрах двигателя. Зола, будучи неорганической по природе, не только имеет другой - рыжий - цвет, но и не может выгорать, из-за чего постоянно накапливается в фильтре и забивает каналы в рабочем керамическом элементе. Чтобы зола преждевременно не вывела сажевый фильтр из строя в бензиновых двигателях автомобилей, оборудованных этим устройством, точно так же, как в дизелях, должны применяться специальные малозольные, или, как их еще называют, низкозольные, масла (low ash).
Разумеется, все это теория. Поживем - увидим, надо ли относиться к бензиновым сажевым фильтрам с той же настороженностью, как и к их дизельным "коллегам", или это на самом деле гораздо более безобидное устройство, с которым можно будет без ущерба для содержимого кошелька долгое время мирно сосуществовать.
