Саженный фильтр. Сажевый фильтр: для чего он нужен на авто? Процесс удаления: физический и программный этапы

В общем-то, из названия этого девайса всё ясно: это всего лишь фильтр, который задерживает сажу. Придуман он был в угоду экологии, а значит, изначально против интересов автолюбителей. Хотя было бы глупо говорить, что это совсем уж бесполезная штука. Конечно, это не так. Увидите новую дизельную машину - припадите носом к выхлопной трубе. Отсутствие чёрного налёта на вашем заинтересованном экспериментом лице и кисловатый запах вместо вони сгоревшей солярки - заслуга сажевого фильтра. В целом на этом его заслуги и заканчиваются. Сто (или даже пятьсот) лошадиных сил двигателю он не прибавляет, а пока свежий, то и не отнимает. Проблемы начинаются, когда фильтр оказывается забит сажей. Но об этом - чуть позже. Сначала посмотрим, что он есть такое с технической точки зрения.

Перед нами - сажевый фильтр автомобиля Volkswagen Transporter Т5. Кстати, Т5 - один из лидеров по посещаемости сервиса с необходимостью что-то делать с сажевым фильтром. Итак, фильтр уже демонтирован и лежит перед нами. Неопытному глазу может показаться, что это какая-то железка с проводами. Отчасти так это и есть, но давайте разберёмся в его устройстве.

В одном корпусе здесь совмещены катализатор и сажевый фильтр. Если смотреть от начала выпуска, то первым на дороге отработавших газов окажется катализатор, а вот внутри банки большего диаметра стоит как раз сажевый фильтр. Но посмотрите: тут есть ещё какие-то трубочки и проводочки! Что это такое?

Первый провод отбросим в сторону: это разъём датчика кислорода, который к сажевику никакого отношения не имеет. А вот всё остальное как раз имеет самое непосредственное отношение к фильтру. Один из разъёмов - это разъём датчика температуры. Всего их два, один до фильтра, другой – после (он у нас остался на выпуске позади фильтра, и на фотографии его разъёма нет). Ещё две трубки относятся к датчику дифференциального давления. Как уже ясно из названия, он измеряет не просто давление, а разницу давлений до фильтра и после него. Больше, в общем-то, ничего интересного в фильтре нет. Но давайте посмотрим, как это работает.

Отработавшие газы через катализатор (в данной модели через катализатор, но бывает, что фильтр есть, а катализатора нет) поступают к фильтру. Сам сажевый фильтр состоит из большого числа крипт - глухих перфорированных газовых каналов. Проходя через эти каналы, несгоревшие частицы углерода оседают на их стенках. Задерживать эти частицы сажи и есть задача фильтра. Возникает вопрос: а зачем нужны датчики температуры и датчик дифференциального давления? Эти приборы следят за состоянием фильтра. В блоке управления прописаны параметры температуры и разницы давлений на входе и выходе из фильтра. Если, например, на входе температура очень высокая, а на выходе - слишком низкая, ЭБУ “понимает”, что с фильтром что-то не так. То же самое и с давлением. Если на входе оно слишком высокое, а на выходе - низкое, значит, фильтр забит. Так как забитый сажей фильтр уже не способен пропускать газы в штатном режиме, двигателю приходится тяжело. И в этом случае ситуацию надо исправлять. Тут мы подошли к следующему вопросу, пропустить который нельзя - регенерация сажевого фильтра.

Что такое регенерация?

Регенерация - процедура самоочистки фильтра. Она выполняется по-разному, в зависимости от типа фильтра и непосредственно от алгоритма запуска регенерации.

Сажевые фильтры бывают двух типов: DPF (такой, как на нашем подопытном Транспортёре, такие обычно стоят на немецких автомобилях) и FAP (разработка концерна PSA, стоят на Пежо, Ситроенах, можно встретить на Фордах, Вольво и некоторых других марках). Отличия между DPF и FAP небольшие.

Рассмотрим, как проходит регенерация в фильтрах DPF.

Метод самоочистки прост: всё, что осело в каналах фильтра, выжигается. Для этого используется топливо, подающееся либо дополнительно через форсунки двигателя, либо через отдельную специальную форсунку. При температуре 600-800 градусов сажа в фильтре выгорает (правда, не всегда). FAP отличается наличием специальной жидкости, которая заливается в отдельный бак. Жидкость эта называется Eolys, она выступает в роли катализатора, позволяющего снизить температуру выжигания сажи. В этой системе регенерация проходит при 400-450 градусах.

Регенерация бывает спонтанной и принудительной. В первом случае её запускает ЭБУ исходя из показаний датчиков температуры и дифференциального давления. Помимо этого, блок управления иногда может иметь счётчик израсходованного топлива, и тогда регенерация может быть запущена по достижении прописанного в ЭБУ количества сожжённого топлива. Всё это - спонтанная регенерация. Принудительную, как можно понять из названия, запускают вручную для очистки фильтра, например, в сервисе.

В норме регенерация в зависимости от марки автомобиля и условий его эксплуатации может проходить каждые 1 500 - 5 000 километров. Если она стала запускаться чаще, то фильтру скоро конец: процедура не может обеспечить вхождение параметров температуры и разницы давлений в нормы. Скорее всего, отложения в фильтре перешли в ту стадию, когда сжечь их уже нельзя.

В сервисах не очень любят включать принудительную регенерацию. Во-первых, это может быть просто опасно: температура поднимается сильно, машина должна стоять далеко от горючих и легковоспламеняющихся материалов. Во-вторых, если спонтанная регенерация не помогает, то и принудительная тоже уже вряд ли что-то даст.

Впрочем, ЭБУ не всегда может запустить регенерацию. Для этой процедуры нужны определённые условия: достаточно продолжительное прямолинейное движение автомобиля с относительно равномерной высокой скоростью. В городском режиме таких условий иногда просто нет. А еще начавшуюся регенерацию крайне не рекомендуется прерывать. Это - большое неудобство. Приехали на работу - а тут регенерация в ходу. Сиди и жди 10-15 минут, или лучше вообще езжай по трассе. А если принудительно заглушить мотор, то регенерация не завершится. Стало быть, после последующего запуска и прогрева будет запрос снова и снова, пока процедура не завершится корректно. А это - расход топлива, до 3-4 раз больше на холостых оборотах и в плотном потоке. Это - повышение уровня масла. Со всеми вытекающими: от выдавливания сальников до разноса. И всегда - снижение смазывающей способности масла. В особо тяжёлых случаях, когда регенерация никак не проходит успешно и не завершается - ошибки по превышению предела попыток регенерации или "регенерация невозможна, требуется принудительная". Или подобные ошибки - у разных брендов они разные.

Пожалуй, это всё основное, что нам надо знать о регенерации. Перейдём к следующему вопросу: почему сажевый фильтр выходит из строя.

Что влияет на ресурс сажевого фильтра?

Очевидно, что быстро “убивает” фильтр избыток сажи в отработавших газах. Причин повышения количества сажи всего две: избыток топлива и недостаток воздуха. Первое возможно при неисправности топливной аппаратуры - например, при подтекании форсунки.

Недостаток воздуха могут устроить и сами владельцы. Специалисты сервиса вспоминали случай, когда к ним приехала машина, у которой забитый воздушный фильтр уже стал сворачиваться внутрь воздуховода. Не знаю, как надо не любить свою машину, но, оказывается, бывает и такое.

Иногда воздуха не хватает из-за утечек наддувного воздуха или неправильной работы турбины.

Ну и, разумеется, на дымность влияет качество топлива.

Однако даже если с мотором всё в порядке, со временем фильтр выйдет из строя из-за естественного износа (критического засорения на больших пробегах). И даже если владелец за машиной следит хорошо, короткие зимние поездки от дома до работы или в магазин тоже сокращают ресурс: мотор иногда не успевает прогреваться, а регенерации просто некогда запуститься. И фильтр постепенно забивается сажей. Тут встаёт вопрос: что с ним делать?

Что такое хорошо и что такое плохо

Способов решить возникшую проблему несколько, но хороший среди них только один.

Первый метод - замена фильтр новым. ОК, вроде, неплохо. Только стоит оригинальный фильтр иногда и за сто тысяч рублей. Так что выход хороший, но только для зятя Рокфеллера. Ну, или для самого Рокфеллера. В общем, это всё не для нас.
Второй метод - установка аналога. Это один из наиболее неудачных решений вопроса. Дело в том, что оригинальный фильтр не просто так стоит дорого, в нём используются драгоценные металлы, поэтому его себестоимость никак не может быть низкой. Те аналоги или универсальные фильтры не просто бесполезны, но ещё и опасны. Вы же помните про регенерацию? Так вот, далеко не все из них способны пережить эту операцию, и случаев возгорания зафиксировано достаточно, чтобы отказаться от идеи ставить вместо фильтра какую-то сомнительную ерунду. Кстати, иногда предлагают вместо удалённого фильтра набить банку металлическими опилками - мол, будет то же самое, что и фильтр, но дёшево. Это тоже относится к “сомнительной ерунде”. Такой самопальный фильтр не обеспечит укладывание показателей датчиков фильтра в приемлемые рамки, и ошибки будут возникать снова и снова. А что с такой набивкой и со всем остальным выпуском может произойти при попытках регенерации, лучше даже не представлять.
Ну и, наконец, третий способ - физическое удаление сажевого фильтра с программным удалением его из системы. Вот это - лучший способ избавиться от проблемы раз и навсегда. Никаких фатальных последствий не будет, разве что пропадёт вот та самая кислинка в запахе выхлопа. Но это, думаю, не страшно.

Как удаляют фильтр?

Итак, сначала его снимают с машины. В нашем случае это уже сделано, и фильтр готов пережить все последующие процедуры. Точнее, не пережить, ибо сейчас его надо будет удалить из банки.

Для этого банку разрезают болгаркой. Теперь у нас с одной стороны остался катализатор, который трогать не будем, а с другой - сам фильтр. Последний удаляют двумя способами: выпрессовывают целиком или выдалбливают по кускам. Тут мы видим реализацию второго метода во всей красе.

1 / 3

2 / 3

3 / 3

Давайте рассмотрим извлечённый фрагмент. По цвету видно, что в начале он забит: ближе к началу выпуска он уже почти чёрный. Впрочем, сажа, которую можно собрать пальцем и с внутренней поверхности самой банки, и с поверхности фильтра, говорит о том же.

1 / 5

2 / 5

3 / 5

4 / 5

5 / 5

Теперь пустую банку заваривают. Это можно сделать аргоновой сваркой, можно обычным “полуавтоматом”. Первый способ больше подходит богатым эстетам, ибо он долгий и дорогой, но шов получается красивым. Но необходимости варить именно аргоном нет, сварки “полуавтоматом” тут вполне достаточно. Главное - обработать потом шов средством против коррозии.

1 / 3

2 / 3

3 / 3

Всё, банка собрана. Некоторые предпочитают вместо неё поставить даунпайп - мол, пустая банка будет издавать неприятные звуки. На самом деле в силу конструкции дизеля звук работы не изменится, громче он не станет. Хотя, конечно, если клиент хочет, то почему бы и нет.

Теперь осталось установить банку на место и… заняться программированием.

Как мы помним, есть набор датчиков, которые контролируют работу фильтра. Физическое удаление фильтра изменит их показания, которые могут привести в ступор ЭБУ. Например, отсутствие разницы температур или давлений на входе и выходе заставит его усомниться в корректности работы датчиков или фильтра. И тогда опять появится ошибка, а возможно, и аварийный режим тоже.

И ещё не забываем про регенерацию. Даже если ЭБУ не станет запускать её по показаниям датчиков, он вполне способен сделать это из расчёта израсходованного топлива. Так как после такой “регенерации” пустой банки ничего в показаниях не изменится, блок управления может запускать её бесконечно. В конце концов, это опять приведёт к появлению ошибки в лучшем случае. В худшем - выпуск хорошенько “прожарится” высокой температурой, что тоже не очень хорошо и даже опасно. Наконец, не забываем о том, что для регенерации нужно дополнительное топливо. Наиболее лёгкое последствие - значительно повышенный расход топлива. А вот с тяжёлым лучше вообще не сталкиваться. Наступает оно тогда, когда солярка начинает попадать в масло, вследствие чего его концентрация в картере вырастает настолько, что масло становится уже не маслом, а вполне пригодным для дизеля топливом. Как вы знаете, искра для воспламенения дизелю не нужна, поэтому если мотор начнёт работать на смеси масла с топливом из картера, остановить его выключением зажигания не получится. И начнётся работа двигателя “в разнос”. Зрелище страшное, а для самого мотора такой режим обычно заканчивается именно тем самым разносом.

Но стоит отметить, что главная причина ухода в "разнос" - как раз не удаление сажевого фильтра, а именно его неисправность, из-за которой частые попытки регенерации приводят к повышению уровня масла. Разнос может наступить и при не удаленном фильтре. Впрочем, это тема для отдельного разговора. Пока только скажем, что такой исход при неправильно проведённой работе возможен, а снизить риск может контроль уровня масла. Если он выше нормы - это повод для опасений, и двигатель лучше не запускать вообще.

Одним словом, отключать фильтр в программе просто необходимо. Лучше всего, когда есть возможность просто отключить эту систему. Если свитча нет, то есть и другие способы, о которых говорить не будем - профессиональная тайна.

Ещё надо удалить ошибки сажевого фильтра, но при этом не затронуть всю систему диагностики. Некоторые не самые лучшие “специалисты” грохают всю диагностику, после чего владелец автомобиля ездит потом по другим СТО, где ни в чём не повинные сервисмены пляшут с бубном вокруг машины, которая говорит, что у неё в жизни всё ОК, но при этом не едет.

Вместо заключения

Как вы уже поняли, удаление сажевого фильтра - практически единственный приемлемый способ избавиться от проблемы с этим устройством. И с одной стороны, он не так уж и сложен, но с другой - цена ошибки может быть очень велика.

И уж точно удаление будет дешевле установки нового фильтра (про аналоги говорить не будем, выше уже всё сказано). Правда, и за три копейки вряд ли кто-то выполнит эту работу хорошо, так что выбирать сервис нужно тщательно. Чтобы потом не было мучительно больно…

Ещё один приятный бонус: на моторах с сажевым фильтром необходимо применять специальное масло, которое так и называется - "Для двигателей, оснащенных сажевым фильтром". Оно существенно дороже, чем обычное. А вот после удаления можно лить и обычное.

Богатый опыт работы с сажевыми фильтрами дает нам полное основание утверждать, что сажевый фильтр рано появился в России. Мы к нему не готовы ни с технической (плохое качество топлива и невысокий уровень обслуживания современных дизелей), ни с моральной (люди не готовы платить за экологичный автомобиль и не стимулируются государством в этом направлении). В результате сажевый фильтр, к сожалению, сулит только проблемы владельцам в России, так как не в состоянии правильно работать в наших условиях. Замена вышедшего из строя сажевого фильтра на новый никак не гарантирует отсутствие проблем при дальнейшей эксплуатации.

Почему нет смысла чистить или промывать сажевый фильтр?

Этот вопрос отпадает сразу, если Вы увидите, что внутри у забитого сажевого фильтра. Конструкция сот сажевого фильтра не позволит жидкости пройти через себя. Попробуйте промыть кусок бетона. Промывка Керхером представляет срезание верхнего слоя керамики. Нужен какой-то действительно сложный технологический процесс, который нельзя воссоздать в гаражных условиях. Серьезные техцентры такой процедурой заниматься не будут. Стоимость ее будет существенной. Нам неизвестны рабочие решения таких промывок.

Сколько проходит новый сажевый фильтр в наших условиях?

Однозначно меньше, чем рассчитанный производителем срок в 100-150 т. км. Постоянная езда в пробках, повышенное содержание серы в топливе, возможное неисправное состояние автомобиля с пробегом уменьшают ресурс сажевого фильтра.

Как часто происходит прожиг сажевого фильтра?

На разных автомобилях по-разному. Например, мерседес, ауди и бмв постоянно производят регенерацию, поддерживаю чистоту сажевого фильтра. У форда регенерация происходит по мере достижения предела забитости сажевого фильтра, сопровождаясь солидным количеством белого дыма.

Почему сажевые фильтры выходят из строя?

Частицы сажи улавливаются сотами сажевого фильтра, не попадая в атмосферу. Все бы здорово, но размер фильтра ограничен, а количество сажи все время нарастает. Выход – надо эту сажу как-то убрать из фильтра. Самое простое решение – сжечь. Для этого блок управления двигателем периодически подает команду на прожиг сажевого фильтра, впрыскивая дизель непосредственно в сажевый фильтр. Чтобы сажа в фильтре прогорала, нужна высокая температура.

Частые короткие поездки по городу не могут достаточно прогреть сажевый фильтр. Для запуска автоматической регенерации нужно длительное время ехать по трассе, чтобы температурный датчик сажевого фильтра определил необходимую температуру. Таким образом, регенерация не происходит или происходит некачественно из-за слабо разогретого фильтра. Заставлять водителей целенаправленно создавать условия для запуска прожига проблематично.

Некачественное топливо. Количество сажи зависит от содержания серы в дизеле. При завышенных показателях фильтр быстрее забивается. В результате чаще происходит регенерация, а это ведет к увеличению уровня масла, так как часть топлива стекает по стенкам цилиндров в поддон. Свойства такого масла, естественно, ухудшаются.

Неисправный двигатель тоже может затормозить процесс регенерации.

Ошибка по клапану EGR, неисправности топливной аппаратуры или неправильно закрытая пробка топливного бака – и не будет регенерации. Сажа тем временем продолжает накапливаться, и ее удаление становится все более проблематичным. Полностью прожечь сажу не удается, остаток неизбежно накапливается. Для изношенных двигателей характерно подъедание масла из-за уставших поршневых колец и задубевших маслосъемных колпачков. Масло из цилиндров попадает в выхлопную систему и оседает на сотах сажевого фильтра, что усиливает процесс забивания сажевого фильтра, так как при выгорании масла образуется дополнительный нагар.

Из опыта удаления забитых сажевых фильтров страдает больше всего первая секция керамического блока.

Почему не надо ездить с забитым сажевым фильтром?

Во-первых, по причине перехода машины в аварийный режим. Машина в таком режиме не ездит, а ползает. Из опыта есть люди, которые не ездят быстро и готовы продолжать движение дальше. Самостоятельная регенерация после появления значка Check Engine или спирали накаливания уже не может происходить. При продолжении эксплуатации сажа быстро накапливается, полностью закупоривая выхлопную систему двигателя. Далее газы начнут прорываться через любые доступные выходы, что чревато поломками турбины, поршневой группы, клапана ЕГР и системы вентиляции картерных газов. Думаем, перечисленного уже достаточно, чтобы отпало желание идти на подобный риск. При появлении первых признаков неисправности сажевого фильтра не рекомендуем затягивать с посещением сервисного центра.

Почему недостаточно просто выбить сажевый фильтр ломом и поставить его обратно?

Даже если грамотно удалить фильтр физически, без работы с блоком управления не обойтись. Если автомобиль постоянно пытается выйти в режим регенерации - он находится в нем часто и долго, поскольку ЭБУ не видит результата. Так как регенерация сопровождается функцией послевпрыска, это приводит к тому, что масло разжижается топливом. В свою очередь подъем уровня масла может привести к проворачиванию вкладышей, задирам на цилиндрах и поршнях.

Замена сажевого фильтра на новый гарантированно решает проблему?

Замена сажевого фильтра невыгодна по деньгам и не дает гарантии, что фильтр будет служить долго. Некоторые автолюбители полагают, что раз машина выпущена с сажевым фильтром, значит, без него она уже не может правильно работать. Это не так.

Например, бмв Х5 Е70 первых годов выпуска шли на Россию без сажевого фильтра, а их аналоги из Европы имели сажевый фильтр, американские машины шли уже с сажевым фильтром и мочевиной AdBlue.

Сажевый фильтр и система впрыска мочевины – это дополнительные системы улучшения экологичности автомобиля. Только с ними машины могут укладываться в законные евронормы 4 и 5 в тех странах, где они установлены.

В России машины без сажевого фильтра и мочевины спокойно впишутся в существующие евронормы, рассчитанные на качество топлива. Нельзя иметь евро-4 без соответствующего топлива. Машины с правильно удаленными системами сажевого фильтра и AdBlue работают абсолютно точно соответствуют всем заводским параметрам и ведут себя корректно.

Вихревые заслонки перекрывают часть впускного канала, тем самым уменьшая площадь сечения канала. Проходимое количество воздуха немного уменьшается, при этом увеличивается скорость движения воздуха, создается вихрь. Это нужно для того, чтобы в цилиндре улучшить смешивание воздуха и топлива. Все хорошо, но на большинстве двигателей вихревые заслонки выполнены из пластика не очень высокого качества.

Со временем при пробегах от 100 т. км отложившиеся на вихревых заслонках наросты от системы ЕГР (ведь никто не делает необходимую по обслуживанию промывку клапан ЕГР раз в 60000 км) вместе с температурой делают пластик хрупким, он обламывается и засасывается в двигатель, далее следует капитальный ремонт.

Без вихревых заслонок двигатель в некоторых средних режимах потеряет крутящий момент, но никогда не умрет от попадания кусочков пластика в цилиндры. Потерю крутящего момента элементарно скомпенсировать чип тюнингом, при этом можно сэкономить на смежных работах по перепрограммированию блока управления двигателем по мощности и вихревым заслонкам одновременно.

Просто снять вихревые заслонки не получится, так как часто на пробегах элементы управления вихревыми заслонками имеют неисправности по электронике и механике.

Что делает система EGR? Зачем она нужна?

Воздух по объему на 78% состоит из инертного газа азота, который при обычных условиях реагирует только с литием. При высокой температуре азот окисляется, получаются оксиды NOx, при чем чем выше концентрация кислорода, тем больше получатся оксидов азота.

Система рециркуляции отработавших газов (EGR) предназначена для снижения в отработавших газах оксидов азота NOx за счет возврата части отработавших газов во впускной коллектор. Возврат части отработавших газов во впускной коллектор позволяет снизить количество кислорода в топливо-воздушной смеси и, тем самым, уменьшить образование оксидов азота. Однако это вызывает падение эффективной мощности двигателя. Удаление EGR в дизельных двигателях считает допустимым большое количество людей, включая экологов. Удаление системы EGR приводит к увеличенному уровню NOx, однако углеводородные выделения, выбросы макрочастиц (сажа), угарного и углекислого газов существенно уменьшаются. Кроме того, удаление EGR приводит к увеличению экономии топлива. Выхлопной газ, повторно поданный назад в цилиндры, добавляет в двигатель вызывающие износ загрязнители (сажу и смолы) и быстрее окисляет моторное масло, что отрицательно сказывается на ресурсе двигателя.

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.

Для чего служит сажевый фильтр

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.

Основной принцип действия сажевого фильтра

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%.

Как устроен сажевый фильтр

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.

Электронное сопровождение работы сажевого фильтра

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.

Системы Евро-2 и Евро-3 и 4

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.

Возможность выхода из строя сажевого фильтра

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.

Сажевый фильтр для дизельных двигателей

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:

Что такое сажевый фильтр на дизеле?

При сгорании топливно-воздушной смеси образуются выхлопные газы, в состав которых входит сажа, то есть мелкие механические частицы, загрязняющие атмосферу. В конце 90-х начале двухтысячных годов остро встал вопрос о вкладе транспорта в загрязнение атмосферы. Перед инженерами была поставлена задача - максимально снизить количество вредных веществ в автомобильном выхлопе. С этой целью в стандартную схему выхлопной системы были включены новые элементы - каталитический нейтрализатор и сажевый фильтр.

Каталитический нейтрализатор, как видно из названия, нейтрализует вредные вещества. В частности, углеводороды, водяной пар и оксид углерода превращаются в относительно безвредный углекислый газ, а оксиды азота - в азот. Сажевый фильтр предназначен для задержания твердых частиц микроскопического размера. С 2011 года наличие этих двух элементов стало обязательным для эксплуатации авто в Евросоюзе и его соответствия нормам токсичности Евро-4, Евро-5, Евро-6.

Конструкция сажевого фильтра

Устанавливается он обычно сразу после катализатора, есть также варианты спаренные с катализатором в одном корпусе. Стоят они, как правило, сразу же после выпускного коллектора, турбины или приемной трубы. Именно здесь выпускные газы разогреты до высокой температуры порядка 300-400 градусов.

Сам по себе фильтр представляет матричную структуру, испещренную входными и выходными каналами, стенки которых имеют пористую структуру. Именно в этих порах и оседает сажа. Изготавливают матрицу из огнеупорной керамики. Заключена вся эта конструкция в металлический корпус.

Ячейки и каналы могут иметь как квадратное, так и восьмиугольное сечение. Последние работают более эффективно, так как способны задерживать действительно микроскопические частицы диаметром не более одного микрона. На входе и выходе из фильтра устанавливаются датчики, которые анализируют состав входящих и выходящих газов. В идеале из сажевого фильтра выходит практически безвредный выхлоп с кисловатым запахом.

Несложно догадаться, что со временем фильтр забивается и требуется его замена. Однако разработчики пошли другим путем, придумав систему регенерации.

Регенерация сажевого фильтра

Если фильтр забит, значительно снижается мощность двигателя, так как на пути отработанных газов появляется серьезная преграда. Решается эта проблема с помощью регенерации - сжигание сажи при высоких температурах порядка 500-600°С.

На автомобили Volkswagen устанавливают фильтры с каталитическим покрытием из платины, которая нейтрализует частицы сажи при нормальных рабочих температурах. То есть в них происходит пассивная регенерация в процессе работы. Хотя, стоит отметить, что именно владельцы автомобилей Фольксваген являются лидерами по обращению на СТО из-за проблем с сажевым фильтром.

Есть несколько видов регенерации:

активная - путем намеренного повышения температуры отработанных газов;
пассивная - с применением катализатора;
с помощью добавления специальных присадок к топливу.

Как только фильтр забивается, на панель приборов выводится соответствующий сигнал и активируется система EGR (рециркуляция отработанных газов - Exhaust Gas Recirculation). Мы не будем описывать все ее разновидности, но самая распространенная - отработанные газы через специальный клапан направляются обратно в цилиндры, из-за чего их температура повышается. Сажа полностью выгорает при 600°С.

В некоторых моделях непосредственно перед сажевым фильтром устанавливают специальный нагревательный элемент. Есть также такой вариант, когда серия дополнительных впрысков топлива осуществляется на такте выпуска. Одним словом, регенерацию лучше всего проводить автоматически во время движения на высоких оборотах двигателя.

Понятно, что в условиях города сложно длительное время ездить на высоких оборотах. В таких случаях можно отправиться на СТО, где фильтр промоют под давлением специальными промывками. Peugeot и Citroen нашли свой выход из ситуации, разработав систему ввода присадок в дизельное топливо для очистки от сажи. Такую систему позже применили инженеры Тойота и Форд. Присадка, содержащая церий, заливается в отдельный бачок и мелкими порциями впрыскивается в топливо, ее хватает на несколько десятков тысяч км.

У такой присадки есть минус - она оседает на дне сажевого фильтра и удалить этот осадок практически невозможно. Таким образом, ресурс работы сажевого фильтра в среднем составляет примерно 100-150 тыс. км.

Замена сажевого фильтра или полное удаление

Несмотря на регенерацию, со временем сажевый фильтр забивается настолько сильно, что очистить его невозможно никакими присадками и температурами. Промывка на СТО тоже не дает желаемого результата. Скажем сразу, что оригинальный фильтр стоит довольно дорого, даже б/у будет стоить от 15-20 тысяч, за новый же, в зависимости от модели, готовьтесь заплатить от 30-50 до 100 и выше тысяч рублей.

Можно, конечно, купить более дешевую копию или эмулятор, но редакция сайт не рекомендует этого делать, так как эта деталь должна выдерживать очень высокие температуры, а при ее производстве применяются драгоценные металлы. То есть возгорание авто вполне реально, если установить дешевый сажевый фильтр.

Но автомобилисты нашли более простое решение проблемы - полное удаление сажевого фильтра. Правда, тут понадобится помощь не только автомеханика, но и программиста, поскольку нужно внести изменения в программный код - полностью удалить данные о фильтре из Одним словом понадобится полная перепрошивка электронного блока управления.

Удаление сажевого фильтра происходит следующим образом:

его снимают;
металлический корпус вскрывают болгаркой;
выбивают матрицу;
заваривают оставшуюся банку и устанавливают обратно.

Далее перепрошивают блок управления - это самый сложный и ответственный этап, поскольку из-за неправильного перепрограммирования ЭБУ возможны проблемы с работой системы впрыска дизельного топлива. После удаления сажевого фильтра снизятся затраты на содержание автомобиля и улучшатся показатели двигателя: мощность, тяга, динамика.

Введение в 2005 году экологического стандарта ЕВРО-4, регламентирующего количество вредных выбросов в окружающую среду автомобилями с двигателями внутреннего сгорания, вынудил производителей автомобилей применить техническое решение, которое позволило бы добиться значительного снижения выбросов вредных и опасных для здоровья человека веществ (сажа, оксид азота NOx, оксид углерода и др.)

Именно по этой причине, большинство современных дизельных автомобилей, выпущенных с 2004 года, оборудованы системой нейтрализации сажи, основным элементом которой является “противосажевый фильтр”.

Само название - «сажевый фильтр» - поясняет его предназначение: задерживать частицы сажи, которые являются продуктом сгорания дизельного топлива.

Наиболее широко распространены следующие сажевые фильтры дизельных двигателей:

1) DPF (Diesel Particulare Filter) сажевые фильтры закрытого типа
2) FAP (Filtre a Particules) сажевые фильтры закрытого типа с функцией регенерации

Принцип работы сажевого фильтра

Сажевый фильтр представляет собой металлический цилиндр, заполненный специальным жаростойким керамическим материалом с ячеистой структурой, который способен задерживать мелкие сажевые частицы. Блок управления двигателем отслеживает пропускную способность сажевого фильтра и в случае необходимости запускает регенерацию, т.е. процесс очистки фильтра от накопившейся в нем сажи. Регенерация бывает пассивной и активной. При пассивной регенерации, сажа сжигается в процессе движения машины под нагрузкой, например, при движении по трассе, когда температуре в фильтре достигает 350-400 градусов и выше. При движении по городу или на малые расстояния, в случае когда не удается разогреть сажевый фильтр до нужной температуры, а датчики фиксируют что наполненность фильтра выше нормы, то запускается процесс активной регенерации. Для этого, в цилиндры мотора, после основной порции топлива, подаётся ещё одна дополнительная, клапан EGR перекрывается, при необходимости изменяется алгоритм управления геометрией турбины. Не полностью сгоревшая смесь, через выпускной коллектор попадает в катализатор, который установлен перед сажевым фильтром, и там происходит её дожиг. При этом температура выхлопных газов проходящих через катализатор значительно повышается. Дальнейшее движение разогретых газов по выпускному тракту, приводит к повышению температуры в сажевом фильтре до 500-700 градусов. Сажа начинает выжигаться. Об этом может свидетельствовать чёрный дым, выходящий из трубы. Моментальный расход топлива и обороты холостого хода повышаются.

В системе выпуска отработавших газов турбо дизельных автомобилей отвечающих стандарту Euro-4, обычно присутствуют три датчика: датчик температуры, датчик кислорода и датчик дифференциального давления. Если блок управления двигателем выявит некорректную работу любого из компонентов системы отвечающей за контроль правильного смесеобразования, датчика кислорода, расходомера, системы EGR, датчика уровня топлива, датчика уровня реагента (мочевины), датчика уровня топлива в баке, и некоторых других, то это приведет к невозможности проведения регенерации сажевого фильтра. Как правило, в таких случаях, активируется аварийный режим работы двигателя (на панели приборов загорится предупреждающий символ, мотор потеряет тягу, максимальные обороты снизятся до 2500-3000 мин-1, повысится расход топлива и увеличится дымность выхлопа) Важно отметить, что многочисленные неудачные попытки регенерации сажевого фильтра не проходят бесследно для автомобиля. Во время процесса регенерации, обогащённая топливо-воздушная смесь не сгорает полностью, и часть несгоревшего топлива все же попадает в моторное масло, и тем самым разжижает его. Со временем, можно заметить, что уровень масла стал значительно выше отметки “max”. Это не только снижает смазывающие и защитные свойства масла, что может нанести вред мотору. Масло с низкой вязкостью легче преодолевает уплотнения, и его подтекания могут быть выявлены в самых неожиданных местах. А попадание масла внутрь интеркулера, и затем вместе с нагнетаемым воздухом в цилиндры двигателя, может вызвать процесс неконтролируемого горения, вплоть до физического разрушения мотора.

Последствия эксплуатации авто с засоренным сажевым фильтром

Volkswagen Multivan сажевый фильтр забился, но автомобиль продолжали эксплуатировать дальше, что привело к разрушению фильтра. Обломкам фильтра преградил путь датчик температуры выхлопных газов, что привело к полному закупориванию выхлопной системы. В выпускном коллекторе создалось высокое противодавление отработавших газов, от высокой температуры и давления его поверхность повело и газы начали прорываться через прокладку выпускного коллектора. В результате пришлось заменить турбину, выпускной коллектор и клапан EGR. Сажевый фильтр был удален и заменена программа управления двигателем для корректной работы без фильтра.

Часто, непроходимость сажевого фильтра и высокое давление внутри выпускного тракта служит причиной выхода из строя клапана EGR системы рециркуляции отработанных газов. И наоборот, неисправный клапан EGR может стать первопричиной выхода из строя сажевого фильтра.

Выявление проблемы с сажевым фильтром

Чем раньше будет выявлена проблема с сажевым фильтром, тем лучше. Регулярная диагностика и своевременное прохождение ТО, помогут решить проблему на ранней стадии.

Симптомами проявления проблем с сажевым фильтром являются:

Снижение тяги мотора
- периодически появляющаяся повышенная дымность выхлопных газов
- повышенный расход топлива
- неустойчивые обороты холостого хода
- повышенный уровень моторного масла в двигателе
- неестественный, шипящий звук при работе двигателя
- предупреждающий сигнал в виде иконки DPF фильтра на панели приборов

Какие «плюсы» удаления сажевого фильтра?

Отсутствие подобных проблем в будущем
- восстановление тяговых характеристик двигателя
- снижение среднего расхода топлива
- отпадает необходимость использования дорогостоящих моторных масел
предназначенных для автомобилей с сажевыми фильтрами
- отсутствие необходимости заправки реагентами (AdBlue, EOLYS и др.)
- стоимость процедуры удаления во много раз ниже стоимости нового сажевого фильтра, срок службы которого при эксплуатации в наших условиях существенно ниже регламентированного заводом изготовителем

К сведению

Срок службы нового сажевого (FAP/DPF) фильтра при использовании нашего дизельного топлива и при эксплуатации в нашей климатической зоне, составляет приблизительно 20…120 тыс. км.

Цена нового сажевого фильтра находится в диапазоне 900…3000 euro.

Если экономическая составляющая ремонта Вашего авто является для Вас важной, а покупка нового сажевого фильтра Вас не устраивает ввиду большой стоимости, то вариант оперативного удаления сажевого фильтра является оптимальным и наиболее выгодным решением, как для Вас, так и для Вашего автомобиля.

Возможно, будет полезно почитать: