fap что это такое в автомобиле
Стандарты экологической безопасности (Евро 3 и выше) требуют фильтрации выхлопа автомобилей с дизельными двигателями. Для соответствия этим стандартам производители автомобилей используют специальное устройство под названием сажевый фильтр. В данной статье мы расскажем о том, что такое сажевый фильтр, как он устроен и как работает.
Что такое сажевый фильтр на дизеле
В процессе работы дизельного двигателя соответствующее топливо сгорает не полностью, образуя твердые частицы в диапазоне размеров между 10 нм и 1 мкм. Твердые частицы сажи относятся к загрязнителям 3-го класса опасности.
При контакте с человеческим организмом они провоцируют обострение респираторных заболеваний и рак кожи, а в окружающей среде нарушают климатические условия. Так, дожди по выходным дням в больших городах происходят, в частности, из-за того, что капли воды в атмосфере образуются вокруг сажевых частиц.
Наличие сажевого фильтра сокращает содержание твердых частиц в выхлопе на 80-90%. Однако за такой результат приходится платить технологической сложностью и высокой стоимостью системы. Рассмотрим её конструкцию и принцип работы ближе.
Как устроен сажевый фильтр
Катализатор и фильтр, как правило, снабжаются сообщающимися корпусами. Некоторые модели используют специальный сажевый фильтр с каталитическим покрытием, что исключает необходимость в отдельном блоке катализатора.
Принцип работы сажевого фильтра
Из двигателя выхлопные газы поступают в выпускную систему, проходит через ячеистый катализатор и попадает в сажевый фильтр. В металлическом корпусе этого элемента конструкции размещена керамическая фильтрующая структура с множеством глухих канальцев, крипт.
На их стенках и оседают частицы сажи, а остальные компоненты в газообразном состоянии продолжают путь по выпускной системе, проходя через материал фильтра путем диффузии. Это основной режим работы – фильтрация.
Регенерация сажевого фильтра
В процессе эксплуатации крипты фильтра быстро забиваются сажей. Менять его каждые 600 – 2000 км пробега было бы нецелесообразно, поэтому в фильтрах предусмотрены циклы регенерации.
ЭБУ считывает показатели дифференциального давления и/или температуры на входе и выходе узла выпускной системы. Когда разница показателей достигает определенного уровня, система «понимает», что фильтр забит, и активирует процесс регенерации. Процесс регенерации возможен только в определенных условиях: необходимая температура двигателя (не менее 800С), скорость (не менее 80 км/ч), время (от 2 до 15 минут). Если такие условия не возникают, процесс, так называемой, спонтанной регенерации невозможен. Именно поэтому фильтры авто, которые перемещаются преимущественно в черте города, забивается быстрее.
Регенерация фильтра заключается в выжигании накопившейся сажи. В зависимости от модели это происходит при помощи электрического нагревательного элемента или путем впрыска определенных порций топлива в выпускную систему. Во время регенерации фильтр разогревается до значительной температуры (7000С и более), поэтому и возможен только в указанных выше условиях.
Существует процедура принудительной регенерации, которая выполняется на специальных стендах в сервисных центрах, но ввиду значительных температур прибегать к ней опасно и не многие СЦ готовы пойти на это. Нужно отметить, что промывка фильтров не является альтернативой регенерации. Если штатная спонтанная регенерация уже не способна избавить от осевшей сажи, значит, пора менять или удалять фильтр.
Признаки и последствия неисправностей сажевого фильтра
Можно ли удалить сажевый фильтр
Обязательно посмотрите эти видео про сажевый фильтр:
Если Вы заметили ошибку, неточность или хотите дополнить материал, напишите об этом в комментариях, и мы исправим статью!
Фап Фап на сажевый фильтр или немного матчасти.
Противосажевые фильтры – незнание рождает сомнения.
Практически все дизельные двигатели современных легковых автомобилей имеют в своём арсенале так называемые «противосажевые фильтры”. Само название отвечает на вопрос, для чего этот фильтр нужен – задерживать частицы сажи, которые появляются в случае неполного сгорания топлива.
Сажевый фильтр представляет собой жаростойкое сито, ячейки которого настолько малы, что, задерживают в своих «клеточках” сажевые «зёрна”. Принцип тот же, как если бы мы просеивали через сито песок, крупу или муку.
Однако, следуя этому принципу и законам логики, когда-нибудь должен настать тот момент, когда основное количество ячеек противосажевого фильтра будет плотно закупорено частичками сажи.
Двигателю становится труднее «дышать”, автомобиль перестаёт демонстрировать ту прыть, которой он обладал сразу после покупки, а на приборной панели то и дело начинают вспыхивать жёлтые, а иногда, даже красные контрольные лампы, зовущие водителя на внеочередное посещение фирменной СТОА, что в свою очередь вызывает мысли о грядущих денежных тратах. Негативные опасения рождают отрицательные эмоции, выплёскивающиеся мыслями о ненадёжности автомобиля и о неудачном выборе объекта покупки.
А зря! Суть морганий контрольных ламп довольно проста и безобидна — противосажевому фильтру нужна очистка. В этом состоит основная причина предубеждений к современному дизелю, следствием которых стала очень небольшая распространённость в России легковых автомобилей, работающих на «тяжёлом” топливе. В то же время, признаем свершившимся тот факт, что владельцы некоторых современных дизельных легковых автомобилей в России часто жалуются на проблемы, связанные с засорением противосажевого фильтра. К сожалению, дальнейший анализ каждой из ситуаций показывает, что большинства проблем можно было бы легко избежать, знай владелец некоторые особенности своего автомобиля, относящиеся к противосажевому фильтру. В конце концов, многих проблем могло бы и совсем не быть, если б изначально покупатель знал – не все противосажевые фильтры одинаковы!
Противосажевые фильтры – что могут и какие бывают.
Попробуем пролить свет на очередной круг мифов и реальностей, витающих вокруг современных легковых автомобилей с дизельными двигателями, ответив на вопросы:
— Противосажевые фильтры: какие они бывают?
— Плюсы и минусы той или иной конструкции?
— Что нужно знать и уметь, чтобы избежать некоторых проблем?
— Что предлагает Peugeot?
Противосажевые фильтры современных дизельных двигателей можно разделить на три группы:
1) PM (Particulare Matter, Particulare Matrix), и/или фильтры открытого типа (далее ФО)
2) DPF (Diesel Particulare Filter), и/или фильтры закрытого типа (далее ФЗ)
3) FAP™ («filtre a particules»), и/или фильтры закрытого типа с функцией регенерации (ФЗР)
PM (Particulare Matter, Particulare Matrix) и/или фильтры открытого типа (ФО)
Являются даже не столько фильтрами, сколько уловителями частиц сажи. ФО представляют собою «улитку”, которая свёрнута из чередующихся между собой гладкого и гофрированного слоя жаростойких металлов. Керамика в ФО обычно не применяется. Этот тип противосажевых фильтров называется «открытым” по причине того, что каждый «гофр” можно рассматривать как открытую с двух сторон металлическую трубку (канал) с внутренним отверстием приведённого диаметра около 0.05 – 0.1 мм. Дожигание частиц сажи до состояния CO2 в ФО происходит за счёт химической реакции с двуокисью азота NO2 под воздействием собственной температуры выхлопных газов.
Такой фильтр позволяет удержать около 50% частиц сажи, то есть, можно сказать, что ФО вдвое сокращает количество вредных выбросов.
Устанавливается на автомобили различных марок, обычно, в качестве опции. По причине своего несовершенства, а также множества побочных эффектов, проявляющихся в реальных условиях эксплуатации, ФО на автомобилях марки Peugeot никогда не применялись и не применяются.
•Относительно простая конструкция и технология изготовления
•Относительно невысокая цена
•Не требуется сложная электронная система для контроля параметров
•Низкая склонность к забиванию благодаря относительно большому приведённому диаметру
•Относительно простая регенерация: для восстановления ФО достаточно демонтировать и промыть спецрастворителями.
«-«
•Низкая эффективность (ФО удерживают около 50% вредных выбросов, в то время как у DPF и FAP™ это значение доходит до 95%).
•Небольшая скорость химических реакций (дожигания частиц сажи), особенно в условиях холодного и влажного климата.
•Практическая невозможность применения систем контроля с обратной связью за состоянием ФО и степенью его «проницаемости”, и по этой причине…
•Склонность ФО к выгоранию металлической «клетчатки”, особенно, в случае различных неисправностей систем впрыска топлива и/или ГРМ, а также применения топлива низкого качества.
•Процесс регенерации (прочистки) ФО требует демонтажа фильтра – операции, включающей в себя большое количество ручных работ, что неизбежно ведёт к удорожанию всего мероприятия.
DPF (Diesel Particulare Filter), и/или фильтры закрытого типа (ФЗ).
Основой ФЗ является реактор из пористого карбида кремния (керамика), пронизанный огромным количеством закрытых микроканалов. Эти микроканалы (приведённый диаметр около 0.08 – 0.10 мм) являются закрытыми, а их совокупность представляет микроклетчатку.
Образно, микроканал ФЗ можно представить в виде трубки, свёрнутой из фильтровальной бумаги и заглушённой с одной из сторон. Частицы сажи, попадающие с выхлопными газами в микроканалы, оседают и удерживаются на его стенках, а очищенные газы, проникая сквозь поры керамических стенок, выходят из фильтра наружу (к катализатору).
Из ФЗ выхлопные газы выходят на 90% очищенными от частиц сажи различного размера.
ФЗ имеют собственную систему, анализирующую степень засорения (забитости) с обратной связью. Анализ происходит при помощи двух датчиков давления, один из которых расположен на входе, а другой на выходе из фильтра.
Ахиллесовой пятой ФЗ является то, что при езде в условиях городских пробок, 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 ФЗ. Фильтр, попросту говоря, может быть быстро закупорен частицами сажи, мощность и крутящий момент двигателя упадут, автомобиль «перестанет ехать”.
В случае, когда частицы сажи достаточно сильно закупорили микроканалы клетчатки ФЗ, от осевшей в фильтре сажи следует избавиться при помощи её «выжигания”. Для этого температуру внутри фильтра следует довести до 600 — 800°С, с целью увеличить скорость реакции окисления углерода, содержащегося в саже до состояния CO и CO2. Для «выжигания” сажи из ФЗ в «Руководстве по эксплуатации” на некоторые модели, производители рекомендуют – «…время от времени активировать процесс регенерации 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 обычный водитель не всегда имеет возможность осуществить предписанные «Руководством по эксплуатации” действия. ФЗ забивается сажей ещё больше, и, в конце концов, может выйти из строя.
В качестве полумеры, программы компьютеров управления системой впрыска топлива некоторых дизельных двигателей имеют возможность самостоятельно менять параметры работы двигателя с целью «выжечь” из ФЗ отложения сажи, но их оптимальная работа на практике по-настоящему осуществима обычно только совместно с АКПП, и то, не при всех режимах движения автомобиля.
ФЗ в настоящее время устанавливаются на подавляющее большинство дизельных автомобилей различных марок.
ФЗ типа DPF применялись на первых дизельных двигателях HDi (1998 – 2001г). В настоящее время, в связи с появлением эксклюзивной и более совершенной технологии FAP™, на автомобилях группы PSA, и в частности Peugeot, DPF-фильтры не применяются.
•Практически полное очищение выхлопных газов от сажи (задерживается до 90 – 95% частиц).
•Работоспособность и состояние ФЗ под полным контролем электронной системы с обратной связью.
•Высокая скорость и полнота химических реакций (дожигание частиц сажи до состояния CO и СO2) вне зависимости от наружной температуры и влажности.
•Высокая стойкость к выгоранию начинки по причине применения жаропрочной керамики.
«-«
•Быстро забивается частицами сажи и теряет проницаемость при движении автомобиля в городском режиме и/или при использовании топлива низкого качества.
•Сложный и медленный процесс регенерации ФЗ.
•Обязательное наличие системы диагностики и контроля за состоянием ФЗ.
•Сложная конструкция и технология изготовления, а также высокая себестоимость.
•Необходимость полной замены ФЗ через 60 – 80 000 км.
•Более частая замена ФЗ в условиях применения некачественного дизельного топлива.
FAP™ («filtre a particules»), и/или фильтры закрытого типа с функцией регенерации (ФЗР)
FAP™ – официально зарегистрированное обозначение технологии фильтра закрытого типа с регенерацией, созданной группой PSA Peugeot Citroen. FAP™-фильтр по своей сути является усовершенствованным ФЗ DPF, который дополнен системой автоматической регенерации.
Для регенерации FAP™-фильтра используется специальная цериесодержащая присадка EOLYS™, которая автоматически впрыскивается в дизельное топливо из отдельного резервуара. Присадка впрыскивается в топливный бак регулярно по сигналу системы контроля работоспособности FAP™-фильтра, в результате чего ФЗР практически не может быть забит, тем более, полностью закупорен.
Цериесодержащая присадка EOLYS™ представляет собою жидкий коллоидный раствор дизельного топлива с микрогранулами церия. Микрогранулы состоят из частиц церия, заключённых в нерастворимой оболочке из вещества, по своим свойствам напоминающего желатин. Благодаря своему свойству при окислении (сгорании) выделять большое количество тепла, церий дополнительно разогревает выхлопные газы.
Дополнительно разогретые выхлопные газы, попадая в FAP™-фильтр разогревают жаропрочный керамический реактор до 700°С, в результате чего, все осевшие в микроканалах частички сажи быстро выгорают практически без остатка. Кроме этого, при локальных температурах порядка 1000°С окисляется основное количество сложных углеводородных продуктов неполного сгорания. Примерно через 3 – 5 минут после впрыска присадки EOLYS™ в дизельное топливо, FAP™-фильтр полностью самоочищается и снова готов к полноценной работе.
Самое важное преимущество технологии FAP™ состоит в том, что процесс регенерации фильтра никак не отражается на поведении автомобиля, происходит автоматически и абсолютно незаметно для водителя.
До недавнего времени ФЗР FAP™ являлся единственной в мире системой противосажевого фильтра с регенерацией. Несколько лет назад у некоторых производителей автомобилей (Ford, Toyota, и др.) появились альтернативные FAP™-фильтру PSA разработки фильтров с регенерацией (cDPF, DPNR и др.). Однако, и сегодня FAP™-фильтр считается самой совершенной, надёжной и безотказной системой противосажевого фильтра с регенерацией в мире.
В настоящее время, подавляющее большинство дизельных двигателей автомобилей Peugeot оснащены противосажевыми фильтрами FAP™ III-го поколения.
«+”
— Увеличенный срок службы FAP™-фильтра относительно ФО и ФЗ. При правильной эксплуатации, на практике, срок службы FAP™-фильтра соразмерим со сроком службы самого автомобиля. Практическое отсутствие причин для внеплановой замены FAP™-фильтра.
— Отсутствие избыточного забивания и/или засорения фильтра
— Постоянное присутствие в рабочем состоянии, а значит и отсутствие влияния на характеристики двигателя и автомобиля в целом.
— Самая высокая устойчивость (по отношению к ФО и ФЗ) к эксплуатации на дизельном топливе низкого качества.
— Более низкие затраты при эксплуатации относительно ФЗ (даже более частая заправка жидкостью EOLYS™ оказывается дешевле замены DPF-фильтра).
— Необходимость пополнения запаса жидкости EOLYS™ через 80 – 100 000 км (один раз в течение нескольких лет!)
«-» (это даже не практические, а теоретические минусы)
— Нежелательность эксплуатации FAP™-фильтра при отсутствии жидкости EOLYS™.
— Более частый долив (заправка) жидкости EOLYS™ при эксплуатации автомобиля на дизельном топливе низкого качества.
— Повышенные требования к системе диагностики и контроля за состоянием ФЗ, что, теоретически, делает её более сложной и дорогой.
— Повышенные требования к жаростойкости и жаропрочности материалов реактора FAP™-фильтра в виду работы при температурах, иногда локально превышающих 1000°С.
Регенерация FAP™-фильтра. Как это работает?
1) Церий, заключённый в микрогранулах, содержащихся в «пилотных” и основных порциях топлива, впрыскиваемых системой Common Rail™ в цилиндры дизельного двигателя, никак не влияет на протекание сгорания, но увеличивает температуру выхлопных газов. Такое увеличение температуры не может привести к перегреву двигателя, но подготавливает FAP™-фильтр к регенерации, разогревая рабочую поверхность его реактора (клетчатку).
2) Во время такта выпуска отработавших газов, когда выпускные клапаны открыты, происходит послевпрыск топлива в поток газов, вытесняющихся поршнем из цилиндра. Отработавшие газы, уже частично охлаждённые, не вызывают воспламенение церия, а лишь испаряют желатиновую оболочку микрогранул.
3) В предварительно разогретом виде и с испарённой оболочкой, частицы церия попадают на уже разогретую до необходимой температуры (400 — 600°С) клетчатку FAP™-фильтра.
4) Разогретый церий, будучи задержанным клетчаткой FAP™-фильтра, попадая на поверхность с высокой температурой, в присутствии кислорода отработавших газов и углерода сажи, мгновенно воспламеняется, поджигая частички сажи.
5) Частички сажи, заключённые в клетчатке FAP™-фильтра, будучи вместе с ней разогретыми до 400 — 600°С готовы вступить в реакцию с кислородом: С + О2 = СО2. Необходимо лишь то, что начнёт реакцию! Как известно — для взрыва динамита необходим детонатор, а для розжига костра – маленькая спичка. Роль детонатора/спички в регенерации FAP™-фильтра и выполняет попадающий на поверхность его клетчатки церий. Его микрочастицы, воспламеняясь, поджигают слой частиц сажи, локально поднимая температуру до 1000°С(!). Это, с одной стороны, не приводит к повреждению (выгоранию) керамической решётки (клетчатки), а с другой стороны, максимально быстро и в полном объёме окисляет не только частицы сажи (являющимися разновидностью состояния углерода), но и более сложные составляющие выхлопных газов дизельного двигателя, в том числе и окислы органических соединений.
Сажа
дисперсный углеродный продукт неполного сгорания или термического разложения углеводородов, состоящий из сферических частиц чёрного цвета. Средний размер сажевых частиц 100—3500 Ангстрем (1 Ангстрем = 10-7 мм). Частицы сажи образованы из слоев углеродных атомов, подобных слоям в графите. Поверхность частиц сажи может быть шероховатой или гладкой.
Сажа, образующаяся при работе двигателей внутреннего сгорания, выбрасывается вместе с продуктами горения в атмосферу в виде вредных дымов. Сажа, особенно слипшаяся в более крупные частицы, является сильным канцерогеном. Она может способствовать возникновению различного рода аллергических реакций организма человека. Сажевые частицы в нормальных условиях не взаимодействуют с кислородом воздуха и поэтому удаляются только за счёт процессов осаждения и/или последующего дожигания до состояния CO2, которые идут очень медленно. Поэтому для сохранения здоровья человека необходим жёсткий контроль за полнотой сгорания топлива.
Церий — Се (Cerium), химический элемент III группы периодической системы элементов Менделеева, атомный номер 58, атомная масса 140,12 относится к редкоземельным элементам. Церий был открыт в 1803 г. и назван по имени малой планеты Цереры.
Интерес к церию возник после того, как было обнаружено, что сплавы церия с железом обладают интересным свойством — при ударе кусочка такого сплава о шероховатую стальную поверхность высекаются искры с температурой до 200° С. Такие искры легко воспламеняли вату, паклю и, главное, бензин. В результате возникли зажигалки с широко известными «кремешками». Вначале это были бензиновые, а позже газовые зажигалки, которые начали успешно вытеснять спички (в настоящее время чаще применяют пьезоэлектрические источники искры в зажигалках).
Церий — весьма активный металл. На воздухе он окисляется за несколько суток, образуя серый рассыпающийся порошок. При нагревании на воздухе в виде монолитного блока церий загорается при 160-180° С. Металлический порошок церия, вспыхивает на воздухе в результате энергичного окисления. Церий разлагает воду при кипячении, растворим в минеральных кислотах, устойчив к действию щелочей. Бурно взаимодействует с галогенами, азотом и углеродом (это свойство и используется в FAP™-фильтрах).
Какие правила необходимо соблюдать для нормальной работы FAP™-фильтра в российских условиях эксплуатации.
1) Рекомендуется пользоваться моторным маслом Total Activa/Quartz INEO ECS 5W-30 с низким содержанием сульфатных зол, фосфора и серы. Причина рекомендации о применении этого моторного масла не только в том, что оно обеспечивает нормальную работу дизельного двигателя при температурах окружающей среды до — 25°С. Основное его преимущество состоит в следующем…
Даже самые совершенные в мире двигатели внутреннего сгорания имеют отвод картерных газов (образование которых неизбежно) в систему впуска воздуха. Картерные газы содержат:
•Испарённые частицы моторного масла
•Отработавшие газы
•Продукты реакции моторного масла и отработавших газов
Моторное масло Total Activa/Quartz INEO ECS 5W-30 позволяет не только избавиться от вредного воздействия картерных газов на детали двигателя, но и практически полностью исключить их влияние на работу FAP™-фильтра.
2) Категорически запрещается добавлять в дизельное топливо и/или моторное масло как моющие, так и противоизносные присадки, не рекомендованные сервисной сетью Peugeot!
Независимые исследования преждевременно вышедших из строя FAP™, DPF, и других противосажевых фильтров иногда шокируют своими результатами — в повреждённых керамических клетчатках обнаруживались экзотические оксиды в виде фторо-боро-молибдено-содержащих оксидных композиций (удаление и/или дожиг которых возможен только при сверхвысоких температурах порядка 3000°С!), ставших следствием применения «чудодейственных” присадок с веществами, используемыми обычно в космической промышленности для совершенно иных целей. Будьте бдительны!
3) FAP™-фильтр в настоящее время обладает самой лучшей выносливостью, безотказностью и температурно-химической стойкостью среди противосажевых фильтров. Однако, образно говоря — как любой человеческий организм, помещённый в идеальные условия, может прожить до 120 – 140 лет, но за 3-5 лет может быть уничтожен воздействием алкоголя, табака и наркотиков, так и FAP™-фильтр, при нормальных условиях эксплуатации подлежащий замене через 120 – 140 000 км, может прийти в негодность уже после десятка заправок некачественным топливом.
По этой причине Peugeot рекомендует использовать для дизельных двигателей HDi™ дизельное топливо, отвечающее стандартам EURO-4\5.
Лёгкое дыханье: зачем и как удалять сажевый фильтр
Любой фильтр имеет неприятную особенность: со временем он забивается. В автомобилях фильтров несколько: воздушный, один или два топливных, всё чаще есть салонный, а иногда можно встретить и сажевый. Ясное дело, что если забьётся салонный фильтр, ничего страшного не случится, и некоторые на него вообще смотрят как на унылую ненужную деталь. Забитый топливный или воздушный обычно меняют, потому что иначе машина толком не едет. А вот сажевому фильтру не повезло: чаще всего его просто удаляют. Как это делать правильно, чтобы не пустить дизель в разнос или не спалить собственную машину, мы сегодня и поговорим.
Что такое сажевый фильтр, и как он работает?
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.
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.
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.
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.
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.
За помощь в подготовке материала благодарим компанию «Лаборатория Скорости»(СПб, ул. Химиков, д. 2, (812)385-50-82