Сажевый фильтр отработанных газов – фильтрующий элемент выпускной системы дизельного автомобиля расположенный за выпускным коллектором. На английском, звучит как Diesel Particulate Filter , а иногда его называют сажевик – предназначенный снижать выброс частиц сажи (размер от 10 нм до 1 мкм) в атмосферу вместе с ОГ. Все современные дизельные автомобили оборудованы данным фильтром, так как принятые экологические нормы «Евро 4 и 5» предполагают обязательное его наличие.

Конструктивно может быть как простой фильтр сажи (ячеечная матрица из карбида кремния), так и достаточно сложный. Поскольку многие объединенные с каталитическим нейтрализатором ().

Конструкция и принцип действия

Сажевый фильтр выполняется из специального ячеистого фильтрующего элемента, основой которого является керамика, помещенная в металлический корпус. Керамическая фильтрующая система состоит из большого количества микроскопических каналов, попеременно закрытых то с одной, то другой стороны, а стенки имеют пористую структуру, через которые проходит газ, но не может просочиться сажа. Ответ на вопрос где находится сажевый фильтр, очевиден: он встраивается в выхлопную систему автомобиля, а вот точное расположение уже зависит от конкретной модели.

Принцип действия данного устройства довольно прост. Отработанные газы просачиваются через пористую структуру фильтрующего элемента. При этом практически все частицы сажи остаются на входе, то есть в виде выхлопа из автомобиля выходит практически чистый газ, лишенный тяжелых примесей.

Принцип работы сажевого фильтра. Пассивная и Активная регенерация.

Накопленные при фильтрации сажевые частицы создают сопротивление отработанным газам, что в свою очередь приводит к понижению мощности двигателя автомобиля. В связи с этим любой сажевый фильтр нуждается в периодической чистке от сажи. Данный процесс называется регенерацией.

Проблемы с работой сажевого фильтра

Существует два вида регенерации: пассивная и активная.

Пассивная регенерация происходит без участия водителя (происходит незаметно). Мелкие отложения сгорают при температуре около 350 градусов. Такая чистка может сопровождаться резким дымлением. Но чтобы достигнуть этакого нужного температурного режима необходимо периодически давать поработать дизельному двигателю на оборотах более 2000 об. продолжительностью 5 - 10 мин. Такой вид регенерации выполняется каждые 500 - 700 км пробега.

Поскольку в городских условиях, какой режим вождения возможен не всегда, происходит постепенное засорение с последующим выходом из строя.

В связи с этим водители часто периодически добавляют в топливо специальные присадки позволяющие сгорать саже при меньших температурах около 450 °C. Применение другого вида восстановления работоспособности сажевика вызывается загоранием на приборной панели соответствующего заначка, а при диагностике выскочит ошибка.

Значок сажевого фильтра (он же неисправность выхлопной системы) загорается в нескольких случаях: когда требуется активная регенерация элемента выхлопной системы или если он уже пришел в негодность.

Активная регенерация сажевого фильтра происходит при температурах более 600 градусов (ЭБУ защёт данных с датчиков сам производит необходимые процедуры), таких как:

• поздний впрыск топлива;
• дополнительный впрыск;
• используется дополнительный нагревательный элемент перед фильтром;
• впрыскивается топливо перед фильтром;

Именно при таких процедурах выхлоп нагревается до такого значения при максимальной нагрузке дизельного двигателя. После такой регенерации работоспособность сажевого фильтра восстанавливается.

Аварийная регенерация не запускается, если фильтр заполнен сажей боле определенного значения (около 68 гр).

Но как бы там ни было, ресурс фильтра отработанных газов составляет около 250 тыс. км пробега. А как долго не понадобится полное удаление или замена сажевого фильтра зависит от качества топлива и смазочных материалов.

Симптомы засорения сажевого фильтра

Когда фильтр очистки сажи засорен или полностью вышел из строя, то о его состоянии водителю будут сигнализировать такие признаки:

Особенности эксплуатации

Довольно часто причиной поломки сажевого фильтра становятся неисправные клапана EGR. В современных автомобилях электронные системы управления автоматически подсчитывают количество завершенных циклов регенерации и при необходимости извещают водителя о необходимости замены фильтра. В любом случае для нормальной эксплуатации сажевика необходимо использовать качественное топливо (содержание серы не должно превышать нормы), отвечающее требованиям стандарта Euro-4,5. Также владельцам автомобилей оборудованных таким фильтром не стоит заливать био-дизель.

В автомобилях оборудованных сажевым фильтром очень важно использовать ту марку масла, которая преднаписана в инструкции заводом изготовителем. Когда она не соответствует то вероятность его выхода из строя через засор продуктами угара масла, очень высока.

Стоит помнить что авто с сажевым фильтром требует определенных правил обслуживания и эксплуатации.

Удаление или отключение сажевого фильтра требует программного вмешательства.

Особенности ремонта

В большинстве случаев сажевые фильтры не являются ремонтируемыми устройствами, но при этом они размещаются под днищем автомобиля или возле двигателя, поэтому их замена не выглядит сложной задачей, но довольно дорогостоящая. Именно поэтому основная масса автовладельцев обращаются на СТО с целью вырезать фильтр очистки выхлопных газов, нарушая тем самым экологические нормы выбросов вредных веществ в атмосферу. На некоторых машинах сажевый фильтр можно вовсе отключить (если не установить дополнительный резонатор, то появится громкий звук выхлопа), но только там, где его наличие и состояние не контролируется электроникой. Такой выход из ситуации называется чип-тюнинг.

Связанные термины

Соблюдение норм экологичности нередко оборачивается для владельцев транспортных средств дополнительными проблемами, обусловленными сложностью конструкции отдельных узлов и агрегатов машины. В частности, сажевые фильтры, устанавливаемые на современные дизели, со временем забиваются и быстро приходят в негодность, из-за чего в работе машины появляются определенные сбои. Что же делать в таком случае? Тут выхода два: либо удалить сажевый фильтр, либо прочистить, но многие автомобилисты почему-то выбирают первый вариант.

Почему удаляют сажевый фильтр

Сильно загрязненный сажевый фильтр отрицательно сказывается на работоспособности всего автомобиля, а какому владельцу понравится, что у его машины уменьшилась тяга, заметно вырос расход топлива, и к тому же постоянно светятся надоедливые контрольные лампочки. Конечно, можно решить вопрос заменой детали, но за это нужно будет заплатить достаточно приличную сумму. В такой ситуации единственным разумным выходом, по крайней мере с точки зрения многих автолюбителей, является полное удаление сажевого фильтра с автомобиля, вот только не все задумываются о возможных последствиях.

По утверждениям специалистов, мнение о том, что извлечение этой детали благоприятно сказывается на «самочувствии» железного коня – не более чем миф, ведь даже несмотря на временные улучшения динамики, со временем все равно появятся проблемы.

Методы удаления сажевого фильтра

Удалить сажевый фильтр со своего автомобиля можно двумя путями: посредством физического удаления всех компонентов детали или же с помощью программной деактивации, что является более грамотным подходом к вопросу.

В первом случае необходимо добраться до места размещения DPF и с помощью болгарки вырезать блок с самим фильтрующим элементом и катализатором. После этого на их место устанавливается специальный пламегаситель или приваривается обычный кусок трубы. Монтаж пламегасителя позволяет повысить долговечность выхлопной системы, в частности, и глушителя. Более того, благодаря этому устройству значительно увеличивается мощность мотора, а звук выхлопа становится намного тише.

Программное удаление сажевого фильтра на дизеле считается более гуманным методом демонтажа детали. Его используют, когда хотят избежать появления ошибок в работе ЭБУ двигателя, что достигается путем добавления датчика измерения температуры выхлопа и лямбда-зонда в кусок приваренной металлической трубы. Также после удаления сажевого фильтра придется выполнить чип-тюнинг автомобиля, что ликвидирует продукты сгорания черного цвета.

Выполнив указанную процедуру, вы заметите снижение «капризности» мотора в плане обслуживания, хотя о гарантии от производителя придется забыть. Процедура удаления DPF на станции технического обслуживания обойдется примерно в 25-30 тысяч рублей, однако все зависит от сложности работы и расположения самого элемента.

Что будет, если удалить фильтр

Удалив забитый фильтр со своего транспортного средства, вы, конечно, решите проблему с мощностью и расходом топлива, но в то же время появятся некоторые другие неточности в работе автомобиля. Посторонние звуки при работающем силовом агрегате и некорректное отображение состояния детали – это лишь немногие из них. Система будет видеть, что сажевый фильтр не засоряется, а такого просто быть не может, затем решает, что он попросту неисправен, и переводит автомобиль в «аварийный» режим. Чтобы избежать всех этих нюансов, следует перепрограммировать (или, как в народе говорят, «перепрошить») блок управления, иначе ЭБУ постоянно будет выдавать коды неисправностей. Существует два основных варианта, как можно это сделать.

В первом случае, возьмите «прошивку» той версии транспортного средства, на который сажевый фильтр не устанавливался, и загрузите ее в свой блок управления. Однако никто не может точно знать, чего еще нет в этой прошивке, и какие последствия удаления сажевого фильтра здесь «вылезут». Вполне вероятно, что штатные параметры автомобиля не смогут «ужиться» с новыми изменениями, вследствие чего может перестать работать или любая другая функция, которой не было в старой программе.

Скачать нужную прошивку можно в сети Интернет, но в этом случае предугадать результат будет вообще невозможно. Если такая прошивка и проработает какое-то время, то никто вам не сможет гарантировать ее исправное функционирование спустя год. Плавающие обороты, вечно трясущаяся стрелка спидометра и неравномерный впрыск – далеко не все возможные последствия использования некачественного программного обеспечения.

Самый лучший вариант решения проблемы с ПО – это установка программ, которые использует завод-изготовитель, но дополненных некоторыми изменениями, вносящимися опытным программистом. Такое программное обеспечение загружается в чип-блок управления посредством специального устройства – программатора.

Знаете ли вы? Сажевый фильтр – это разработка специалистов концерна Peugeot, которые установили первый в истории сажевый фильтр на свой автомобиль 607 модельного ряда 2000-го года.

Существует и еще один способ избежать проблем, связанных с удалением сажевого фильтра. От вас требуется установить эмулятор, который бы имитировал наличие в системе машины нового сажевого фильтра. Такое электронное устройство посылает сигналы, идентичные сигналам реального фильтра, таким образом, обманывая бортовой компьютер.

Преимущества и недостатки удаления фильтра

Зачем удалять сажевый фильтр, вы уже узнали, но всегда следует учитывать не только преимущества, но и недостатки любого выполняемого действия. К положительным моментам изъятия сажевого фильтра следует отнести:

увеличение мощности и тяги двигателя (удается добиться благодаря снижению сопротивления в выхлопной трубе);

Отсутствие необходимости в дорогостоящем обслуживании и очистке фильтра;

Экономию ресурсов мотора вследствие отсутствия процессов регенерации;

Отсутствие всплывающих ошибок, которые связаны с работой сажевого фильтра.

Что касается недостатков, то их не так уж и много. Основной – автомобиль перестает соответствовать нормам стандартов Евро-4/Евро-5, а это значит, что техосмотр машина уже не пройдет, по крайней мере, без дополнительных материальных трат. Правда, если посмотреть на проблему с другой стороны, то этот нюанс окажется не столь значительным, особенно в сравнении со стоимостью процедуры замены детали. Не надо забывать и о вышеописанных технических проблемах, связанных с отсутствием сажевого фильтра, которые появляются в результате его удаления из транспортного средства.

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.

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:

• поздний впрыск топлива;
• дополнительный впрыск топлива на такте выпуска;
• использование электрического нагревателя перед сажевым фильтром;
• впрыск порции топлива непосредственно перед сажевым фильтром;
• нагрев отработавших газов микроволнами.

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

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:

• оксиды азота вступают в реакцию с кислородом в присутствии катализатора с образованием диоксида азота;
• диоксид азота вступает в реакцию с частицами сажи (углеродом) с образованием оксида азота и угарного газа;
• оксид азота и угарный газ вступают в реакцию с кислородом с образованием диоксида азота и углекислого газа.

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

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.

Как и бензиновые двигатели, дизельные моторы оборудуются фильтром очистки отработанных газов. Но, поскольку принцип воспламенения топлива у двигателей этих двух типов разнится, то и фильтры отработанных газов у дизельного и бензинового мотора существенно отличаются друг от друга.

Стоит отметить, что, если каталитические нейтрализаторы отработанных газов устанавливаются в систему выхлопа бензиновых моторов уже давно, то сажевые фильтры стали устанавливаться в обязательном порядке на дизельные моторы гораздо позже – после введения в действие экологических нормативов Евро-5.

Из самого наименования устройства понятно, что его основной задачей является фильтрация выхлопа мотора от содержащихся частиц сажи. Сажевый фильтр современного дизеля задерживает до 90% количества сажи, содержащейся в выхлопе. Внешне сажевый фильтр являет собой небольшой металлический цилиндр, наполненный особым жаропрочным керамическим материалом. Благодаря ячеистой структуре керамического наполнителя фильтр задерживает мельчайшие частицы, образующиеся в результате сгорания. Фактически, сажевый фильтр это – часть глушителя, предназначенная для очистки выхлопа.

Принцип работы сажевого фильтра

Работу сажевых фильтров принято разбивать на два этапа: непосредственно фильтрация отработанных газов (захват сажи) и регенерация фильтра. На этапе захвата сажи внутри фильтра, в отличии от каталитического нейтрализатора бензинового мотора, не происходит никаких сложных химических или физических процессов. Особая мелкоячеистая керамическая структура внутренней части фильтра просеивает выхлопные газы, задерживая на своих стенках частицы сажи. При этом даже самые эффективные фильтры не способны полностью исключить попадание сажи в атмосферу, пропуская микрочастицы размером от 0.1 до 0.5 мкм. Впрочем, содержание частиц такой величины в выхлопе дизельного мотора не превышает 5-10%.

Естественно, что со временем количество уловленной сажи в фильтре достигает критического показателя – фильтр забивается все больше и больше, и после определенного момента это начинает сказываться на производительности работы силового агрегата в целом: падает мощность мотора, повышается топливные расход. На очистку или регенерацию сажевого фильтра направлен второй этап работы устройства. В отличии от процесса фильтрации этап регенерации фильтра является весьма сложным процессом. Регенерация сажевых фильтров реализована разными автопроизводителями по-разному. Правда, суть всех этих решений едина – очистка ячеек фильтра от забившейся сажи.

В большинстве случаев сажевый фильтр представляет собой комбинированной устройство, объединяющее противосажевый фильтрующий элемент и каталитический нейтрализатор вредных отработанных газов. Типичным примером являются сажевые фильтры, применяемые на своих автомобилях компанией Volkswagen. Таким образом, разработчики не только реализуют требования по очистке выхлопа, но и обеспечивают процесс очистки фильтрующего противосажевого элемента. Устройство комбинированного фильтра таково: внутри корпуса фильтра располагаются жаропрочные ячейки из карбида кремния с каналами минимального сечения. Эти ячейки являются фильтрующим элементом, борющимся с сажей. Внутренние боковины корпуса фильтра изготовлены из специального каталитического материала (как правило, титана), способствующего окислению и сгоранию угарного и углекислого газов. Дополнительная функция нейтрализатора в данном случае заключается в его способности разогревать сажевый фильтр до температуры порядка 500 °С. Как правило, такой температуры вполне достаточно для того, чтобы скопившиеся частицы сажи просто выгорели сами собой, очистив тем самым ячейки фильтра. Такой процесс принято называть пассивной регенерацией сажевого фильтра.

Однако эффективность пассивной регенерации сажевого фильтра на дизеле достигается только при относительно длительной работе мотора под нагрузкой, например, в продолжительной поездке по загородной трассе на высоких скоростях. Ведь только тогда в фильтре достигается высокая температура, достаточная для выжигания накопившейся сажи. Если заполнение сажей достигло критического уровня, а разогреть фильтр не удается в силу недостаточной нагрузки на двигатель (езда на короткие расстояния или нечастое передвижение по городу), но при этом датчики фиксируют засорение фильтра сверх допустимой нормы, запускается процесс активной очистки сажевого фильтра. Этот процесс предполагает подачу дополнительной порции топлива в цилиндры двигателя вслед за основной частью солярки. Затем перекрывается клапан EGR, а при необходимости электроника временно меняет алгоритм стандартного управления геометрией турбины. Не прогоревшая топливная смесь попадает в катализатор сквозь впускной коллектор, после чего происходит дожиг смеси, существенно повышающий температуру выхлопных газов. Поступающие в сажевый фильтр выхлопные газы достигают 500-700°С и моментально выжигают из забившихся ячеек фильтра сажу.

Очевидным свидетельством запуска процесса активной регенерации фильтра будут неожиданные кратковременные выхлопы черного дыма. При этом приборы покажут моментальное и непродолжительное повышение оборотов мотора на холостом ходу с одновременным всплеском топливного расхода. Стоит отметить, что вся процедура принудительной очистки полностью автоматизирована и не требует вмешательства владельца машины. Электроника считывает данные с датчиков, установленных до фильтра и после него, при восстановлении нужного уровня давления процесс активной регенерации заканчивается, а работа двигателя возвращается в штатный режим.

Некоторые производители, не использующие комбинированные устройства очистки выхлопа дизельного мотора, применяют фильтры с отдельным катализатором. Здесь очистка фильтра происходит посредством автоматического впрыска в топливо специальной присадки. При наполнении сажевого фильтра и падении мощности мотора система впрыска нагнетает присадку в топливо. После сгорания такой смеси в выхлопной системе достигается чрезвычайно высокая температура, превышающая 600 °С. Кроме того, активное вещество присадки при сгорании с соляркой не распадается, а попадает в раскаленный сажевый фильтр, где, сгорая, поднимает температуру до 900 °С, обеспечивая мгновенное выжигание сажи и быструю очистку фильтра. Учитывая кратковременность воздействия сверхвысокой температуры и прочность материалов, из которых изготавливаются фильтры, система выхлопа не разрушается.

Удаление сажевого фильтра – способы и последствия

К сожалению, частая регенерация негативным образом влияет на двигатель машины. Во время регенерации обогащенная топливная смесь сгорает не полностью и попадает в моторное масло. В результате масло разжижается, увеличиваясь в объеме. Защитные и смазывающие свойства масла снижаются, кроме того, жидкое масло легко преодолевает уплотнения, вызывая риск попадания в интеркулер и цилиндры.

Срок службы сажевых фильтров достигает 110-120 тыс. км пробега автомобиля. Однако, учитывая низкое качество отечественной солярки, нередки случаи, когда замена фильтра на новом автомобиле требовалась уже через 25-30 тыс. км пробега. В зависимости от модели машины стоимость фильтра для выхлопной системы дизельного мотора колеблется в интервале от 900 до 3000 евро.

Эффективной альтернативой замены сажевого фильтра будет его удаление. Удалив фильтр, владелец машины избавит себя от проблем, связанных с регулярными засорами и необходимостью очистки устройства. Тяговые характеристики такого автомобиля заметно возрастают, а топливный расход уменьшается. Кроме того, отпадает необходимость применения специальных моторных масел, требующихся для автомобилей с сажевыми фильтрами. Что касается возможных негативных последствий удаления фильтра, то при правильном демонтаже устройства помимо возрастания вредных выбросов продуктов сгорания топлива до уровня требования Евро-3 ничего страшного с автомобилем не произойдет.

Сегодня многие автосервисы предлагают услугу удаления сажевого фильтра. Однако доверяться «гаражным» специалистам довольно опасно. Подобный вариант чреват повреждением датчиков системы выхлопа, что приводит к включению аварийного режима работы автомобиля и последующему ремонту. Чтобы правильно удалить сажевый фильтр, необходимо выполнить несколько шагов, включая предварительную компьютерную диагностику, перепрограммирование ЭБУ и последующий технический демонтаж устройства.