Устройство сажевого фильтра и принцип работы

Виды регенерации — способы очистки

По сути сажевый фильтр представляет собой емкость, заполненную веществом с пористой структурой (чаще всего используется керамика). При прохождении выхлопных газов через эти «соты» сажа и гарь оседают на порах наполнителя.

Со временем поры закупориваются и прохождение выхлопных газов затрудняется, что приводит к увеличению расхода топлива и снижению мощности двигателя, повышается риск возникновения различных неполадок.

Для восстановления свойств фильтра производится процедура регенерации, которая может быть двух типов:

1. Активный. Очищение пор происходит за счет повышения температуры внутри фильтра до 600-1000 градусов Цельсия. При такой температуре сажа полностью сгорает.
2. Пассивный. Здесь удаление сажи происходит также за счет ее сгорания, но протекает горение при температуре около 350°С (это нормальная температура отработанных газов дизеля). Для окисления сажи нужен специальный катализатор, понижающий температуру реакции – например, платина в фильтрах компании Volkswagen (те самые сажевые фильтры с каталитическим покрытием, которые упоминались ранее).

Активная регенерация требует выполнения специальных процедур со стороны автовладельца, а пассивная происходит без какого-либо участия водителя авто.

Если регенерация не имеет нужного эффекта, то всегда можно просто промыть фильтр. Промывка сажевого фильтра
выполняется после его снятия с автомобиля. Агрегат помещают в специальный химический состав на некоторое время, а потом пропускают этот же состав через фильтр под давлением.

Как запустить регенерацию сажевого фильтра

Повысить температуру внутри сажевого фильтра для полного сгорания сажи можно одним из следующих способов (активная регенерация):

1. Введение в топливную смесь специальных присадок (чаще всего на основе церия), которые при прохождении вместе с выхлопными газами продолжают гореть. При этом снятия самого узла автомобиля не требуется. Недостатком данного метода является его низкая эффективность – способ может дать положительный эффект только при начальном этапе загрязнения (не более 2000 – 3000 километров с момента срабатывания индикатора ошибки на панели бортового компьютера).
2. Запуск особой процедуры работы двигателя через блок электронного управления авто. В этом случае снижается подача воздуха, топливо впрыскивается на такте выпуска (то есть попадает несгоревшим в систему отведения выхлопных газов). В отдельных моделях автомобилей применяются оригинальные технологии, например, дополнительно вводится присадка, или снижается отток сгоревших газов и т.п.

Если регенерация не помогает – необходим ремонт сажевого фильтра
.

Его снимут, разберут и почистят вручную или полностью заменят в мастерской. Конечно, это можно сделать и своими руками, но лучше довериться специалистам.

Запускается процедура регенерации чаще всего без участия пользователя:

1. Срабатывает датчик повышения уровня сажи в фильтре.
2. В процессе движения блок управления самостоятельно повысит обороты, понизит приток воздуха и прочистит сажевый фильтр.

Но, если попытки прочистки не увенчаются успехом, или уровень сажи будет критическим, то блок управления откажется от попыток очистки и высветит ошибку.

В этом случае можно будет попытаться запустить процедуру самостоятельно через сервисное меню электронного блока управления (ЭБП) и следовать указаниям системы (если не поддерживается автоматический режим управления оборотами).

Все зависит от модели автомобиля и прошивки ЭБП. В отдельных случаях может потребоваться знание сервисных кодов или подключение внешних устройств диагностики.

Какая жидкость поможет для регенерации сажевого фильтра дизельного авто

Если вы не стали обладателем авто с сажевым фильтром с каталитическим покрытием или встроенной автоматической процедурой регенерации, то всегда можно прибегнуть к использованию спецприсадок.

Попытаться восстановить сажевый фильтр можно, например, с помощью универсальных средств:

1. Катализаторы регенерации от компании ARDINA — Diesel Particulate Filter Regeneration Aid (заливаются в бак с топливом как присадка).
2. Liqui Moly Pro-Line Diesel Partikelfilter Reiniger – очиститель, который требует принудительного впрыска, после применения его необходимо нейтрализовать другим раствором (Pro-Line Diesel Partikelfilter Spulung).
3. Liqui Moly Diesel Partikelfilter Schutz – еще одна присадка, выступающая катализатором.

ВИДЕО ОПИСАНИЕ Если в автомобиле используется оригинальная присадка (для автоматической подачи из специального бака в режиме регенерации сажевого фильтра), то заказывать ее стоит у официальных дилеров.

Ресурс сажевого фильтра и вопроса обслуживания

Несмотря на простоту конструкции, сажевые фильтры имеют условно ограниченный эксплуатационный ресурс. Почему ограничения условны мы скажем далее. Если пассивная и активная регенерация происходят вовремя, спустя примерно 100-130 тысяч километров пробега сажевый фильтр приходит в негодность . При правильном обслуживании, а также подборе походящего масла и его регулярной замене критическое загрязнение устройства можно будет диагностировать спустя 200 и более тысяч километров . Вот что указывает на сильное загрязнение устройства:

• Срабатывание сигнала о неисправности сажевого фильтра на приборной панели;
• Существенное снижение тяги мотора при увеличении расхода горючего;
• Слишком медленное снижение уровня моторного масла;
• Появление странных звуков (обычно шипение) по ходу работы двигателя.

Сажевый фильтр можно очистить и эксплуатировать дальше, однако его эффективность все равно снизится вследствие длительной эксплуатации. Ощутимо падает эффективность фильтров с каталитическим покрытием. Причины кроется в том, что не все составляющие сажи ( золы в частности) полностью прогорают при активной регенерации. Если вы хотите увеличить ресурс фильтра, то стоит также помнить об этом:

• Процесс регенерации не стоит прерывать, если он уже начался;
• Фильтр не регенерирует при коротких поездках;
• Неисправный клапан EGR может снизить эффективность регенерации;
• Каждый из датчиков в сажевом фильтре должен исправно работать.

Обслуживание сажевого фильтра по силам даже начинающему автолюбителю, хотя стоит отметить, что профессионалы, располагающие специальными аппаратами и дорогостоящей химией, справляются с этой работой лучше. Найдите в магазине автохимии средство для чистки сажевых фильтро в. Отлично подходят средства от Liqui Moly и Wynn’s . Дальнейшие действия:

• Снять сажевый фильтров и поставить его в устойчивую емкость;
• Залить в фильтр средство для очистки;
• Подождать 8-12 часов (точное время указывается на таре со средством);
• Слить очиститель из агрегата и промыть его чистой водой;
• Дать фильтру высохнуть и установить на автомобиль.

Учтите, что средство не удалит всю сажу, золу и смолы. Кроме того, поры так и останутся черными – этот цвет становится для сажевого фильтра нормальным даже после непродолжительной эксплуатации. Не рекомендуем пользоваться «народными» средствами. Лучше купить специализированное средство в магазине. Средний расход средства для очистки составляет около 4 литров .

Промыть сажевый фильтр можно и без снятия. Для этого необходимо подготовить следующее: распылитель с трубкой, средство для промывки, ополаскиватель, инструмент для демонтажа датчика. Как вы уже наверняка поняли, придется выкрутить датчик температуры – так у вас появится доступ «внутренностям» фильтра. Учтите, что обычные средства для очистки производятся из нефтепродуктов, а их использования для промывки фильтра без демонтажа категорически запрещено . Подберите средство без нефтепродуктов, желательно с щелочным составом. Понадобится около литра жидкости . Вот что нужно сделать:

• Запустить двигатель, дать выхлопной системе прогреться до температуры порядка 40-50 °C, а затем заглушить двигатель;
• Выкрутить датчик температуры или давления перед фильтром;
• При помощи распылителя ввести в фильтр один литр очищающей жидкости следующим образом: распылять 10 секунд, ожидать 10 секунд, повторить;
• После распыления чистящего средства приступить к распылению ополаскивателя (смывающего состава) с аналогичными временными промежутками;
• Установить датчик на место, запустить двигатель и инициировать прожиг сажевого фильтра (можно просто давать нагрузку с течение 20 минут).

По ходу распыления очистителя старайтесь поддерживать давление от 6 до 8 бар, а также продвигать носик распылителя внутрь фильтра и вращать его вокруг оси – так средства точно распределяться по устройству и произведут качественную очистку. Сразу отметим, что такой способ очистки DFP является наименее эффективным . Прибегать к нему можно в том случае, если загрязнение не слишком сильное и вы хотите произвести быстрое обслуживание сажевого фильтра с минимальными затратами чистящих и промывочных средств.

Очистка сажевого фильтра дизельного двигателя

Они нередко способны достигать достаточно высокой температуры для сажи во время пассивной регенерации фильтра DPF. Даже если у водителя автобуса действительно есть время, чтобы активировать вынужденную статическую регенерацию, он вряд ли пойдет на это, так как запуск активной регенерации достаточно время затратный процесс.

Выход из DPF, частично заблокированного на весь день работы, повлечет последствия не только для двигателя, но и для фильтра DPF, что приведет к увеличению выбросов и сокращению диапазона. Хорошо известно, что предположительный срок службы DPF в этом случае значительно уменьшится, если он не обслуживается должным образом.

Одной из причин является накопление золы, которая является основным драйвером внутреннего потребления материала в фильтре DPF, особенно когда регенерация DPF может быть осуществлена только посредством активных и принудительных циклов.

В то время как служба DPF связана с расходами, отчистка ее от сажи – это определенно вмешательство, требующее внимания, даже если вы отключите его на некоторое время. В конце концов, частичное закрытие лучше, чем общее.

Хотя услуга DPF является фактором снижения риска, это все же затраты для любого бизнеса. Однако если мы учитываем все затраты, связанные с расходами топлива, они меньше и их проще контролировать с помощью обычных проверок и очистки, чем, если бы они вообще не выполнялись.

Присадка для очистки сажевого фильтра

Последняя возможность не такая дорогая, как кажется на первый взгляд. Это дает вам преимущество очистки фильтров DPF, которые являются беспроблемными, не говоря уже о потоке потенциальных доходов для конкурентоспособности. Вариант капитальных вложений, очевидно, требует предварительных финансовых затрат, но возврат происходит быстро и обеспечивает гораздо большую гибкость.

Если автобус отправляется на базу, такие сервисные услуги идеально вписываются в сжатые сроки.

Решение для очистки фильтра DPF

Подобрав выгодное сервисное решение для очистки фильтра DPF, вы можете комбинировать процесс очистки с другими ремонтными работами, чтобы как можно скорее вернуть автобус на маршрут и получить возможность ремонтировать транспортные средства, у которых есть ранние признаки проблем с фильтром DPF.

Одним из таких решений является Series Hartford DPF300. Это мощное пневматическое устройство, использующее запатентованные воздушные ножи, которые одновременно проходят сверху и снизу фильтра DPF. Это позволяет проверять фильтры DPF для потока до и после воздушной и термической очистки (хотя только один из шести требует термической очистки), даже перед использованием сжатого воздуха, если DPF особенно забивается сажей.

С помощью этого устройства весь процесс занимает менее одного часа от извлечения фильтра DPF до установки на место. DPF300 Master Series – уникальный инструмент для дополнительной идентификации дефектов в фильтре DPF.

Фильтр DPF может иметь много неисправностей, и каждая может указывать на другие сбои в транспортном средстве, которые требуют внимания. В фильтре DPF помимо стандартного накопления сажи и золы могут быть также следы топлива и масла и поврежденная внутренняя структура ячейки, которая обычно не видна.

Эта дополнительная идентификация сбоев позволяет каждой базе автобусов выйти за рамки стандартного поведения, ориентированного на один метод, экономя деньги и время, затрачиваемые на восстановление полностью непродуктивного DPF.

Очистка сажевого фильтра DPF

В ответ на проблемы водителей с сажевыми фильтрами DPF на рынке появился целый ряд сервисных услуг, предлагаемых мастерскими. Они позволяют сохранить фильтр или восстановить его.

• Принудительная подача большого количества топлива — позволяет вести активный процесс подачи топлива в мастерской. Автомобиль подключается к диагностическому компьютеру, и двигатель переходит в определенный режим работы. Такая услуга стоит около 3000 рублей, а ее эффективность — средняя. Примечание — неправильная произведенная процедура может привести к возгоранию автомобиля.
• Химическая очистка DPF — намного эффективнее, чем предыдущий метод. В этом случае в сажевый фильтр DPF через датчик давления отработавших газов (перед фильтром) вводится специальный химический реагент для растворения сажи, осажденной в фильтре. Через определенное время выхлопная система должна быть промыта. В конце проводится процедура служебной очистки, как в первом пункте. Опция химической очистки эффективна и стоит от 10000 рублей и выше.

В этом случае после завершения очистки вам также необходимо заменить моторное масло с фильтром.

Обжиг DPF в индукционной печи — этот метод используется для полностью забитых фильтров. Это также самый трудоемкий метод. Сажевый фильтр должен быть удален из выхлопной системы. Вам придется разрезать его металлический корпус. Керамический картридж поступает в индукционную печь, где его обжигают при очень высокой температуре (600 — 650 ° C), что вызывает сжигание сажи. После завершения процесса фильтр проверяется и при необходимости, отправляется в печь во второй раз. Наконец, фильтр устанавливается на машину в сваренном корпусе. Обжиг фильтра занимает много времени — от 3 до 9 часов.

Цены на такие услуги начинаются от 10000 рублей. Метод очень эффективен даже с сильно засоренными фильтрами.

Замена фильтра на новый или восстановленный — если владелец автомобиля не решает восстанавливать фильтр или это не дает результатов, в таком случае фильтр заменяется на новый или восстановленный. Цена фильтра DPF зависит от модели автомобиля, но можно предположить, что хороший фильтр стоит около 25000 рублей. Более дешевую, но менее долговечную замену можно купить примерно за 1 6000 рублей.

Существует также последний метод, используемый многими русскими водителями. Это удаление фильтра DPF и использование электронного эмулятора его работы, который обманывает компьютер ЭБУ.

Вы также можете перепрошить программное обеспечение двигателя. Вам необходимо загрузить модифицированное или заводское программное обеспечение из версии автомобиля, в которой не было фильтра DPF (в случае более старых автомобилей). Цены на такие услуги начинаются с 5000 рублей и предоставляются многими компаниями в России. Профессионально выполненная такая операция означает, что автомобиль полностью исправен и намного эффективнее.

Физическое удаление фильтра DPF (и установка на место стандартной выхлопной трубы) без вмешательства в программное обеспечение стоит несколько тысяч рублей и не решает ряд проблем — через некоторое время двигатель перейдет в аварийный режим. В то же время будут проводиться процедура очистки фильтра DPF, включающие добавление дополнительных количеств дизельного масла. Это, в свою очередь, приведет к повышению уровня масла в двигателе.

Принцип работы

Сажевый фильтр призван предотвращать/минимизировать попадание сажи в атмосферу. Он является частью глушителя и основная его задача – очистка отработавших газов. Однако, не стоит сравнивать это устройство с катализатором, потому как каталитический нейтрализатор борется с выхлопными газами, тогда как фильтр – лишь с сажей в них.

Сажевый фильтр функционирует в два этапа:

I ступень – захват сажи. На данном этапе частицы сажи оседают на стенках фильтрующего элемента, которые по своему виду напоминают ячейки. При этом, сажа не остается здесь полностью, а только частицы размером более 0,5 мкм. Остальная «мелочь» выходит вместе с газами наружу, хотя процент таких осадков невелик – порядка 10%.

II ступень: регенерация. Трудоемкий процесс очищения ячеек фильтрующего элемента от сажевых осадков. Процедура проходит согласно регламенту, предписанным производителем.

Взаимодействие с каталитическим нейтрализатором

На дизеле (по сравнению с бензиновым мотором), по большей части, катализатор не применяется по причине различий систем зажигания двигателей (свечи зажигания отсутствуют). Но крупные автомобильные концерны (VW Group) активно работают в этом направлении и создают комбинированные схемы сажевый фильтр/каталитический нейтрализатор.

Конструкция совмещенного фильтра:

• боковины корпуса очистительного устройства состоят из каталитического материала (зачастую, это титан). Посредством этого происходит сгорание и окислительные процессы отработавших газов (угарный, углекислый);
• внутренние ячейки имеют каналы малого сечения (состоят из карбида кремния), которые не пропускают в атмосферу частицы сажи.

Пассивная регенерация

Имеет место быть только на совмещенном устройстве, где каталитический нейтрализатор провоцирует процесс очищения посредством высоких температур. Сажевый фильтр нагревается до 300-500О C, при которых элементы сажи окисляются и сгорают.

Происходит это следующим образом:

1. В каталитическом нейтрализаторе азот и кислород образуют химическую реакцию. Результат взаимодействия – образование диоксида азота.
2. Диоксид азота взаимодействует с сажей, и на выходе получается угарный газ/окись азота.
3. Финальная стадия: кислород образует химическую реакцию с окисью азота/угарным газом. Появляется углекислый газ и диоксид азота.

Так сажевый фильтр проходит очистку, но при условии продолжительных поездок.

Процедура очищения производится при езде на высоких оборотах двигателя. Таким образом удается достичь разогрева элемента фильтрации приблизительно до 600O С. При такой температуре проходит аналогичный описанному выше процесс химических реакций с последующим очищением ячеек.

Все, что требуется водителю при принудительной регенерации – поддерживать необходимые обороты мотора. Все остальное происходит под надзором электронной системы – считывается информация с датчиков:

• воздуха;

• температурных датчиков отработавших газов;
• датчиков давления, которые имеет сажевый фильтр.

По окончанию процедуры очистки давление возвращается к исходным показателям, что говорит о завершении регенерации.

Фильтр при отсутствии каталитического нейтрализатора и автоматическая регенерация

Сажевый фильтр может и не совмещаться с катализатором. Каталитический нейтрализатор в таком случае находится перед элементом фильтрации, и эти два устройства никак не соприкасаются. Подобную схему применяют Ford, Peugeot, Toyota и другие.

Здесь процесс очищения проходит иначе. При определенном пробеге (с точной периодичностью в несколько сотен километров) электроника автомобиля самостоятельно впрыскивает особую присадку (на основе Церия) в тяжелое топливо:

• когда сажевый фильтр забивается, система впрыска поставляет данную присадку в камеры сгорания. При выходе отработавших газов фильтрующий элемент внутри нагревается до очень высоких температур (от +650 до +750О С), что раскаляет устройство;
• церий не вступает во взаимодействие с топливом и проходит вместе с отработанными газами в устройство фильтрации. В момент соприкосновения вещества с фильтром (сетка), оно воспламеняется и повышает температуру к +900-1000 О С;
• частицы сажи окисляются и сгорают.

Данный температурный режим способствует регенерации фильтрующего элемента. Выпускной тракт остается невредимым благодаря применению в нем высокопрочных материалов.

Для топливной присадки отведена специальная емкость. Сама присадка рассчитана на 100 000 километров, хотя этот показатель может сократиться при эксплуатации автомобиля на некачественном топливе.

Сопутствующие товары

Профессиональная серия

Wynn’s DIESEL EXTREME CLEANER (Diesel Clean 3) добавка в дизельное топливо, которая обеспечивает мощную очистку топливной системы дизельных двигателей за одну заливку.

DIESEL TURBO SERVE

Wynn’s Diesel Turbo Serve, профессиональный продукт для дизельных двигателей который очищает горячую часть турбины и разблокирует лопатки изменяемой геометрии крыльчатки.

DIESEL AIR INTAKE CLEANER

Очиститель воздухоприемной системы дизельного двигателя — чрезвычайно мощное средство для очистки и удаления сажи и прочих загрязнений. Эти отложения и грязь уменьшают поступление воздуха, ухудшают работу клапана рециркуляции отработанных газов (EGR), что в итоге может привести к его неисправности. Все это приводит к неэффективному сгоранию, неровным холостым оборотам, в некоторых случаях двигатель самопроизвольно глохнет.

DPF OFF-CAR CLEANING FLUSH

Wynn’s DPF Off-Car Cleaning Flush, для профессионального использования, быстро и эффективно очищает заблокированные сажевые фильтры со снятием.

Ice Proof (АНТИГЕЛЬ)

Wynn’s Ice Proof для дизельного топлива предназначен для:
1) улучшения текучести дизельного топлива при низких температурах
2) предотвращения появление, роста и оседания парафиновых кристаллов

Diesel System Purge (Промывка топливной системы)

Wynn’s Diesel System Purge создан для устранения грязи и отложений в системах впрыска дизельного топлива. Он должен быть использован с оборудованием Wynn’s RCP, FuelSystemServe или FuelServe.

Wynn’s Dry Fuel удаляет конденсат в топливной системе (применяется для бензиновых и дизельных двигателей).

DIESEL EMISSION REDUCER (DIESEL POWER 3) для дизельных двигателей

Wynn’s DIESEL EMISSION REDUCER (Diesel Power 3) присадка в дизельное топливо, которая уменьшает выбросы сажи и очищает топливную систему.

Turbo Cleaner (Очиститель турбины)

Wynn’s Turbo Cleaner очищает и разблокирует грязные турбокомпрессоры. При распылении образуется пена, которая позволяет произвести более длительное и качественное «откисание» и очистку турбокомпрессора.

Diesel Clean-Up

Wynn’s Diesel Clean-Up концентрированный продукт для очистки дизельной топливной системы, который добавляется в фильтр тонкой очистки.

Diesel EGR 3

Wynn’s Diesel EGR 3 — аэрозольный продукт разработанный для очистки воздухоприёмной системы всех дизельных двигателей.

Как увеличить срок службы фильтра DPF?

Основное, что должен помнить водитель, — это наиболее частая езда за городом с более высокой скоростью. После каждых 150 км езды по городу автомобиль должен проехать по маршруту, скоростной автомагистрали или шоссе, и это должно занять как минимум несколько минут.

Чем чаще машина выезжает за город, тем лучше.

Что следует помнить при использовании автомобиля с DPF?

• Избегать резкого ускорения с низких оборотов, это приводит к попаданию большого количества сажи в DPF.
• Использование определенных видов топлива от проверенных заправок с низким содержанием серы.
  Использовании моторных масел, предназначенных для использования в автомобилях с фильтрами DPF — так называемые Низкое содержание золы. Это моторные масла, которые содержат небольшое количество присадок, предотвращающих износ моторного масла. Именно эти добавки вызывают образование сажи при сгорании масляной основы.

Также следует помнить о влиянии сажевого фильтра DPF на долговечность двигателя и его комплектующих. Какие элементы отрицательно влияют на долговечность сажевого фильтра?

• Изношенные поршневые кольца — они вызывают попадание моторного масла в камеры сгорания. Сгорание моторного масла является причиной образования большого количества дыма и технического углерода.
• Изношенные форсунки Common Rail — неправильное распыление топлива в камерах сгорания. Слишком много топлива по отношению к количеству воздуха вызывает сильное задымление и большое количество сажи.
• Повреждение турбокомпрессора — это может быть причиной попадания моторного масла во впускную систему и далее в камеры сгорания. Горение моторного масла вызовет больше дыма и копоти.
• Забитый воздушный фильтр — препятствует потоку воздуха в турбокомпрессор и камеры сгорания, что приводит к тому, что у них слишком мало воздуха. Сжигание слишком богатой смеси вызывает большое количество дыма и сажи.
• Поврежденный (или загрязненный) расходомер воздуха — из-за неправильных показаний компьютер ЭБУ не сможет выбрать правильное количество топлива в соответствии с количеством воздуха. Это может привести к тому, что в камеры сгорания будет впрыскиваться слишком много топлива по отношению к количеству воздуха. И это, как мы уже знаем, является причиной образования большого количества черного дыма и сажи, что забивает фильтр DPF.
• Изношенные свечи накаливания — они не могут должным образом нагревать камеры сгорания, поэтому выброс сажи намного выше, чем стандартный в первые минуты езды.

Как проверить фильтр DPF/FAP?

Есть два способа проверки загрязнённости фильтра DPF/FAP:

Как очистить DPF/FAP фильтр

Не следует использовать физическое воздействие или программное обеспечение для очистки фильтра твёрдых частиц DPF/FAP, потому что это может вызвать дополнительные побочные эффекты в работе двигателя и послужить причиной поломки фильтра – его тонкая керамическая структура легко разрушается от внезапных нагрузок или резких перепадов температур. Замена сажевого фильтра стоит достаточно дорого – до 10000 руб. Поэтому лучше всего не пытаться очистить фильтр самостоятельно, а доверить эту работу профессионалам. Очистка и промывка фильтра в этом случае обойдётся в пределах 2000 руб.

Как часто следует очищать фильтр DPF/FAP?

Регулярная проверка и своевременная очистка фильтра твёрдых частиц DPF/FAP является гарантией бесперебойной работы двигателя и минимальных затрат на ремонт и топливо.

Источник