Як прибрати фільтр сажі на дизельному двигуні. Садовий фільтр, як прибрати фільтр, сажі, плюси і мінуси видалення сажевого фільтра

Стаття про сажевий фільтр - для чого він необхідний, особливості та експлуатація деталі. Наприкінці статті – відео про пристрій та призначення сажевого фільтра.

Зміст статті:

Дизельна комплектація легкових автомобілів отримала з 2000 року додаткову деталь у системі випуску – фільтр сажі. Передбачається, що фільтруючий елемент знижуватиме високі показники викиду важких частинок і СО2 в атмосферу.

Згідно з статусом нормативу Євро-5, встановлення вузла, що фільтрує, на автомобіль обов'язкова. Агрегат дійсно знижує викид сажі в довкілля на 90%, але при цьому вимагає повноцінного чищення максимум після 20-30 тис. пробігу.

Враховуючи, що дизельне паливо російського виробництва має у своєму складі сірки вп'ятеро більше, ніж європейська солярка, процедуру чищення або повну заміну фільтра водії змушені робити через кожні 10 000 пробігів.

Класичне призначення деталі

Саджевий фільтр для дизельного двигуна знижує викид дрібнофракційних сажевих частинок, фільтруючи відпрацьовані гази. Нагар утворюється при недостатньому спалюванні палива. Хімічний склад сажі залежить від параметрів палива, найчастіше це важкі частки, вуглеводню двоокис та окис, сірки двоокис, вода, окис азоту, у різних пропорціях.

В основі деталі - керамічна болванка пористої форми, укладена в зварний металевий кожух. Встановлено вузол очищення вихлопних газів відразу за каталізатором, складаючи з ним єдину деталь. Фільтр і нейтралізатор розташовані в одному банку безпосередньо після вихідного колектора. У деяких моделях авто каталізатор окисного типу та елемент фільтрації об'єднані в один вузол. Технологічно деталь називається фільтром каталітичного типу.

Оригінальна деталь коштує досить дорого за рахунок дорогоцінного металу, що входить до структури фільтра. Іридій та платина нейтралізує відпрацьований вихлоп та затримує сажові частинки.

Осередки сажевого фільтра мають або квадратну або восьмикутну форму. Закриті з різних боків вони створюють складний прохід для відпрацьованого газу, завдяки чому новий фільтр за вимірами видає в атмосферу практично чисте повітря під високим тиском.

Агрегат у процесі експлуатації здійснює дві функції:

• фільтрація відпрацьованого палива;
• регенерація сажі.

Фільтрування- це звичайне уловлювання дрібних частинок сажі з вихлопу у процесі проходу відпрацьованого палива через комірки. Регенерація- це процес очищення поверхні осередків сажевого фільтра від нагару, що скупчився.

Відновлення фільтруючого вузла

Фільтруючі агрегати останнього покоління (з 2010 року) мають два типи відновлення сажового вузла – автоматична (пасивна) та примусова (активна).

У сучасних іномарках частіше використовують пасивну систему, що спалює нагар, використовуючи вихлоп (від 500 градусів). Це відбувається на високих швидкостях без додаткової команди ЕБУ.

Метод пасивної регенераціїполягає в тому, що виробник вигадав додавати в дизельне паливо спеціальну присадку. Цей спосіб є прийнятним, якщо автомобіль не часто використовується для заміських поїздок. Режим експлуатації в місті з частими зупинками є найбільш згубним для дизельних комплектацій.

Активне відновлення передбачає примусове нагнітання температури у вузлі повного окислення (згоряння) нальоту. Залежно від параметрів роботи двигуна різняться кілька способів примусової регенерації:

1. Пізня подача палива.
2. При випуску газів відбувається додаткове впорскування.
3. Електронагрівання.
4. Використання мікрохвиль для нагрівання відпрацьованого палива.

При заміні заводського фільтра на аналоги, коли оригінальна комплектуюча виробила ресурс, 70% випадків не рекомендується проводити примусове відновлення (регенерацію). Неоригінальна комплектуюча часто просто спалахує, моторний блок йде в рознесення.

Інженери Volkswagen найчастіше встановлюють на свої моделі очисник з каталітичної оболонкою (покриттям). Винятком є ​​моделі мікроавтобуса Транспортер, які стоять першими у черзі в автосервісі для зняття цього вузла. Після пробігу в 30 000 ніяка регенерація вузла, чищення, промивання тощо цим автомобілям не допомагають. Аналоги виходять з ладу вже за 5 000 км.

Садовий вузол з каталітичним покриттям встановлюється відразу після компресора турбіни і становить один агрегат з каталітичним нейтралізатором у загальному корпусі. При заміні або зміні на полум'ягасник вибиваються обидві деталі. В основі вузла - керамічна пориста банка, стінки осередків якої покриті шаром платини, іридію, оксиду церію та алюмінію.

Фільтруючий вузол з покриттям з каталітичного матеріалу може відновлюватися пасивно та активно.Пасивне відновлення відбувається щохвилини у процесі роботи двигуна на високих оборотах за рахунок температури вихлопу (не менше 500 градусів).

Активне відновлення здійснюється через додатковий підігрів сажового вузла, або з додатковим уприскуванням на різних тактах, або з підключенням додаткових вузлів. Активне очищення відбувається протягом 10 хвилин після обробки даних ЕБУ від датчиків вихлопної системи. За основу беруться показники:

• витрата повітря;
• температура газу до та після фільтруючого вузла;
• параметри перепаду тиску в каталізаторі

При заміні фільтра на пламегасник завжди проводиться перепрошивка ЕБУ як процес роботи фільтра в штатному режимі, і на запуск активної регенерації.

Розробниками конструкції очищувача вихлопних газів є концерн Пежо-Сітроен. За основу інженери взяли церієву присадку, яка забезпечує згоряння сажі за середніх температур (від 450 градусів). Ця конструкція встановлюється після каталізатора і є окремим вузлом.

Паливна добавка об'ємом до п'яти літрів розташовується в окремій ємності, яка вбудована або в паливний бак або винесена в підкапотний простір. Об'єму в 5 літрів достатньо на пробіг від 150 000 – 180 000 км. Замір рівня присадки аналогічний перевірці рівня гальмівної рідини на основі поплавця зі шкалою. Подача добавки відбувається під час наповнення паливного бака пропорційно.

Саджовий фільтр, як і каталізатор - безумовно, потрібний агрегат в автомобілі, але оскільки проблем з обслуговуванням, заміною вузла достатньо, водії вважають за краще видаляти штатний вузол після вироблення ресурсу. При цьому варто запам'ятати, що видалення каталізатора і фільтра, так само як і заміна його на пламегасник - адміністративно каране дію. Ризикувати чи ні – вибір індивідуальний.

Відео про пристрій та призначення сажевого фільтра:

У 2004 році в Європі було запроваджено норми Євро-4, відповідно до яких у всіх нових автомобілях наявність сажевого фільтра є обов'язковою. Сам же елемент застосовується у вихлопних системах автомобілів з 2001 року, проте тоді лише деякі виробники встановлювали його. Так що це - фільтр сажі на дизелі, для чого він потрібен? Давайте визначимо призначення даного елемента, його роботу та спробуємо зрозуміти, чому багато автовласників взагалі видаляють його із системи.

Що це – сажовий фільтр на дизелі?

Це елемент вихлопної системи автомобіля, що знижує викид сажових частинок в атмосферу. Його використання знижує вміст сажі у вихлопних газах на 80-100%. У боротьбі за чистоту навколишнього середовища усі автомобілі, що виробляються в Європі, з 2004 року мають оснащуватися подібним фільтром.

Залежно від конструкції, цей пристрій може бути окремим елементом вихлопної системи, а може з'єднуватися з каталітичним нейтралізатором, хоча принцип від цього не змінюється.

Робота

Робота сажового фільтра заснована на двох послідовних етапах: фільтрація сажі та подальша регенерація. Під час фільтрації сажа осідає на стінках, а очищені вихлопні гази викидаються в атмосферу. При цьому частинки розміром 01-1 мкм можуть проходити крізь фільтр. Їхня частка становить близько 5% від загального числа. Втім, для людини є небезпечними саме вони.

Частини сажі, що накопичилися всередині, можуть створювати перешкоду для проходу відпрацьованих вихлопних газів, через що потужність двигуна падає. Тому періодично проводиться регенерація фільтра сажі. Залежно від передбаченої виробником конструкції, процес регенерації може проходити по-різному. Тепер, коли ми розуміємо, що це сажовий фільтр на дизелі, можна детальніше розглянути питання регенерації.

Каталітичне покриття – що це?

Фільтр, якщо він об'єднаний із нейтралізатором, має каталітичне покриття. Подібні пристрої використовуються на машинах марки Volkswagen та інших закордонних виробників. Встановлюються вони за випускним колектором, неподалік двигуна - у місці, де температура вихлопних газів є практично максимальною.

Основний конструктивний елемент цього фільтра – матриця, виготовлена ​​з кераміки. Вона має своєрідну комірчасту структуру, яка складається з каналів малого перерізу, почергово закритих з обох боків. Стінки каналів є пористими та виконують функцію фільтра. На поверхню стінок наноситься титан, який виступає у ролі каталізатора. Вся ця матриця міститься в корпус.

Коли гази, що відпрацювали, проходять через даний фільтр, більшість частинок сажі затримуються на стінках матриці, а титановий каталізатор сприяє окисленню вуглеводнів, які не згоріли в камері згоряння двигуна.

Активна та пасивна регенерація

Як відомо, регенерація фільтра саду може бути активною або пасивною. При останній окислення сажі відбувається безперервно за рахунок високої температури та дії каталізатора. При пасивній регенерації ланцюжок утворень виглядає так:

1. Оксиди азоту реагують з киснем, у результаті утворюються діоксиди азоту.
2. Потім новостворена речовина вступає в реакцію з сажею (вуглецем), що призводить до утворення чадного газу та оксиду азоту.
3. Чадний газ та оксид азоту взаємодіють з киснем, і в результаті з'являється діоксид азоту та вуглекислого газу.

Якщо двигун працює на низьких оборотах, температура газів буде невисокою, через що пасивна регенерація не відбувається. У цьому випадку буде здійснено примусову або активну регенерацію. Вона здійснюється за температури 600-650 градусів. Досягаються такі температури за допомогою системи керування двигуном. При цій температурі сажа згоряє, тобто вступає в реакцію з киснем при подальшому утворенні вуглекислого газу.

Датчики системи

Для роботи фільтра сажі в "Мерседесі" або інших автомобілях передбачені цілі системи управління і датчиків:

1. Витратомір повітря.
2. Датчик тиску в фільтрі сажі.
3. Датчик температури газів до фільтра сажі і після нього.

За отриманими результатами комп'ютер автоматично впорскує додаткові обсяги палива в камеру згоряння, знижує подачу повітря та навіть припиняє рециркуляцію вихлопних газів. Усе це веде до підвищення температури вихлопу до значення, у якому регенерація можна здійснити.

Автоматична регенерація

Концерни Peugeot та Citroen розробили фільтр з автоматичною регенерацією. Їх встановлюють окремо від каталітичного нейтралізатора. У цій конструкції використовується метод регенерації, який заснований на впорскуванні в паливо спеціальних присадок, що підвищують температуру вихлопних газів. Такий самий спосіб реалізується у фільтрах інших виробників (Ford або Toyota, наприклад).

Тут він працює наступним чином: коли фільтр максимально заповнений частинками сажі, система робить автоматичне впорскування в паливо спеціальної присадки з вмістом церію в складі. Цей елемент при згорянні виділяє велику кількість тепла.

Присадка може впорскуватися по сигналу комп'ютера кілька разів. Перший раз упорскування здійснюється на такті упорскування палива. При цьому гази, що відпрацювали, розігріваються до високої температури і нагрівають матрицю фільтра до 700 градусів. Потім упорскування присадок здійснюється на такті випуску газів. При цьому церій не згоряє, а разом із газами потрапляє у фільтр сажі. При попаданні на розпечену матрицю паливо з церієм спалахує, і температура сягає 1000 градусів. При цьому сажа згоряє і таким чином здійснюється регенерація фільтра. Зазначимо, що хоча температура тут дуже висока, руйнування матриці та самого фільтра не відбувається.

Сама присадка із церієм зберігається в окремій ємності. Однієї заправки вистачить у середньому кілька років роботи (близько 80000 пробігу). Зазвичай фільтр сажі на дизель, ціна якого є високою і варіюється в діапазоні 20-100 тисяч рублів (залежить від моделі), стійкий до застосування палива низької якості, проте в даному випадку витрата присадки може бути збільшений через велику утворення сажі.

Видалення фільтра сажі та наслідки на дизелі

Ці пристрої виходять із ладу досить часто. Враховуючи високу їхню вартість, деякі власники автомобілів не хочуть платити за них гроші. Та й навіщо, якщо без них машина нормально їздить? Наприклад, на машинах "Рено" дизель з сажевим осадом часто призводить до несправності цієї системи, через що потужність мотора і тяга знижуються, рівень масла в двигуні підвищується, можливий навіть звук з двигуна, що шипить. І все через те, що вихлопні гази важко проходитимуть через систему. При цьому комп'ютер пропише постійну помилку та обмежить роботу двигуна (до 3000 об/хв).

Багато майстрів на СТО фізично знімають фільтр та прошивають "мозки" автомобіля. В результаті видалення фільтра сажі наслідком на дизелі стає нормальна робота двигуна. Так, вихлопні гази при цьому матимуть велику кількість сажі, що шкодить навколишньому середовищу, але це мало кого хвилює. Однак після видалення буде потрібно і прошивка автомобіля, інакше на панелі приладів буде помилка "чек".

Втім, на тих самих СТО знають, як почистити фільтр сажі. Але ця послуга коштує грошей і допомагає лише на якийсь час.

Симптоми несправності

Як було сказано, при несправності цього фільтра деякі мотори перестають працювати на повну потужність. Автомобіль автоматично відключає турбокомпресор, переводить двигун в аварійний режим роботи, при якому підняти швидкість обертання понад 3000 об/хв неможливо. Також машина споживатиме більше палива, тяга істотно знизиться, рівень моторного масла буде вищим від початкового, а на панелі приладів з'явиться знаменита помилка Check. Все це і є типовими ознаками несправності даного модуля.

На щастя, нічого страшного у цьому немає. Як ви вже зрозуміли, він легко видаляється без шкоди двигуна або будь-якої його системи. Має місце лише шкода навколишньому середовищу та перехожим людям.

На закінчення

Багато власників автомобілів знімають ці непотрібні установки зі своїх автомобілів та успішно їздять без шкоди для двигуна. Тепер ви знаєте, що це - фільтр сажі на дизелі і як він діє. І якщо на вашому автомобілі він не працює і навіть шкодить мотору, його сміливо можна видаляти. На щастя, сьогодні цю послугу пропонують на багатьох СТО. Зокрема, зняти цей пристрій можна з автомобілів "Нісан", "Мерседес", "Пежо", "Мазда", "Рено". Дизель при подальшій роботі машини стане менш ефективним. Навпаки, можливе навіть збільшення потужності.

На легкових автомобілях з дизельним двигуном у складі випускної системи з 2000 року застосовується фільтр сажі. Із запровадженням норм Євро-5 у січні 2011 року застосування сажевого фільтра на легкових автомобілях з дизельним двигуном є обов'язковим.

Дизельний фільтр сажі (в англійському варіанті Diesel Particulate Filter, DPF, у французькому варіанті Filtre a Particules, FAP, в німецькому варіанті RubPartikelFilter, RPF) призначений для зниження викиду сажевих частинок в атмосферу з відпрацьованими газами. Застосування фільтра дозволяє досягти зниження частинок сажі у відпрацьованих газах до 99,9%.

У дизельному двигуні сажа утворюється при неповному згорянні палива. Частинки сажі мають розмір від 10 нм до 1 мкм. Кожна частка складається з вуглецевого ядра, з яким з'єднані вуглеводні, оксиди металів, сірка та вода. Конкретний склад сажі визначається режимом роботи двигуна та складом палива.

У випускній системі сажовий фільтр розташовується за каталітичним нейтралізатором. У ряді конструкцій сажовий фільтр об'єднаний з каталітичним нейтралізатором окисного типу і розташовується відразу за випускним колектором там, де температура газів, що відпрацювали, максимальна. Він називається сажовий фільтр із каталітичним покриттям.

Основним конструктивним елементом фільтра сажі є матриця, яка виготовляється з кераміки (карбіду кремнію). Матриця поміщена у металевий корпус. Керамічна матриця має комірчасту структуру, що складається з каналів малого перерізу, поперемінно закритих з одного та з іншого боку. Бічні стінки каналів мають пористу структуру та відіграють роль фільтра.

У перерізі комірки матриці мають квадратну форму. Більш досконалими є вхідні осередки восьмикутної форми. Вони мають більшу площу поверхні (у порівнянні з вихідними осередками), пропускають більше відпрацьованих газів і забезпечують більший термін служби фільтра сажі.

У роботі сажевого фільтра розрізняється два послідовні етапи: фільтрація та регенерація сажі. При фільтрації відбувається захоплення частинок сажі та осідання їх на стінках фільтра. Найбільшу складність для затримання є частинками сажі малого розміру (від 0,1 до 1 мкм). Їхня частка невелика (до 5%), але це найнебезпечніші для людини викиди. Сучасні фільтри сажі затримують і ці частинки.

Частини сажі, що накопичилися при фільтрації, створюють перешкоду для відпрацьованих газів, що призводить до зниження потужності двигуна. Тому періодично потрібно очищення фільтра від сажі, що накопичилася, або регенерація. Розрізняють пасивну та активну регенерацію сажевого фільтра. У сучасних фільтрах використовується, як правило, пасивна та активна регенерація.

Пасивна регенерація сажевого фільтраздійснюється за рахунок високої температури газів, що відпрацювали (порядку 600°С), яка досягається при роботі двигуна з максимальним навантаженням. Іншим способом пасивної регенерації є додавання до палива спеціальних присадок, які забезпечують згоряння сажі при нижчій температурі (450-500°С).

При певних режимах роботи двигуна (невелике навантаження, рух у місті та ін.) спостерігається недостатньо висока температура газів, що відпрацювали, і пасивна регенерація відбуватися не може. У цьому випадку здійснюється активна (примусова) регенерація фільтра сажі.

Активна регенерація фільтра сажіпроводиться шляхом примусового підвищення температури газів, що відпрацювали, протягом певного проміжку часу. Нагромаджена при цьому сажа окислюється (згоряє). Розрізняють кілька способів збільшення температури газів, що відпрацювали при активній регенерації:

• пізнє впорскування палива;
• додаткове упорскування палива на такті випуску;
• використання електричного нагрівача перед фільтром сажі;
• впорскування порції палива безпосередньо перед фільтром сажі;
• нагрівання відпрацьованих газів мікрохвильами.

Конструкція сажевого фільтра та систем, що забезпечують його роботу, постійно вдосконалюється. В даний час найбільш затребуваний фільтр сажі з каталітичним покриттям і фільтр сажі з системою введення присадок в паливо.

Саджовий фільтр з каталітичним покриттям

Саджовий фільтр з каталітичним покриттям застосовується на автомобілях концерну Volkswagen та інших виробників. У роботі сажевого фільтра з каталітичним покриттям розрізняють активну та пасивну регенерацію.

При пасивній регенерації відбувається безперервне окислення сажі за рахунок дії каталізатора (платини) і високої температури газів, що відпрацювали (350-500°С). Ланцюжок хімічних перетворень при пасивній регенерації має такий вигляд:

• оксиди азоту вступають у реакцію з киснем у присутності каталізатора з утворенням діоксиду азоту;
• діоксид азоту вступає в реакцію з частинками сажі (вуглецем) з утворенням оксиду азоту та чадного газу;
• оксид азоту та чадний газ вступають у реакцію з киснем з утворенням діоксиду азоту та вуглекислого газу.

Активна регенерація відбувається за температури 600-650°С, що створюється з допомогою системи управління дизелем . Необхідність активної регенерації визначається на підставі оцінки пропускної спроможності сажевого фільтра, яка здійснюється за допомогою наступних датчиків системи керування дизелем: витратоміра повітря; температури відпрацьованих газів до сажового фільтра; температури відпрацьованих газів після фільтру сажі; перепаду тиску в сажевому фільтрі.

На підставі електричних сигналів датчиків електронний блок управління виробляє додаткове впорскування палива в камеру згоряння, а також знижує подачу повітря в двигун і припиняє рециркуляцію газів, що відпрацювали. При цьому температура газів, що відпрацювали, піднімається до необхідної для рециркуляції величини.

Саджевий фільтр із системою введення присадок у паливо

Саджовий фільтр із системою введення присадок у паливо є розробкою концерну PSA (Peuqeot-Citroen). Оскільки першопрохідниками використання присадок для регенерації є французи, за фільтром закріпилася назва FAP-фільтр (від французької Filtre a Particules). Аналогічний підхід реалізований в фільтрах сажі інших автовиробників (Ford, Toyota).

У системі використовується церій присадка, яка додається в паливо і забезпечує спалювання сажі при більш низькій температурі (450-500°С). Але і ця температура газів, що відпрацювали, не завжди може бути досягнута, тому в системі періодично виконується активна регенерація сажевого фільтра. Саджовий фільтр встановлюється, як правило, окремо за каталітичним нейтралізатором.

Присадка зберігається в окремому бачку, ємністю 3-5 л, якого вистачає на 80-120 тис. км. пробігу (термін служби фільтра). Конструктивно бачок може перебувати в паливному баку або поза ним. Рівень присадки контролюється за допомогою датчика поплавкового типу. У паливний бак присадка подається електричним насосом. Подача присадки здійснюється при кожній заправці паливного бака пропорційно обсягу палива, що заправляється. Початок та тривалість подачі присадки регулюється блоком керування двигуном (у деяких конструкціях окремим електронним блоком).

Побічний ефект застосування присадки є те, що при згорянні вона осідає у вигляді золи на стінки фільтра і не виводиться з нього, що скорочує ресурс пристрою. Термін служби сучасного фільтра сажі становить 120000 км пробігу. Виробники декларують випуск найближчим часом фільтра з ресурсом 250 000 км.

З огляду на високу вартість фільтри, що виробили ресурс, автовласниками, як правило, не замінюються, а видаляються з наступною перепрошивкою системи управління двигуном.

Загалом, з назви цього девайса все ясно: це лише фільтр, який затримує сажу. Придуманий він був для екології, а значить, спочатку проти інтересів автолюбителів. Хоча було б нерозумно говорити, що це зовсім марна штука. Звісно, ​​це не так. Побачите нову дизельну машину – припадіть носом до вихлопної труби. Відсутність чорного нальоту на вашому зацікавленому експериментом обличчі та кислуватий запах замість вони згорілої солярки – заслуга сажевого фільтра. Загалом на цьому його заслуги закінчуються. Сто (або навіть п'ятсот) кінських сил двигуну він не додає, а поки що свіжий, то й не забирає. Проблеми починаються, коли фільтр виявляється забитий сажею. Але про це трохи пізніше. Спочатку подивимося, що він є таке з технічного погляду.

Перед нами - фільтр сажі автомобіля Volkswagen Transporter Т5. До речі, Т5 - один із лідерів з відвідуваності сервісу з необхідністю щось робити із сажевим фільтром. Отже, фільтр демонтований і лежить перед нами. Недосвідченому оку може здатися, що це якась залізця з дротиками. Частково так і є, але давайте розберемося в його пристрої.

В одному корпусі тут поєднані каталізатор та сажовий фільтр. Якщо дивитися від початку випуску, то першим на дорозі газів, що відпрацювали, виявиться каталізатор, а ось усередині банки більшого діаметру стоїть якраз сажовий фільтр. Але подивіться: тут є ще якісь трубочки та проводочки! Що це таке?

Перший провід відкинемо убік: це роз'єм датчика кисню, який до сажі ніякого відношення не має. А ось все інше має саме безпосереднє відношення до фільтра. Один із роз'ємів - це роз'єм датчика температури. Усього їх два, один до фільтра, інший – після (він у нас залишився на випуску за фільтром, і на фотографії його роз'єму немає). Ще дві трубки належать до датчика диференціального тиску. Як уже зрозуміло з назви, він вимірює не просто тиск, а різницю тисків до фільтра та після нього. Більше, загалом, нічого цікавого у фільтрі немає. Але подивимося, як це працює.

Гази, що відпрацювали через каталізатор (у даній моделі через каталізатор, але буває, що фільтр є, а каталізатора немає) надходять до фільтра. Сам сажовий фільтр складається з великої кількості крипт – глухих перфорованих газових каналів. Проходячи через ці канали, незгорілі частинки вуглецю осідають на їх стінках. Затримувати ці частинки сажі є завдання фільтра. Виникає питання: а навіщо потрібні датчики температури та датчик диференціального тиску? Ці прилади стежать станом фільтра. У блоці управління прописані параметри температури та різниці тисків на вході та виході з фільтра. Якщо, наприклад, на вході температура дуже висока, а на виході занадто низька, ЕБУ “розуміє”, що з фільтром щось не так. Те саме і з тиском. Якщо на вході воно надто високе, а на виході – низьке, значить, фільтр забитий. Оскільки забитий сажею фільтр не здатний пропускати гази в штатному режимі, двигуну доводиться важко. І у цьому випадку ситуацію треба виправляти. Тут ми підійшли до наступного питання, пропустити яке не можна - регенерація фільтра сажі.

Що таке регенерація?

Регенерація – процедура самоочищення фільтра. Вона виконується по-різному, залежно від типу фільтра безпосередньо від алгоритму запуску регенерації.

Сажеві фільтри бувають двох типів: DPF (такі як на нашому піддослідному Транспортері, такі зазвичай стоять на німецьких автомобілях) і FAP (розробка концерну PSA, стоять на Пежо, Сітроенах, можна зустріти на Фордах, Вольво та деяких інших марках). Відмінності між DPF та FAP невеликі.

Розглянемо, як відбувається регенерація у фільтрах DPF.

Метод самоочищення простий: все, що осіло в каналах фільтра, випалюється. Для цього використовується паливо, що подається додатково через форсунки двигуна, або через окрему спеціальну форсунку. При температурі 600-800 градусів сажа у фільтрі вигоряє (щоправда, який завжди). FAP відрізняється наявністю спеціальної рідини, яка заливається в окремий бак. Рідина ця називається Eolys, вона виступає в ролі каталізатора, що дозволяє знизити температуру випалювання сажі. У цій системі регенерація відбувається при 400-450 градусах.

Регенерація буває спонтанною та примусовою. У першому випадку її запускає ЕБУ виходячи із показань датчиків температури та диференціального тиску. Крім цього, блок управління іноді може мати лічильник витраченого палива, і тоді регенерація може бути запущена після досягнення прописаної в ЕБУ кількості спаленого палива. Все це – спонтанна регенерація. Примусову, як можна зрозуміти з назви, запускають вручну для очищення фільтра, наприклад, у сервісі.

У нормі регенерація залежно від марки автомобіля та умов його експлуатації може проходити кожні 1500 – 5000 кілометрів. Якщо вона почала запускатися частіше, то фільтру незабаром кінець: процедура не може забезпечити входження параметрів температури та різниці тисків у норми. Швидше за все, відкладення у фільтрі перейшли на ту стадію, коли спалити їх вже не можна.

У сервісах не дуже люблять включати примусову регенерацію. По-перше, це може бути просто небезпечно: температура піднімається сильно, машина повинна стояти далеко від горючих і легкозаймистих матеріалів. По-друге, якщо спонтанна регенерація не допомагає, то примусова теж навряд чи щось дасть.

Втім, ЕБУ не завжди може запустити регенерацію. Для цієї процедури потрібні певні умови: досить тривалий прямолінійний рух автомобіля з рівномірною високою швидкістю. У міському режимі таких умов іноді просто нема. А ще регенерацію, що почалася, вкрай не рекомендується переривати. Це велика незручність. Приїхали на роботу – а тут регенерація у ходу. Сиди і чекай 10-15 хвилин, або краще взагалі їдь трасою. А якщо примусово заглушити двигун, то регенерація не завершиться. Отже, після наступного запуску та прогріву буде запит знову і знову, поки процедура не завершиться коректно. А це - витрата палива, до 3-4 разів більше на неодружених оборотах і в щільному потоці. Це – підвищення рівня олії. З усіма випливаючими: від видавлювання сальників до розносу. І завжди - зниження змащувальної здатності олії. В особливо важких випадках, коли регенерація ніяк не проходить успішно і не завершується - помилки щодо перевищення межі спроб регенерації або "регенерація неможлива, потрібна примусова". Або подібні помилки – у різних брендів вони різні.

Мабуть, це все основне, що треба знати про регенерацію. Перейдемо до наступного питання: чому фільтр сажі виходить з ладу.

Що впливає ресурс сажевого фільтра?

Очевидно, що швидко "вбиває" фільтр надлишок сажі у газах, що відпрацювали. Причин підвищення кількості сажі всього дві: надлишок палива та нестача повітря. Перше можливе при несправності паливної апаратури – наприклад, при підтіканні форсунки.

Нестачу повітря можуть зробити й самі власники. Фахівці сервісу згадували випадок, коли до них приїхала машина, у якої забитий повітряний фільтр вже почав згортатися всередину повітропроводу. Не знаю, як треба не любити свою машину, але, виявляється, буває таке.

Іноді повітря не вистачає через виток наддувного повітря або неправильну роботу турбіни.

Ну і, ясна річ, на димність впливає якість палива.

Однак навіть якщо з мотором все гаразд, згодом фільтр вийде з ладу через природне зношування (критичного засмічення на великих пробігах). І навіть якщо власник за машиною стежить добре, короткі зимові поїздки від дому до роботи або в магазин теж скорочують ресурс: двигун іноді не встигає прогріватися, а регенерації просто ніколи запуститися. І фільтр поступово забивається сажею. Тут виникає питання: що з ним робити?

Що таке добре і що таке погано

Способів вирішити проблему кілька, але хороший серед них тільки один.

• Перший метод – заміна фільтр новим. ОК начебто непогано. Тільки коштує оригінальний фільтр іноді й за сто тисяч карбованців. Отже вихід гарний, але тільки для зятя Рокфеллера. Ну, або для самого Рокфеллера. Загалом це не для нас.
• Другий метод – встановлення аналога. Це один із найбільш невдалих рішень питання. Справа в тому, що оригінальний фільтр не просто так коштує дорого, в ньому використовуються дорогоцінні метали, тому його собівартість не може бути низькою. Ті аналоги чи універсальні фільтри не просто марні, але ще й небезпечні. Ви ж пам'ятаєте про регенерацію? Так от, далеко не всі з них здатні пережити цю операцію, і випадків спалаху зафіксовано достатньо, щоб відмовитися від ідеї ставити замість фільтра якусь сумнівну нісенітницю. До речі, іноді пропонують замість віддаленого фільтра набити банку металевою тирсою - мовляв, буде те саме, що й фільтр, але дешево. Це теж відноситься до "сумнівної нісенітниці". Такий самопальний фільтр не забезпечить укладання показників датчиків фільтра в прийнятні рамки, і помилки виникатимуть знову і знову. А що з таким набиванням і з рештою випуску може статися при спробах регенерації, краще навіть не уявляти.
• Ну і, нарешті, третій спосіб - фізичне видалення фільтра сажі з програмним видаленням його з системи. Ось це - найкращий спосіб позбутися проблеми раз і назавжди. Жодних фатальних наслідків не буде, хіба що пропаде ось та сама кислинка в запаху вихлопу. Але це, гадаю, не страшно.

Як видаляти фільтр?

Отже, спочатку його знімають із машини. У нашому випадку це вже зроблено, і фільтр готовий пережити наступні процедури. Точніше, не пережити, бо зараз його треба видалити з банки.

Для цього банку розрізають болгаркою. Тепер у нас з одного боку залишився каталізатор, який не чіпатимемо, а з іншого - сам фільтр. Останній видаляють двома способами: випресовують повністю або видовбують по шматках. Тут бачимо реалізацію другого способу у всій красі.

1 / 3

2 / 3

3 / 3

Давайте розглянемо витягнутий фрагмент. За кольором видно, що спочатку він забитий: ближче до початку випуску він вже майже чорний. Втім, сажа, яку можна зібрати пальцем і з внутрішньої поверхні самої банки, і з поверхні фільтра, говорить про те саме.

1 / 5

2 / 5

3 / 5

4 / 5

5 / 5

Тепер порожню банку заварюють. Це можна зробити аргоновим зварюванням, можна звичайним напівавтоматом. Перший спосіб більше підходить багатим естетам, бо він довгий та дорогий, але шов виходить гарним. Але необхідності варити саме аргоном немає, зварювання напівавтоматом тут цілком достатньо. Головне – обробити потім шов засобом проти корозії.

1 / 3

2 / 3

3 / 3

Все, банку зібрано. Дехто воліє замість неї поставити даунпайп - мовляв, порожня банка видаватиме неприємні звуки. Насправді через конструкцію дизеля звук роботи не зміниться, голосніше він не стане. Хоча, звичайно, якщо клієнт хоче, то чому б і ні.

Тепер залишилося встановити банку на місце і зайнятися програмуванням.

Як пам'ятаємо, є набір датчиків, які контролюють роботу фільтра. Фізичне видалення фільтра змінить їх показання, які можуть спричинити ступор ЕБУ. Наприклад, відсутність різниці температур чи тисків на вході та виході змусить його засумніватися у коректності роботи датчиків чи фільтра. І тоді знову з'явиться помилка, а можливо, і аварійний режим також.

І ще не забуваємо про регенерацію. Навіть якщо ЕБУ не запускатиме її за показаннями датчиків, він цілком здатний зробити це з розрахунку витраченого палива. Оскільки після такої “регенерації” порожній банки нічого у показаннях не зміниться, блок управління може запускати її нескінченно. Зрештою, це знову призведе до появи помилки у кращому випадку. У гіршому - випуск гарненько "просмажиться" високою температурою, що теж не дуже добре і навіть небезпечно. Зрештою, не забуваємо про те, що для регенерації потрібне додаткове паливо. Найбільш легкий наслідок – значно підвищена витрата палива. А от із тяжким краще взагалі не стикатися. Настає воно тоді, коли солярка починає потрапляти в олію, внаслідок чого його концентрація в картері виростає настільки, що олія стає вже не олією, а цілком придатним для дизеля паливом. Як ви знаєте, іскра для займання дизелю не потрібна, тому якщо двигун почне працювати на суміші масла з паливом з картера, зупинити його вимкненням запалення не вийде. І почнеться робота двигуна "у рознесення". Видовище страшне, а для самого двигуна такий режим зазвичай закінчується саме тим самим розносом.

Але варто відзначити, що головна причина відходу в "рознос" - саме не видалення фільтра сажі, а саме його несправність, через яку часті спроби регенерації призводять до підвищення рівня масла. Рознесення може настати і при не віддаленому фільтрі. Втім, це тема для окремої розмови. Поки що скажемо, що такий результат при неправильно проведеній роботі можливий, а знизити ризик може контроль рівня масла. Якщо він вищий за норму - це привід для побоювань, і двигун краще не запускати взагалі.

Одним словом, відключати фільтр у програмі просто необхідно. Найкраще, коли є можливість просто вимкнути цю систему. Якщо свитчу немає, тобто й інші способи, про які не говоритимемо - професійна таємниця.

Ще треба видалити помилки фільтра сажі, але при цьому не торкнутися всієї системи діагностики. Деякі не найкращі "фахівці" грюкають усю діагностику, після чого власник автомобіля їздить потім іншими СТО, де ні в чому не винні сервісмени танцюють з бубном навколо машини, яка каже, що у неї в житті все ОК, але при цьому не їде .

Замість ув'язнення

Як ви вже зрозуміли, видалення фільтра сажі - практично єдиний прийнятний спосіб позбутися проблеми з цим пристроєм. І з одного боку, він не такий вже й складний, але з іншого - ціна помилки може бути дуже великою.

І вже точно видалення буде дешевшим за установку нового фільтра (про аналоги говорити не будемо, вище вже все сказано). Щоправда, і за три копійки навряд чи хтось виконає цю роботу добре, тож вибирати сервіс потрібно ретельно. Щоб потім не було боляче…

Ще один приємний бонус: на моторах із сажевим фільтром необхідно застосовувати спеціальне масло, яке так і називається - "Для двигунів, оснащених сажевим фільтром". Воно суттєво дорожче, ніж звичайне. А ось після видалення можна лити і просте.

За матеріалами українського журналу "Автомайстер" (a-maser.com.ua).

Андрій Бондаренко (Ірландія) розповідає:

Тема ПРО САЖОВІ ФІЛЬТРИ, EGR, КАТАЛІЗАТОРИ, ЛЯМБДА-ЗОНДИ ТА ІНШІ ШКІДЛИВІ СИСТЕМИ заслуговує на просторі міркування з детальним лікнепом, розжовуванням і розкладанням по поличках. Це буде довга «пісня», але я тільки ось про що хотів сказати. Серед бувалих як автовласників, і сервісменів ставлення до цих причиндалам на машині яскраво негативне. Порожнє, мовляв, усе це, дурощі, буржуї придумали, аби грошей здерти. І взагалі воно лише заважає машині працювати, з'їдає потужність та пальне. Тим і рекомендацій про видалення, вирізання, заглушування, обхід та ін. в Інтернеті та в друкованих ЗМІ неміряно.

При несправності каталізатора, EGR, сажевого фільтра тощо перше, що запропонує більш-менш досвідчений механік, це позбутися їх. Як би хочеться зробити клієнту приємне, гроші заощадити і таке інше. Ну, і потім, на техогляді ж все одно не чіпляться!

А даремно. По-перше, тема контролю вихлопу технічно не менш цікава, ніж нарощування потужності та моменту, своїх нюансів та цікавих взаємозв'язків там багато, і працювати над цими питаннями не нудно, як може на перший погляд здатися. Змусити машину заробити з нульовим CO і викидом HC, меншим, ніж у диханні клієнта, анітрохи не менш цікаво, аніж придумати, як вирізати каталізатор та поставити обманку під лямбда-зонд.

А по-друге... бережіть природу, матір вашу! Якщо природу не шкода, то хоч би своє дихання вберегли. А то приїде такий смітник з вирізаним каталізатором і видертий лампочкою чек-енджин, так сморід такий, що аж сльози з очей.

Загалом, недобре це – боротися із системами зниження токсичності, неправильно. Сажеві фільтри та каталізатори треба міняти, роботу EGR відновлювати, а лямбда-зонди взагалі вважаються розхідниками, як фільтри, ремені та свічки. А те, що дорого – так це… за щастя користуватися автомобілем і при цьому дихати свіжим повітрям доведеться платити. Це плата за здоров'я своє та майбутніх поколінь.

Ви, звичайно, скажете «ну, цей автор, він як з іншої планети прямо, міркує, як не від світу цього». Тільки ось я саме з цієї планети, запасний у мене немає, а ось ті, хто міркує і діє інакше – має бути все-таки з іншого. Тут усі загадять – і полетять собі далі…

У конторі сьогодні був FIAT Doblo — дизелек зі скаргою на лампочку сажевого фільтра, що горить. Менеджер каже мені: подивися, що там можна зробити. Ну, а чого там дивитися на лампочку, треба сканер - дивитися параметри, коди помилок, зробити примусову регенерацію фільтра, якщо можливо. Певна річ, це не з нісанівським сканером робиться, а з фіатівським (ну, або з якимось іншим, здатним на цю справу, але я таких не знаю), так що відпадає. Ну, що можна ще спробувати покататися з вітерцем кілометрів кілька, може, регенерується сам на ходу.

Не допомогло (зганяв додому і назад, 40 км швидкою дорогою), лампочка все одно горить, і на панелі написи “Antipollution” та “Particle filter clogged”. Повертаюся і кажу менеджеру, що не допомогло, жени його до фіатівського дилера, хай хоч коди помилок прочитає, примусову регенерацію, може, зробить. А той мені каже: "Дивно, ми ж йому particle filter нещодавно чистили". Я насторожуюсь: «Як це ви його чистили?» Виявляється, вони його знімали та… мили водою з милом! Причому за порадою місцевого фіатовського дилера. Жерсть, вже кілька років, як ці фільтри тут масово використовуються, кожен другий механік в дилершипах, мабуть, вже відвідав тренінг по сажевим фільтрам в тому чи іншому вигляді. Начебто вже повинні знати вже, що в сажових фільтрах вихлопні гази фільтруються крізь пори в стінках керамічних стільників (не вздовж стільників, як у каталізаторах, а саме крізь стінки!), які пропускають молекули газу, але затримують дрібні частинки сажі. Ну, яка тут вода з милом?

Непрохідна дрімучість.

Щось у нас народ якось масово став відкривати для себе, що власний автомобіль – це така штука, за яку треба платити, як не крути. Або ходити пішки тоді вже…

Пішли клієнти з проблемою сажевого фільтра. Це проблема приблизно такого ж порядку, як проблема з гальмівними колодками. Пояснюю: це тут читачі всі (ну, гаразд, майже всі) такі грамотні і розуміють, що гальмівні колодки - це розхідник, і колодок, що не зношуються, не буває. Масовий автовласник – він дещо інший. Він на повному серйозі сприймає необхідність заміни колодок як «ну ось, тепер гальма зламалися, настав час нову машину купувати». Але то вони й гальмівні колодки, вони на машині споконвіку, а сажові фільтри – це технологія нова, її ще й сам виробник до ладу не відпрацював, що вже там про автосервіс та його клієнтів говорити. Загалом, оскільки у мене на даний момент аж дві машини вже стоять із забитим фільтром сажі, я на просторах інтернету шукаю рішення, альтернативні е-е-е… правильним. Бо правильне рішення, як не кисло від нього автовласнику, - це замінити фільтр сажі, що вичерпав свій ресурс, на новий, долити паливну добавку (Eolys) в бачок і скинути системні лічильники. Ну, і, само собою, переконатися, що система функціонує як належить. Дорого? Так, тисяча, а то дві євро (на Пежо навіть помітно дешевше за тисячу). Але, розумієте, шановні, за задоволення їздити на дизелі, який ковтає вичерпний вуглеводневий ресурс у півтора-два рази скромніший, та ще й не плює чорним димом, треба платити. Ні, воно, звичайно, шикарно замість півторалітрового моторчика з коммон-рейлом, турбіною, інтеркулером і охолоджувачем вихлопних газів, що рециркулюються, всунути під капот чотирилітровий безнаддувний з рядним ТНВД, щоб не втратити в динаміці, плюючись у перехожих і проїжджих. Але це лише доти, доки ти один такий розумний. А коли всі такі стануть, то спершу не буде чим дихати. Так ось щодо альтернативних рішень. Ясна річ, поки що не заборонили подібні ініціативи, народ мислить, перш за все, убік позбутися фільтру сажі.

Нещодавно ще пробивали брухтом шкідливі каталізатори, щоб не заважали насолоджуватися всім спектром вихлопних газів, а не якимось там прісним CO2, який дерева поглинають. А тепер, що за дизель без чорного вихлопу? Прям, несолидно якось навіть…

Саме хітове рішення нині – це специфічний чіп-тюнінг, при якому із софту блоку управління двигуна дістаються програмні модулі, які задіяні для роботи системи фільтра сажі.

Так, сажевий фільтр - це не просто дрібна сіточка в глушнику, як наївно вважає обиватель, це саме система, в якій задіяні багато елементів, аж до обігріву заднього скла. Не вірите, думаєте, жартую? А ось і ні. Зараз поясню, хоч і доведеться починати здалеку.

Якщо в глушнику поставити сіточку для сажі (а чорний дим – це частинки сажі), то вона повинна бути дуже дрібною, інакше мало що відфільтрує. Відповідно, що тонший фільтр - тим швидше він заб'ється і вимагатиме заміни. Навіть у сучасному дизелі з надточним дозуванням подачі палива, яке і не снилося механічним ТНВД, сажі у вихлопі буде достатньо, щоб через кілька тисяч кілометрів фільтр сажі був забитий наглухо. Ось у мене фургон не старий ще, вже з коммон-рейлом, п'єзоінжекторами і обвішаний датчиками всюди, але ні-ні, та й пихне чорним димком вранці - сажевого фільтра на ньому якраз і немає. Міняти сажовий фільтр по кілька сотень на кожному сервісі і частіше, споживач, мабуть, не погодиться. Що ж робити? Все не так погано, адже сажа – це в якомусь сенсі вугілля. Недогоріле паливо. А отже, її можна і потрібно допекти, щоб фільтр знову став чистим.

Колись пробували підпалити кам'яне вугілля сірником? Не дуже виходить, чи не так? Ось і з сажею так: щоб вона спалахнула, її треба здорово розжарити до температури близько 600 градусів. А у дизеля, як на біду, температура вихлопних газів і так менша, ніж у бензинового двигуна, та ще й турбіна на вихлопі її знижує, оскільки на свою розкрутку (ну, і розігрів себе, звичайно) вона забирає не лише кінетичну, а й теплову енергію газів (закон збереження енергії невблаганний, тут провід повз лічильник не кинути). Та ще й каталізатор там теж стоїть, так-так! І система EGR, яка покликана якраз знижувати температуру згоряння в циліндрах, щоб не утворювалися оксиди азоту. Непросто все…

Французи, які першими перейнялися всією цією проблемою, вигадали, що в паливо можна домішувати розчин мінералу аланіту (той самий Eolys). Присутність дрібних кристаликів аланіту, по-перше, знижує температуру горіння сажі (обережно припустимо, що має місце якийсь каталітичний процес, бо вже неясно пам'ятаю, як там насправді, а шукати ліньки), а по-друге, розпушує сажові частки, що теж сприяє їхньому згорянню. Відповідно температура згоряння сажі вже стає на сотню градусів нижчою.

Фільтр робиться з кераміки, в якій виконані пори достатні для проходу молекул газу, але частинки сажі, що затримують. Маленькі пори, так. Вважаю, що вручну їх не свердлять, а має місце якийсь інший процес, але і він, швидше за все, непростий, тому що китайці поки сажові фільтри не освоїли, тому й ціна на них відповідна.

Крім того, сажові частинки згоряють, а от кристали аланіту, на жаль, немає. Їх накопичення і обмежує ресурс сажевого фільтра в подібній системі. Втім, за умови правильної експлуатації системи, ресурс фільтра в середньому досягає 150 000 км. При ціні заміни фільтра (включаючи доливку Eolys та супутню оплату праці) в 750 євро (це для Peugeot 407) і ціні палива в 1.50 євро/літр (так і живемо, ага!), це рівносильно надбавці в 0.3 л/100 км до витрати палива. Не так і страшно, чи не так?

Є системи сажевого фільтра, які не використовують добавку в паливо. Там підвищення температури вихлопних газів, крім інших заходів, досягається уприскуванням більшої кількості палива. Впорскується воно або під кінець фази робочого ходу (щоб догоріло вже в каталізаторі, який стоїть прямо перед паливним фільтром), або паливо впорскується безпосередньо в випускний колектор окремим інжектором. Неважко здогадатися, що паливо, що впорскується, береться з бака і оплачується все з тієї ж кишені, яка інакше платить за заміну сажевого фільтра. Втім, і тут ресурс фільтра сажі не нескінченний, оскільки фільтр неминуче забивається вогнетривкими частинками. Частинки ці беруться якщо не із солярки низької якості (з високим вмістом сірки), то із невідповідної олії. Бо масло в циліндри завжди проникає, навіть у незношеного двигуна, а в маслі містяться присадки. Ось чому для двигунів з сажовими фільтрами наказано використання спеціальних масел, в яких вміст незгоряних присадок менший.

Є і ще один різновид фільтра, в якому керамічна серцевина грає роль як фільтра, так і каталізатора, за рахунок чого знову ж таки забезпечується її розігрів (на каталізаторі згоряє недогоріле або додаткове паливо). Ясна річ, такий фільтр буде найдорожчим, бо в ньому використовуються дорогоцінні метали в досить нескромній кількості.

Щоб не забезпечувати підвищення температури вихлопних газів тільки за рахунок зайвого вприснутого палива (адже ми пересіли на дизель, щоб паливо економити зрештою!), застосовуються й інші хитрощі. Повітря, що надходить у двигун, йде в обхід інтеркулера, щоб було гарячіше на впуску, відключається рециркуляція вихлопних газів, щоб жаркіше горіло, регенерація фільтра відбувається, коли двигун працює під навантаженням, а не на холостому ходу. Плюс це навантаження на двигун створюється додатково, але так, щоб водій не помітив: включається компресор кондиціонера, і генератор навантажується додатковими споживачами типу вентиляторів на радіаторі (заодно і конденсор кондиціонера обдуває і температурний режим двигуна забезпечить), свічок напруження, термоелементів додаткового обігрівача чому пасажири не відчують, що кондиціонер заробив!) та обігріву скла.

Ви ж не забули: я тут збирався довести, що обігрів скла бере участь у роботі системи фільтра сажі? І ось тепер уявіть, що в усю цю складну систему, що керує не тільки двигуном, а й іншими частинами автомобіля, влазять пустотливі ручки чіп-тюнера, який у розробці цього софту не брав участі і вихідників його не має (хто ж йому дасть!). . Система ця і так небезглючна, програмних багів у ній вистачає (не забуватимемо, що вона ще й забезпечує виконання основної функції двигуна – видавати ньютон-метри на вихід!), а якщо з неї почнуть виколупувати модулі методом тику…

Ні, іноді все проходить цілком гладко. Зрештою, якщо потім якісь глюки вилазять, то хто його знає, чому вони там, на старій машині. Може й не через те, що софт поколупали… Далі оскільки не всі чіп-тюнери уточнюють, що крім чіп-тюнінгу треба ще й сам фільтр видалити фізично, деякі власники на цьому й заспокоюються. А че, лампочка на панелі більше не заважає, машина їде, проблема вирішена начебто. І за все про все максимум 500 - 600 євро (це у крутих тюнерів, які клянуться, що все буде ок) або 200-300 у контор простіше. Найкмітливіші купують китайський клон флеш-програмера, скачують піратську копію софту для чіп-тюнінгу і з цим обладнанням репрограмують собі блок керування в машині за якісь жалюгідні 50 євро. Якщо натура ризикова, і новий блок управління гроші відкладено про всяк випадок, чому б і ні? Зрештою, від цього ніхто не помре. Щоправда, невіддалений з вихлопної системи фільтр регенеруватися вже ніяк не зможе, система управління про нього забула. І за кілька тисяч він про себе нагадає повністю законопаченим вихлопом.

Отож я думаю, а що це в мене зараз коштує Ford Focus із наглухо забитим фільтром, навіть із вихлопної труби майже не виходить нічого, а досі їздив, як ні в чому не бувало, за словами господаря. Може його вже того, відтюнінгували? Ось тільки як перевірити тепер?

Знову ж таки у Пежо досі виколупати фільтр не було проблемою – його корпус роз'ємний, і дістатися серцевини молотком і зубилом відносно нескладно. А ось на такому ж двигуні, що стоїть на Форді і Вольво, фільтр сажі заварений в єдиний нероз'ємний корпус з каталізатором, та ще й із загнутою трубою з обох кінців - не підступитися. Різати навпіл, виколупувати фільтр і потім заварювати назад (та ще з високою точністю, інакше не прикрутиш його назад до двигуна, щоб ніде не сифонило) - вийде або за ціною, порівняно з новим, або за доходом виконавця, порівняно зі східно-європейськими зарплатами. Робити бізнес із такими розцінками довго не вийде – простягнеш ноги.

Так що фільтр зняв і віддав господареві: хочеш помучитися - валяй, ріж, довбання, вари. Обіцяв завтра привезти, тоді я вже матиму клопіт з його установкою на місце…

Ентузіастами винайдено метод помивки фільтра водою з милом з керхера. Сказати, що зовсім не допомагає, не скажу: якийсь час допомагає. Он у гаражі мили нещодавно, аж цілий місяць машина їздила. Може, в когось і більше поїздить. Тим більше ми ж не знаємо, може фільтр був забитий сажею через несправність у системі та зупинку регенерації, а не аланітом чи сіркою.

Ось пробку збили, решта регенерувалася (припустимо, несправність раптом сама пройшла) в процесі їзди, і ще кілька років накатал задоволений власник, трубячи на форумах про те, як він спритно не дав себе нагріти жадібним механікам і дилершипам. Так що давайте і ви всі мийте фільтри. Пилкуєте, Шура, пиляйте ...

Адже чим більше знаєш, тим більше сумніваєшся, і тим більше ти схильний відкидати сумнівні рішення, які так чудово дешеві та прості з погляду того, хто не в темі. Але з іншого боку, що більше знаєш, то простіше тобі рахувати і планувати наперед. І тоді заміна сажевого фільтра або гальмівних колодок вже не будуть неприємною і дорогою несподіванкою, а лише одним із звичайних витрат. За розкіш дихати чистим повітрям і при цьому не ходити пішки я можу й заплатити.

Маємо фургон Primastar, як водиться, - дизель (ймовірність зустріти бензиновий фургон у наших краях нижче, ніж зустріти Ferrari Testarossa; Тестаросу я бачив, а ось бензиновий фургон - ще жодного разу). Їде погано, світить лампочкою несправності двигуна, купа кодів помилок і взагалі стан запущений. Розгрібаю проблеми одну за одною, і залишається помилка системи EGR, яка вперто з'являється після стирання помилок та наступних тест-драйвів. Середньостатистичний механік чи просунутий автовласник скаже, що треба міняти клапан EGR. Особливо враховуючи, що він електричний, несправності його нерідкі, а пробіг на момент ремонту без півтораста тисяч кілометрів. Тим більше що крім цього клапана в системі EGR на цьому двигуні Renault F9Q більше нічого ніби і немає: клапан та трубка від випускного колектора. Механік просунутий чи розважливий діагност скаже, що треба покурити мануал та схеми та перевірити клапан та проводку на справність, перш ніж кидатися на заміну деталі ціною добре за сотню євро.

Адже чим відрізняється діагност від мавпи-механіка, так це вмінням відрізняти несправну деталь від справної не тільки на око і на дотик, а й інструментально-приладовим методом.

Почнемо з перевірки справності клапана з простої причини, що блок управління двигуна тут надійно закритий металевим кожухом, прикрученим болтами зі зривними головками. Це не для того, щоб знущатися з діагносту, як можна в серцях подумати, а для того, щоб підвищити страховий рейтинг із захисту від угону і, відповідно, загнати фургон у нижчу страхову групу – страховка дешевша. Ремонт, звичайно, дорожче вийде, але страхувати треба всі фургони і щороку, а ремонтувати лише деякі. Для корпоративного клієнта із сотнями машин виграш очевидний, ну а для приватного – як пощастить. Ну, а клапан, ось він - прямо зверху на моторі, треба тільки зняти корпус повітряного фільтра і три болти, які тримають клапан (на картинці клапан вже знятий, праворуч вгорі, а по центру чорніє дірка в колекторі, куди він вставляється).

Як пропонує мануал перевірити справність клапана?

Заміряйте чотири опори, між пінами 1 і 5, 2 і 4, 4 і 6, 2 і 6. Якщо опори не виходять за рамки допустимих значень (а розкиди допустимих значень дано на кшталт «від 800 до 3600 ом при температурі +20»), отже клапан справний. На цьому місці я чітко усвідомлюю, що автор мануала тримає його, читача, за ту саму мавпу, але відмінну від інших гаражних мавп вмінням читати і використовувати мультимер.

Особливо зворушливо вказівка ​​температури, за якої повинні проводитися вимірювання. Так і уявляю собі, як діагност несе знятий клапан у «Кімнату для проведення вимірювань», в якій підтримується стабільна температура +20 взимку і влітку, залишає там клапан на кілька годин, щоб він рівномірно охолонув або нагрівся до потрібної температури, а потім уже робить виміри опорів і записує на папірець. Ви ось розумієте, що я перебільшую, а насправді в навчальному ролику з робіт на системах Common Rail, який я дивився в Пежо, передбачалося для цих робіт виділяти спеціальну кімнату в майстерні, де підтримуватиметься кристальна чистота, а перед будь-яким розбиранням деталей і вузлів системи живлення їх треба буде промивати та очищати спеціальною (!) рідиною. Це стосувалося і операції по заміні паливного фільтра, між іншим.

Насправді все набагато простіше і в той же час складніше. Великий полководець Суворов говорив: «Тяжко у навчанні – легко у бою». В автосервіс прийнято набирати на роботу тих, кому було легко навчати. Що десь у чомусь виправдано, поки йдеться про заміну фільтрів, колодок та олії… втім, у заміні колодок є свої тонкощі, які мавпи не знають. Взагалі-то і заміна олії теж не завжди їм вдається. Та й фільтри… Ну, гаразд, треба ж і їм десь працювати, чи не так? Зрештою, діяльність некваліфікованих спеціалістів у автосервісі створює як мінімум половину проблем, які потім вирішує діагност. Повернемося до завдання перевірки справності клапана EGR.

Ось він красень:

Починати треба з уявлення про те, навіщо він тут потрібен і як працює. Дизель, на відміну бензинового двигуна, в камері згоряння на циклі робочого ходу, коли горить паливо, має надлишок кисню. Бензиновий мотор працює найкраще, коли суміш повітря та бензину подається у співвідношенні 14.7 до 1. Буде більше повітря – суміш не спалахне від іскри. Буде мало - теж не зможе згоріти, вогонь задихнеться від нестачі кисню.

А от у дизель, скільки повітря не закачай, паливо в ньому загориться все одно, бо повітря стиснуте, нагріте сильніше і підпалює паливо без будь-якої іскри. Здавалося б чим погано: закачуй повітря в надлишку, за нього платити не треба. А погано тим, що в повітрі багато азоту, власне, його велика частина і є азот. Азот при нормальній температурі оксидів не утворює, а ось при високій - повністю навіть. І ці оксиди азоту вилітають у вихлопну трубу. Тепер ми маємо в повітрі оксиди азоту NOx, додаємо до них воду H2O з хмар і отримуємо азотну кислоту у вигляді кислотного дощу. А воно нам потрібне? Якщо обмежити надходження повітря дросельною заслінкою, ми втрачаємо в економічності і моменті (бо тепер засмоктувати повітря в циліндри стає важче), а навіщо тоді дизель? Тому проблема вирішується шляхом заміщення частини повітря, що надходить у циліндри, вихлопними газами із випускного колектора. Виглядає дещо дикувато, з погляду бензинника чи спортсмена, бо ми чисте повітря замінюємо на брудні гази, гірше ж горіти буде! Насправді кисню, що залишається, вистачає для нормального горіння на більшості режимів, а на холостому ходу і під повним навантаженням EGR відключається.

А то читав тут одного англійського фахівця з дизелів, так той заявив на своєму сайті: «А я і не знаю взагалі, навіщо цю EGR ставлять, одну шкоду від неї тільки». Розписався у своїй професійній неписьменності людина, ай-яй-яй!

Пропорцію вихлопних газів, які у циліндри, треба регулювати досить точно. Не додаси вихлопних газів - підуть оксиди азоту, перегнеш палицю в інший бік - мотор почне задихатися і диміти сажею, що теж недобре. Для цього треба мати клапан, який може відкриватися на різний переріз, більше або менше, і потрібно якось виміряти, скільки фактично надійшло газів. Останню функцію бере на себе датчик витрати повітря, подібний до MAF. А то, здавалося б, навіщо він потрібний, на дизелях? Датчик цей, звичайно, вимірює, скільки пройшло чистого повітря, але суть у тому, що при відкритті клапана EGR і надходженні вихлопних газів у впускний колектор, витрата чистого повітря стає меншою, ніж він теоретично повинен бути при даних обертах, температурі та тиску. Ось ця різниця між розрахунковим і фактичним значенням сигналу MAF дозволяє обчислити, скільки надійшло вихлопних газів, і підкоригувати положення клапана EGR. Тобто маємо зворотний зв'язок та можемо керувати системою точніше. MAF таким чином становить неочевидну, але невід'ємну частину системи EGR на сучасних дизелях.

Але я сильно відволікся, взагалі хотів лише показати, який я розумний і як я круто вмію перевірити клапан EGR і без будь-якого мануалу)). Так ось на клапані ми маємо роз'єм і п'ять дротів на ньому. Два дроти – товщі перетином і три – тонких. Без будь-якої схеми я вам скажу, що два товсті дроти – це електропривід клапана, а три тонких – контроль його положення. Знімаємо клапан, та

на піни від двох товстих проводів сміливо подаємо 12 вольт, плюс і мінус. Якщо в клапані електромотор, він крутиться до одного із крайніх положень, а при зміні полярності – до іншого. Але поки я чистив цей клапан від відкладень нагару (так, теж можлива причина), я помітив, що його заслінка підпружинена в закритому положенні і відкривається, якщо підчепити викруткою. А отже тут у нас не електромотор з керуванням реверсом полярності, а електромагніт, і керується зміною шпаруватості сигналу.

Так що якщо подати 12 вольт сюди, то заслінка відразу стрибне до кінця у відкрите положення (полярність визначаємо методом тику, нічого йому не стане). Стрибає, не заїдає, відкривається і закривається, отже, силова частина клапана гаразд. Тепер контроль за положенням. Це може бути потенціометр, а може, і датчик Холла. Значить швидше та надійніше перевірка вийде, якщо клапан підключити назад до машини та увімкнути запалювання. Тепер тикаємо вольтметром по тонких дротах: на одному 5 вольт – схоже, харчування, на іншому мілівольти дрібні, двадцять з хвостиком – це маса, на третьому 1.06 вольта – мабуть, сигнал як плавно змінюється значення сигналу до 4 вольт (тут в ідеалі потрібен хороший осцилограф, щоб побачити зношування доріжки потенціометра або ще якісь глюки сигналу). От і все! Клапан гаразд, 100%.

Декілька років тому я був переконаним шанувальником бензинових моторів і вважав, що дизелю місце лише на комерційних машинах. Але поступово, в міру покатушок на різних машинах, прогресу техніки і, що важливо, освоєння її в плані ремонту та діагностики, я не те, щоб кардинально змінив свої погляди, але, як мінімум, ставлю дизель на одну сходинку з бензиновим мотором. Бо дизель вже не тільки економічніше (як воно завжди і було) і не доставляє більше неприємних відчуттів шумом і вібраціями (деякі з них вже дуже приємні на слух), але й часто суб'єктивно виграє по динаміці за рахунок напористого моменту на середніх оборотах. Суб'єктивно тому, що хоча за цифрами час розгону до сотні і максимальна швидкість і бензинових топ-версій краще, але досягається цей розгін (адже розгін нам усім практично цікавіший за максималку) у супроводі реву мотора, що викручується до червоної зони тахометра, і перехожих, що перелякано обертають голови на джерело шуму. У міру того, як йде молодість, вироблений цим ефект на оточуючих і пасажирів перестає подобатися, однак…

По суті, нові трилітрові дизелі зрівнялися за характеристиками потужності та моменту з п'ятилітровими вісімками недалекого минулого і при цьому залишаються чи не економічнішими, ніж дволітрові рядні четвірки тих же років. Та й крихітні півторалітрові дизельки везуть машинку гольф-класу цілком прийнятно (для середньостатистичного зразкового сім'янина) і, як показує вже наявний досвід, мають не такий вже й маленький ресурс навіть в умовах поголовного зневаги до техобслуговування.

Ну, і, нарешті, ціна палива та податки забивають останній цвях – при практично тій же динаміці, топ-версії бензинок обходяться вдвічі-втричі дорожче в експлуатації, і думка про покупку такої машини починає здаватися дурною. Втім, я ще не зарікаюся, тому що ціни на вживані варіанти можуть бути дуже спокусливими.

Андрій Бондаренко, «Нотатки ізірландії».

Журнал «Автомайстер» № 6,7 -2013 (a-master.com.ua)

Саджовий фільтр із каталітичним покриттям.

Зниження викиду сажових частинок є сьогодні одним із найскладніших завдань у галузі очищення відпрацьованих газів (ОГ) дизелів. Окрім заходів, спрямованих на зниження утворення сажі при згорянні палива безпосередньо у двигуні, особлива увага приділяється фільтрації газів на випуску з нього.

Одним із ефективних способів очищення газів від сажових частинок є їх затримання за допомогою спеціальних фільтрів. Найбільшого поширення знайшли системи, які з нейтралізатора окисного типу і сажевого фільтра. Крім цього, фільтр дозволяє практично безперервно випалювати затриману сажу без введення спеціальних добавок у паливо.

Остання властивість досягнуто застосуванням особливої ​​конструкції фільтра, так і в результаті його максимального наближення до двигуна.

Зазвичай на наших сервісах ремонт зводиться до вирізування фільтра та спроби перепрограмування блоку керування. Спробуємо розібратися, а що ми вирізаємо на прикладі сажевого фільтра VW.

При згорянні дизельного палива утворюються речовини різного типу та виду. Робота непрогрітого двигуна зазвичай супроводжується викидами білого або сизого диму, що створюється краплями незгорілих або частково окислених вуглеводнів, і викидами альдегідів, присутність яких в ОГ легко розпізнається за характерним запахом.

На випуску дизеля присутні не тільки газоподібні речовини, а й тверді утворення, розміри яких можна порівняти з розмірами частинок пилу. Ці освіти, які отримали загальну назву «частки» (Partikel), вважаються шкідливими для здоров'я людей і забруднюють довкілля.

Відпрацювали гази дизеля.

УТВОРЕННЯ ШКІДЛИВИХ РЕЧОВИН У ПРОЦЕСІ ЗГОРАННЯ ПАЛИВА

Інтенсивність утворення шкідливих речовин та особливо сажі значною мірою залежить від параметрів процесу згоряння палива в циліндрах дизеля. На протікання процесу згоряння впливають конструктивні параметри двигуна, так і склад палива і атмосферні умови.

На наведеному нижче малюнку перераховані всі вихідні компоненти паливоповітряної суміші та одержувані в результаті її згоряння компоненти відпрацьованих газів дизеля.

Окремі компоненти відпрацьованих газів дизеля надають різну дію на довкілля та здоров'я людини.

Цілком нешкідливими є лише кисень, азот та вода, які входять до складу атмосферного повітря.

Природним компонентом атмосферного повітря є двоокис вуглецю (вуглекислий газ), проте її концентрація у повітрі близька до граничних значень.

Вуглекислий газ не отруйний, але підвищення його кількості в атмосфері може призвести до тепличного ефекту. До шкідливих для здоров'я людини речовин належать оксид вуглецю, вуглеводні, двоокис сірки, оксиди азоту, частинки сажі та ще більше трьох десятків компонентів автомобільного вихлопу.

ШКІДЛИВІ КОМПОНЕНТИ ОТРАБОТАЛИ ГАЗІВ

Оксид вуглецю (CO) або чадний газ виникає при неповному згорянні палива, що містить вуглець, через брак кисню. Це безбарвний газ, що не має запаху та смаку. Він токсичний і особливо небезпечний: поглинає кисень крові людини, що може призвести до кисневого голодування мозку та смерті.

Під поняттям "вуглеводні" маються на увазі численні сполуки різного типу (наприклад, C6H6 або C8H18), які утворюються при неповному згорянні палива.

Діоксид сірки утворюється при згорянні палива, що містить сірку. Це безбарвний газ із різким запахом. В даний час прагнуть знизити вміст сірки в паливі.

Оксиди азоту (наприклад, NO, NO2, …) утворюються при згорянні палива в двигуні в умовах високих тисків і температур, а також в умовах надлишку кисню

Сажа утворюється внаслідок неповного згоряння палива за місцевої нестачі кисню.

ЧАСТИНИ

Під поняття "частки" підпадають тверді або рідкі утворення, що мають невеликі розміри. Вони можуть утворюватися в результаті зношування деталей, подрібнення та ерозії матеріалів, а також конденсації рідин. Зокрема, вони утворюються при неповному згорянні палива та олії. У названих вище випадках утворюються частинки різної форми, величини та структури. Частинки відносять до шкідливих речовин, тому що через малі розміри вони переміщаються разом з газами і при попаданні в організм людини можуть завдати шкоди йому.

ЧАСТИНИ САЖІ

При згорянні палива у дизелі утворюються частинки сажі. Це мікроскопічні вуглецеві частинки діаметром приблизно 0,05 мкм. Ядро частинки складається з чистого вуглецю, а на ньому адсорбуються різні вуглеводневі сполуки, оксиди металів та сірка.

Передбачається, що деякі вуглеводневі сполуки є небезпечними для здоров'я людини. Конкретний склад частинок сажі залежить від застосовуваного у двигуні робочого процесу, режимів його роботи та складу палива.

ПРОЦЕС ОСВІТИ ЧАСТОК САЖІ В ДИЗЕЛІ

Утворення сажі у дизелі залежить від низки процесів, що визначають згоряння палива. Це процеси підведення повітря, упорскування палива та поширення полум'я.

Якість згоряння палива визначається значною мірою процесом утворення паливоповітряної суміші. Через нестачу кисню в деяких зонах камери згоряння утворюється занадто багата суміш, згоряння якої не може бути повним і супроводжується утворенням сажі частинок.

Число і маса частинок залежать, в принципі, від якості процесів сумішоутворення і згоряння, що протікають в двигуні. Паливна система з насос-форсунками забезпечує упорскування палива під дуже високим тиском та з відповідним вимогам двигуна протіканням подачі за часом. Завдяки цьому створюються умови підвищення ефективності процесу згоряння і зниження освіти частинок сажі. Однак високі тиски впорскування та відповідна їм підвищена дрібність розпилювання палива не можуть забезпечити достатнє подрібнення частинок сажі. Вимірювання розмірів цих частинок показали, що їх розподіл за величиною практично не залежить від способу сумішоутворення, тобто воно дуже близько у двигунів з вихровою камерою згоряння і двигунів з безпосереднім упорскуванням за допомогою системи Common Rail або насос-форсунок.

ЗМІНА КОНСТРУКЦІЇ ДВИГУНА

Зменшити викид шкідливих речовин можна запровадженням заходів, пов'язаних із зміною конструкції самого двигуна. Успішна оптимізація робочого процесу може призвести до істотного зниження утворення шкідливих речовин.

До цих заходів належать:

Оптимізація форми впускних та випускних каналів, що створюють спрямований рух повітря у камері згоряння.

Підвищення тисків упорскування, наприклад, за допомогою насос-форсунок;

Оптимізація камери згоряння, зокрема за рахунок зменшення «шкідливих» обсягів та форми виїмки в поршні.

ОЧИЩЕННЯ ВІДПРАЦЮВАЛИ ГАЗІВ

Викиди в атмосферу частинок сажі, що утворилися при згорянні палива, можуть бути знижені проведенням заходів з очищення відпрацьованих газів після їх випуску з циліндрів двигуна. При цьому мають на увазі насамперед систему фільтрації, здатну затримувати частинки сажі.

Розрізняють два види регенерації сажових фільтрів: із застосуванням присадок до дизельного палива та із застосуванням каталітичного покриття фільтруючого елемента. Нижче наведено опис пристрою та принципу дії фільтра сажі з каталітичним покриттям.

СИСТЕМА ОЧИЩЕННЯ ГАЗІВ З ЗАСТОСУВАННЯМ ПРИСАДОК ДОДИЗЕЛЬНОМУ ПАЛИВУ

Ця система знаходить застосування на автомобілях, у яких фільтр сажі знаходиться на відносно великій відстані від двигуна. У цьому випадку температура газів, що відпрацювали на вході у фільтр, недостатня для випалювання сажі в ньому, тому застосовують присадки до палива, які знижують температуру займання сажі до необхідного рівня.

СИСТЕМА ОЧИЩЕННЯ ГАЗІВ З САЖОВИМ ФІЛЬТРОМ,МАЮЧИМ КАТАЛІТИЧНЕ ПОКРИТТЯ

Ця система застосовується на автомобілях із сажевим фільтром, розташованим близько від двигуна. У цьому випадку температура газів на короткій дорозі до фільтра залишається достатньо високою для спалювання сажі.

1 – Блок керування комбінації приладів J285

2 – Блок керування двигуном

3 – витратомір повітря

4 – дизель

5 – датчик температури перед турбокомпресором G507

6 – турбокомпресор

7 – датчик температури перед фільтром сажі G506

8 – датчик кисню G39

9 – фільтр сажі

10 – датчик 1 перепаду тиску на фільтрі сажі G450

11 – датчик температури після фільтра сажі G527

12 – глушник.

САЖЕВИЙ ФІЛЬТР

Саджовий фільтр з каталітичним покриттям встановлюється після турбокомпресора в безпосередній близькості від двигуна. В даному випадку застосовується фільтр сажі з каталітичним покриттям, який конструктивно об'єднаний з нейтралізатором окисного типу. Таким чином, загальний корпус агрегат виконує функції як фільтра, так і нейтралізатора.

Саджевий фільтр затримує частинки сажі, що містяться в ОГ. Функція нейтралізатора полягає в окисленні вуглеводнів (HC) та оксиду вуглецю (CO) до води (H2O) та діоксиду вуглецю (CO2).

ПРИСТРІЙ

Матриця сажевого фільтра є комірчастою структурою з кераміки на базі карбіду кремнію. Керамічна матриця укладена у металевий корпус. Вона пронизана безліч паралельно розташованих каналів малого перерізу, закритих поперемінно з одного чи іншого боку. Тому розрізняють впускні та випускні канали, розділені між собою фільтруючими стінками. Фільтруючі стінки складаються з пористого карбіду кремнію. Вони покриті сумішшю оксидів алюмінію і церію, що виконують функцію підкладки для каталізатора, в якості якого використовується благородний метал – платина. Каталізатор - це речовина, яка сприяє протіканню хімічної реакції, але сама при цьому не змінюється і нових сполук не утворює.

ПРИНЦИП ДІЇ

Так як канали фільтра закриті поперемінно з боку впуску і випуску, гази, що містять частинки сажі, змушені проходити через пористі стінки з карбіду кремнію. При цьому частинки сажі затримуються у каналах впуску, а газ вільно проходить через пори стінок каналів.

ЗОНИ САЖОВОГО ФІЛЬТРА З КАТАЛІТИЧНИМ ПОКРИТТЯМ

Саджовий фільтр повинен бути відносно довгим, щоб забезпечити уловлювання досить великої кількості сажі. Крім цього, він повинен мати достатню для забезпечення каталітичної дії кількість платини. Каталітичне покриття розподілене по довжині фільтра не рівномірно, а по зонах. У передній зоні платини значно більше, ніж у задній зоні. Нерівномірний розподіл платини по зонах має такі переваги.

При роботі двигуна на звичайних режимах передня частина фільтра сажі нагрівається швидше, ніж його задня частина. Тому відносно велика кількість платини у цій зоні сприяє прискоренню її каталітичної дії. При цьому говорять про хороші пускові якості фільтра сажі.

У процесі регенерації вигоряння сажі супроводжується сильним нагріванням задньої частини фільтра. Але високі температури призводять до поступового руйнування шару платини. Тому можна заощадити на дорогій платині, знижуючи товщину покриття у задній зоні фільтра.

З іншого боку, зменшення кількості платини у задній зоні обґрунтовано процесами старіння фільтра. У процесі експлуатації автомобіля в задній частині фільтра накопичується більше відкладень, що знижують каталітичну дію платини, ніж у його передній частині.

РЕГЕНЕРАЦІЯ ФІЛЬТРУ

Щоб запобігти надмірному підвищенню опору фільтра та зниження його працездатності необхідно час від часу звільняти його від сажі.

У процесі регенерації накопичені у фільтрі частинки сажі випалюються (окислюються). Розрізняють активну та пасивну регенерацію фільтра сажі з каталітичним покриттям. Для водія процес регенерації протікає непомітно.

Фільтруючі стінки складаються з пористого карбіду кремнію.

Вони покриті сумішшю оксидів алюмінію та церію, що виконують функцію підкладки для каталізатора, в якості якого використовується благородний метал – платина.

Каталізатор - це речовина, яка сприяє протіканню хімічної реакції, але сама при цьому не змінюється і нових сполук не утворюється.

ПАСИВНА РЕГЕНЕРАЦІЯ

При пасивній регенерації випалювання сажі проводиться безперервно і без спеціального втручання в керування двигуном. При розташуванні сажового фільтра поблизу двигуна, температура газів, що надходять до нього, може досягати, наприклад, при русі на автомагістралі порядку 350–500°С. При цьому протікають реакції, в результаті яких частинки сажі взаємодіють з діоксидом азоту та перетворюються на діоксид вуглецю. Цей багатоступінчастий процес відбувається безперервно над шаром платини, яка виконує функцію каталізатора.

ПРИНЦИП ДІЇ

NOX + O2 утворюють NO2

Діоксид азоту (NO2) реагує з вуглецем (C) сажових частинок. В результаті виходять окис вуглецю (CO) та окис азоту (NO).

NO2 + C утворюють CO + NO

Окис вуглецю (CO) та окис азоту (NO) реагують з киснем (O2), утворюючи діоксид азоту (NO2) та діоксид вуглецю (CO2).

CO + NO + O2 утворюють NO2 + CO2

АКТИВНА РЕГЕНЕРАЦІЯ

При активній регенерації частинки сажі випалюються в умовах високих температур, що одержуються внаслідок спрямованого керування двигуном. Для експлуатації автомобіля в місті характерні невеликі навантаження двигуна, а невисокі температури ОГ, що відповідають їм, не забезпечують пасивну регенерацію сажевого фільтра. При цьому частинки сажі не видаляються з фільтра та забивають його канали. При накопиченні у фільтрі певної кількості сажі запускається процес його активної регенерації, що протікає по командах системи керування двигуном.

Процес активної регенерації триває приблизно 10 хвилин. При цьому температура ОГ підвищується до 600-650 ° C, що достатньо для окислення сажі до діоксиду вуглецю.

ПРИНЦИП ДІЇ

При активній регенерації частинки сажі згоряють завдяки високій температурі ОГ. При цьому утворює частинки сажі, вуглець з'єднується з киснем, утворюючи діоксид вуглецю C + O2 утворюють CO2.

ПРИНЦИП ДІЇ ФІЛЬТРУ ПРИ АКТИВНІЙ РЕГЕНЕРАЦІЇ

Частинки сажі накопичуються у впускних каналах.

Необхідність проведення активної регенерації визначається блоком управління двигуном по сигналах, що надходять з витратоміра повітря, датчиків температури ОГ перед і після сажевого фільтра, а також датчика перепаду тиску на ньому. Чистий фільтр сажі невеликий опір потоку газів.

Заповнений фільтр сажі чинить великий опір потоку газів.

При заповненні фільтра сажею до певної величини система управління двигуном запускає процес активної регенерації

ФУНКЦІЇ СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ ДВИГУНОМ ПРИ ПРОВЕДЕННІАКТИВНОЇ РЕГЕНЕРАЦІЇ

Ступінь заповнення фільтра сажею визначається блоком управління з його газодинамічного опору.

Високий опір фільтра є ознакою накопичення в ньому гранично допустимої кількості сажі, тому блок керування двигуном запускає процес активної регенерації. При цьому виконуються такі функції:

Припиняється рециркуляція ОГ для підвищення температури згоряння палива;

Щоб підвищити температуру ОГ, проводиться додаткове упорскування палива, що подається після основної дози, а саме, при повороті колінчастого валу на 35° після ВМТ;

Подача повітря в двигун знижується за допомогою регульованої дросельної заслінки з електроприводом;

Тиск наддуву підтримується на рівні, коли водій не може помітити переведення двигуна на режим рециркуляції.

Ці заходи дозволяють короткочасно підвищити температури сажа, що накопичилася у фільтрі, окислюється до діоксиду вуглецю. Після проведення активної регенерації повністю відновлюється здатність фільтра затримувати сажу, що міститься в ОГ.

СТУПЕНЬ ЗАПОЛНЕННЯ ФІЛЬТРУ САЖІВ

Блок управління двигуном постійно контролює ступінь заповнення сажевого фільтра, розраховуючи його газодинамічний опір. При цьому об'ємна витрата газів співвідноситься з перепадом тиску на фільтрі сажі.

ПЕРЕПАД ТИСКУ НА ФІЛЬТРІ

Перепад тиску на фільтрі сажі визначається за допомогою диференціального датчика тиску.

Блок управління двигуном визначає газодинамічний опір фільтра сажі по відношенню перепаду тиску до об'ємної витрати ОГ. А газодинамічний опір фільтра є мірою його заповнення сажею.

ОБ'ЄМНА ВИТРАТА ОГ

Об'ємна витрата ОГ розраховується блоком керування двигуном за величинами масової витрати повітря на вході в двигун та температури ОГ перед фільтром.

Масова витрата ОГ практично дорівнює масовій витраті повітря, яка визначається за допомогою витратоміра. Об'ємна витрата ОГ залежить, однак, від температури.

Остання визначається за допомогою датчиків температури до і після фільтру сажі.

Отримуючи дані про температуру ОГ, блок керування двигуном може розрахувати об'ємну витрату ОГ за величиною масової витрати повітря.

ВПРИСК ПАЛИВА ПРИ РУХІ АВТОМОБІЛЯ НАКАТОМ

При екстремальних умовах руху в місті з різким навантаженням двигуна і частим рухом накатом, необхідно вживати особливих заходів для регенерації фільтра. Так як при русі накатом паливо циліндри двигуна зазвичай не впорскується, температура ОГ не піднімається до необхідного для регенерації фільтра рівня.

Тому для проведення регенерації фільтра під час руху накатом впорскують збільшені дози палива, а саме при повороті колінчастого валу на 35° після ВМТ. Зважаючи на відсутність основної дози палива, що впорскується при положенні поршня поблизу ВМТ, що надійшло в циліндри двигуна на такті розширення паливо пари палива згоряють в сажевому фільтрі, а тепло, що виділяється при цьому, забезпечує підвищення температури ОГ до необхідного для його регенерації підтримуючого регенерацію палива регулюються за сигналами ОГ, встановленого після фільтру сажі.

Кулачки приводу насос-форсунок у дизелів з фільтром сажі мають спеціальний профіль, що забезпечує впорскування додаткових доз палива.

При цьому відповідне подання палива рух плунжера завершується пізніше, ніж у двигунів без фільтра сажі. Завдяки цьому залишається активний хід плунжера для подачі додаткової дози палива з чималим запізненням.

ДАТЧИК ПЕРЕПАДУ ТИСКУ НА САЖОВОМУ ФІЛЬТРІ,ВИКОРИСТАННЯ СИГНАЛУ ДАТЧИКА

Цей датчик служить для вимірювання перепаду тиску ОГ на фільтрі сажі. Його сигнали використовуються спільно з сигналами датчиків температури перед і після фільтра сажі, а також з сигналами витратоміра повітря для визначення ступеня заповнення фільтра сажею.

НАСЛІДКИ ПРИ ВІДСУТНІ СИГНАЛУ ДАТЧИКА

При відсутності сигналу датчика перепаду тиску регенерація фільтра сажі проводиться періодично по пробігу або за часом експлуатації автомобіля. Однак тривалий час регенерація за таким принципом не може бути надійною.

Тому після певного числа циклів регенерації спочатку спалахує контрольна лампа сажевого фільтра, а потім починає блимати контрольна лампа свічок розжарювання. Водій попереджається таким чином про необхідність звернення до сервісного підприємства.

ПРИСТРІЙ ДАТЧИКА

У датчика перепаду тиску 1 передбачені два штуцери: один з них з'єднаний з трубкою для вимірювання тиску перед фільтром сажі, а інший - після нього. Усередині датчика знаходиться мембрана з п'єзоелементами, на яку діє різниця тисків.

ПРИНЦИП ДІЇ

САЖОВИЙ ФІЛЬТР ЧИСТИЙ

Якщо у фільтрі знаходиться дуже мало сажі, тиск перед ним і після нього практично рівні. При цьому мембрана з п'єзоелементами знаходиться у вихідному положенні.

Фільтр заповнений сажею

Зважаючи на збільшення опору фільтра при накопиченні в ньому сажі, тиск ОГ перед фільтром збільшується. Тиск ОГ після фільтра практично не змінюється.

Мембрана прогинається відповідно до чинності на неї різниці тисків. Деформація мембрани спричиняє зміну омічного опору включених за мостовою схемою п'єзоелементів. Вихідна напруга моста посилюється і перетворюється на електронну схему

датчика, сигнал з якою надходить у блок управління двигуном. За величиною цього сигналу блок управління двигуном визначає ступінь заповнення сажевого фільтра і при необхідності виробляє команду на його регенерацію.

ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРИ ПЕРЕД САЖОВИМ ФІЛЬТРОМ

Датчик температури, що встановлюється перед сажевим фільтром, містить резистор з позитивним температурним коефіцієнтом PTC (Positiver Temperatur Coeffizient). То

е. опір резистора збільшується з підвищенням його температури.

Цей датчик служить для вимірювання температури ОГ у місці його встановлення на випускному трубопроводі перед фільтром сажі.

Сигнали датчиків температури перед і після фільтра сажі використовуються в блоці управління двигуном для розрахунку об'ємного витрати ОГ, а потім ступеня заповнення фільтру сажею.

Точне визначення ступеня заповнення фільтра сажею можливе лише при спільному використанні сигналів витратоміра повітря, датчиків температури ОГ перед та після фільтра, а також датчика перепаду тиску ОГ на фільтрі.

Крім сигналів зазначених вище датчиків у системі управління, передбачена подача аварійного сигналу, який використовується для захисту фільтра сажі від дії занадто високих температур ОГ.

Після припинення надходження сигналу датчика температури перед фільтром, його регенерація проводиться періодично по пробігу або за часом експлуатації автомобіля. Так як регенерація в цьому режимі не повинна повторюватися багаторазово, після певного числа її циклів включається спочатку контрольна лампа фільтра сажі, а потім починає блимати контрольна лампа свічок розжарювання. Водій попереджається таким чином про необхідність звернення до сервісного підприємства.

ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРИ ПІСЛЯ САЖОВОГО ФІЛЬТРУ

Датчик температури, що встановлюється після сажевого фільтра, містить резистор типу PTC. За сигналом датчика температури після фільтра блок управління двигуном регулює дозу палива, що впорскується в циліндри двигуна на такті розширення під час руху автомобіля накатом. Ця доза зменшується із підвищенням температури ОГ після фільтру.

Сигнал датчика температури після фільтра сажі використовується також для його захисту від дії занадто високих температур ОГ.

Після припинення надходження сигналу датчика температури перед фільтром його регенерація проводиться періодично по пробігу або часу експлуатації автомобіля.

Так як регенерація в такому режимі не може забезпечити нормальну роботу фільтра сажі протягом тривалого часу, після певного числа її циклів включається контрольна лампа сажевого фільтра, а потім починає блимати контрольна лампа свічок розжарювання. Таким чином, водій попереджається про необхідність звернення до сервісного підприємства.

ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРИ ПЕРЕД ТУРБОКОМПРЕСОРОМ

Сигнал цього датчика використовується блоком управління двигуном при розрахунку початку подачі і дози палива, що додатково впорскується при регенерації сажевого фільтра. Випалювання накопиченої у ньому сажі забезпечується підвищенням температури ОГ до рівня. Крім цього, сигналом даного датчика здійснюється захист турбокомпресора від дії занадто високих температур.

При виході датчика температури з ладу захист турбокомпресора від перегріву не діє.

Тому регенерація фільтра сажі скасовується, а водій попереджається за допомогою контрольної лампи свічок розжарювання про необхідність звернення в сервісне підприємство. При цьому рециркуляція ОГ припиняється, щоб зменшити утворення сажі.

ДАТЧИК КИСНЮ

У разі застосовується датчик кисню з широкосмугової характеристикою. Зазвичай він встановлюється на випускному колекторі перед нейтралізатором.

Датчик кисню дозволяє визначати його концентрацію в ОГ досить широкому діапазоні вимірюваних значень. У автомобілів з фільтром сажі направляється в блок управління двигуном сигнал цього датчика допомагає підвищити точність визначення додаткової дози

палива та моменту її подачі при проведенні регенерації фільтра. Найбільша ефективність процесу регенерації досягається при певній мінімальній концентрації кисню в ОГ та досить високій їх температурі. Регулювання у своїй проводиться за сигналом датчика кисню, який доповнюється сигналом датчика температури перед турбокомпрессором. У разі відсутності сигналу датчика параметри регенерації визначаються менш точно, але вона проводиться досить надійно. При виході датчика кисню з ладу може бути підвищений викид оксидів азоту.

ВИТРАТОМІР ПОВІТРЯ

На впускному трубопроводі встановлюється термоанемометричний витратомір повітря плівкового типу. За його сигналом блок управління двигуном досить точно визначає масову витрату повітря, що надходить у циліндри двигуна.

У системі управління регенерацією фільтра сажі сигнал витратоміра повітря використовується для розрахунку об'ємної витрати ОГ з наступним визначенням ступеня наповнення фільтра сажею. Сигнал витратоміра повітря використовується для визначення ступеня наповнення сажевого фільтра тільки спільно з сигналами датчиків температури перед і після фільтра, а також з сигналом датчика тиску.

За відсутності сигналу витратоміра повітря регенерація фільтра сажі проводиться спочатку періодично по пробігу або за часом експлуатації автомобіля.

Так як регенерація в такому режимі не може забезпечити нормальну роботу фільтра сажі протягом тривалого часу, після певного числа її циклів включається контрольна лампа сажевого фільтра, а потім починає блимати контрольна лампа свічок розжарювання. Водій попереджається таким чином про необхідність звернення до сервісного підприємства.

КОНТРОЛЬНА ЛАМПА САЖОВОГО ФІЛЬТРУ

Контрольна лампа фільтра сажі знаходиться на комбінації приладів. Вона спалахує, якщо регенерація фільтра неможлива, наприклад, через тривалу експлуатацію автомобіля в режимі руху на короткі відстані. При тривалій експлуатації автомобіля в режимі руху на короткі відстані регенерація фільтра сажі може виявитися неможливою через занадто низький рівень температур ОГ. У таких випадках фільтр може бути пошкоджений або заблокований сажею. Щоб попередити водія про можливість небажаних наслідків, на комбінації приладів передбачена контрольна лампа фільтра сажі, яка спалахує при накопиченні в ньому певної кількості сажі.

Якщо ця лампа спалахнула, водієві рекомендується рухатися протягом приблизно 15 хвилин з рівномірною по можливості швидкістю, яка повинна перевищувати 60 км/год. Найбільш ефективно фільтр регенерується при русі автомобіля на 4 або 5 передачах і роботі двигуна з частотою обертання близько 2000 об/хв. Після завершення регенерації контрольна лампа повинна згаснути.

Якщо, незважаючи на проведення заходів з випалювання сажі, контрольна лампа не гасне, загоряється контрольна лампа свічок розжарювання, і на дисплей комбінації приладів виводиться попередження «Несправність двигуна, сервіс». Після цього водій має звернутися до найближчого сервісного підприємства.

ЕКСПЛУАТАЦІЯ АВТОМОБІЛЯ З КОРОТКИМИ ПРОБІГАМИ

Щоб запустити процес регенерації фільтра сажі, система управління двигуном забезпечує підвищення температури ОГ.

Однак при тривалій експлуатації автомобіля з короткими пробігами не завжди вдається підвищити цю температуру рівня, необхідного для регенерації фільтра. При подальшій регенерації переповненого фільтра можливе його пошкодження через перегрівання внаслідок згоряння збільшеної кількості сажі.

Можливе також блокування фільтра під час переходу на режими з підвищеними навантаженнями. У разі двигун може заглухнути.

Щоб запобігти небажаним наслідкам регенерації фільтра, що не відбулася, система управління включає контрольну лампу сажевого фільтра при певному його заповненні або після декількох запусків режиму регенерації, що не відбулися. Водій попереджається таким чином про необхідність проведення регенерації фільтра у найкоротший термін. Він може це зробити, підвищивши швидкість автомобіля до значень, за яких температура ОГ підвищується до необхідного для регенерації рівня.

ВИМОГИ ДО ПАЛИВА

Необхідно звертати увагу на відповідність палива стандарту DIN, вказаному в Посібнику з експлуатації автомобіля.

Використання біодизельного палива не допускається. При пізньому впорскуванні цього палива можливе попадання його незгорілої частини на стінки циліндрів. Поршні, що рухаються, скидають це паливо в картер, де воно потрапляє в масло. Паливо, що відповідає стандартам, випаровується при роботі двигуна на звичайних режимах і видаляється таким чином з масла. Біодизельне паливо при цьому повністю не випаровується, оскільки температури його кипіння вищі, ніж у звичайного палива. Розріджене паливом масло може спричинити пошкодження деталей двигуна.

Якщо паливо містить багато сірки, фільтр швидко заповнюється сажею, і підвищується частота циклів його регенерації, що призводить до підвищеного витрати палива.

Сергій Уктусов

Журнал Автомайстер (a— master. com. ua) № 9-2012 та 11-2012