Close

14.05.2019

Дизельный сажевый фильтр DPF — проблема большинства современных дизелей

Дизельный сажевый фильтр DPF - проблема большинства современных дизелей
Spread the love

 

Дизельный сажевый фильтр DPF

Дизельный сажевый фильтр DPF считается одним из самых проблемных элементов современных дизельных автомобилей. Да и этого очень дорого. Как построен фильтр DPF? Как необходимо использовать автомобиль с фильтром DPF, чтобы избежать поломок? Как уберечь фильтр DPF от засорения?

Первые дизельные сажевые фильтры появились в автомобилях с дизельными двигателями уже в восьмидесятых годах. Они позволили устранить типичный черный дым из выхлопных труб. Затем DPF начали использовались в Mercedes с трехлитровыми двигателями.

Ни один современный дизельный двигатель не был способен тщательно смешивать и полностью сжигать топливо во время работы. И именно они — остатки топлива и воздуха, которые вызывают образование сажи, то есть твердых частиц. Частицы сажи состоят из углерода, углеводородов, сульфатов, оксидов серы, а также металла и воды.

В 2006 году в ЕС вступил в силу стандарт выбросов Евро-4 . Это резко снизило вероятность выбросов твердых частиц из дизельных автомобилей — с 0,05 г / км (Евро 3) до 0,009 г / км. И тогда производители автомобилей вернулись к уже известному решению — сажевым фильтрам. Фильтр стал обязательным элементом дизельного оборудования.

Технические решения в отношении фиксированных фильтров удвоились. Большинство автомобильных компаний начали использовать стандартные фильтры DPF. Французские автопроизводители (Renault, Peugeot, Citroen) представили фильтры FAP, так называемые мокрые фильтра.

Дизельный сажевый фильтр — почему он называется сухим? Как он устроен? Как его обслуживать?

Сначала давайте рассмотрим разницу между «сухим» DPF-фильтром и «мокрым» FAP-фильтром.

Основным из них является то, что фильтры FAP имеют резервуар и систему дозирования специальной добавки (жидкость Eolys или другая), которая предназначена для понижения температуры сажи в фильтре примерно на 200 градусов C. В фильтрах DPF используется сухой метод, который состоит из впрыска топлива в такте выпуска, который предназначен для повышения температуры выхлопных газов в фильтре и сжигания сажи.

Теоретически, из-за более низкой температуры самовоспламенения сажи, фильтры FAP работают немного лучше и служат дольше. В последние годы появились присадки к дизельному мотору (используются непосредственно в топливном баке), которые можно использовать в автомобилях с DPF для понижения температуры самовозгорания сажи в них. Это особенно рекомендуется для автомобилей, ездящих в основном по городу и на коротких маршрутах.

Дизельный сажевый фильтр DPF — конструкция

Сажевый фильтр является частью системы выпуска отработавших газов. Он установлен за катализатором. Внешний вид также напоминает катализатор — его помещают в круглую или плоскую металлическую банку.

При длительной эксплуатации ряда автомобилей с дизельными двигателями выяснилось, что чем ближе производитель устанавливал фильтр, тем медленнее он забивался. Это логично — пары, которые имеют более высокую температуру, попадают в него.

Сажевый фильтр DPF контролируется компьютером ECU. Компьютер собирает информацию от датчиков давления (датчиков перепада давления), установленных до и после фильтра DPF. До и после фильтра также имеются датчики температуры выхлопных газов.

Что внутри круглого или сплющенного металлического корпуса? Керамическая вставка, в которой имеется параллельная структура из трубочек. Структура очень сложная с точки зрения конструкции.

Каждый канал закрыт, входные каналы (со стороны двигателя) закрыты со стороны глушителя. Выпускные каналы, в свою очередь, закрыты со стороны двигателя.

Так как же выхлопные газы выходят из сажевого фильтра? Между каналами есть стены (так называемый Wall Flow), в которых пористые микроканалы находятся друг за другом. Их размер выбран таким образом, чтобы они могли удерживать твердые частицы.

Что делает фильтры такими дорогими? Сложная конструкция и тот факт, что внутренняя часть канальцев покрыта платиной или другим драгоценным металлом.

Сажевый фильтр — требует обслуживания?

Сажевый фильтр должен был быть элементом, не требующим технического обслуживания. Выхлопные газы из двигателя должны попасть в каналы, а твердые частицы должны быть задержаны на стенках между каналами. Твердые частицы должны сжигаться во время обычной работы автомобиля, когда температура выхлопных газов может достигать 400-600 градусов .

Если фильтр начинал засоряться, проблема заключалась в том, чтобы решить её активной регенерации, то есть впрыска масла и выгорания сажи. На практике, это не так хорошо работает.

Для этого дизельному сажевому фильтру необходим полностью исправный двигатель, для правильной работы. При всасывании из картера в камеру сгорания, происходит попадание моторного масла через негерметичные уплотнения клапанов или уплотнения форсунок — все это приводит к быстрому выходу из строя фильтра DPF.

Некоторые производители хотели устранить проблему засорения фильтра DPF, что еще больше усложнило его конструкцию. Примером могут служить дизельные двигатели D-CAT, разработанные Toyota, оснащенные сложным фильтром DPF, который также объединяет функции систем SCR (селективного каталитического восстановления), введенных много лет спустя. Производитель поместил в фильтр пятую форсунку Common Rail (такую же, как в двигателе автомобиля), в задачу которой входило непосредственное впрыскивание топлива в фильтр, чтобы сжечь в нем сажу. Это решение значительно продлило срок службы фильтра. Однако засорение не было полностью устранено, хотя фильтр D-CAT был намного дороже, впрочем двигатели с этим фильтром страдали и от других недугов.

 

Таким образом, сажевый фильтр DPF является необслуживаемым? С одной стороны да, потому что вам не нужно ничего добавлять для его работы (если только мы не будем использовать присадку в бак, направленную на снижение температуры самовоспламенения сажи). С другой стороны, фильтр требует, чтобы двигатель находился в состоянии полной исправности, использования специальных моторных масел, а также правильной работы автомобиля.

Фильтр DPF — эксплуатационные требования

Тот факт, что дизельный сажевый фильтр быстро засорится при непрерывной эксплуатации по городу, следует помнить всем, кто хочет купить дизельный автомобиль. Кстати, им также следует помнить, что многие крупные города планируют запретить въезд транспортных средств с дизельными двигателями в центры.

Автомобиль с дизельным двигателем предназначен для очень интенсивного использования на больших расстояниях, и только такой способ эксплуатации автомобиля сделает его покупку и эксплуатационные расходы (включая очень высокие затраты на ремонт комплектующих двигателя и системы выпуска) быть выгодными.

Какие условия должны быть выполнены, чтобы сажа из фильтра выгорела?

Выхлопные газы в выхлопной системе должны достигать нужной температуры — до 600 ° C. И это возможно только при динамической езде за городом (более 70 км / ч), продолжительностью не менее 15 минут.

Активная регенерация — фатальные последствия ее прерывания

Как упоминалось ранее, если сажа не может быть сожжена самопроизвольно, ЭБУ компьютера запускает дожигание (активная регенерация). Это может быть выполнено каждые 200/400 км. Для этого компьютер выполняет подачу дополнительной порции  топлив в такте выпуска для увеличения температуры выхлопных газов. К сожалению, во многих автомобилях у водителя нет информации о сгорании фильтра (индикатор не горит). Следовательно, водитель может непреднамеренно прервать процесс очистки, остановив и выключив двигатель. Водителю также достаточно стоять в пробке.

Как распознать, что компьютер ECU запустил процедуру очистки DPF?

  • Внезапно расход топлива значительно увеличивается.
  • Обороты двигателя возрастают, хотя водитель не нажимает педаль газа.
  • Увеличение шума двигателя.
  • Компьютер может самостоятельно запустить задний стеклоочиститель, обогреватель заднего стекла или другое оборудование, чтобы увеличить нагрузку на двигатель.

Процедура длится несколько минут. Если водитель замечает, что процедура была запущена, он должен при возможности, поехать на скоростную автомагистраль и проехать на ней несколько минут. Если это невозможно — не выключайте двигатель до завершения процедуры.

Прерывание активной регенерации имеет фатальные последствия — это может повредить фильтр DPF или повысить уровень моторного масла. Это связано с тем, что несгоревшее топливо (от дополнительного впрыска) стекает по стенкам цилиндра в картер двигателя. Там он проникает в масло, смешивается с ним и разжижает его, вызывая потерю защитных свойств. Если уровень моторного масла поднялся в автомобиле с DPF, замените его вместе с фильтром как можно скорее, так как это может вызвать ускоренный износ и даже заклинивание двигателя.

Засорен фильтр DPF — симптомы

Каковы симптомы засоренного сажевого фильтра DPF?

  • Индикатор фильтра DPF включен.
  • Потеря мощности у машины — ухудшение ускорения.
  • Перевод двигателя в аварийный режим и включение индикатора ошибки двигателя.

Какова долговечность фильтра DPF?

В лучших условиях фильтр DPF выдерживает до 200 — 250 тысяч. км. При неправильной работе — до нескольких десятков тысяч км.

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.

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.