Сажевый фильтр: устройство, принцип работы, регенерация, срок службы

Обязательная установка сажевых фильтров (DPF-фильтр) на дизелях введена в 2009 году. Предназначение ― улавливание токсичных частиц сажи в выхлопе дизельного автомобиля. Сажа в выхлопных газах оказывает негативное воздействие на здоровье людей и загрязняет окружающую среду. Сажевые фильтры бывают в виде отдельного элемента конструкции автомобиля или составной части каталитического нейтрализатора. Применение DPF-фильтров позволяет дополнительно очистить выхлоп при работе дизеля и устранить возникающие неприятные запахи.

Оседание частиц сажи на стенках сажевого фильтра в процессе эксплуатации приводит к ухудшению пропускной способности. Забитый сажей фильтр ― причина снижения мощности двигателя, перебоев в его работе. Для устранения проблемы автолюбители могут:

• заменить сажевый фильтр;
• демонтировать DPF-фильтр.

Но многие автовладельцы склоняются именно ко второму способу решения проблемы.

Устройство и принцип работы

В конструкции автомобиля с каталитическим нейтрализатором сажевый фильтр устанавливается непосредственно за катализатором в едином с ним корпусе. Через разъемы на корпусе к DPF-фильтру подключены:

• кислородный датчик катализатора;
• температурные датчики сажевого фильтра (через два разъема);
• датчики дифференциального давления, установленные перед и после фильтра.

Важно! Датчик давления фиксирует разницу давлений на входе и выходе из фильтра, температуру измеряют температурные датчики.  Назначение датчика давления и температурного датчика состоит в регенерации (прожигании) DPF-фильтра.

Принцип работы сажевого фильтра:

• Отработавшие газы направляются в катализатор для очистки, затем направляются к DPF-фильтру, представляющему собой сеть глухих каналов с перфорацией (крипт). При прохождении газов через каналы происходит оседание сажи (углерода) на стенках каналов.
• Каналы сажевого фильтра при эксплуатации автомобиля начинают забиваться осевшими частицами сажи, что требует выполнения очистки фильтра. Состояние DPF-фильтра оценивают датчики температуры и дифференциального давления. В электронном блоке управления двигателя прописаны разрешенные параметры температуры и разницы давлений на входе и выходе из фильтра. При отклонении от нормальных показателей ЭБУ запускает процесс регенерации (самоочистки) сажевого фильтра.

Регенерация DPF-фильтра

На различных моделях автомобилей процесс регенерации выполняется по разным алгоритмам. Общим является то, что независимо от типа и особенностей конструкции, происходит выжигание осевших частиц сажи в каналах сажевого фильтра.

Прожигание обеспечивается подачей электронным блоком управления большего количества топлива через двигатель или отдельную форсунку. Выгорание частиц сажи происходит за счет повышения температуры DPF-фильтре до 600˚С.

Различают два вида регенерации: плановую и принудительную. Это означает, что прожигание выполняется не всегда. При плановой регенерации ЭБУ анализирует показатели датчиков давления и температуры. Блок управления одновременно просчитывает количество использованного топлива.

Процесс регенерации запускается ЭБУ на основании оценки пропускной способности DPF-фильтра, а также в случаях, когда объем сожженного топлива подошел к запланированной отметке. На практике регенерации запускается через 2000 – 5000 км пробега.

Важно помнить, что электронный блок управления запускает регенерацию только при определенных условиях:

• автомобиль двигается продолжительное время по прямой с относительно постоянной высокой скоростью;
• сажевый фильтр начал работать с серьезными сбоями.

В городских условиях такие параметры езды труднодостижимы. Прерывать запущенную регенерацию не следует. Это означает, что глушить двигатель в таких случаях не надо, необходимо дождаться окончания процесса (обычно он продолжается минут 15). Иначе ЭБУ зафиксирует, что завершения запущенной регенерации не произошло. Это приведет к постоянному повторению запроса на регенерацию до того момента, пока она не будет штатно завершена.

Примечание: регулярная подача дополнительного топлива для самоочистки DPF-фильтра негативно влияет на работоспособность двигателя и состояние моторного масла.

Данная информация актуальна для DPF-фильтров. В FAP-фильтрах очистка выполняется с использованием специальной жидкости, которая подается через предназначенную для этой операции форсунку из отдельного бачка. Такой способ очистки не оказывает на моторное масло очень негативного влияния, но прерывать процесс очистки не рекомендуется.

Появление сигнала «регенерация невозможна» указывает на то, что плановая самоочистка успешно не завершена или не начата. Это означает, что допустимый порог попуток выполнения регенерации превышен. ЭБУ в подобных случаях указывает на необходимость выполнения принудительной регенерации, для чего процесс необходимо запустить вручную.

Это происходит в случаях, когда сажевый фильтр полностью забит и проведение очистки не позволит обеспечить оптимальные параметры температуры и давления. Иначе говоря, эффективно сжечь осевшие в каналах фильтра частицы сажи уже не получится.

Срок службы

На работоспособность сажевых фильтров негативно влияет большое количество сажи в выхлопных газах. Причиной может быть проблема смесеобразования, когда поступает излишнее количество топлива или в смеси недостаточно воздуха.

Происходит это из-за неисправности топливной аппаратуры, проблем с турбонаддувом или системой подачи воздуха. Негативно повлиять может также низкое качество дизельного топлив

Важно! При пробеге порядка 200 000 - 250 000 км даже в идеальных условиях DPF-фильтр будет забит, что потребует решения вопроса. Официально рекомендуется сажевый фильтр заменить. Решение правильное, но затратное.

Значительные затраты при замене сажевого фильтра заставляют автовладельцев прибегать к следующим методам:

• Установить аналог или использовать кустарное решение проблемы. Способ рискованный, на практике себя не оправдывает. Дешевый аналог или самоделка могут быстро привести к возгоранию. Установленные датчики не смогут штатно взаимодействовать с таким аналогом фильтра, и ошибка по регенерации постоянно будет появляться.
• Удалить сажевый фильтр и полностью избавиться от проблемы. Но надо помнить, что при таком решении появится неприятный запах и увеличится токсичность выхлопных газов.

Проблемам с экологией сегодня в странах СНГ должного внимания еще не уделяется, поэтому автовладельцы часто принимают решение сажевый фильтр удалить.