Что такое сажевый фильтр и почему вам нужно это знать

Автомобили вносят немалый вклад в загрязнение окружающей среды. Особенно это касается воздуха, которым мы дышим в больших городах. Обострение проблем с экологией вынуждает принимать всё более строгие меры по очистке автомобильных отработанных газов.

Так, с 2011 года в автомобилях, работающих на дизтопливе, обязательно наличие сажевого фильтра (часто можно встретить английскую аббревиатуру DPF — diesel particulate filter). Этот фильтр весьма дорогой и в некоторых случаях может создать проблемы, поэтому иметь о нем представление будет совсем не лишним.

Назначение сажевого фильтра

Даже самый совершенный ДВС не обеспечивает стопроцентное сгорание горючего. В результате приходится бороться с отработанными газами, которые содержат целый ряд вредных для человека и окружающей среды веществ.

В транспортных средствах с бензиновым двигателем за очистку выхлопа отвечает каталитический нейтрализатор. В его задачу входит нейтрализация окиси углерода (угарного газа), летучих углеводородов, способствующих образованию смога, токсичных соединений азота и других продуктов сгорания горючего.

В роли непосредственных катализаторов выступают обычно платина, палладий и родий. В итоге на выходе нейтрализатора ядовитые вещества превращаются в безвредные — кислород, азот, углекислый газ. Каталитический нейтрализатор эффективно работает при температуре 400-800 °C. Такой прогрев обеспечивается при его установке непосредственно за выпускным коллектором либо перед глушителем.

Дизельный агрегат имеет свои особенности функционирования, у него более низкий температурный режим и иной принцип воспламенения горючего. Соответственно отличается и состав отработанных газов. Одним из продуктов неполного сгорания солярки является сажа, обладающая канцерогенными свойствами.

Каталитический нейтрализатор с ней не справляется. Содержащиеся в воздухе мелкие частицы сажи не фильтруются дыхательной системой человека. При вдыхании они без труда проникают в легкие и оседают там. Для предотвращения попадания сажи в воздух в дизельных авто устанавливают сажевый фильтр (СФ).

Катализатор дизельного ДВС (DOC — diesel oxidation catalyst) имеет свои особенности и устанавливается перед сажевым фильтром либо интегрирован в него.

Устройство и принцип функционирования «сажевика»

Обычно фильтр представляет собой размещенный в корпусе из нержавейки керамический блок со сквозными каналами квадратного сечения. Каналы открыты с одной стороны и имеют заглушку с другой в шахматном порядке.Выхлопные газы практически беспрепятственно проходят через пористые стенки каналов, а частицы сажи оседают в глухих концах и не попадают в воздух. Дополнительно на металлические стенки корпуса может быть нанесен слой вещества-катализатора, который окисляет и нейтрализует содержащийся в выхлопе угарный газ и летучие соединения углеводорода.

В большинстве сажевых фильтров также имеются датчики температуры, давления и остаточного кислорода (лямбда-зонд).

Автоочистка

Оседающая на стенках фильтра сажа постепенно забивает его и создает препятствие для выхода отработанных газов. Как следствие, возникает повышенное давление в выпускном коллекторе и падает мощность ДВС. В конце концов ДВС может просто заглохнуть. Поэтому важным вопросом является обеспечение очистки СФ.

Пассивная очистка осуществляется методом окисления сажи раскаленными выхлопными газами при температуре около 500 °C. Происходит это автоматически во время движения автомобиля.

Однако для городских условий характерны поездки на короткие расстояния и частые пробки. В таком режиме отработанный газ не всегда достигает достаточно высокой температуры и тогда сажа будет накапливаться. Помочь в этой ситуации может добавление в горючее специальных противосажевых присадок. Они способствуют выгоранию сажи при пониженной температуре — около 300 °C. Кроме того такие присадки позволяют уменьшить образование нагара в камере сгорания силового агрегата.

В некоторых машинах имеется функция принудительной регенерации, которая запускается, когда дифференциальный датчик фиксирует слишком большой перепад давления до и после фильтра. Впрыскивается дополнительная порция горючего, которое сжигается в каталитическом нейтрализаторе, разогревая СФ до температуры примерно 600 °C. Когда сажа выгорит и давление на входе и выходе фильтра выравняется, процесс остановится.

У других производителей, например, Пежо, Ситроен, Форд, Тойота, для разогрева «сажевика» используется специальная присадка, которая имеет в своем составе церий. Присадка содержится в отдельной емкости и периодически впрыскивается в цилиндры. Благодаря ей СФ раскаляется до 700-900 °C, а сажа при такой температуре полностью сгорает за набор минут. Процесс полностью автоматический и происходит без вмешательства водителя.

Почему регенерация может давать сбои и как провести ручную очистку

Бывает, что автоматическая очистка не срабатывает. Причины могут быть следующие:

• при коротких поездках выхлопные газы не успевают нагреться до нужной температуры;
• процесс регенерации был прерван (например, глушением ДВС);
• неисправность одного из датчиков, плохой контакт или обрыв проводов;
• в баке мало горючего или датчик уровня горючего выдает заниженные показания, в этом случае регенерация не запустится;
• неисправный или засоренный клапан системы рециркуляции отработанных газов (EGR).

Если сажи накопилось слишком много, можно удалить ее вручную путем промывания.

Для этого сажевый фильтр нужно демонтировать, заглушить одну из трубок, а в другую залить специальную жидкость для промывки. Оставить в вертикальном положении и время от времени встряхивать. Спустя примерно 12 часов слить жидкость и прополоскать фильтр проточной водой. При наличии смотровой ямы или подъемника демонтаж и очистку можно произвести самостоятельно. Но лучше отправиться на СТО, где заодно проверят и заменят дефектные элементы.

Сервисные специалисты могут также выжечь скопившуюся сажу при помощи спецоборудования. Для разогрева СФ применяются электрический или микроволновый нагреватель,а еще специальный алгоритм впрыска горючего.

Причины повышенного образования сажи

Главная причина увеличенного образования сажи в выхлопе — плохое горючее. В солярке низкого качества может содержаться значительное количество серы, которая не только приводит к образованию кислоты и возникновению коррозии, но и препятствует полному сгоранию горючего. Поэтому, если вы заметили, что сажевый фильтр загрязняется быстрее обычного, а принудительная регенерация запускается чаще, то это серьезный повод поискать другую АЗС.

Увеличению количества сажи способствует и неверная регулировка дизельного агрегата. Результатом может стать пониженное содержание кислорода в воздушно-топливной смеси, которое возникает в отдельных зонах камеры сгорания. Это будет приводить к неполному сгоранию и образованию сажи.

Срок службы и замена сажевого фильтра

Как и любая другая деталь автомобиля, СФ постепенно изнашивается. Матрица фильтра начинает разрушаться и теряет способность к эффективной регенерации. В нормальных условиях это становится заметно примерно после 200 тысяч километров пробега.

В Украине условия эксплуатации едва ли можно считать нормальными, а качество солярки не всегда на должном уровне, поэтому возможно рассчитывать стоит на 100-120 тысяч. С другой стороны, бывает, что и после 500 тысяч километров пробега сажевый фильтр все еще остается в рабочем состоянии.

Когда СФ, несмотря на все попытки очистки и регенерации, начнет явно деградировать, вы заметите значительное снижение мощности ДВС, повышение расхода горючего и увеличение дымности выхлопа. Может повыситься уровень ДВСного масла и появиться нехарактерный звук при работе ДВСа. А на приборной панели загорится соответствующее предупреждение. Всё, приехали. Сажевый фильтр пора менять. Удовольствие это дорогое. Цена — от одной до нескольких тысяч долларов плюс установка. Многие с этим категорически не согласны и предпочитают просто вырезать СФ из системы.

Что будет, если удалить сажевый фильтр

Среди плюсов такого решения:

• вы избавитесь от одной из причин головной боли;
• расход горючего снизится, хотя и не слишком значительно;
• немного повысится мощность ДВС;
• вы сэкономите приличную сумму денег (удаление СФ из системы и перепрограммирование электронного блока управления обойдется примерно в 200 долларов).

Негативные последствия:

• если машина на гарантии, о ней можно забыть;
• увеличение выброса сажи в выхлопе будет заметно невооруженным глазом;
• поскольку вырезать придется и каталитический нейтрализатор, то вредные выбросы вашего авто не впишутся ни в какие нормы;
• может появиться неприятный свист турбины;
• экологический контроль не позволит вам пересечь границу Евросоюза;
• потребуется перепрошивка ЭБУ, она может иметь непредсказуемые последствия для работы различных систем автомобиля, если программа содержит ошибки или не полностью совместима с данной конкретной моделью. В результате, избавившись от одной проблемы, можно получить другую, а то и набор новых.

В целом выбор неоднозначный. Вероятно, лучше все же приобрести и установить новый сажевый фильтр, если позволяют средства. А если нет, пытаться реанимировать старый, пробовать выжигать сажу различными способами, промывать вручную. Ну, а вариант физического удаления оставить на крайний случай, когда все другие возможности будут исчерпаны.