Как выбрать сажевый фильтр

Сажевый фильтр является одним из множества относительно новых изобретений в автомобильной промышленности. Активное производство и внедрение фильтров началось после принятия стандарта Евро-4. Подобные устройства служат для задерживания сажи, которая образуется при работе дизельного силового агрегата. Нацелены они в первую очередь на повышение экологичности транспорта. Как отмечают многие автолюбители, фильтр также сильно бьет по кошельку владельца транспортного средства. Avto.pro попытается разобраться в основных функциях сажевых фильтров, особенностях их устройства, а также ответит на вопросы, касающиеся обслуживания и выбора нового «расходника».

Как это работает

Сажевый фильтр очень похож на каталитический нейтрализатор. На деле в одном устройстве может совмещаться сам фильтр и катализатор: сначала отработавшие газы проходят через катализатор, а потом через сажевый фильтр. В устройство также вмонтирован датчик кислорода, о котором мы писали в данном материале. Слово расходник во вступлении было взято в кавычки неспроста. Дело в том, что классические расходники с бумажным элементом, как-то воздушные и масляные фильтры, сильно отличаются от сажевых фильтров. Фильтрующим элементом последних являются ячеистые элементы из карбида кремния, вмонтированные в металлический корпус. Иначе данный элемент называют матрицей. Матрица включает в себя множество мелких каналов – крипт, – соединенных перемычками. Получается, что весь фильтрующий элемент выполнен из твердого материала, а не податливой бумаги. Благодаря этой особенности изделие может похвастать:

• Высочайшей устойчивостью к термическим нагрузкам и перепадам температур;
• Устойчивостью к механическим воздействиям;
• Стойкостью к воздействию химически агрессивных соединений.

Как уже было указано выше, сажевый фильтр работает в тандеме с катализатором и автомобильной электрикой. Отметим, что в отдельных моделях авто катализатор не предусмотрен и газы поступают сразу на сажевый фильтр. Здесь они проходят через вышеупомянутые крипты, в которых оседают частицы углерода. Данные частицы и образуют ту самую сажу. Состав и температура газов на выходе из фильтра (а иногда и на входе, и на выходе) определяются соответствующими датчиками. Если, к примеру, разница между температурами газов на входе и выходе из фильтра слишком велика, ЭБУ фиксирует ошибку, касающуюся данного «расходника». К несчастью, сажевый фильтр со временем забивается. Он может регенерировать и в идеальных условиях не забиваться вообще, но вот на практике его приходится обслуживать.

DPF и FAP-фильтры

Понятие DPF является аббревиатурой от англоязычного Diesel Particulate Filter. Проще говоря, от понятия «дизельный фильтр твердых частиц». FAP – аббревиатура от франкоязычного Filtre a Particules. Несмотря на одинаковое назначение, DPF и FAP-фильтры имеют некоторые конструктивные различия, обусловленные методом регенерации. О регенерации мы расскажем несколько позже, а пока отметим следующее:

• Фильтры типа DPF встречаются в подавляющем большинстве немецких, а также некоторых и японских концернов:
• Фильтрами типа FAP оснащают автомобили главным образом французских концернов, как-то Peugeot и Citroen, а также во многих моделях транспорт от Toyota и Ford.

Оба фильтра активно взаимодействуют с EGR-системой, которая способствует нормальной регенерации. Несмотря на незначительные конструктивные отличия, такие фильтры не являются полностью взаимозаменяемыми, так что тип фильтрующего элемента необходимо уточнять перед покупкой некоторых запчастей. Мы расскажем подробнее об этих фильтрах в следующем разделе.

Подробнее о регенерации сажевого фильтра

Образование сажи дизельными двигателями обусловлено неполным сгоранием горючего. Размер частички сажи может составлять от 10 нм до 1 мкм. Основой сажи является углерод, с которым соединяются оксиды металлов, вода, углеводороды. Состав сажи может меняться в зависимости от режима работы силового агрегата, а также состава топлива и моторного масла. Когда фильтр работает в режиме фильтрации, он захватывает большую часть сажи. Самые мелкие частицы захватываются не всеми фильтрами, однако их доля в общем массе невелика – порядка 5%, а иногда и меньше. Каждые 1.5-5.0 тысяч километров пробега фильтр переход в режим регенерации. Регенерация бывает пассивной и активной. Вот и о чем стоит знать:

• Пассивная регенерация осуществима благодаря высокой температура отработавших газов (600°С и выше), которые дожигают скопившуюся сажу;
• При активной регенерации температура отработавших газов временно повышается. Это можно осуществить несколькими способами: поздним впрыском, впрыском топлива перед фильтром, нагревом микроволнами или электрическим нагревателем.

Подавляющее большинство фильтров предусматривают как пассивную, так и активную регенерации. Активная регенерация производится в тех случаях, когда разница между давлениями газов на входе и на выходе из фильтра достигает критической отметки и ЭБУ «понимает», что пассивная регенерация оказалась недостаточно эффективной.

Наиболее совершенные конструкции DPF-фильтров имеют т.н. каталитическое покрытие. Пионером в области проектирования и производства таких сажевых фильтров принято считать концерн Volkswagen. Ключевой особенностью устройства является то, что оно имеет платиновую пластину, выступающую в роли катализатора. Именно платина позволяет снизить температуру регенерации до 350-500°С, хотя ради справедливости и стоит отметить, что полного выгорания сажи обычно не происходит. Вот как это работает:

1. Благодаря катализатору оксиды азота активно вступают в реакцию с кислородом, за счет чего образуется диоксид азота;
2. Диоксид азота начинает реагировать с углеродом (основным элементом сажи), в результате чего образуются оксид азота и монооксид углерода (угарный газ);
3. Оксид азота вместе с монооксидом углерода начинает реагировать с кислородом и образует диоксид азота с углекислым газом.

Принцип активной регенерации здесь тот же, что и в устаревших моделях сажевых фильтров: задействуют датчики и в зависимости от их показаний и оценки пропускной способности фильтра в частности ЭБУ дает команду на работу системы управления дизелем. В большем части современных автомобилей повышение температуры обработавших газов производится за счет впрыска дополнительного топлива в камеры сгорания, временного прекращения рециркуляции выхлопа и уменьшения объемов всасываемого воздуха.

Фильтры типа FAP еще называют фильтрами с системой ввода присадок. Особенность таких изделий в том, что вместе с ними в топливную систему монтируется бачок объемом 3-5 литров, содержащий присадку. За счет введения присадки в топливо дожиг сажи в фильтре может осуществляться при температурах около 450-500°С. Полностью заполненного бачка хватает примерно на 80-120 тысяч километров пробега. Подача присадки регулируется ЭБУ или отдельным управляющим блоком. Активная регенерация в FAP-фильтрах осуществляется по стандартной схеме.

Ресурс сажевого фильтра и вопроса обслуживания

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Выбор нового фильтра

В случае если старый сажевый фильтр отработал свое и результат даже тщательной очистки не является долгосрочным, придется покупать новый DFP/FAP. К несчастью, новый сажевый фильтр для многих моделей авто европейских марок может стоит до двух тыс. долларов США. Если это вам не по карману, то можно установить обманку. Качество выхлопа сильно упадет, но вы сэкономите немалые деньги. Впрочем, мы рекомендуем подобрать новый фильтр. Его можно искать по:

• Каталожному номеру;
• Основным параметрам автомобиля: марке и модели, году выпуска, параметрам двигателя.

Также можно вести поиски по VIN-коду. В каталоге Avto.pro реализована интуитивно понятная система поиска по параметрам автомобиля. Потенциальному покупателю достаточно указать марку и модель авто, а затем найти запчасть из соответствующей ей категорией. Здесь также реализован полнотекстовый поиск. Коды оригиналов и аналогов не скрываются, так что вы можете сохранить них и воспользоваться после того, как найдете нужную деталь, расходник или агрегат в каталогах.

Вывод

Сажевый фильтр имеет большой эксплуатационный ресурс, однако со временем он забивается продуктами сгорания и перестает пропускать полные объемы выхлопных газов. В этом случае фильтр необходимо очищать, а если очистка была не первой, то и вовсе менять все устройство. К счастью, подобрать DPF в офлайн- и онлайн-магазинах достаточно легко. Автолюбителю будет достаточно указать основные параметры своего автомобиля. Учитывайте, что такой фильтр стоит недешево, а более доступная б/у запчасть может иметь небольшой эксплуатационный ресурс.