Что такое сажевый фильтр и можно ли его удалять?

В статье:

• Назначение сажевого фильтра
• Устройство и принцип функционирования "сажевика"
• Автоочистка
• Почему регенерация может давать сбои и как провести ручную очистку
• Причины повышенного образования сажи
• Срок службы и замена сажевого фильтра
• Что будет, если удалить сажевый фильтр

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 двигатель не обеспечивает стопроцентное сгорание топлива. 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 топлива.

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 двигателя (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 двигателя. В конце концов мотор 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 несколько 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 двигателя);
• неисправность одного из датчиков, плохой контакт или обрыв проводов;
• в баке мало горючего или датчик уровня топлива 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 с помощью спецоборудования. Для разогрева СФ применяются электрический или микроволновый нагреватель, а также 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 топлива. 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 реально 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 двигателя, повышение расхода горючего и увеличение дымности выхлопа. Может повыситься уровень моторного масла и появиться нехарактерный звук при работе мотора. 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 сажевый фильтр 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 двигателя;
• 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 несколько 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.