Що таке фільтр сажі і чи можна його видаляти?

В статті:

• Призначення фільтра сажі
• Будова та принцип функціонування "сажевика"
• Автоочищення
• Чому регенерація може давати збої та як провести ручне очищення
• Причини підвищеного утворення сажі
• Термін служби та заміна сажевого фільтра
• Що буде, якщо видалити фільтр сажі

Автомобілі роблять чималий внесок у забруднення навколишнього середовища. Особливо це стосується повітря, яким ми дихаємо у великих містах. Загострення проблем з екологією змушує вживати більш суворих заходів щодо очищення автомобільних відпрацьованих газів.

Так, з 2011 року в автомобілях, що працюють на дизпаливі, обов'язкова наявність фільтру сажі (часто можна зустріти англійську абревіатуру DPF — diesel particulate filter). Цей фільтр дуже дорогий і в деяких випадках може створити проблеми, тому мати уявлення про нього буде зовсім не зайвим.

Призначення фільтра сажі

Навіть найдосконаліший двигун не забезпечує стовідсоткове згоряння палива. В результаті доводиться боротися з відпрацьованими газами, які містять цілу низку шкідливих для людини та навколишнього середовища речовин.

У транспортних засобах із бензиновим двигуном за очищення вихлопу відповідає каталітичний нейтралізатор. У його завдання входить нейтралізація окису вуглецю (чадного газу), летких вуглеводнів, що сприяють утворенню смогу, токсичних сполук азоту та інших продуктів згоряння палива.

У ролі безпосередніх каталізаторів виступають зазвичай платина, паладій та родій. У результаті виході нейтралізатора отруйні речовини перетворюються на нешкідливі — кисень, азот, вуглекислий газ. Каталітичний нейтралізатор ефективно працює за температури 400-800 °C. Такий прогрів забезпечується при його встановленні безпосередньо за випускним колектором або перед глушником.

Дизельний агрегат має свої особливості функціонування, у нього нижчий температурний режим та інший принцип займання палива. Відповідно відрізняється і склад відпрацьованих газів. Одним з продуктів неповного згоряння солярки є сажа, що має канцерогенні властивості.

Каталітичний нейтралізатор із нею не справляється. Дрібні частинки сажі, що містяться в повітрі, не фільтруються дихальною системою людини. При вдиханні вони легко проникають у легені і осідають там. Для запобігання попаданню сажі в повітря в дизельних авто встановлюють фільтр сажі (СФ).

Каталізатор дизельного двигуна (DOC - diesel oxidation catalyst) має свої особливості і встановлюється перед фільтром сажі або інтегрований в нього.

Будова та принцип функціонування "сажевика"

Зазвичай фільтр - це розміщений в корпусі з нержавіючої сталі керамічний блок з наскрізними каналами квадратного перерізу. Канали відкриті з одного боку та мають заглушку з іншого у шаховому порядку. Вихлопні гази практично безперешкодно проходять через пористі стінки каналів, а частинки сажі осідають у глухих кінцях і не потрапляють у повітря. Додатково на металеві стінки корпусу може бути нанесений шар речовини-каталізатора, який окислює і нейтралізує чадний газ, що міститься у вихлопі, і леткі сполуки вуглеводню.

У більшості сажових фільтрів також є датчики температури, тиску та залишкового кисню (лямбда-зонд).

Автоочищення

Сажа, що осідає на стінках фільтра, поступово забиває його і створює перешкоду для виходу відпрацьованих газів. Як наслідок, виникає підвищений тиск у випускному колекторі та падає потужність двигуна. Зрештою мотор може легко затихнути. Тому важливим питанням є забезпечення очищення СФ.

Пасивне очищення здійснюється методом окислення сажі розпеченими вихлопними газами при температурі близько 500 °C. Це відбувається автоматично під час руху автомобіля.

Однак для міських умов характерні поїздки на короткі відстані та часті пробки. У такому режимі відпрацьований газ не завжди досягає достатньо високої температури і тоді сажа накопичуватиметься. Допомогти в цій ситуації може додавання в пальне спеціальних присадок. Вони сприяють вигоранню сажі при зниженій температурі близько 300 °C. Крім того, такі присадки дозволяють зменшити утворення нагару в камері згоряння силового агрегату.

У деяких машинах є функція примусової регенерації, яка запускається, коли диференціальний датчик фіксує перепад тиску до і після фільтра. Упорскується додаткова порція пального, що спалюється в каталітичному нейтралізаторі, розігріваючи СФ до температури приблизно 600 °C. Коли сажа вигорить і тиск на вході та виході фільтра вирівняється, процес зупиниться.

В інших виробників, наприклад, Пежо, Сітроен, Форд, Тойота, для розігріву "сажевика" використовується спеціальна присадка, яка має у своєму складі церій. Присадка міститься в окремій ємності та періодично впорскується в циліндри. Завдяки їй СФ розжарюється до 700-900 ° C, а сажа за такої температури повністю згоряє за кілька хвилин. Процес повністю автоматичний та відбувається без втручання водія.

Чому регенерація може давати збої та як провести ручне очищення

Буває, що автоматичне очищення не спрацьовує. Причини можуть бути такі:

• при коротких поїздках вихлопні гази не встигають нагрітися до потрібної температури;
• процес регенерації був перерваний (наприклад, глушенням двигуна);
• несправність одного із датчиків, поганий контакт або обрив проводів;
• у баку мало пального чи датчик рівня палива видає занижені показання, у цьому випадку регенерація не запуститься;
• несправний або засмічений клапан системи рециркуляції відпрацьованих газів (EGR).

Якщо сажі накопичилося дуже багато, можна видалити її вручну шляхом промивання.

Для цього фільтр сажі потрібно демонтувати, заглушити одну з трубок, а в іншу залити спеціальну рідину для промивання. Залишити у вертикальному положенні і час від часу струшувати. Приблизно через 12 годин злити рідину і прополоскати фільтр проточною водою. За наявності оглядової ями або підйомника демонтаж та очищення можна зробити самостійно. Але краще вирушити на СТО, де заразом перевірять і замінять дефектні елементи.

Сервісні фахівці можуть також випалити сажу, що накопичилася, за допомогою спецобладнання. Для розігріву СФ застосовуються електричний або мікрохвильовий нагрівач, а також спеціальний алгоритм упорскування пального.

Причини підвищеного утворення сажі

Головна причина збільшеного утворення сажі у вихлопі – погане пальне. У солярці низької якості може містити значну кількість сірки, яка не тільки призводить до утворення кислоти та виникнення корозії, а й перешкоджає повному згорянню палива. Тому, якщо ви помітили, що фільтр сажі забруднюється швидше звичайного, а примусова регенерація запускається частіше, то це серйозний привід пошукати іншу АЗС.

Збільшенню кількості сажі сприяє і неправильне регулювання дизельного агрегату. Результатом може стати знижений вміст кисню у повітряно-паливній суміші, що виникає в окремих зонах камери згоряння. Це буде призводити до неповного згоряння та утворення сажі.

Термін служби та заміна сажевого фільтра

Як і будь-яка інша деталь автомобіля, СФ поступово зношується. Матриця фільтра починає руйнуватися і втрачає здатність ефективної регенерації. За нормальних умов це стає помітно приблизно після 200 тисяч кілометрів пробігу.

В Україні умови експлуатації навряд чи можна вважати нормальними, а якість солярки не завжди на належному рівні, тож реально розраховувати варто на 100-120 тисяч. З іншого боку, буває, що і після 500 тисяч кілометрів пробігу фільтр сажі все ще залишається в робочому стані.

Коли СФ, незважаючи на всі спроби очищення та регенерації, почне явно деградувати, ви помітите значне зниження потужності двигуна, підвищення витрати пального та збільшення димності вихлопу. Може підвищитися рівень моторного масла і з'явитися нехарактерний звук під час роботи двигуна. А на панелі приладів загориться відповідне попередження. Все приїхали. Сажовий фільтр настав час міняти. Насолода це дороге. Ціна – від однієї до кількох тисяч доларів плюс установка. Багато хто з цим категорично не згодні і воліють просто вирізати фільтр сажі з системи.

Що буде, якщо видалити фільтр сажі

Серед плюсів такого рішення:

• ви позбавитеся однієї з причин головного болю;
• витрата пального знизиться, хоч і не надто значно;
• трохи підвищиться потужність двигуна;
• ви заощадите пристойну суму грошей (видалення СФ із системи та перепрограмування електронного блоку управління обійдеться приблизно в 200 доларів).

Негативні наслідки:

• якщо машина на гарантії, про неї можна забути;
• збільшення викиду сажі у вихлопі буде помітно неозброєним оком;
• оскільки вирізати доведеться і каталітичний нейтралізатор, то шкідливі викиди вашого авто не впишуться в жодні норми;
• може виникнути неприємний свист турбіни;
• екологічний контроль не дозволить вам перетнути кордон Євросоюзу;
• потрібна перепрошивка ЕБУ, вона може мати непередбачувані наслідки для роботи різних систем автомобіля, якщо програма містить помилки або не повністю сумісна з цією моделлю. В результаті, позбавившись однієї проблеми, можна отримати іншу, а то й кілька нових.

Загалом вибір неоднозначний. Ймовірно, краще все ж таки придбати та встановити новий сажевий фільтр, якщо дозволяють кошти. А якщо ні, намагатися реанімувати старий, намагатися випалювати сажу різними способами, промивати вручну. Ну а варіант фізичного видалення залишити на крайній випадок, коли всі інші можливості будуть вичерпані.