Autoservice-mekona.ru

Автомобильный журнал
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое двигатель с сажевым фильтром или без

Фильтры твердых частиц для бензиновых автомобилей (GPF)

Твердые сажевые частицы присутствуют в выхлопных газах любого автомобиля: как дизельного, так и бензинового. У дизеля дым в выхлопе появляется в основном на мощностных режимах, на разгоне. А у бензинового двигателя— при запуске и прогреве, изредка на других режимах. Сажа в выхлопе обладает канцерогенным действием, так как на поверхности сажевых частиц адсорбируются недогоревшие углеводороды различного вида.

Предыстория. Причина появления

Впервые массово сажевые фильтры начали устанавливать в 2004 году, при введении норм EURO 4, естественно, на дизели. Однако, в связи с введением в 2009 году норм ЕВРО 5а, производителей обязали ограничивать содержание твердых частиц и в выхлопах от бензина.

Предельные значения по присутствию твердых частиц были сжаты в 10 раз согласно новому стандарту от 2014 года. По этой причине использование сажевых фильтров для бензиновых двигателей стало прямой необходимостью.

Сказался постепенный переход бензиновых двигателей на непосредственный впрыск, что привело к увеличению количества сажи в выхлопе по сравнению с впрыском MPI. У устройств с непосредственным впрыском капельки топлива при низких температурах с трудом переходят в газообразное состояние перед сгоранием. Причина заключается в прямом и поэтому слишком коротком пути от форсунки до камеры сгорания.

Постоянно ужесточающиеся экологические нормы привели к запуску в серию фильтров сажевых частиц для бензиновых автомобилей. Фильтр назвали GPF (Gasoline Particulate Filter) — бензиновый фильтр твердых частиц, что похоже на название DPF — (Diesel Particulate Filter) — соответственно, дизельный фильтр твердых частиц.

Сравнение фильтров для дизеля и бензина

Между дизельным и бензиновым сажевыми фильтрами много общего, хотя знак равенства между ними ставить нельзя. Перечислим общие черты:

  • В обоих случаях имеются закрытые тонкие каналы, и фильтрация отработавших газов происходит через стенки каналов. Расположены внутри керамического блока в шахматном порядке с чередованием впускных и выпускных типов.
  • Помимо этого в качестве катализатора реакции окисления сажи используются родий и палладий.
  • Управление прожигом происходит либо по перепаду давления на входе и выходе, либо по температуре (Mercedes Benz).

Существенной разницей является только то, что дизельный вариант прожигается (регенерируется) периодически, а бензиновый сажевый фильтр на постоянной основе на штатных режимах работы двигателя (пассивная регенерация). Сервисная очистка реализуется только при наличии большого количества загрязнений и, в отличие от дизеля на холостом ходу двигателя, обедненной смеси или при увеличении угла зажигания, что поднимает температуру ОГ до 600-700 градусов, достаточных ой для эффективной регенерации.

Бензиновый сажевый фильтр в теории обладает тем же ресурсом, что и автомобиль в целом. Рассчитан на пробег около 240 000 километров. Исключения из правил случаются при использовании неподходящего моторного масла или несоблюдении условий эксплуатации автомобиля. К последним относятся прежде всего качество топлива, количество холодных пусков и городские пробки.

Конструкторы стремятся повысить ресурс фильтров, в том числе повышая давление впрыска топлива. В таких случаях последнее сгорает более полно и сажи образуется меньше. Сегодня достигнуты давления порядка 350 бар.

Качество используемого моторного масла особенно важно, так как в бензиновый сажевый фильтр попадает не только сажа, но и остатки сгоревшего ей смазки. Его количество и, соответственно, количество золы, остающейся в фильтре, влияет на ресурс. Чем больше двигатель расходует масла, тем больше золы, которая в отличие от сажи не сгорает и забивает фильтр необратимо. Чем более зольная смазочная жидкость используется в эксплуатации, тем больше необратимых загрязнений. Именно поэтому в автомобили, оборудованные сажевыми фильтрами рекомендуются исключительно малозольные масла.

Советы владельцу

  • В эксплуатации бензинового авто с сажевым фильтром следует избегать сильных ударов по корпусу фильтра, они повреждают керамические соты и следует следить за герметичностью турбонагнетателя, любая негерметичность увеличивает нагрузку на фильтр.
  • Самодиагностика автомобиля способна предупредить водителя, если фильтр заполнен более чем на 55% значком на приборной панели. При его появлении следует совершить регенерационную поездку. Если к символу фильтра добавился значки ЕРС и Check Engine, то загрязнений уже более 70% и требуется визит в сервис. Важно с этим не затягивать, пока фильтр полностью не засорился и сервисная очистка принципиально возможна.

Необходимо использовать исключительно предписанные инструкцией масла с низким показателем зольности и имеющие допуск от производителя автомобиля. Такие масла сейчас доступны на российском рынке:

  • для VAG требуются масла с допусками 504 00 или 508 00,
  • для BMW – Longlife 04, 12 FE, 17 FE,
  • для Mercedes Benz – 229.51,52; 229.71.

Очистка фильтра от сажи называется регенерацией. Она может быть следующих видов:

  • Пассивная организуется при отсутствии каких-либо мер со стороны блока управления при движении авто. Требуется только подходящая температура.
  • Активная реализуется при помощи датчиков давления, которые размещены до и после фильтра. Включение производится блоком управления. Сравнение сигналов передает информацию о степени засоренности.
  • Принудительная возникает на приборном щитке и говорит о необходимости совершения регенерационной езды. Для этого существует специальная инструкция по скоростному режиму и локациям, которые подойдут для достижения цели. ПРи игнорировании произойдет переполнение сажевого фильтра.
Читать еще:  Вибрация на холодном двигателе исчезающая по мере прогрева

Все эти масла представлены в ассортименте Liqui Moly GmbH серией Тор Тес. За последний год появилось второе поколение линейки Тор Тес, серии 6000. Выпущены в розничную продажу Top Tec 6100 0W-30, Top Tec 6200 0W-20, Top Tec 6300 0W-20 и Top Tec 6600 0W-20. Это сверхсовременные решения для бензиновых и дизельных двигателей с фильтрами твердых частиц, непосредственным впрыском и турбиной. Эти масла построены по принципу ресурсосбережения, то есть одновременно для экономии топлива и повышения ресурса автомобиля в целом. Их применение способствует общему снижению расходов на эксплуатацию автомобиля.

Вопросы о сажевых фильтрах

Что Вы хотели знать о сажевых фильтрах

Часто задаваемые вопросы и ответы о сажевых фильтрах

Богатый опыт работы с сажевыми фильтрами дает нам полное основание утверждать, что сажевый фильтр рано появился в России. Мы к нему не готовы ни с технической (плохое качество топлива и невысокий уровень обслуживания современных дизелей), ни с моральной (люди не готовы платить за экологичный автомобиль и не стимулируются государством в этом направлении). В результате сажевый фильтр, к сожалению, сулит только проблемы владельцам в России, так как не в состоянии правильно работать в наших условиях.

Замена вышедшего из строя сажевого фильтра на новый никак не гарантирует отсутствие проблем при дальнейшей эксплуатации. Ответ в отдельном окне.

Частицы сажи улавливаются сотами сажевого фильтра, не попадая в атмосферу. Все бы здорово, но размер фильтра ограничен, а количество сажи все время нарастает. Выход – надо эту сажу как-то убрать из фильтра. Самое простое решение – сжечь. Для этого блок управления двигателем периодически подает команду на прожиг сажевого фильтра, впрыскивая дизель непосредственно в сажевый фильтр. Чтобы сажа в фильтре прогорала, нужна высокая температура.

Частые короткие поездки по городу не могут достаточно прогреть сажевый фильтр. Для запуска автоматической регенерации нужно длительное время ехать по трассе, чтобы температурный датчик сажевого фильтра определил необходимую температуру. Таким образом, регенерация не происходит или происходит некачественно из-за слабо разогретого фильтра. Заставлять водителей целенаправленно создавать условия для запуска прожига проблематично.

Некачественное топливо. Количество сажи зависит от содержания серы в дизеле. При завышенных показателях фильтр быстрее забивается. В результате чаще происходит регенерация, а это ведет к увеличению уровня масла, так как часть топлива стекает по стенкам цилиндров в поддон. Свойства такого масла, естественно, ухудшаются.

Неисправный двигатель тоже может затормозить процесс регенерации. Ошибка по клапану EGR, неисправности топливной аппаратуры или неправильно закрытая пробка топливного бака – и не будет регенерации. Сажа тем временем продолжает накапливаться, и ее удаление становится все более проблематичным. Полностью прожечь сажу не удается, остаток неизбежно накапливается. Для изношенных двигателей характерно подъедание масла из-за уставших поршневых колец и задубевших маслосъемных колпачков. Масло из цилиндров попадает в выхлопную систему и оседает на сотах сажевого фильтра, что усиливает процесс забивания сажевого фильтра, так как при выгорании масла образуется дополнительный нагар.

Из опыта удаления забитых сажевых фильтров страдает больше всего первая секция керамического блока. Ответ в отдельном окне.

Во-первых, по причине перехода машины в аварийный режим. Машина в таком режиме не ездит, а ползает. Из опыта есть люди, которые не ездят быстро и готовы продолжать движение дальше. Самостоятельная регенерация после появления значка Check Engine или спирали накаливания уже не может происходить.

При продолжении эксплуатации сажа быстро накапливается, полностью закупоривая выхлопную систему двигателя. Далее газы начнут прорываться через любые доступные выходы, что чревато поломками турбины, поршневой группы, клапана ЕГР и системы вентиляции картерных газов. Думаем, перечисленного уже достаточно, чтобы отпало желание идти на подобный риск. При появлении первых признаков неисправности сажевого фильтра не рекомендуем затягивать с посещением сервисного центра. Ответ в отдельном окне.

Замена сажевого фильтра невыгодна по деньгам и не дает гарантии, что фильтр будет служить долго. Некоторые автолюбители полагают, что раз машина выпущена с сажевым фильтром, значит, без него она уже не может правильно работать. Это не так.

Например, бмв Х5 Е70 первых годов выпуска шли на Россию без сажевого фильтра, а их аналоги из Европы имели сажевый фильтр, американские машины шли уже с сажевым фильтром и мочевиной AdBlue.

Сажевый фильтр и система впрыска мочевины – это дополнительные системы улучшения экологичности автомобиля. Только с ними машины могут укладываться в законные евронормы 4 и 5 в тех странах, где они установлены.

В России машины без сажевого фильтра и мочевины спокойно впишутся в существующие евронормы, рассчитанные на качество топлива. Нельзя иметь евро-4 без соответствующего топлива. Машины с правильно удаленными системами сажевого фильтра и AdBlue работают абсолютно точно соответствуют всем заводским параметрам и ведут себя корректно.

Читать еще:  Хонда цивик 1996 года нет оборотов двигателя

Вихревые заслонки перекрывают часть впускного канала, тем самым уменьшая площадь сечения канала. Проходимое количество воздуха немного уменьшается, при этом увеличивается скорость движения воздуха, создается вихрь. Это нужно для того, чтобы в цилиндре улучшить смешивание воздуха и топлива. Все хорошо, но на большинстве двигателей вихревые заслонки выполнены из пластика не очень высокого качества.

Со временем при пробегах от 100 т. км отложившиеся на вихревых заслонках наросты от системы ЕГР (ведь никто не делает необходимую по обслуживанию промывку клапан ЕГР раз в 60000 км) вместе с температурой делают пластик хрупким, он обламывается и засасывается в двигатель, далее следует капитальный ремонт.

Без вихревых заслонок двигатель в некоторых средних режимах потеряет крутящий момент, но никогда не умрет от попадания кусочков пластика в цилиндры. Потерю крутящего момента элементарно скомпенсировать чип тюнингом, при этом можно сэкономить на смежных работах по перепрограммированию блока управления двигателем по мощности и вихревым заслонкам одновременно.

Просто снять вихревые заслонки не получится, так как часто на пробегах элементы управления вихревыми заслонками имеют неисправности по электронике и механике. Так, например, вихревые заслонки Фольксвагена и Ауди страдают из-за неисправности приводов вихревых заслонок.

Замена элементов управления вихревыми заслонками на двигатель 3.0TDI потянет карман владельца на сумму от 30000 руб. Удаление вихревых заслонок с перепрограммированием уложится в 15000 руб. Ответ в отдельном окне.

Воздух по объему на 78% состоит из инертного газа азота, который при обычных условиях реагирует только с литием. При высокой температуре азот окисляется, получаются оксиды NOx, при чем чем выше концентрация кислорода, тем больше получатся оксидов азота.

Система рециркуляции отработавших газов (EGR) предназначена для снижения в отработавших газах оксидов азота NOx за счет возврата части отработавших газов во впускной коллектор. Возврат части отработавших газов во впускной коллектор позволяет снизить количество кислорода в топливо-воздушной смеси и, тем самым, уменьшить образование оксидов азота. Однако это вызывает падение эффективной мощности двигателя. Удаление EGR в дизельных двигателях считает допустимым большое количество людей, включая экологов. Удаление системы EGR приводит к увеличенному уровню NOx, однако углеводородные выделения, выбросы макрочастиц (сажа), угарного и углекислого газов существенно уменьшаются. Кроме того, удаление EGR приводит к увеличению экономии топлива. Выхлопной газ, повторно поданный назад в цилиндры, добавляет в двигатель вызывающие износ загрязнители (сажу и смолы) и быстрее окисляет моторное масло, что отрицательно сказывается на ресурсе двигателя. Ответ в отдельном окне.

Принцип работы и особенности эксплуатации сажевого фильтра

При работе дизельного двигателя, как правило, не происходит полного сгорания топлива. В результате, вместе с выхлопными (отработавшими) газами в атмосферу попадают вредные для человека и окружающей среды компоненты, в том числе сажа. Для уменьшения концентрации последней и используется сажевый фильтр. В англ. варианте – Diesel Particulate Filter (DPF).

  1. Конструкция и расположение в системе
  2. Особенности работы и эксплуатации сажевого фильтра
  3. Виды и задачи регенерации
  4. Выбор масла для дизеля
  5. Можно ли удалить сажевый фильтр

Конструкция и расположение в системе

Сажевый фильтр относится к выхлопной системе и может располагаться рядом с нейтрализатором или объединяться с ним в единую конструкцию (в этом случае он находится вблизи выпускного коллектора, что обеспечивает фильтрацию газов при максимальной температуре). Применяется устройство только в автомобилях, работающих на дизельном топливе, и, в отличие от катализатора, который устанавливается на бензиновых двигателях, он очищает выхлоп исключительно от частиц сажи.

Сажевый фильтр

Конструктивно сажевый фильтр состоит из следующих элементов:

  • Матрица. Изготавливается из карбида кремния (керамики) и представляет собой систему тонких каналов с сечением в форме квадрата или восьмиугольника. Торцы ходов попеременно закрыты, а стенки имеют пористую структуру, благодаря чему сажа задерживается внутри и оседает на стенках.
  • Корпус. Выполняется из металла. Имеет входной и выходной канал.
  • Датчики измерения давления (перепадов на входе и выходе).
  • Датчик температуры на входе и на выходе.

Особенности работы и эксплуатации сажевого фильтра

Проходя через сажевый фильтр, загрязнения оседают на стенках матрицы, в результате чего на выходе образуются очищенные газы. Постепенно ячейки фильтра заполняются и забиваются, препятствуя прохождению выхлопных газов. Это приводит к снижению мощности двигателя, что указывает на необходимость его очистки или замены.

Срок службы сажевого фильтра зависит от условий эксплуатации автомобиля. В среднем, производители рекомендуют выполнять проверку состояния каждые 100 тысяч километров пробега. Реальный диапазон загрязнения фильтров составляет от 50 до 200 тысяч километров. Чтобы продлить ресурс, необходимо регулярно выполнять регенерацию и своевременно производить замену масла в двигателе.

Виды и задачи регенерации

Регенерация сажевого фильтра представляет собой процедуру сжигания сажи, оседающей в матрице. Регенерация бывает двух видов:

  • Пассивная – осуществляется за счет повышения температуры отработавших газов. Это может быть реализовано путем разгона мотора до максимальной нагрузки (порядка 15 минут движения при 3000 оборотов в минуту и более) или путем добавления в дизтопливо присадок, снижающих температуру сгорания сажи.
  • Активная – выполняется, когда основной режим работы двигателя не обеспечивает нужных показателей для пассивной регенерации. Для этого выполняется принудительное повышение температуры на некоторое время. Повышение температуры достигается различными способами – за счет позднего или дополнительного впрыска на такте выпуска, электронагревателем или дополнительными присадками в топливо.
Читать еще:  Выкручивание свечей накала на холодный или горячий двигатель

Частый прожиг изнашивает керамическую матрицу и приводит к ее разрушению. И поскольку стоимость сажевого фильтра довольно высока, необходимо найти наиболее щадящий режим. Достигается он увеличением количества пройденного расстояния между процедурами регенерации, а также снижением температурных диапазонов сгорания масла.

Выбор масла для дизеля

Неподходящее масло провоцирует дополнительное загрязнение ячеек матрицы фильтра и предварительный износ. При работе двигателя оно сгорает вместе с топливом и при наличии несгораемого осадка блокирует работу системы очистки выхлопных газов.

Для дизельных моторов с сажевыми фильтрами ACEA (Ассоциация Европейских Автопроизводителей) установила определенный стандарт масла, которое удовлетворяет экологическим стандартам не ниже Евро-4 и правилам эксплуатации автомобилей в целом. Моторные масла для современных сажевых фильтров, имеющие допуск ACEA, получили маркировку С (С1, С2, С3, С4). Они применяются для автомобилей с системами очистки выхлопа, а их состав позволяет продлить срок службы матрицы.

Можно ли удалить сажевый фильтр

Многие автомобилисты, желая избавиться от проблемы постоянной очистки и замены и сопряженных с ними дополнительных финансовых расходов, решают удалить сажевый фильтр. Сделать это можно несколькими способами:

  • Демонтаж устройства. Механическое удаление сажевого фильтра позволяет незначительно повысить мощность автомобиля. С другой стороны, при эксплуатации машины ЭБУ двигателя начнет выдавать ошибку, воспринимая отсутствие фильтра как неисправность.
  • Внесение корректив в программное обеспечение ЭБУ двигателя (обновление программы до версии, не содержащей информацию о подключении сажевого фильтра). Обновление программного обеспечения выполняется специальным устройством – программатором, но при этом необходимо быть уверенным в корректности работы новой прошивки, поскольку последствия могут быть непредсказуемы.
  • Подключение эмулятора устройства (без изменения заводской программы), который посылает ЭБУ сигналы, аналогичные работе реального сажевого фильтра.

Однако следует иметь ввиду, что установленные на сегодняшний день экологические стандарты Евро-5 запрещают эксплуатацию автомобиля с дизельным двигателем без сажевого фильтра.

Сажевый фильтр

Оснащение большинства современных машин сажевым фильтром стало результатом введения стандарта ЕВРО-4, регламентирующего уровень выбросов в атмосферу токсичных веществ. Из названия ясно, что фильтр предназначен для нейтрализации сажи – продукта сгорания дизельного топлива. Два основных вида – это DPF (закрытые фильтры) и FAP (закрытые фильтры с функцией регенерации).

Сажевый фильтр имеет цилиндрическую форму. Внутри корпуса находятся ячейки, устойчивые к высоким температурам и предназначенные для задерживания частиц сажи. Блок управления двигателем контролирует пропускную способность фильтра и в случае необходимости производит регенерацию – очистку от накопившихся частиц сажи. Во время повышенной нагрузки автомобиля, когда температура в фильтре находится на уровне выше 350 градусов, запускается режим пассивной регенерации. В случаях движения по городу или на непродолжительные дистанции при повышенной наполненности фильтра включается режим активной регенерации.

Чаще всего это устройство встречается в системе выпуска отработавших газов автомобилей с дизельным двигателем, так как именно этот тип агрегата в большей степени склонен к образованию сажи при работе. В ряде европейских стран использование сажевого фильтра в системе выпуска дизельных двигателей предписано законом.

Причины возникновения повышенного содержания сажи и последствия

Если имеются неполадки в работе датчика кислорода, датчика температуры или датчика давления, то регенерация фильтра будет невозможна. В таких случаях, как правило, запускается аварийный режим работы двигателя. Многочисленные безуспешные попытки регенерации приводят к попаданию части несгоревшего топлива в моторное масло, что провоцирует снижение его вязкости. В результате ухудшаются защитные и смазывающие свойства масла, а это нередко становится причиной поломки мотора.

Неправильная работа сажевого фильтра может спровоцировать поломку клапана системы EGR. Возможна и обратная ситуация: сломанный клапан может вызвать неполадки в работе сажевого фильтра.

Характерными признаками его неисправной работы на дизеле являются:

  • Повышенная дымность отработавших газов;
  • Снижение моторной тяги;
  • Повышенный уровень масла в двигателе;
  • Повышенный расход топлива;
  • Возникновение нехарактерных для работы двигателя шумов;
  • Появление предупреждающего сигнала на панели приборов.

Чтобы избежать нежелательных последствий, рекомендуется своевременно производить диагностику автомобиля и своевременно проходить ТО.

Замена сажевого фильтра и положительное влияние на работу двигателя

Длительность службы сажевого фильтра находится на уровне от 20 до 120 тысяч километров. Учитывая довольно высокую стоимость этой запчасти, сервисный интервал достаточно велик, но рано или поздно, даже при условии хорошего состояния двигателя, его необходимо менять. Как правило, после замены наблюдаются:

  • Восстановление тяги двигателя;
  • Снижение расхода топлива;
  • Отсутствие необходимости использования специальных моторных масел или регенераторов;
  • Небольшая стоимость в сравнении с покупкой новой запчасти.
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector