Все про DPF фильтр, устройство и принцип работы, как почистить

359 публикаций17.9k просмотров

DPF — это дизельный сажевый фильтр (Diesel Special Filter), предназначенный для улавливания твердых частиц выхлопных газов, образующихся при сгорании топлива. Устанавливается на дизельные автомобили после первого или второго (если их два) каталитического нейтрализатора (согласно схеме двигателя).

Когда появились, виды устройств

В соответствии с экологическими стандартами Евро-4 сажевые фильтры DPF устанавливаются в европейских странах на дизельные автомобили с 2001 года.

На некоторых автомобилях они устанавливаются вместе с катализатором в металлическом корпусе, поэтому для многих их сложно найти.

Загрязняющие вещества, захваченные сажевым фильтром, представляют собой сложные соединения углерода с водой, серой и металлами. Размер их частиц колеблется от 10 нм до 1 микрона. Вместе они образуют сажу и грязь, вредные для окружающей среды. Благодаря сажевому фильтру только 0,1% этих соединений остается в% выхлопных газов%.

DPF — это английское сокращение. Существуют также немецкие (RPF — RubPartikelFilter) и французские (FAP — Filtre a Particules) наименования.

По способу регенерации (очистки) они делятся на устройства:

1. С каталитическим покрытием;
2. С впрыском дизельной присадки (FAP).

Устройство и принцип работы

Давайте посмотрим на примере работы сажевых фильтров DPF с каталитическим покрытием — как правило, они устанавливаются на автомобили марки Volkswagen (VW).

Выхлопные газы, выходящие из каталитического нейтрализатора, имеют высокую температуру, поэтому при изготовлении сажевого фильтра используются высокопрочные и жаропрочные материалы: это керамика на основе карбида кремния, церия, алюминия оксид и платина. Последний металл действует как катализатор.

Конструктивно сажевый фильтр DPF представляет собой металлический корпус, который содержит матрицу из пористых керамических ячеек с тонкими отверстиями, пронизывающими его насквозь (крипты — это глухие перфорированные газовые каналы). Последний может быть 4 или 8 углей.

Отверстия параллельны движению выхлопных газов. Некоторые открыты с одной стороны и закрыты с другой. Поэтому одни из них считаются входящими, другие — исходящими.

Сами чистящие элементы выполнены в виде фильтрующих стенок. Они сделаны из пористого карбида кремния, который сначала покрывается сверху смесью оксида церия и алюминия, а затем платиной.

Особенность платины в том, что этот металл благоприятно влияет на протекание химической реакции, но при этом не меняет ее структуру, не разлагается и не создает других химических соединений, что очень важно при фильтрации.

Датчики перепада давления и температуры также расположены на корпусе сажевого фильтра. Они контролируют степень загрязнения устройства и передают данные в блок управления двигателем. Количество, тип и расположение датчиков могут отличаться в зависимости от марки автомобиля.

Принцип работы следующий. Выхлопные газы, попадая в сажевый фильтр по впускным патрубкам, начинают искать выход, и остается только пористый карбид кремния, после прохождения которого сажа и сажа окисляются (сжигаются) в результате сложной химической реакции, превращаясь в углекислый газ.

Кроме того, чистые газы через выхлопные трубы попадают в выхлопную трубу и попадают в атмосферу. При этом их запах существенно отличается от обычного неочищенного стока.

Этот процесс продолжается до тех пор, пока не забьется сажевый фильтр. Как только это произошло, начинается процесс самоочистки, в результате которого сжигаются все загрязнения. Подробнее.

Как работает регенерация?

Самовосстанавливающиеся сажевые фильтры устанавливаются на современные автомобили. Для того, чтобы начался процесс самоочистки, машина должна работать в определенном режиме.

Существуют пассивные и активные методы регенерации выхлопных газов.

Первый работает при длительной стабильной работе двигателя, например, при выезде за город по трассе с равномерной скоростью. В это время фильтр нагревается выхлопными газами до 300-5000С. Именно при этой температуре химическая реакция протекает правильно и сажа полностью сгорает.

Катализатор — платина — играет важную роль в этом процессе. Этот металл облегчает и ускоряет процесс окисления, который может происходить не при 600-6500С, как обычно бывает, а при температуре 300-5000С.

Активный метод регенерации включается в работу при поездках на короткие расстояния, когда необходимо часто останавливаться (типично для городской езды). В этих условиях не поддерживаются требуемые температуры, сажевый фильтр быстро забивается и может быть не полностью очищен.

Особенно это характерно для зимы, когда во время короткой поездки в цех или на работу двигатель не успевает прогреться и относительно холодные выхлопные газы проходят через фильтр, а процесс очистки не успевает успокоиться начать.

Но важно понимать, что если регенерация уже началась, то останавливать ее не рекомендуется и это проблема для города. Вы уехали на деловую встречу, прибыли на место, а затем начался процесс уборки, который может занять от четверти до получаса.

Если вы выключите автомобиль, процесс начнется снова при следующем запуске двигателя. Если частая очистка фильтра остается неполной, любые последующие попытки в конечном итоге приведут к чрезмерному расходу топлива, повышению уровня масла, так как двигатель будет постоянно работать в нестандартном режиме и даже может выйти из строя. Вскоре появится сообщение о том, что попытки регенерации выполнены.

Кроме того, очистка сажевого фильтра по принципу работы делится на:

• принужденный.
• спонтанный;

Самопроизвольная очистка активируется командой от блока управления, которая руководствуется показаниями датчиков температуры и давления. Или если в блоке зарегистрирована программа, которая запускает регенерацию с определенным количеством сожженного топлива или пройденным расстоянием.

Принудительная чистка запускается вручную, обычно это делается в сервисе, но можно и самому, процедура стандартная.

Если все сделать правильно, двигатель будет работать на 1500 об / мин, это позволит фильтру нагреться до 3000С. Тогда температура внутри него резко поднимется до 600-6500С, и процесс очистки перейдет в активную стадию. Это будет видно по саже, выходящей из выхлопной трубы. Процесс может занять около 30 минут.

ПРИМЕЧАНИЕ. Очистка не начинается, если в фильтре содержится более 68 граммов сажи. Это считается порогом. Или остановитесь, если элемент забивается до 56 граммов. Любая попытка начать регенерацию потерпит неудачу, поскольку фильтр не нагреется более чем на 2500 ° C. Это сделано для предотвращения возгорания. Расчетное количество накопления сажи в фильтре ЭБУ составляет 2-5 граммов на 100 км пути. Если блок управления двигателем сообщает, что накопилось 68 граммов, замена сажевого фильтра DPF также не спасет положение. Вам необходимо сбросить показания компьютера.

Если регенерация не запускается из-за высокого содержания сажи, можно обмануть систему и немного снизить этот показатель. Так как информацию на ЭБУ о засорении фильтра дают датчики перепада давления, а последний показатель поднимается не сразу, а постепенно, можно им пользоваться.

Заведите машину и сразу же начните движение на максимальной скорости, воспользуйтесь так называемым спортивным стартом. Первых 20 секунд достаточно, чтобы дать машине максимальное ускорение и немного сломать фильтр. 5-6 попыток улучшат ситуацию.

В автоматическом (самопроизвольном) режиме запускается специальная программа, которая в зависимости от марки автомобиля:

• производит поздний впрыск топлива.
• добавляет дополнительный впрыск топлива в фазе выхлопа;
• меняет сроки выпуска газа;

Также могут быть технические решения, которые вместе с программным обеспечением контролируют:

• путем впрыска топлива через форсунку прямо перед сажевым фильтром.
• подогрев выхлопных газов микроволнами;

Все это дополнительно нагревает фильтр до 600-6500С. Это активирует активную регенерацию, которая обеспечивает полное сгорание сажи.

Кроме того, активная регенерация может осуществляться химическим методом путем добавления в топливо различных присадок. Благодаря этому сажа в выхлопных газах нейтрализуется не при 6000С, а при 4500-5000С. Но об этом поговорим позже.

ВАЖНО: Регенерация может начинаться не на определенной скорости, как многие считают, а сразу после запуска двигателя.

Как правило, срок службы сажевого фильтра DPF составляет 120-200 тысяч км пробега. Но были ситуации, когда фильтр на некоторых автомобилях, например, на Audi Q7, прослужил 300 тысяч и все еще работал.

Но если дизельный автомобиль постоянно эксплуатируется в городе и часто заправляется некачественным топливом, срок эксплуатации фильтра значительно сокращается, так как оба метода регенерации (пассивный и активный) могут не справиться со своими задачами.

Стандартный период запуска регенерации обычно составляет каждые 1500 — 2000 км. Все зависит от марки автомобиля, качества дизельного топлива и условий эксплуатации.

Если процесс очистки начинает работать чаще, это означает, что фильтр сильно забит и образовавшиеся в нем отложения больше не поддаются самоочистке.

Засоренный фильтр создает большое давление в выхлопной системе, так как газам трудно выходить. По этой причине цилиндры плохо очищаются от продуктов сгорания и это приводит к потере мощности двигателя, срабатывают датчики перепада давления и температуры, загорается сигнальная лампа на панели приборов. Кроме того, эта ситуация может способствовать отказу форсунки и другим неисправностям.

Отличия DPF и FAP

Принцип работы фильтров DPF и FAP разный. Первый был разработан компанией Volkswagen (VW) и в режимах регенерации предполагает, помимо присадок, нагрев выхлопных газов различными способами.

Система FAP, с другой стороны, предполагает использование присадок в топливе для снижения температуры регенерации. Он был разработан компанией Peuqeot-Citroen, но помимо своих моделей (Peugeot, Citroen) он также устанавливается на автомобили производства Ford, Volvo и Toyota.

Сажевые фильтры DPF и FAP расположены за каталитическим нейтрализатором одинаково. Но первые находятся в одном корпусе с каталитическим нейтрализатором. Особенно это видно на примере Volkswagen Transporter T5.

Последние устанавливаются отдельными элементами.

Система FAP работает следующим образом. В специальном баке объемом до 5 литров, который обычно находится внутри топливного бака, находится присадка с церием, которая называется Eolys.

Количество присадки, которое контролируется поплавковым датчиком в баке, рассчитано на весь срок службы сажевого фильтра, в пределах от 120 до 200 тысяч км пробега. Но в некоторых моделях автомобилей ее объем рассчитан всего на 80 тысяч километров, поэтому нужно доливать присадку.

Активная регенерация в системе FAP активируется, когда сажевый фильтр необходимо хорошо встряхнуть и очистить от застоявшейся сажи.

При забитом фильтре ЭБУ или специально предназначенный для этого блок на основании информации, полученной с датчиков, определяет степень его загрязнения и рассчитывает необходимую порцию добавки, которая с помощью электронасоса закачивается в бак.

Благодаря такому раствору сажа эффективно горит не при 600-650 ° C, а при 450-500 ° C.

Недостатком системы Filtre a Particules является то, что, хотя добавка церия способствует полному сгоранию сажи, сама она не горит и оседает в виде золы на стенках сажевого фильтра. Активная регенерация не помогает.

Многие думают, что это сокращает срок службы чистящего элемента, но на самом деле производитель уже учел этот недостаток в своей конструкции. Скорее всего, на длительность больше всего повлияет качество топлива и незнание профилактических мер, упомянутых в конце статьи.

Кроме того, некачественное дизельное топливо увеличивает расход присадки и его необходимо чаще доливать.

Читайте также:

Признаки неисправности датчика массового расхода воздуха, проверка датчика массового расхода воздуха на работу, диагностика мультиметром, тестером, замена своими руками

Причины быстрого износа сажевого фильтра

В любом движке все взаимосвязано, поэтому отказ одной системы отражается на работе других систем.

Например, не работает топливная система, из форсунки льется солярка и есть его избыток. Это означает, что в выхлопных газах образуется большое количество сажи. В результате DPF быстро забивается и часто запускаются процессы его регенерации.

Также недостаток воздуха в системе приводит к завышению количества сажи в газах. Например, засорен воздушный фильтр, неисправна турбина вентилятора или где-то есть утечка воздуха. Последний лишь немного поступает в цилиндры, обогащенная смесь при горении образует большее количество сажи.

Что ж, банальная причина — не качественное топливо, которое может содержать завышенное количество примесей, которые при сгорании образуют много сажи.

Стоит ли удалять сажевый фильтр и как это сделать?

Фильтр DPF, как и каталитический нейтрализатор, не ремонтируется и не ремонтируется, в случае выхода из строя заменить на новый или переделать ЭБУ и установить заглушку датчика загрязнения — каждый решает сам.

Но не забывайте о периодическом техническом осмотре, в ходе которого необходимо проверять наличие этого элемента выхлопной системы.

Конечно, если DPF забит и на приборной панели постоянно горит ошибка, это неправильно. Но также важно понимать, что в этой ситуации используется не вся мощность автомобиля, увеличится расход топлива, могут выйти из строя форсунки, закиснет геометрия турбины и другие неисправности, как топливной, так и других систем. Мы больше не говорим об экологической составляющей.

Поэтому, если фильтр DPF полностью забит, лучше всего заменить его новым. Но не у всех есть от 60 до 100 тысяч рублей, особенно если вы владелец подержанной машины.

В этой ситуации вы можете действовать тремя способами:

1. Предоставить более дешевый аналог, например, за 20 тысяч рублей;
2. Поставить корягу в виде ящика с металлическими опилками;
3. Полностью удалите фильтр и его упоминание в ЭБУ двигателя.

Не рекомендуем использовать первый вариант, так как все понимают, что изделие за 20 тысяч рублей вряд ли будет содержать платину и другие дорогие металлы.

Неясно, как устройство будет работать, а также сомнительно, выдержит ли оно хотя бы первую регенерацию без возгорания. Если вы не против своей машины и хотите осмотреть, то дерзайте, достаточно взять с собой пару дополнительных огнетушителей по 10 литров каждый.

Второй вариант тоже вызывает сомнения, так как давление и температура внутри банки с металлическими опилками будут отличаться от норм, прописанных в ЭБУ. Ошибка будет постоянно светиться на приборной панели, и частая регенерация все равно быстро выведет устройство из строя.

Последний вариант наиболее предпочтителен. В конце концов, если все сделать правильно, двигатель вроде бы не работает, только добавляет пару лошадиных сил. Но здесь важно обратиться к хорошим специалистам.

Алгоритм замены:

1. Снимите сажевый фильтр с автомобиля. Может идти в одном корпусе с катализатором.
2. Отсоедините датчики:
3. Корпус разрезается болгаркой, а внутренние части удаляются путем разбивания их на части или извлечения целого.
4. С помощью «полуавтомата» или аргона сваривается корпус и покрываются швы термостойкой краской от коррозии.
5. После этого фильтр устанавливается на место, датчики подключаются.
6. Если в ЭБУ есть ошибки, связанные с процессами регенерации, они устраняются, но важно не повредить остальную часть диагностической системы.
7. Отключите всю систему с помощью переключателя или иным способом. У каждого специалиста есть свои секреты.

Последний и предпоследний пункты очень важны, потому что при нарушении системы диагностики будет невозможно выявить последующие неисправности, например, двигатель не запускается, а подключенный сканер покажет, что все в порядке.

А если не выключить всю систему в ЭБУ, то ошибочные показания датчиков вызовут «трепет» у электроники в прямом смысле этого слова. На комбинации приборов появятся ошибки и возникнут другие проблемы, например, появится аварийный режим.

Полезные советы для владельцев дизельных авто

Чтобы продлить срок службы сажевого фильтра и максимально отсрочить его замену, необходимо периодически проводить его диагностику и выполнять принудительную активную регенерацию. В автосервисах это делают химическим или другим способом.

Но не все сервисы берутся за эту работу, потому что там я понимаю, что если спонтанная активная чистка не поможет, форсированная ситуация вряд ли спасется.

Что ж, это очень опасно, так как создаваемые высокие температуры могут привести к возгоранию легковоспламеняющихся жидкостей, которых в автосервисе немало. Поэтому, как правило, АЗС предлагают свои способы решения проблемы. Об этом мы писали выше.

Другие советы:

1. Не стоит долго работать на холостом ходу, особенно если сразу заглушить двигатель. Регенерация не начнется, и фильтр станет более засоренным. Лучше наоборот, после холостого хода резко разогнаться до 2000 об / мин и в таком режиме потренироваться некоторое время.
2. Если вы постоянно ездите по городу, то периодически выезжайте на бесплатную загородную дорогу, чтобы погонять в спортивном режиме.
3. Периодически двигайтесь на более высоких оборотах двигателя, чтобы лучше очистить (проколоть) фильтр.
4. В сложных ситуациях и в профилактических целях используйте специальные очистители фильтров DPF, предназначенные для их мытья. Сейчас на рынке большой выбор, например, от LIQUI MOLY. Но в некоторых случаях предмет все равно придется убирать, поэтому лучше сделать это на заправке.

Что ж, автовладельцев новых дизельных автомобилей может порадовать новость о появлении в ближайшее время сажевых фильтров DPF с ресурсом 250 тыс. Км и более. Всем удачи.