Сажевый фильтр DPF. Устройство и принцип работы

Устройство и принцип работы. Активная регенерация сажевого фильтра. Пассивная регенерация сажевого фильтра. Что уменьшает ресурс сажевого фильтра DPF. Как правильно удалить сажевый фильтр DPF.


   С 2000 года на автомобилях с дизельным двигателем в составе выпускной системы применяется сажевый фильтр. В январе 2011 года с введением норм Евро-5 применение сажевого фильтра на легковых автомобилях с дизельным двигателем является обязательным.
   Дизельный сажевый фильтр (Diesel Particulate Filter, DPF, в французском варианте Filtre a Particules, FAP, в немецком варианте RubPartikelFilter, RPF) предназначен для снижения выброса сажевых частиц в атмосферу с отработавшими газами. Применения фильтра позволяет добиться снижения частиц сажи в отработавших газах до 99,9 %.
   В дизельном двигателе сажа образуется при неполном сгорании топлива.  В выпускной системе сажевый фильтр располагается или объединён с каталитическим нейтрализатором и располагается сразу за выпускным коллектором там, где температура отработавших газов максимальна.
   Основным конструктивным элементом сажевого фильтра является матрица, которая изготавливается из керамики (карбида кремния). Керамическая матрица помещена в металлический корпус и имеет ячеистую структуру, состоящую из каналов малого сечения, попеременно закрытых с одной и с другой стороны. Боковые стенки каналов имеют пористую структуру и играют роль фильтра.
   В работе сажевого фильтра различается два последовательных этапа: фильтрация и регенерация сажи. При фильтрации происходит захват частиц сажи и оседание их на стенках фильтра. Наибольшую сложность для задержания представляют частицы сажи малого размера (от 0,1 до 1 мкм). Их доля невелика (до 5%), но это самые опасные для человека выбросы. Современные сажевые фильтры задерживают и эти частицы.
   Больше количество скопившихся при фильтрации частиц сажи создает препятствие для отработавших газов, что приводит к снижению мощности двигателя. Поэтому периодически требуется очистка фильтра от накопившейся сажи или регенерация. Различают пассивную и активную регенерацию сажевого фильтра. В современных фильтрах используется, как правило, пассивная и активная регенерация.

Пассивная регенерация сажевого фильтра

   Процесс осуществляется за счет высокой температуры отработавших газов (порядка 600°С), которая достигается при работе двигателя с максимальной нагрузкой. Другим способом пассивной регенерации является добавление в топливо специальных присадок, которые обеспечивают сгорание сажи при более низкой температуре (450-500°С).
   При определенных режимах работы двигателя (небольшая нагрузка, движение в городе и др.) наблюдается недостаточно высокая температура отработавших газов и пассивная регенерация происходить не может. В этом случае осуществляется активная (принудительная) регенерация сажевого фильтра.

Активная регенерация сажевого фильтра

   Регенерация производится путем принудительного повышения температуры отработавших газов в течение определенного промежутка времени. Накопленная при этом сажа окисляется (сгорает). При активной регенерации двигатель дополнительно расходует топливо для увеличения температуры отработавших газов и запуска, соответственно, процесса регенерации.

Что уменьшает ресурс сажевого фильтра DPF

   Срок службы современного сажевого фильтра составляет 120 000 км пробега.
Использование некачественного топлива (повышенное содержание серы), изношенность поршневой группы двигателя существенно сокращает ресурс сажевого фильтра DPF.
Использование автомобиля только в городском цикле езды не дает возможности запустить и успешно провести активную регенерацию сажевого фильтра. Частые незавершенные до конца циклы регенерации дополнительно уменьшают ресурс фильтра.

Как правильно удалить сажевый фильтр DPF

   Попытки восстановить, регенерировать, промыть дают только кратковременный эффект. Если автомобиль не может сам провести регенерацию отработавшего ресурс сажевого фильтра то, принудительно его промыв, владелец скоро опять сталкивается с этой проблемой.

   Как правило, ввиду высокой стоимости, выработавшие ресурс сажевые фильтры не заменяются, а удаляются. Для правильного удаления фильтра DPF необходимо после «физического» удаления программно отключить алгоритмы контроля и управления работой фильтра, что делается с помощью перепрошивки блока  управления двигателем. В автомобиле не «перепрошитом» после удаления фильтра загорается «check engine» на панели приборов а двигатель переходит в аварийный режим с ограничением мощности.

   Перепрошивка блока управления это ответственная работа, которую можно доверить опытным специалистам, имеющим соответствующее для этого оборудование.