Что такое сажа дизельного двигателя

Сажевый фильтр для дизеля — Что это такое? Повышенное содержание сажи

Сажевый фильтр – это устройство, которое превратило дизельный двигатель, который считался антиэкологическим силовым агрегатом, в мотор, соответствующий ныне жестким современным нормам.

Оснащение большинства современных машин сажевым фильтром стало результатом введения стандарта ЕВРО–4, который регламентирует уровень выбросов в атмосферу токсичных веществ. Название говорит само за себя: функция фильтра – это нейтрализация сажи – продукта сгорания дизельного топлива. Существует два основных вида фильтра: DPF (закрытые фильтры) и FAP (закрытые фильтры с функцией регенерации).

Сажевый фильтр представляет собой цилиндрическую форму. Внутри корпуса находятся ячейки, которые устойчивы к высоким температурам и предназначены для задерживания частиц сажи.

Блок управления двигателем контролирует пропускную способность фильтра и, если это требуется, производит регенерацию – очистку от накопившихся частиц сажи. Во время того, когда автомобиль сильно перегружен, и температура в фильтре находится на уровне выше 350 градусов, запускается режим пассивной регенерации. Во время движения по городу или на непродолжительных дистанциях при повышенной наполненности фильтра включается режим активной регенерации.

Довольно часто сажевый фильтр встречается в системе выпуска отработавших газов автомобилей с дизельным двигателем, потому что именно этот тип агрегата больше склонен к образованию сажи при работе автомобиля. В ряде европейских стран использование сажевого фильтра в системе выпуска дизельных двигателей даже предписано законом.

Почему современные двигатели ненадёжны

Чем сложнее конструкция двигателя, тем меньше его ресурс.

Облегчение конструкции моторов в ущерб прочности материалов (замена чугуна на алюминий), тотальный даунсайзинг, внедрение множества датчиков и сложных систем (прямого впрыска, изменения фаз ГРМ, регулируемого подъема клапанов и др.) — все это, с одной стороны, позволяет выжать максимум мощности и тяги из дизеля, с другой — его же и убивает.

Ресурс и ремонтопригодность современных дизельных двигателей оставляет желать лучшего. Редкий мотор в наше время не боится перегрева, обладает запасом прочности больше 300 тыс. км и позволяет себя «перебирать» и восстанавливать.

В борьбе за экологию производители идут на ухищрения с очисткой выхлопа, особенно — в дизельных моторах. В результате в конструкции появляются дополнительные элементы, а диапазон рабочих температур повышается — что помогает, с одной стороны, топливу догорать в камерах, а с другой — вызывает перегрев и «масложор» ДВС.

Подробно причины, по которым двигатели год от года приобретают в производительности и теряют в надёжности и ресурсе, мы рассматривали здесь. А сейчас обсудим, с какими типичными проблемами сталкивается владелец современного дизеля чаще всего.

«Заросший» нагаром клапан EGR

Клапан EGR на дизеле работает в сложных условиях. Неочищенные выхлопные газы содержат много частиц сажи.

Когда система рециркуляции направляет часть отработавших газов обратно во впуск для снижения токсичности выхлопа, эти сажа оседает на элементах впускной системы и клапане, смешивается с каплями масла (оно попадает в впускной тракт через систему вентиляции картера) и покрывает детали слоем жирного сажевого налета.

Когда нагара становится много, работа клапана EGR нарушается, его может заклинить на открытие или закрытие.

В результате сажевый фильтр забивается сажей намного быстрее, а двигатель теряет в мощности, «не едет», не выходит на рабочую температуру и может даже отправиться в ремонт.

В некоторых моторах BMW, например, при зарастании клапана EGR нагаром выходят из строя вихревые заслонки. Если их обломки попадут во впускной коллектор — жди беды.

Поэтому клапан системы рециркуляции обязательно регулярно чистить: для авто с пробегом 100+ тыс. км — ежегодно или каждые 20 тыс. км пробега.

О другом решении проблемы с неисправным клапаном EGR мы писали здесь.

Выход из строя сажевого фильтра

Старые дизельные двигатели отличаются черным жирным выхлопом — от не полностью сгоревшей обогащенной смеси. Мелкие частицы сажи, которые содержатся в таком выхлопе, являются канцерогенами.

Поэтому автопроизводители с 2000-х годов применяют на дизельных ДВС фильтры, которые задерживают мелкие твердые частички сажи в потоке выхлопных газов, а затем дожигают накопленную сажу при высокой температуре.

• Отфильтрованная сажа сгорает в двух случаях: если двигатель работает под нагрузкой на высоких оборотах и если в выпускной тракт ввели специальные присадки.

Если дизельное топливо сгорает в цилиндрах не полностью, в выхлопе образуются частицы углеводородов, которые вызывают активное образование смолистых отложений. Сухая мелкодисперсная сажа (порошок) в фильтре смешивается с остатками моторного масла после его сгорания и склеиваются смолой — так образуется нагар. И вот такую субстанцию система самоочистки фильтра удалить уже не может.

Ситуация с загрязнением сажевого фильтра ухудшается, если уже имеются проблемы с клапаном EGR или работой турбины, при использовании неподходящего масла и плохо топлива, а также если машина используется для коротких поездок в городском цикле.

Постоянная езда на низких оборотах также не способствует очищению сажевого фильтра — в таком режиме просто не создаются условия, когда система регенерации собранной сажи в фильтре просто не запускается.

• Отсюда рекомендация время от времени устраивать поездки по трассе на высокой скорости, чтобы частицы сажи прогорели в фильтре.

Обычно сажевого фильтра на современном дизеле хватает на 200-300 тыс. км. Это при условии исправности всех остальных систем и хорошем обслуживании.

Когда сажевый фильтр забивается смолистыми отоложениями сажи настолько, что теряет способность к регенерации, его необходимо менять.

• Соотечественники, правда, изобрели оригинальный способ решения проблемы: фильтр твёрдых частиц просто вырезают, перепрограммируя ЭБУ. Это позволяет избежать замены дорогостоящей детали.

Если сажевый фильтр «зарастает» отложениями, владелец сталкивается с неустойчивой работой двигателя: он теряет в мощности и тяге, расход топлива растет. Более того — может выйти из строя турбина.

Другие причины, по которым дизельный мотор не развивает нормальную мощность, мы рассматривали здесь.

Проблемы с топливной системой

Дизельные топливные системы довольно надежны. Но это если владелец не экономит на «расходниках», сознательно сокращает интервал обслуживания в полтора-два раза от рекомендуемого производителем и использует лучшее из доступного топлива.

Есть своя специфика в чувствительности к топливу у форсунок и ТНВД разных производителей, но в целом беды топливной системы современного двигателя связаны с попаданием в них воды и грязи.

Некачественное топливо, попадание конденсата в горючее или завоздушивание топливной системы быстро «убивают» форсунки и топливный насос, что чревато дорогостоящим ремонтом.

В отдельных случаях — с комплексной диагностикой, чисткой и промывкой топливной системы и заменой многих ее компонентов.

О специфике и «болячках» топливных систем производителя DENSO мы писали здесь. Чего боится система Common Rail DELPHI, узнаете здесь.

Топливные дизельные форсунки найдете в нашем каталоге

Причины засорения сажевого фильтра дизельного двигателя

Сажа — побочный продукт отработки дизельного топлива в цилиндрах двигателя. В выхлопных газах она представлена в консистенции мелкого порошка, который задерживается практически полностью сеткой сажевого фильтра.

При рабочем цикле в камере не сгорают частицы углеводородов, которые уходят в выхлоп. Из-за них начинаются образовываться смолистые отложения. Эта смола склеивает мелкие частицы сажи, что приводит к образованию нагара. Вместе с сажей в данном нагаре присутствуют и другие элементы гарения дизельного топлива, а также сульфаты металла, возникающие в выхлопе из-за сгорания масла, попавшего в цилиндр.

Обратите внимание: Сульфаты металла являются продуктом сгорания присадок для топлива, содержащих металлические элементы. Особенно много металлосодержащих присадок находится в универсальных маслах, которые могут быть использованы для дизельных и бензиновых моторов. Это одна из причин, почему такие масла не рекомендуется применять на регулярной основе для дизелей.

Итогом описанных выше процессов становится образование сажевого нагара с частицами других элементов, которые оседают на фильтре и не сгорают в режиме догорания сажи.

Регенерация сажевого фильтра

Если в вашем автомобиле нет кнопки, включающей активную регенерацию сажевого фильтра, то воспользуйтесь такими средствами, как мочевина или EOLYS. Присадки с такими названиями продают на заправках и в автомагазинах. Добавьте их в топливо, дождитесь полного растворения (это произойдет через 5–10 километров). Затем наберите скорость 80–90 километров в час и выставьте такую передачу, на которой обороты двигателя поднимутся до 3–4 тысяч. На низкооборотных моторах (американские пикапы), поднимите обороты до 2,5–3 тысяч и двигайтесь так не меньше 100 километров.

Работа мотора на высоких оборотах вызовет сильный нагрев выхлопных газов, что позволит нагреть сажевый фильтр до 500–600 градусов, а присадки послужат катализатором реакции окисления. В результате вся сажа выгорит и превратится в безобидный углекислый газ. Такую процедуру желательно повторять каждые 50 тысяч километров, а при использовании плохого топлива или неправильных регулировках ТНВД, каждые 10–20 тысяч километров. Это позволит не только улучшить работу двигателя, но и продлит срок службы сажевого фильтра.

Вопросы и ответы

Чем опасна прерванная самоочистка

В единичном варианте – ничем. Если процесс принимает закономерный оборот, то вскоре придется менять масло и принудительно делать активную регенерацию. Ежели вовсе впасть в крайность, то однажды двигатель заглохнет и не заведется.

Сколько нужно проехать, чтобы прожечь сажевый фильтр

Обычно достаточно 50-70 км. Иногда даже меньше. Лучший ориентир – не километры, а потухшая лампа, если речь идет о предаварийном режиме, или прекращение выделения белого густого дыма из выхлопной.

Прожиг или промывка: что делать в экстренной ситуации

Конечно же, ни одна химия и рядом не стоит со штатными средствами выжигания сажи. Опытные водители вовсе считают, что это деньги на ветер.

Сколько грамм сажи допустимо для дизельного двигателя

Речь идет об электронном счетчике, который считает теоретическую массу твердых частиц внутри фильтра. Единой нормы нет, у каждого автомобиля свой порог. Мы приведем в пример Audi Q7, где:

• 40 г. – необходима активная регенерация.
• 68 г. – предел, по достижении которого не запустится даже принудительный прожиг.
• 56 г. – значение, при котором оканчивается принудительное прожигание.

Сбрасывать показания имеет смысл только после промывки либо замены. Систему не обмануть лишь потому, что счетчик сажевых частиц – не единственное значение, которым она руководствуется, а забитый сажевый фильтр – это не только электронное ограничение, а и физическое (газам трудно выходить).

Частые прожиги после заправки на АЗС

Причина тому – одна: низкосортное топливо с высоким содержанием серы. Разбавьте остаток качественной соляркой и симптомы уйдут. Поскольку такое часто случается по дороге на отдых, заранее интересуйтесь, на какой заправке лучше дизельное топливо в том или ином регионе. В ссылочной статье мы рассматривали достойные варианты на популярном летнем направлении – трасса М4.

Что будет, если удалить очиститель из выхлопной системы

Дизель будет коптить, прибавится 20-30 л.с., а езда станет более динамичной. Ущерб наносится только экологии. Спешим предупредить, что удаление необходимо проводить грамотно – с перепрошивкой бортовой электроники.

Отчего сажевый фильтр быстро загрязняется

Этот узел в особенности не любит, когда двигатель работает в режиме перерасхода топлива. Под это определение попадают все городские поездки, прогрев на холостых оборотах и движение на низких оборотах.

Проводите чаще пассивный прожиг, заправляйтесь качественным топливом, лейте масло для дизельных двигателей с пониженной зольностью, и тогда «сажевик» не будет о себе напоминать достаточно долго.

Что такое сажевый фильтр DPF: задача и принцип работы

Как можно понять из названия, задача сажевого фильтра — удерживать частички сажи при их появлении в выхлопе. В нем накапливается сажа, которая после дожигается, тем самым достигается менее вредный для окружающей среды выхлоп.

Принцип работы фильтра DPF в следующем:

1. В фильтре накапливается сажа до критического момента, который зависит от разницы давления до фильтрующего элемента и после него;
2. Когда данное давление отклоняется от нормы, то есть снижается пропускная способность фильтра, электронный блок управления двигателя получает об этом информацию и активирует режим дожигания накопившейся сажи;
   Обратите внимание: В зависимости от производителя двигателя, процесс дожигания может активироваться при различных условиях.
3. Процесс дожигания происходит при повышенной частоте вращения коленчатого вала и усиленном впрыске топлива, команда на который подается блоком управления;
4. Тем самым увеличивается температура выхлопных газов до значений, при которых происходит догорание сажи.

Несмотря на наличие режима догорания сажи, тем не менее, она может скапливаться в фильтре DPF и не сгорать. Особенно это актуально для водителей, которые редко эксплуатируют автомобиль при повышенных оборотах, передвигаясь, в основном, в городской черте.

Поскольку стоимость сажевого фильтра DPF достаточно высока, водителям нужно следить за этим элементов и своевременно его чистить, чтобы не столкнуться с необходимостью замены.

Заключение

В статье рассмотрены основные причины, по которым дизельный двигатель дымит черным выхлопом. Появление черного дыма из выхлопной трубы не означает, что двигатель нуждается в дорогом ремонте или замене. Но если полностью игнорировать этот сигнал о неисправности, то дальнейшее использование автомобиля приведет к разрушению внутренних стенок двигателя, коксованию поршней либо прогару форкамер.

Для устранения этих последствий придется потратиться на капитальный ремонт всего двигателя, а возможно и на покупку нового. При появлении такого признака как дымление двигателя стоит как можно быстрее обратиться в автосервис для выяснения причины.

Если причиной послужил не просто износ воздушного фильтра, а что-то серьезнее, тогда лучшим решением будет сразу приступить к устранению причины и временно отказаться от использования такого автомобиля.