Что такое фильтр частиц и как он работает?

Фильтры для очистки дизельных выхлопов необходимы, но без понимания их работы легко могут возникнуть недоразумения.

Если вы управляете дизельным автомобилем 2021 года, скорее всего, в нем установлен дизельный сажевый фильтр. Возможно, вы даже не знаете, что это такое, как он работает или когда он функционирует. Дизельные сажевые фильтры устанавливаются на автомобили с дизельным топливом уже около 20 лет, и знание того, как их обслуживать, поможет поддерживать двигатель в чистоте и исправном состоянии.

Здесь мы подробно расскажем об основах сажевого фильтра, а также о том, как его обслуживать и чистить.

Что такое сажевый фильтр в автомобиле?

Дизельный сажевый фильтр (DPF) — это фильтр, установленный в автомобиле, предназначенный для улавливания и хранения сажи из выхлопных газов. Сажа является естественной частью процесса сгорания, но крупные частицы могут быть опасны для двигателя, поэтому фильтр устраняет этот риск. В прошлом только дизельные автомобили оснащались сажевыми фильтрами, но некоторые производители бензиновых автомобилей也开始 устанавливать их на свои модели. Автомобили без DPF можно распознать по черному дыму, выходящему из выхлопной трубы, особенно при ускорении — это была печально известная характеристика дизельных автомобилей.

Однако фильтры имеют ограниченную емкость, поэтому сажу необходимо периодически удалять — этот процесс называется «регенерацией» DPF.

Если вы об этом не слышали, возможно, вы задаетесь вопросом: «Когда были введены дизельные сажевые фильтры?» Сажевые фильтры существуют уже некоторое время, и они стали практически обязательными в 2009 году с введением норм Евро-5 по выбросам выхлопных газов, чтобы сократить выбросы CO2 автомобилями. Все автомобили, соответствующие стандарту Евро-5 с 2009 года, должны быть оснащены DPF для снижения выбросов.

Как работает дизельный сажевый фильтр?

Сажа является одним из побочных продуктов процесса сгорания. Поскольку она вредна для окружающей среды, людей и животных, задача фильтра — улавливать и удалять дизельные частицы из выхлопных газов до их выброса в атмосферу.

Во время движения выхлопные продукты проходят через стенки ряда каналов, закрытых на разных концах. Здесь и задерживаются частицы сажи. Фильтр также удаляет сажу, подвергая ее воздействию высоких температур. Это приводит к сгоранию сажи, оставляя лишь очень мелкие остатки золы. Однако, если золы накапливается слишком много, она может скапливаться в фильтре и в конечном итоге вызвать засорение, поэтому существует процесс регенерации для очистки фильтра. Засорение подвергается воздействию очень высоких температур, и полученные безвредные продукты выбрасываются вместе с выхлопными газами. Никакого вреда для окружающей среды или автомобиля!

Но хотя все связано с дизелем, оснащаются ли бензиновые двигатели сажевыми фильтрами? В прошлом только дизельные автомобили имели сажевые фильтры, но были разработаны и бензиновые сажевые фильтры (GPF) для бензиновых автомобилей. Бензиновый сажевый фильтр работает почти так же, но без сажи: продукты сгорания все равно перегреваются, удаляя вредные вещества и оставляя диоксид углерода. В то же время нежелательные оксиды азота и углеводороды преобразуются в диоксид углерода, воду и азот, делая отходы гораздо менее вредными. После того как фильтр выполнил свою роль, выхлопные газы проходят через трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, обеспечивая соответствие выхлопов последним стандартам ЕС по выбросам и снижение выбросов вредных загрязнителей. Таким образом, дизельные и бензиновые сажевые фильтры работают почти одинаково, предотвращая попадание вредных продуктов сгорания в окружающую среду.

Что такое регенерация дизельного сажевого фильтра?

Процесс регенерации сажевого фильтра необходим для обеспечения его правильной работы — по сути, это очистка сажевого фильтра. Убедиться, что он может полностью регенерировать, когда заполнится сажей, — также лучший способ обслуживания DPF. Когда он заполнится, на приборной панели загорится предупреждение. Существует два типа регенерации: пассивная и активная.

Пассивная регенерация происходит, когда автомобиль движется на высоких скоростях на большие расстояния, например, по автомагистралям. Это связано с тем, что двигатель работает на более высоких оборотах. Эти длительные поездки на высокой скорости повышают температуру выхлопных газов до более высокого уровня, сжигая избыточную сажу в фильтре. Чтобы это обеспечить, часто рекомендуется, чтобы водители регулярно совершали поездки на дизельных автомобилях продолжительностью 30–50 минут по автомагистралям или дорогам категории А с постоянной скоростью, чтобы помочь очистить фильтр.

Однако проблема в том, что не все водители регулярно совершают такие поездки. Чтобы решить эту проблему, производители оснастили автомобили альтернативной формой регенерации — активной регенерацией.

Активная регенерация включает автоматический впрыск дополнительного топлива через управление ЭБУ автомобиля, когда фильтр достигает заданного предела (обычно около 45–50% от полной емкости). Это дополнительное топливо повышает температуру выхлопных газов и сжигает накопленную сажу. Как если бы вы совершали длительную поездку по автомагистрали. Однако могут возникнуть трудности, поскольку поездка должна быть достаточно длинной, чтобы завершить процесс, и если поездка слишком короткая, процесс может не завершиться полностью. В этом случае предупреждающий индикатор будет продолжать гореть, указывая, что фильтр все еще частично засорен. Обычно достаточно проехать около 10 минут со скоростью более 40 миль в час, чтобы завершить цикл регенерации и погасить индикатор.

Есть несколько признаков, указывающих на то, что активная регенерация происходит.

К ним относятся:

Что делать, если оба типа регенерации не работают?

Если предупреждающий индикатор не гаснет, становится красным или загорается дополнительный индикатор DPF, не оставляйте это без внимания. Вы не только выпускаете много опасных газов в воздух, но и рискуете повредить двигатель. Ремонт может быть очень дорогим.

Некоторые мастерские предлагают услугу принудительной регенерации, которая, по сути, очищает засоренный DPF. Это обычно стоит около 100 фунтов и не является 100% гарантированным решением, но обычно удаляет избыточную сажу, позволяя DPF функционировать и самостоятельно регенерировать, предотвращая дальнейшие проблемы позже.

Неудачная правильная регенерация является причиной большинства проблем с дизельными сажевыми фильтрами: засорение, увеличение выбросов выхлопных газов, снижение производительности двигателя, а иногда даже перевод автомобиля в ограниченный «режим возвращения домой».

Таким образом, владельцы современных дизельных автомобилей должны осознавать важность обслуживания дизельного сажевого фильтра через свои привычки и практику вождения.

Что вызывает засорение дизельного сажевого фильтра?

Неисправности сажевого фильтра часто вызваны определенным стилем вождения. Короткие поездки на низких скоростях являются основной причиной засорения дизельного сажевого фильтра. Именно поэтому автопроизводители часто рекомендуют водителям, которые хотят ездить только на короткие расстояния по городу, выбирать бензиновые автомобили вместо дизельных, и почему большинство «городских автомобилей» не являются дизельными.

Неправильное обслуживание также может вызвать проблемы с сажевым фильтром. Дизельный сажевый фильтр в плохо обслуживаемом автомобиле может выйти из строя раньше, чем хорошо обслуживаемый. Срок службы сажевого фильтра — сложный вопрос, но он должен составлять не менее 100 000 миль. Если он не обслуживается должным образом во время технического обслуживания, это может сократиться вдвое. Это также включает использование правильного типа масла. Некоторые масла содержат добавки, которые фактически засоряют фильтр, поэтому проверяйте, какое масло вы используете и какое масло используется при обслуживании автомобиля.

Является ли сажевый фильтр юридическим требованием?

Да, он требуется, если автомобиль был произведен после 2009 года. Владельцы могут быть оштрафованы, если их поймают (до 1,000 фунтов для автомобилей и 2,500 фунтов для фургонов), и удаление DPF также может аннулировать автострахование.

Нужен ли дизельный сажевый фильтр для прохождения ТО?

Проверка дизельного сажевого фильтра является частью теста ТО с февраля 2014 года. Если фильтр удален, автомобиль не пройдет ТО. Удаление DPF иногда может вызвать загорание предупреждающего индикатора, что само по себе является причиной провала ТО: предупреждающие индикаторы на приборной панели не должны гореть во время теста.

Сажевый фильтр сломался – сколько будет стоить новый?

Дизельные сажевые фильтры очень дороги. Новый фильтр напрямую от производителя может стоить от 1,000 фунтов до 3,500 фунтов, что потенциально может перевесить экономию затрат, связанную с вождением дизельного автомобиля.

По мере старения автомобиля стоимость замены DPF может превысить стоимость самого автомобиля — и именно более старые автомобили с большим пробегом чаще всего нуждаются в новом DPF.

Существуют также DPF на вторичном рынке, но необходимо убедиться, что они имеют соответствующую сертификацию типа и соответствуют спецификациям производителя. В противном случае они могут не работать правильно, и ремонт может обойтись дороже.