Как называется фильтр в выхлопной системе автомобиля

Устройство выхлопной системы автомобиля

Выхлопная система автомобиля (система отвода выхлопных газов) — это, что уже и так понятно из названия, система выпуска отработавших газов. Выхлопная система, вопреки частым мнениям, очень важная система автомобиля. В ее функции входит:

Снижение токсичности отработавших газов (положительно влияет на экологию)
Подавление шума (снижает уровень шума)
Вывод горячих, токсичных газов за корму автомобиля (предотвращает попадания токсичных газов в салон)

Помимо этого выхлопная система создает необходимое сопротивление выхлопных газов, что влияет на эксплуатационные характеристики автомобиля. Также системы удаления выхлопных газов, особенно спортивные выхлопные системы, играют немаловажную роль во внешнем виде автомобиля, а также в звуке, создавая приятный тембр.

В простонародье, выхлопную систему, практически всегда называют просто «глушитель». Но это не совсем верно, так как глушитель это всего лишь одна из составляющих выхлопной системы. Система удаления выхлопных газов состоит из:

коллектора (соединяет несколько выхлопных выходов в один);
приемной трубы (соединяет коллектор с катализатором или гофрой);
гофры (снижает вибрации передаваемые от двигателя)
катализатора (преобразовывает токсичные газы в безвредные);
резонатора (снижает уровень шума);
средней трубы (соединяет резонатор с глушителем);
глушителя (выполняет ту же функцию, что и резонатор, но устроен несколько иначе и в качестве звукопоглощающего материала использует особенное волокно).

Рассмотрим работу выхлопной системы более подробно. После сгорания топливной смеси, остается много несгоревших токсичных газов, под высоким давлением они попадают в коллектор, задача которого соединить все выхлопные выходы в один. Коллектор обычно создает высокое сопротивление для отработавших газов, поэтому очень часто, в тюнинге и спорте, штатный коллектор заменяется на так называемый «паук». По сути это тот же коллектор, но имеет более плавные изгибы для снижения сопротивления потоку газов. После коллектора газы попадают в приемную трубу, в которой температура может достигать 1000 о С. Из приемной трубы газы попадают через гофру в катализатор, главная задача которого дожечь не сгоревшие вредные соединения и преобразовать токсичные газы в безвредные. В большинстве автомобилей он также снижает уровень шума и придает выхлопу приятный звук. После катализатора уже относительно безвредные газы попадают в резонатор, который значительно снижает уровень шума, далее по средней трубе (которая зачастую имеет странную, причудливую, хитрую, извитленную форму, так как она должна повторять геометрию днища кузова и оставлять место для других агрегатов автомобиля) газы попадают в глушитель, который также снижает уровень шума, как и резонатор, но имеет несколько другое устройство.

Причины выхода выхлопных систем из строя

О том, что выхлопная система автомобиля неисправна и требует ремонта, может сказать любой автолюбитель, так как неисправная система выхлопных газов сопровождается:

громким «ревом»;
снижением мощности двигателя (ухудшается тяга и ускорение);
нестабильной работой двигателя (скачки оборотов на холостом ходу)
попаданием выхлопных газов в салон автомобиля;
появлением копоти на деталях

Поэтому, с ремонтом выхлопной системы нельзя откладывать, тем более что ремонт «запущенной» системы выхлопных газов обойдется в гораздо большую сумму. Чаще всего причиной выхода выхлопной системы из строя является коррозия и механические повреждения. Ржавчина «съедает» корпуса глушителей, катализаторов и резонаторов, а так же промежуточные трубы и сварочные швы крепления деталей. Как правило, это происходит из-за постоянных, сильных перепадов температур, попадания на выхлопную систему воды, соли и реагентов, скапливающегося конденсата внутри глушителя и резонатора, а так же из-за содержащихся в системе активных химических соединений.

Поделиться:

Сажевый фильтр

В последние десятилетия забота об экологии и чистоте автомобильного выхлопа стала крайне актуальной. Поэтому использование такого элемента в автомобиле как сажевый фильтр стало реальной необходимостью. Для дизельных автомобилей действуют одни из наиболее жестких норм, которые отражаются в содержании частиц сажи в выхлопе. Яркий пример — пуск старого дизельного грузовика или трактора в холодную погоду, который обычно сопровождается эффектным выбросом черного облака из выхлопной трубы. Он как раз и является сажей на основе углерода, который остался при неполном сгорании топлива. Помимо этого выброс является ближайшим родственником активированного угля из аптеки.

Тогда почему сажа представляет опасность, если такое вещество можно принимать внутрь в качестве лекарственного препарата? На обоих веществах (активированном угле и саже) происходит оседание и дальнейшее преобразование вредных и токсичных для организма человека крупных и тяжелых частиц. Они попадают в легкие человека и постепенно начинают отравлять организм.

У современных автомобилей, отвечающих нормам Евро 5 и выше, такая ситуация невозможна. Так как на страже чистого выхлопа стоит специальный сажевый фильтр (DPF). Представляет собой специальное устройство в выхлопной системе, которое препятствует попаданию твердых частиц в атмосферу. История появления устройства фильтрации:

В Европе первые сажевые фильтры появились в 2000 году.
С 1 января 2016 года все новые автомобили, продающиеся на территории России, оснащены этим устройством, так как именно с этой даты запрещен выпуск и ввоз автомобилей не соответствующих нормам Евро 5.

Как работает сажевый фильтр

Сажевый фильтр представляет собой специальную керамическую матрицу, пронизанную множеством параллельно расположенных каналов малого сечения, закрытых в шахматном порядке с одной или другой стороны.

Поэтому отработанные газы вынуждены проходить через пористые керамические стенки. В то время как они проходят через поры, происходит одновременное удерживание твердых частиц. Так выглядит забитый сажевый фильтр.

Сажевый фильтр

То есть с течением времени устройство забивается. Но в отличие от других фильтров в автомобиле замена этого элемента при плановых ТО не предусмотрена. Несмотря на это, очистку сажевого фильтра необходимо производить регулярно. Рассмотрим причины такого подхода.

Сажевый фильтр умеет самоочищаться или на языке сервисников «регенерироваться» (в литературе используется термин «регенерация» или «прожиг»). В процессе регенерации происходит два процесса:

Накопленные в фильтре частицы окисляются до газов (проще говоря, сжигаются). Чтобы это происходило при умеренных температурах и с максимальной эффективностью, на поверхность ячеек нанесен катализатор. Он состоит из мельчайших частиц платины. Именно этот фактор влияет на высокую стоимость сажевого фильтра, в связи с чем автолюбители не хотят его превращать в расходный материал.
Вторая составляющая прожига сажевого фильтра — повышенная температура выхлопных газов. По источнику этого показателя регенерацию делят на несколько видов: пассивную, активную и сервисную:
- При пассивной регенерации сажевого фильтра блок управления никак не вмешивается в работу двигателя. При длительном движении по автомагистралям с высокой средней скоростью выхлопные газы достигают нужных температур, без каких-либо дополнительных действий и сажа сгорает естественным образом.
- Если условия для пассивной регенерации сажевого фильтра при эксплуатации автомобиля не возникает в течение длительного времени, блок управления переходит к «плану Б» — активной регенерации. При этом за счет изменения режима впрыскивания топлива температура выхлопных газов существенно повышается до необходимого уровня на время около 10 минут. В большинстве случаев этого достаточно для выжигания скопившейся сажи. Но нужно учитывать, что при этом корпус сажевого фильтра может нагреваться до высоких температур. Поэтому без обеспечения должного охлаждения может произойти перегрев покрытия днища автомобиля, а в худшем случае — его возгорание. Поэтому такой вид регенерации также недоступен при скоростях ниже 20-30 км/ч.
Причины проблем с сажевым фильтром DPF

А если автомобиль эксплуатируется в условиях мегаполиса с «вечными» пробками в дороге до работы и обратно? Или присутствует потребность регулярных выездов за город. Такие режимы связаны с блокировкой возможностей прожига сажевого фильтра. Поэтому рано или поздно для восстановления работоспособности придется обращаться в сервис. Перечислим основные проблемы устройства при эксплуатации:
- Дополнительные проблемы сажевому фильтру создают и владельцы авто, которые оборудованы сигнализациями с «автозапуском». При длительных зимних прогревах двигателя создаются все условия для образования огромного количества сажи. В начале статьи был приведен пример из этой серии с запуском старых дизелей. Принципы работы у современного движка на дизеле не изменились, но большое черное облако теперь «прячется» в сажевый фильтр. Загрязненные форсунки также вносят свою лепту в этот процесс, и в этом случае вся «чернота» прячется в фильтре.
- Вторая проблема — эксплуатация на топливе с высоким содержанием серы. В этом случае устройства забиваются частицами, для окисления которых нужны очень высокие температуры, зачастую недостижимые в обычных условиях и небезопасные с точки зрения риска возгорания. Эти отложения обычно более светлого цвета.
- Аналогичную проблему вызывает и применение неподходящих смазочных материалов. Несмотря на то, что у исправного двигателя в камеру сгорания попадает минимальное количество масла, по данным разных производителей это чревато сокращением ресурса сажевого фильтра вплоть до 30-50%.
Загорелась лампочка системы сажевого фильтра

Как понять, что забит сажевый фильтр на дизеле? Первым признаком будет резкое падение мощности двигателя, невозможность его работы на высоких оборотах. То есть в один «прекрасный день» на приборной панели дизельного автомобиля загорается контрольная лампа забитого сажевого фильтра. Часто это событие вызывает приступ паники, активный поиск в интернете цен на замену или операцию по удалению. Второй приступ обычно наступает после осознания размера денежных затрат. Но лучше спокойно разобраться с тем, что означает сообщение от блока управления двигателем.

В большинстве случаев, если лампа загорелась в одиночестве — это означает засорение фильтра от 50 до 70% и необходимость в ближайшее время обеспечить автомобилю возможность «прожечь» сажевый фильтр. Для этого выполните отложенный «на потом» выезд за город, и автомобиль скажет Вам «спасибо», погасив страшную лампу или убрав сообщение.

Важно отметить, что затягивать с поездкой не стоит, так как при превышении степени засорения до 70% к уже горящей лампе добавится указание «check engine». В этом случае придется ехать в сервис и проводить одну из двух процедур: специальную сервисную регенерацию или очистку сажевого фильтра.

Очистка сажевого фильтра самостоятельно

Физически выполнить очистку сажевого фильтра без сервисного оборудования невозможно, но, несмотря на это, можно химически облегчить его естественную регенерацию.

В ассортименте компании LIQUI MOLY есть специальная присадка для уменьшения сажеобразования и облегчения прожига устройства Diesel Partikelfilter Schutz. Данный продукт создан специально для автомобилей, которые эксплуатируются в неблагоприятных условиях для самоочистки (прежде всего, городских условиях). С одной стороны этот инновационный продукт увеличивает полноту сгорания дизельного топлива и уменьшает образование сажи. С другой содержащиеся в нем компоненты облегчают окисление уже накопленных в сажевом фильтре частиц, за счет чего производят очистку сажевого фильтра в условиях обычной эксплуатации. Помните, профилактика проще и дешевле, чем лечение.

Если ситуация не была запущенной в плане забивки фильтрующей системы, то поможет своевременный визит в сервис. Там произведут очистку сажевого фильтра при помощи промывки специальным сервисным составом. Процедура полностью восстанавливает работоспособность сажевого фильтра.

Итог

Из всего вышесказанного следует, что проблем с сажевым фильтром и необходимостью его полной замены или частной очистки будет значительно меньше при правильном подходе к условиям эксплуатации дизельного автомобиля.

Сажевый фильтр (DPF/FAP)

Весь мир борется за сокращение выбросов вредных веществ в окружающую среду. Все… кроме американцев. Этим «товарищам» глубоко наплевать на усилия мира, об этом свидетельствует не подписание Киотского протокола. Европейцы, стремясь уменьшить негативное влияние на природу выхлопа автомобилей, внедрили в систему выпуска отработанных газов сажевый фильтр, так появился стандарт ЕВРО-4 для дизельных автомобилей.

Основное предназначение сажевого фильтра — уменьшение выброса из выхлопной трубы оксида азота, оксида углерода и… сажи. Существует два вида сажевых фильтров, DPF (diesel particulate filter) — фильтр закрытого типа , без возможности прочистки и FAP – фильтр закрытого типа с возможностью удаления (сгорания) накопленной сажи с поверхности фильтра и его регенерации. Для удаления сажи применяется специальный реагент, который вступает в реакцию с вредными веществами, которые находятся в сажевом фильтре, и под воздействием большой температуры, полностью удаляет их из фильтра. Фильтры типа DPF при засорении просто подлежат замене, правда считается, что такой фильтр восстанавливается на повышенных нагрузках, когда температура выхлопных газов достигает 400 градусов, что приводит к сгоранию сажи, такой метод регенерации называется пассивным. Контролирует состояние фильтра, его физико-химические характеристики, электронный блок управления. Индикация о состоянии сажевого фильтра выведена на панель приборов.

Конструктивно сажевый фильтр представляет собой металлическую колбу, внутри которой находится керамическая матрица, похожая на многоуровневую сетку. Ячейки матрицы имеют размер порядка одного миллиметра. Структура стенок матрицы пористая, что и дает возможность оседать на ней мелким частицам сажи. Так же в фильтре расположены датчики температуры, дифференциального давления и датчик кислорода. Устанавливается сажевый фильтр после выпускного коллектора, чаще после приемной трубы глушителя.

Регенерация сажевого фильтра

Процесс очистки выхлопных газов происходит следующим образом. Отработанные газы, попадая в сажевый фильтр, вступают в реакцию с покрытием матрицы. Осевшая на матрице сажа постепенно засоряет фильтр и для очистки его применяются два метода регенерации сажевого фильтра, пассивный про который сказано выше и активный. При активном методе выжигания сажи применяется специальный реагент, который сгорая, поднимает температуру в сажевом фильтре до 700 градусов. При такой температуре сажа выжигается полностью. Вместо реагента может использоваться дополнительная порция топлива, которая подается автоматически, но догорает она уже после цилиндров, что так же поднимает температуру в фильтре.

«Ложкой дегтя» в очистке выхлопных газов стала немаленькая цена сажевого фильтра, поэтому многие автолюбители просто удаляют фильтр, исключая возможность выхода из строя двигателя автомобиля.

Отключение и удаление сажевого фильтра

Сажевый фильтр предназначен для очистки выхлопных газов автомобилей от крупных частиц. В большинстве случаев данная деталь встречается на дизельных машинах, однако ее наличие на бензиновых — не редкость.

Основой сажевого фильтра является матрица, которая изготавливается из керамики. Запаянная в металлический корпус, сама матрица имеет ячеистую структуру, напоминающую по структуре соты в пчелином улье, в которых задерживаются крупные частицы сажи. Чем больше частиц накапливается в сажевом фильтре, тем хуже становится его проводимость. Для высокого КПД двигателя его выхлопная система должна иметь минимальное сопротивление, но накопленная оказывает сопротивление отработанным газам.

Регенерация сажевого фильтра

Электронный блок управления автомобилем способен оценивать состояние данного фильтра посредством датчиков. В любом автомобиле имеется датчик до сажевого фильтра и после. Такое расположение помогает оценивать температуру до процесса фильтрации и после. Если разность температур на первом и втором датчике высока, то автомобиль производит процесс очистки сажевого фильтра.

Данный процесс называется регенерацией. Принцип его работы основан на создании высокой температуры посредством двигателя, при помощи которой накопленные в фильтре частицы выгорают. Как правило, процесс регенерации запускается, когда автомобиль едет с равномерной скоростью на дальние расстояния. Если транспортное средство передвигается на небольшие расстояния, то регенерация может не запуститься.

Для проведения регенерации ДВС необходимо потребление большего количества топлива. Чем больше пробег у сажевого фильтра, тем быстрее в нем накапливаются частицы и активируется процесс очистки. Это увеличивает расход топлива.

При пробегах больше 100 тыс. км. сажевый фильтр может забиться окончательно и даже регенерация не исправит положение. Сопротивление выпуску газов будет настолько высоко, что мотору будет сложнее работать, следовательно возрастет расход топлива, а мощность упадет. Помимо этого электронный блок управления все равно будет пытаться очистить сажевый фильтр и регенерация будет активироваться максимально часто, что еще сильнее увеличит расход горючего.

Устранение неисправностей сажевого фильтра

Для устранения данной неисправности имеется три варианта:
1. Установка китайского аналогичного фильтра. Самый дешевый вариант, однако в большинстве случаев не дает результата. Имея плохую проводимость аналоги только создают сопротивление в выхлопном тракте, от чего будет запускаться процесс регенерации. Так как китайские аналоги состоят из дешевых материалов, то регенерацию они не выдерживают и рассыпаются.
2. Установка оригинального сажевого фильтра. Данный вариант возвращает характеристики и состояние машины к стоковому виду. Автомобиль дальше исправно работает, при это не нанося ущерб экологии.
3. Удаление сажевого фильтра. Данный метод не только значительно дешевле установки оригинала, но и производительнее. При демонтаже сажевого фильтра мощность автомобиля возрастает по сравнению со стоковой, а расход топлива уменьшится по причине отсутствия необходимости осуществлять «регенерацию» в сажевом фильтре посредством «дожига» топливом.. Данный вариант часто используется в качестве тюнинга.
Удаление сажевого фильтра

Для реализации процесса демонтажа недостаточно физического удаления. После выбивания фильтрующих элементов проводимость выпускной системы возрастет значительно, однако датчики зафиксируют отсутствие фильтра. В зависимости от марки автомобиля это может привести либо к переходу работы двигателя в аварийный режим, либо к постоянному запуску процесса регенерации. Для того, чтобы этого избежать, необходимо программное отключение сажевого фильтра. Оно реализуется за счет перепрошивки ЭБУ двигателя. Перепрошивка позволяет электронному блоку управления игнорировать показания датчиков, анализирующих работу фильтра.

Отключить сажевый фильтр можно в автосервисе Bibizone. Наличие качественных прошивок для ЭБУ, профессионального оборудования и большого опыта демонтажа сажевых фильтров поможет специалистам отключить сажевый фильтр качественно и в сжатые сроки.
Похожие публикации: