Какво представлява филтърът за твърди частици, неговата структура и принцип на действие

С въвеждането на екологични стандарти, започвайки от 2009 г., всички автомобили със самозапалващи се двигатели с вътрешно горене трябва да бъдат оборудвани с филтри за твърди частици. Помислете защо са необходими, как работят и как да се грижите за тях.

Какво представлява филтърът за твърди частици и как работи?

Самата концепция за филтър показва, че частта участва в процеса на почистване. За разлика от въздушния филтър, в изпускателната система е монтиран филтър за твърди частици. Частта е проектирана да минимизира емисиите на вредни вещества в атмосферата.

В зависимост от качеството на продукта и филтърните елементи, тази част е способна да отстрани до 90 процента от саждите от отработените газове след изгаряне на дизелово гориво. Работата на Съвета на федерацията протича на два етапа:

1. Премахване на сажди. Димопропускливите филтърни елементи улавят прахови частици. Те се установяват в клетките на материала. Това е основната задача на филтъра.
2. Регенерация. Това е процедура за почистване на клетките от натрупаните сажди. Произвежда се, когато двигателят започне да губи мощност с работещи свързани системи. С други думи, регенерацията е възстановяване на чистотата на клетъчната повърхност. Различните модификации използват собствена технология за почистване на сажди.

Къде се намира филтърът за твърди частици и за какво е той?

Тъй като SF участва в почистването на отработените газове, той е инсталиран в изпускателната система на превозно средство, задвижвано от дизелов двигател. Всеки производител оборудва автомобилите си със система, която може да се различава от аналозите на други марки. Поради тази причина няма строго правило за това къде трябва да бъде филтърът.

В някои автомобили саждите се използват заедно с катализатор, който се инсталира във всички съвременни автомобили, оборудвани с бензинов двигател. В този случай филтърът може да бъде пред каталитичния конвертор или след него.

Някои производители (например Volkswagen) са създали комбинирани филтри, които комбинират функциите както на филтър, така и на катализатор. Благодарение на това чистотата на отработените газове от дизелов двигател не се различава от бензиновия аналог. Често такива части се монтират непосредствено след изпускателния колектор, така че температурата на отработените газове да осигурява правилната химическа реакция за неутрализиране на вредните вещества.

Филтриращо устройство

В класическата версия DPF устройството е много подобно на каталитичния конвертор. Има формата на метална колба, само вътре в нея има траен филтриращ елемент с клетъчна структура. Този елемент често е направен от керамика. Корпусът на филтъра има много 1мм мрежа.

В комбинираните версии катализаторните елементи и филтърният елемент са поставени в един модул. Освен това в такива части са монтирани ламбда сонда, датчици за налягане и отработени газове. Всички тези части осигуряват най-ефективното отстраняване на вредните частици от отработените газове.

Характеристики на работата и работата на филтъра за твърди частици

Срокът на експлоатация на филтрите за твърди частици зависи пряко от условията на работа на автомобила. В зависимост от това собственикът на автомобила трябва да проверява състоянието на филтъра на всеки 50-200 хиляди километра. Ако автомобилът се експлоатира в градски условия и често се намира в задръствания, тогава животът на филтъра ще бъде по-малък в сравнение с аналога, инсталиран в автомобил, който се експлоатира при по-леки условия (пътувания на дълги разстояния по магистралата). Поради тази причина индикаторът за часовете на двигателя на силовия агрегат играе значителна роля.

Тъй като запушеният филтър за твърди частици намалява работата на двигателя, всеки шофьор трябва периодично да регенерира изпускателната система. Също така от голямо значение е спазването на разпоредбите за подмяна на моторно масло. Следователно собственикът на автомобила трябва стриктно да се придържа към препоръките на производителя на автомобила.

Избор на дизелово масло

Точно като катализатора, който се намира в съвременните бензинови превозни средства, филтърът за твърди частици може да бъде сериозно повреден, ако собственикът на автомобила използва неправилно двигателно масло. В този случай смазката може да влезе в цилиндрите и да изгори при хода на хода.

В този случай ще се отдели голямо количество сажди (това зависи от обема на входящото масло), което не трябва да присъства в изпускателната система на автомобила. Тези сажди навлизат във филтърните клетки и образуват отлагания върху тях. За дизеловите двигатели Асоциацията на европейските производители на автомобили установи стандарт за моторно масло, който отговаря на изискванията на екологичен стандарт най-малко Euro4.

Опаковката с такова масло ще бъде обозначена с C (с индекси от 1 до 4). Такива масла са предназначени специално за превозни средства, оборудвани със система за последваща обработка или пречистване на отработените газове. Поради това се увеличава експлоатационният живот на филтъра за твърди частици.

Автоматично почистване

По време на работа на силовия агрегат могат да се стартират физически процеси, които автоматично почистват филтъра за твърди частици от въглеродни отлагания. Това се случва, когато отработените газове, влизащи във филтърния резервоар, се нагряват до +500 градуса и повече. По време на така нареченото пасивно автоматично почистване саждите се окисляват от нажежаема среда и се откъсват от повърхността на клетките.

Но за да започне този процес, двигателят трябва да работи с определена скорост за дълго време. Когато колата е в задръстване и често пътува на кратки разстояния, изгорелите газове нямат време да се загреят до такава степен. В резултат на това във филтъра се натрупват сажди.

За да помогнат на шофьорите, които управляват автомобилите си в този режим, производителите на различни автохимикали са разработили специални добавки против сажди. Използването им ви позволява да започнете автоматично почистване на филтъра при температура на отработените газове в рамките на +300 градуса.

Някои съвременни автомобили са оборудвани със система за принудителна регенерация. Той впръсква малко гориво, което се запалва в каталитичния конвертор. Поради това филтърът за твърди частици се нагрява и плаката се отстранява. Тази система работи на базата на сензори за налягане, инсталирани преди и след филтъра за твърди частици. Когато има голяма разлика между показанията на тези сензори, системата за регенериране се активира.

Някои производители, например Peugeot, Citroen, Ford, Toyota, вместо допълнителна порция гориво за загряване на филтъра, използват специална добавка, която се намира в отделен резервоар. Тази добавка съдържа церий. Системата за регенерация периодично добавя това вещество към цилиндрите. Добавката принудително загрява отработените газове до температура от около 700-900 градуса. Ако колата е оборудвана с вариант на такава система, той не трябва да прави нищо за почистване на филтъра за твърди частици.

DPF филтри за твърди частици от затворен тип

Дизеловите филтри за твърди частици в съвременния дизайн са разделени на два вида:

• dpf филтри от затворен тип;
• fap филтри с функция за регенериране на филтриращ елемент.

Първата категория включва елементи с керамична пчелна пита, като в каталитичен конвертор. На стените им се нанася тънък титанов слой. Ефективността на такава част зависи от температурата на отработените газове - само в този случай ще настъпи химическа реакция за неутрализиране на въглеродния окис. Поради тази причина тези модели са инсталирани възможно най-близо до изпускателния колектор.

Когато се отлагат върху керамична пчелна пита с титаново покритие, саждите и въглеродният оксид се окисляват (температурата, при която реакцията протича, трябва да бъде няколкостотин градуса). Наличието на сензори ви позволява да диагностицирате неизправност на филтъра навреме, за което водачът ще получи известие от ECU за спретнатост на автомобила.

FAP филтри за твърди частици от затворен тип с функция за регенерация

FAP филтрите също са от затворен тип. Само те се различават от предишните по функцията за самопочистване. Саждите не се натрупват в такива колби. Клетките на тези елементи са покрити със специален реагент, който реагира с горещ дим и напълно отстранява частиците от изпускателния тракт при високи температури.

Някои съвременни автомобили са оборудвани със специална система за промиване, която инжектира реагент в точното време, когато автомобилът се движи, поради което саждите се отстраняват още в ранните етапи на формиране.

 Понякога вместо добавка се използва допълнителна порция гориво, което изгаря в самия филтър, повишавайки температурата вътре в колбата. В резултат на изгарянето всички частици се отстраняват напълно от филтъра.

Регенерация на филтъра за твърди частици

Когато дизеловото гориво изгори, се отделя голямо количество твърди частици. С течение на времето тези вещества се утаяват от вътрешната страна на каналите на саждите, от които те се запушват.

Ако заредите с лошо гориво, има голяма вероятност голямо количество сяра да се натрупа във филтърния елемент. Той предотвратява висококачественото изгаряне на дизелово гориво, насърчава окислителната реакция в изпускателната система, поради което частите му ще се провалят по-бързо.

Въпреки това, бързо замърсяване на филтъра за твърди частици може да възникне и поради неправилна настройка на дизеловия двигател. Друга причина е непълно изгаряне на въздушно-горивната смес, например поради неуспешна дюза.

Какво е регенерация?

Регенерацията на филтъра означава почистване или възстановяване на запушени филтърни клетки. Самата процедура зависи от модела на филтъра. А също и за това как производителят на автомобили е настроил този процес.

На теория саждите не могат напълно да се запушат, тъй като в тях трябва да протичат химически реакции. Но на практика това често се случва (причините са посочени малко по-горе). Поради тази причина производителите са разработили функция за самопочистване.

Има два алгоритма за извършване на регенерация:

• Активен;
• Пасивен.

Ако превозното средство не е в състояние да почисти самостоятелно катализатора и филтъра, можете да направите тази процедура сами. Ще се изисква в следните случаи:

• Автомобилът рядко пътува на големи разстояния (ауспухът няма време да се загрее до желаната температура);
• Двигателят с вътрешно горене е заглушен по време на процеса на регенерация;
• Неизправни сензори - ECU не получава необходимите импулси, поради което процедурата за почистване не се включва;
• При ниско ниво на гориво не се извършва регенерация, тъй като се изисква допълнително количество дизел;
• Неизправност на EGR клапана (намира се в системата за рециркулация на отработените газове).

Признак за запушен филтър е рязкото намаляване на мощността на захранващия блок. В този случай измиването на филтърния елемент с помощта на специални химикали ще помогне за решаването на проблема.

Филтърът за твърди частици не изисква механично почистване. Достатъчно е да извадите частта от изпускателната система и да затворите един от отворите. Освен това в контейнера се излива универсален емулатор. Помага за премахването на плаката, без да се налага да купувате нова част. Течността трябва напълно да покрива замърсената повърхност. В продължение на 12 часа детайлът трябва периодично да се разклаща, така че саждите да изостават по-добре.

След използване на почистващия препарат частта се изплаква под течаща вода.  

Пасивна регенерация

Този процес се извършва, докато двигателят работи под товар. Когато автомобилът се движи по пътя, температурата на отработените газове във филтъра се повишава до около 400 градуса. Тези условия провокират химическа реакция за окисляване на саждите.

По време на процеса на регенерация в такива филтри се генерира азотен диоксид. Това вещество действа върху въглеродните съединения, които изграждат сажди. Този процес образува азотен оксид заедно с въглероден оксид. Освен това, поради наличието на кислород в кухината, тези две вещества влизат в реакция с него, в резултат на което се образуват две други съединения: CO₂ и азотен диоксид.

Трябва да се има предвид, че такъв процес не винаги е еднакво ефективен, поради което периодично е необходимо да се извършва принудително почистване на сажди dpf.

Активна регенерация

За да се предотврати повредата на филтъра за частици и да не се налага да се сменя на нов, е необходимо периодично да се почиства активната повърхност на катализатора. При градски трафик или пътувания на къси разстояния е невъзможно да се осигури пасивно почистване на катализатора.

В този случай е необходимо да започнете активна или принудителна процедура. Същността му се свежда до следното. Клапанът Ugr се затваря (при необходимост се правят корекции в работата на турбината). В допълнение към основната порция гориво се образува определено количество въздушно-горивна смес.

Той се подава в цилиндъра, в който частично изгаря. Остатъкът от сместа постъпва в изпускателния колектор и влиза в катализатора. Там той изгаря и температурата на отработените газове се повишава - образува се ефектът на доменна пещ с включена вентилаторна клапа. Благодарение на този ефект, частиците, натрупани в клетките на катализатора, се изгарят.

Тази процедура е необходима, за да продължи химическата реакция в каталитичния конвертор. Това ще позволи по-малко сажди да влязат във филтъра, което от своя страна ще увеличи живота на филтъра за частици.

В допълнение към почистването на катализатора, изгарянето на допълнителна порция VTS извън двигателя повишава температурата в самата верига на филтъра, което също частично помага за почистването му.

Шофьорът научава, че електрониката изпълнява тази процедура, за да увеличи за кратко оборотите на празен ход по време на дълго пътуване. В резултат на това самопочистване от изпускателната тръба ще излезе по-тъмен дим (това е норма, тъй като саждите се отстраняват от системата).

Защо регенерацията може да се провали и как да направите ръчно почистване

Има няколко причини, поради които филтърът за твърди частици не се регенерира. Например:

• Кратки пътувания, поради които процесът няма време да започне;
• Регенерацията е прекъсната поради спиране на двигателя;
• Един от сензорите не предава показания или изобщо няма сигнал от него;
• Ниско ниво на гориво или добавки в резервоара. Системата определя колко гориво или добавка против частици е необходимо за пълна регенерация. Ако нивото е ниско, тогава процесът няма да започне;
• Неизправност на EGR клапана.

Ако машината работи при такива условия, че самопочистването няма да започне, филтърът за твърди частици може да се почисти ръчно. В този случай той трябва да бъде изваден от автомобила. След това единият изход трябва да бъде запушен със запушалка, а течността за промиване се излива в другия. Периодично филтърът трябва да се разклаща, за да се откъснат саждите.

Необходимо е да отделите около 12 часа за измиване на филтъра. След това време измиването се източва, а самият филтър се измива с чиста течаща вода. Въпреки че тази процедура може да се извърши самостоятелно, по-добре е да закарате колата в сервиз, за ​​да се комбинира с диагностиката на цялата изпускателна система. В този случай не е необходимо да отделяте толкова много време. Например, някои сервизни станции имат специално оборудване, което симулира процеса на регенерация на филтъра чрез принудително изгаряне на сажди. Може да се използва специален нагревател и впръскване на гориво, което симулира работата на система за регенерация.

Причини за повишено образуване на сажди

Основният параметър, влияещ върху чистотата на филтъра за твърди частици, е лошото качество на горивото. Дизеловото гориво с това качество може да има голямо количество сяра в дръжката, което не само предотвратява пълното изгаряне на горивото, но и провокира окислителна реакция на метала. Ако се забележи, че след скорошно зареждане, системата започва да се регенерира по-често, тогава е по-добре да потърсите друго зареждане.

Също така, количеството сажди във филтъра зависи от настройките на самия захранващ блок. Например, при неправилно впръскване (не пръска, а изпръсква, поради което в една част на камерата се образува нехомогенна смес въздух-гориво - обогатена).

Как да се грижим за филтър за твърди частици

Подобно на други части, които са подложени на стрес, филтърът за твърди частици също се нуждае от периодична поддръжка. Разбира се, ако двигателят, горивната система и всички сензори са правилно конфигурирани в колата, тогава в саждите ще се образуват по-малко сажди и регенерацията ще се осъществи възможно най-ефективно.

Не е необходимо обаче да чакате да светне индикаторът за грешка на двигателя на таблото, за да проверите състоянието на клетката за частици. Диагностиката на автомобила ще помогне в ранните етапи да се определи запушването на SF.

Неговият експлоатационен живот може да бъде удължен, като се използва специален флъш или почистващ препарат, който ви позволява бързо и безопасно да отстранявате отлаганията на сажди от филтъра.

Срок на експлоатация и смяна на филтъра за твърди частици

Въпреки началото на автоматичното почистване, филтърът за твърди частици все още става неизползваем. Причината за това е постоянната работа във високотемпературната зона, като по време на регенерацията тази цифра се повишава значително.

Обикновено, при правилна работа на двигателя и използване на висококачествено гориво, филтърът може да се движи на около 200 хиляди километра. Но в някои региони не винаги е налично висококачествено гориво, поради което е необходимо да се обърне внимание на състоянието на филтъра за твърди частици по-рано, например на всеки 100 000 км.

Има моменти, когато филтърът остава непокътнат дори при пробег от 500 хиляди. По един или друг начин всеки шофьор трябва самостоятелно да обърне внимание на поведението на превозното средство. Ключов фактор, показващ проблеми с филтъра за твърди частици, е значителното намаляване на мощността на двигателя. Също така двигателят ще започне да поема много масло, а от изпускателната система може да се появи син дим и нехарактерен звук при работата на двигателя с вътрешно горене.

Може ли филтърът за твърди частици да бъде премахнат?

Ако просто кажете, значи е реално. Само вторият въпрос - какъв е смисълът, ако автомобилът в този случай няма да отговаря на екологичните стандарти. В допълнение, електронният блок за управление е конфигуриран да контролира работата на този елемент. Ако го премахнете от системата, в електрониката ще настъпи трайна неизправност на софтуера.

Някои предприемат тази стъпка и поставят на камък поради следните причини:

• Няма да е необходимо да се обслужва допълнителна част от машината;
• Нов филтър за твърди частици е доста скъп;
• Разходът на гориво е леко намален, тъй като процесът на регенерация няма да се извърши;
• Леко, но все пак мощността на двигателя ще се увеличи.

Това решение обаче има много повече недостатъци:

• Първото е неспазването на каквито и да било екологични стандарти;
• Цветът на отработените газове ще се промени значително, което ще създаде проблем в голям град, особено през лятото и в задръстванията (така или иначе няма достатъчно въздух, а след това подпухнала кола до него принуждава циркулация на въздуха вътре в колата);
• Можете да забравите за пътуванията до страните от ЕС, защото колата няма да бъде допусната през границата;
• Деактивирането на някои сензори ще доведе до неизправност в софтуера на контролния блок. За да разрешите проблема, ще трябва да мигате ECU. Цената на фърмуера е висока и последствията могат да бъдат непредсказуеми. Нулирането на данните в блока за управление ще породи много въпроси, които няма да направят възможно продажбата на колата на приемлива цена.

Това са само някои от негативните аспекти на изреза DPF. Но те трябва да са достатъчни, за да отхвърлят идеята и да започнат възстановяването, почистването или закупуването на нов филтър за твърди частици.

Вместо заключение

Решението дали да премахнете филтъра за твърди частици от изпускателната система на автомобила е лично решение на всеки шофьор. Ако в случай на стари автомобили този проблем е решен на фабрично ниво (SF се среща рядко), тогава някои автомобили от новото поколение изобщо няма да работят без него. И броят на такива автомобили не намалява, защото все още не е пуснат достоен заместител на дизела.

По-добре е да не експериментирате с автомобили, оборудвани със сложни електронни системи, тъй като при постоянна грешка ECU може да премине в авариен режим.

За повече информация относно филтъра за твърди частици вижте видеото:

Филтър за твърди частици, регенерация - какво е това и как работи?

Видео по темата

Освен това предлагаме подробно видео за това как се регенерира филтърът за твърди частици:

Преди да отрежете филтъра за твърди частици, гледайте това видео.

Въпроси и отговори:

Може ли филтърът за твърди частици да се почисти? За да направите това, трябва да го извадите, да го напълните със специална почистваща течност и след около 8 часа да го изплакнете и да го поставите на място. Промиването може да се извърши и без да се сваля частта от автомобила.

Колко често трябва да сменяте филтъра за твърди частици? Всеки филтър за твърди частици е запушен. Обикновено подмяната му се налага средно след 200 хиляди километра, но това се влияе от качеството на горивото, състава на военно-техническото сътрудничество и броя на работните часове.

Мога ли да карам без филтър за твърди частици? Технически това няма да се отрази негативно на автомобила. Но електрониката постоянно ще коригира грешката, а ауспухът няма да отговаря на екостандартите.