Исторически сложились определенные ассоциации с дизельными двигателями, такие как хорошая тяга, экономичность, выхлопной чад и проблемы с парафинизацией дизельного топлива. Современные дизельные двигатели все еще обладают высоким крутящим моментом и экономичностью, но проблемы с зимней эксплуатацией и соляркой стали менее значительными благодаря внедрению системы проточного подогрева дизельного топлива, а также подогревателя бака. Понятие "чадить" стало несвойственным современным дизельным двигателям, так как характерный запах соляры уступил место еле уловимому кисловатому аромату, и в глушителе больше не образуется черной копоти. Это стало возможно благодаря применению сажевых фильтров.
Любой фильтр предназначен для задачи улавливания определенных веществ. Когда мы говорим о "противосажевом" фильтре, мы имеем в виду фильтр, который способен удерживать вредные частицы сажи, образующиеся при работе дизельного двигателя. Такой фильтр, обычно, имеет форму керамической матрицы, состоящей из множества закрытых каналов с отверстиями. Эта структура помещается в банку овальной или круглой формы, которая довольно крупна по размеру. Отработавшие газы проходят через выхлопную систему, причем частицы сажи остаются в каналах, так как они не могут пройти через мелкие отверстия. Очевидно, что этот фильтр может быстро забиться, если сажа не удаляется. Удаление сажи происходит методом выжигания при особом режиме работы двигателя.
Фильтр для сажевых частиц расположен в выхлопной системе, неподалеку от впускного коллектора. Если установлен катализатор, то фильтр размещается сразу после него. Иногда они объединены в одном корпусе, чтобы расположить отфильтрованные сажи как можно ближе к двигателю. Это позволяет достичь высоких температур во внутренностях сажевого фильтра, что необходимо для его очистки от сажи.
Владельцы подержанных автомобилей часто хотят узнать, удален ли этот компонент. Это можно узнать с помощью специализированного диагностического оборудования. Если фильтр удален, то система контроля и анализа его заполнения отключается. Обычно заводская оболочка остается на месте, а удаляется только внутренняя часть, поэтому следы вмешательства видны – например, замкнутый сварной шов на несоответствующем месте.
Фильтр играет важную роль, так как уменьшает мощность двигателя. Это происходит из-за накопления сажи в фильтре, которая создает сопротивление для отработанных газов. В городе это может не так сильно заметно, но на трассе автомобиль с заполненным фильтром будет разгоняться медленно. Для дизельных автомобилей не очень полезно ездить по загородным дорогам из-за этого. Снижение мощности трудно заметить, поэтому проще обратить внимание на приборную панель, где специальная лампа или светодиоды покажут наличие проблемы. Аккуратный ответ на значение определенного знака можно найти только в инструкции к автомобилю. Рассмотрим пример сигнализации проблем с DPF на автомобилях VAG: значок DPF означает, что фильтр почти заполнен, и было много неудачных регенераций, но есть шанс выжечь сажу обычными средствами. Как только этот знак загорается, рекомендуется как можно скорее выехать на трассу. "Check + DPF" указывает на блокировку сажевого фильтра. Компьютер переходит в аварийный режим, оставляя владельцу только возможность выжечь сажу специальным методом.
Информация на приборной панели отображает реальные параметры, такие как расход топлива, уровень масла в двигателе и отклик на нажатие педали газа. Например, можно выявить, что сажевый фильтр скоро выйдет из строя, обращая внимание на несколько признаков:
Средний расход топлива на 100 км увеличился на 1-2 литра,
Уровень масла в моторе повысился из-за попадания топлива в картер.
Это происходит из-за нескольких неудачных попыток регенерации фильтра, которые не удалось выполнить корректно. Регенерация должна повысить температуру внутри устройства, чтобы сажа сгорела и каналы фильтра освободились. Это достигается в основном за счет послевпрыска топлива, чтобы дизель полностью сгорел внутри фильтра. Если не соблюдать рекомендации производителя по режиму регенерации, результат может быть неудачным. Повторные попытки регенерации приведут к увеличению расхода топлива и уровня масла.
Не стоит игнорировать предупреждения, так как при полностью забитом сажевом фильтре автомобиль переходит в аварийный режим со скоростными ограничениями и повышенным расходом топлива. Если не обратить внимание на это, аварийное оповещение все равно среагирует: если фильтр полностью забит, машина может заглохнуть, не завестись, или завестись и сразу остановиться.
Выше было упомянуто, что такое регенерация сажевого фильтра и для каких целей она проводится. Это мероприятие направлено на удаление накопившейся сажи в каналах. После очистки фильтра двигатель может функционировать более эффективно, теряя меньше мощности. Для удаления сажи необходимо повысить температуру отработанных газов, что можно сделать одним из двух способов:
Пассивный метод заключается в увеличении температуры отработанных газов при увеличении оборотов двигателя, однако это приводит к увеличению потребления топлива. Поддержание средних оборотов является оптимальным решением. Это позволяет газам оставаться горячими, но сожженной сажи остается меньше. Этот режим обеспечивается при движении по трассе с постоянной скоростью.
Активный метод заключается в увеличении температуры в фильтре путем сжигания дизельного топлива перед ним. Перед выбросом отработанных газов из цилиндра проводится дополнительный впрыск топлива, что приводит к образованию пламени перед сажевым фильтром и нагреву до 600-650 градусов.
Необходимо рассмотреть возможность произвести очистку сажевого фильтра во время движения без использования электроники, лишь удерживая определенную скорость движения и поддерживая определенное количество оборотов. Если двигаться со скоростью 70-90 км/ч и удерживать обороты выше 2500 об/мин, можно частично очистить фильтр от сажи. Частота и продолжительность данной процедуры зависит от того, как часто используется автомобиль. Рекомендуемый стандартный цикл: 5 дней городского движения и 2-3 поездки по 40 минут в выходные. Активная очистка направлена на нагрев матрицы сажевого фильтра до 600-650 градусов. Для этого необходимо изменить настройки турбокомпрессора, отключить систему рециркуляции и обеспечить топливный впрыск перед тактом выпуска газов. Электроника сама определяет момент, когда необходим активный прожиг, основываясь на данных от датчиков температуры выхлопных газов и дифференциального давления.
Активация регенерации происходит по-разному в различных автомобилях. На некоторых автомобилях это происходит незаметно для водителя, независимо от места движения авто. В других случаях водитель уведомляется о необходимости активации специальной кнопкой, когда зажигается соответствующая лампа.
Существует несколько признаков активной регенерации:
Повышение температуры двигателя
Увеличение расхода топлива
Подъем температуры масла
Громкий звук банки, который слышен снаружи
Выход выхлопных газов с густым белым оттенком
Звук "баса" от двигателя на холостых оборотах
Сажа сгорает, как уже упоминалось ранее. Однако фильтр впитывает не только сажу, но и золу, которая накапливается с момента запуска двигателя и не исчезает. Она образуется из масла и металлизированных присадок, содержащихся в низкокачественном топливе. Поэтому для дизельных двигателей с сажевым фильтром рекомендуется использовать масло с низким содержанием золы.
Необходимость замены фильтра можно определить по большому пробегу автомобиля, а также по частым попыткам активной регенерации. Обычно процесс происходит каждые 500-1000 км, а если интервалы сокращаются до 150-300 км, это уже считается аномальным.
Чтобы продлить срок службы сажевого фильтра, рекомендуется использовать только качественное топливо и заливать специальное масло для дизельных двигателей с низким содержанием золы.
Эволюция дизельных двигателей и развитие технологий фильтрации выхлопных газов позволили значительно снизить уровень выбросов и улучшить экологические показатели. Однако эксплуатация таких систем требует от автовладельцев осведомленности и правильного обслуживания.
Одной из современных тенденций стало использование комбинированных систем, объединяющих сажевые фильтры (DPF) с катализаторами селективной нейтрализации (SCR). Такая конструкция позволяет не только улавливать твердые частицы сажи, но и эффективно уменьшать содержание оксидов азота (NOx) в выхлопных газах. Преимущества подобных систем:
Улучшенная экологичность: уменьшение выбросов вредных веществ до уровня норм Евро-6.
Снижение расходов на обслуживание за счет увеличенного межсервисного интервала.
Меньший объем топлива, необходимый для регенерации.
При этом недостатками остаются высокая стоимость таких систем и зависимость от качества используемой мочевины (AdBlue).
Выбор топлива играет ключевую роль в долговечности и эффективности работы DPF. Основные риски использования низкокачественного топлива:
Повышенное содержание серы и парафинов, которые способствуют образованию золы в фильтре.
Увеличение риска засорения каналов и частичной потери мощности двигателя.
Необходимость более частой регенерации, что увеличивает расход топлива.
Использование присадок для дизельного топлива может компенсировать некоторые негативные эффекты. Однако их выбор должен быть сделан с учетом рекомендаций производителя автомобиля.
Систематическое обслуживание системы выхлопа позволит избежать дорогостоящих ремонтов. Ключевые моменты:
Диагностика состояния фильтра: с помощью специализированных сканеров можно оценить уровень заполненности DPF и качество его работы.
Профилактическая очистка: выполнение регенерации с использованием оборудования на СТО или добавление химических очистителей.
Замена или восстановление фильтра: если фильтр полностью забит золой или механически поврежден, возможно два варианта: установка нового компонента или реставрация старого с заменой керамической матрицы.
Удаление сажевых фильтров и модификация выхлопной системы — популярное решение среди автовладельцев, желающих сэкономить на ремонте. Однако последствия таких действий могут быть серьезными:
Невозможность прохождения технического осмотра в странах с жесткими экологическими нормами.
Увеличение выбросов вредных веществ, что вредит окружающей среде.
Административные штрафы за нарушение экологических требований.
Научные разработки в области выхлопных систем продолжают совершенствоваться. Одним из перспективных направлений является внедрение фильтров с самовосстанавливающимися катализаторами. Эти устройства могут автоматически восстанавливать свою структуру при высоких температурах, что делает их практически бессрочными.
Другим перспективным решением являются фильтры с использованием наноматериалов. Они обеспечивают более высокую эффективность улавливания частиц при меньшем размере устройства, что особенно важно для компактных автомобилей.
С переходом к электрификации автомобилей дизельные двигатели могут занять нишу в коммерческом транспорте, где их высокая экономичность и мощность остаются незаменимыми. Однако их экологическая совместимость будет зависеть от развития технологий фильтрации и снижения выбросов.
В заключение, правильный уход за сажевым фильтром, использование качественного топлива и соблюдение рекомендаций производителя позволят не только продлить срок службы двигателя, но и сохранить экологическое равновесие. Развитие технологий обещает сделать дизельные автомобили еще более чистыми и надежными, что обеспечит им место в будущем автомобильной индустрии.