Что такое Сажевый фильтр (DPF) и как он работает
Сажевый фильтр (DPF) необходим для задержки сажевых частиц, содержащихся в выхлопных газах дизельного автомобиля. Сажевые фильтры начали устанавливать серийно на дизельные автомобили в 2001 году, а обязательными они стали в 2009. Применение сажевого фильтра снижает содержание сажи в выхлопе дизельного автомобиля на 80–90%.
Сажевый фильтр может быть отдельным элементом или частью каталитического нейтрализатора (сажевый фильтр с каталитическим покрытием. Сажевый фильтр имеет два этапа работы:
1. Фильтрация выхлопных газов
Во время фильтрации крупные частички сажи оседают на стенках фильтра. Осевшая на стенках фильтра сажа начинает препятствовать выходу выхлопных газов. Следовательно, фильтру нужна очистка, которую называют регенерацией.
Способ регенерации зависит от типа сажевого фильтра. Наиболее распространены сажевые фильтры следующих типов:
1. Сажевый фильтр с каталитическим покрытием. Такой фильтр устанавливается за выпускным коллектором. Внутри фильтра – ячеистая керамическая матрица с каналами, попеременно закрытыми с одной и другой стороны. Стенки каналов пористые, они и фильтруют выхлопные газы. На поверхности стенок – тонкий слой титана, который выполняет роль катализатора. Катализатор способствует окислению углеводородов.
Регенерация такого фильтра может быть активной или пассивной:
1.1. При пассивной регенерации несгоревшие частицы окисляются благодаря катализатору и высокой температуре выхлопных газов
1.2. Активная регенерация происходит при повышенной температуре, которую создает блок управления двигателем. При высокой температуре частички сажи в фильтре просто сгорают.
2. Сажевый фильтр с автоматической регенерацией (FAP) разработан французским концерном Peugeot-Citroen. Этот фильтр является самостоятельным узлом и устанавливается за катализатором. Регенерация фильтра происходит также, как и в случае с каталитическим сажевым фильтром, при повышении температуры выхлопных газов, только в данном случае температура повышается не управляющей электроникой двигателя, а специальной присадкой для топлива. Присадка, содержащая церий, впрыскивается в топливо автоматически, когда электроника определит, что сажевый фильтр забит. Пополнять запасы присадки необходимо примерно раз в 80 000 км. Использование дизельного топлива низкого качества ускоряет расход присадки.
Отдельное спасибо Blamper за полезную инфу.
Лайкаем и делимся со своими подписчиками!
DPF&FAP: Все что нужно знать о сажевых фильтрах — в нашем видео блоге.
Сегодня будет много полезной инфы, для интересующихся техническими аспектами — welcome!
Согласно требованиям экологических норм Евро 4, автомобили оснащаются сажевыми фильтрами (DPF – diesel particulatefilter, FAP), предназначенными для снижения выброса в атмосферу сажи. Эти частицы образуются в результате неполного сгорания дизельного топлива.
Чем плох сажевый фильтр?
Когда сажевый фильтр новый, то он работает как задумал завод производитель и его присутствие не сильно отражается на работоспособности двигателя. Однако с пробегом он начинает забиваться и тут автовладельцев поджидает насколько неприятнх моментов
-от активной регенерации повышается расход топлива
-из-за пробки на выхлопе повышается температурный режим двигателя. В частности начинает перегреваться турбина. Данный параметр надо чётко отслеживать. т.к. производители турбин не гарантируют долговечность этого агрегата при значительном повышении показаний EGT (exhaust gas temperature — датчик, измеряющий температуры напосредственно за турбиной)
-при превышении определенного уровня засоренности сильно поднимается давление на выхлопе. Она-то и выдавливает в масло солярку. Попадание в масло солярки как минимум снижает смазочные свойства масла, а как максимум может привести к тому, что дизель пойдёт в разнос.
Выхлопная система с сажевым фильтром обычно имеет следующую компоновку:
Иногда производители совмещают катализатор и сажевый фильтр в одном металлическом корпусе («банке»)
Обычно фильтр располагается в непосредственной близости от двигателя, но есть и установки под днищем автомобиля
Сам фильтр состоит из так называемых сот (матрицы). На стенках этих сот как раз и оседают (фильтруются) недогоревшие частицы дизельного топлива. После фильтрации эти частицы необходимо удалить с поверхности фильтра – произвести регенерацию.
Процесс регенерации происходит при достижении необходимой температуры (около 600-650 градусов). При обычной эксплуатации данная температура достигается крайне редко, особенно при городской эксплуатации в условиях пробок на дорогах. Таким образом, разработчиками данной системы было предусмотрено 2 варианта регенерации:
-пассивная регенерации. Данный вариант предусматривает сгорание сажи при обычной работе двигателя
-активная регенерация. Этот же вариант предусматривает включение особого режима работы двигателя для поднятия температуры выхлопных газов.
Работа сажевого фильтра контролируется электронным блоком управления двигателя (ЭБУ) с помощью определенных датчиков. В зависимости от производителя и конкретного двигателя управление может осуществляться с различными наборами датчиков, однако, всегда присутствуют следующие: датчики температуры до и после (или в самом корпусе) сажевого фильтра, датчик дифференциального давления, который измеряет разность давлений до сажевого фильтра и после него. На основе показаний этих датчиков определяется необходимость включения активной регенерации (определяется уровень засоренности сажевого фильтра)
Основными признаками выхода из строя сажевого фильтра являются:
— индикация ошибок на приборной панели
— потеря мощности двигателя
— увеличение уровня масла
— повышение расхода топлива
— плавающий холостой ход
— частая активная регенерация
К основным причинам можно отнести следующие причины выхода сажевого фильтра из строя:
— некачественное топливо является одним из самых распространенных причин
— неисправность двигателя. Например, если клапан ЕГР «залип» и не происходит рециркуляция отработанных газов, то в фильтр будет направляться гораздо больший поток недогоревших частиц сажи и фильтр может не справиться с возросшим объемом
— нарушение целостности системы выхлопа. Нельзя пренебрегать даже небольшими повреждениями выхлопной системы до фильтра. Если будет нарушена целостность системы, то ЭБУ не сможет точно определить уровень засоренности не включить активную регенерацию. Наиболее частым примером является повреждение гофры. При этом датчики дифференциального давления не будет показывать корректных данных – часть давления будет травиться через повреждения и регенерация не включится
— прерывание активной регенерации. Режим активной регенерации нельзя останавливать, глуша автомобиль. Каждый раз необходимо дожидаться завершения, иначе это приведёт к быстрому выходу фильтра из строя
— частые и непродолжительные по пробегу поездки. В этом случае сажевый фильтр просто физически не будет прогреваться до нужной температуры
Московское представительство компании «Лаборатория Скорости» предлагает услугу по решению проблемы сажевого фильтра для легковых автомобилей и коммерческого транспорта – удалению его из системы автомобиля
Удаление сажевого фильтра разделяется на 2 этапа:
-физическое удаление (вырезка) сот фильтра. Для этого корпус сажевого фильтра демонтируется с автомобиля, в нём выпиливается «окошко», удаляются соты фильтра, «окошко» заваривается и «банка» ставится на место
-программное отключение. Так как программа управления двигателем, как было описано выше, контролирует работу сажевого фильтра, то при его физическом удалении ЭБУ будет диагностировать неисправность фильтра и включать аварийный режим. При программном удалении будут отключены: регенерация сажевого фильтра, «аварийный режим», связанный с его неисправностью, ошибки сажевого фильтра
Удаление сажевого фильтра на сегодняшний день является самым простым и самым дешевым решением
Каждый, кто сталкивался с данной проблемой, рассматривал вариант замены забитого сажевого фильтра на новый фильтр. Однако, данное решение имеет несколько отрицательных моментов:
-высокая цена нового сажевого фильтра. В среднем она варьируется в диапазоне от 60 до 120 тысяч рублей в зависимости от марки и модели автомобиля
-невозможность изменить главную причину быстрого засорения сажевого фильтра. Качество дизельного топлива очень сильно влияет на «скорость» выхода его из строя
-нет гарантии долговечности работы нового сажевого фильтра
-строгие условия эксплуатации автомобиля, оснащенного данной системой. К этим условиям, например, можно отнести требование: «не глушить автомобиль во время принудительной регенерации»
Дизельный сажевый фильтр
Первые дизельные сажевые фильтры в автомобилях с дизельным типом двигателя появились в 2001 году. В 2008 эти фильтры стали обязательны для всех легковых автомобилей с дизельными двигателями после введения нормы Евро 5.
Как это видно из названия, дизельный сажевый фильтр предназначен для уменьшения выброса в атмосферу частичек сажи вместе с выхлопными газами. Практика показывает, что использование сажевых фильтров (DPF или дословно Diesel Particulare Filter) помогает достичь снижения выброса частиц сажи на 80, а то и на все 100%.
Автомобили различных производителей имеют некоторые конструктивные особенности в строении сажевых фильтров. Однако принципиально эти различия можно свести к двум вариантам: сажевый фильтр – отдельный элемент выхлопной системы, и вариант два – сажевый фильтр представляет собой часть конструкции, включающей в себя каталитический нейтрализатор. В этом случае этот узел имеет название «сажевый фильтр с каталитическим покрытием».
При работе дизельного сажевого фильтра различают два этапа. Это собственно фильтрация, и необходимая, время от времени, регенерация фильтра. В процессе фильтрации фильтр «отлавливает» частички сажи; граничным размером частиц, которым удается избежать фильтрации, считается размер от 0,1 до 1 микрометра. Это довольно опасные для дыхательной системы человека и животных частицы, но, к счастью, их доля в выбросах не велика – не более 5%. Рано или поздно накопившаяся сажа начинает служить ощутимым препятствием на пути выхлопных газов. Водитель автомобиля начинает замечать, что мощность двигателя падает. Поэтому следует попробовать осуществить регенерацию сажевого фильтра
В дизельных сажевых фильтрах различных производителей используются различные способы регенерации, однако принципиально это пассивная и активная регенерация.
Под пассивной регенерацией сажевого фильтра подразумеваются самостоятельные действия водителя в тех случаях, когда на дисплее бортового компьютера появилось соответствующее уведомление, или же водитель сам заметил падение мощности двигателя. Самым простым способом пассивной регенерации является повышение температуры в фильтре, а соответственно простое сжигание сажи. Для этого надо всего лишь дать двигателю полную нагрузку и проехаться так километров 30-40. Еще одним методом пассивной регенерации является использование специальных добавок в дизельное топливо. Эти добавки просто снижают температуру, при которой сажа воспламеняется и полностью сгорает в фильтре.
При активной регенерации сажевого фильтра главным действующим лицом становится не водитель, а специальный контроллер, предусмотренный конструкторами. При поступлении данных от датчика температуры и датчика давления контроллер производит анализ данных и делает вывод о наличии частиц сажи и о необходимости их удаления. Если контроллер в результате анализа принимает решение об удалении частиц, он впрыскивает дополнительное количество топлива, чтобы поднять температуру и сжечь частицы сажи в фильтре. Если производителями предусмотрен другой способ регенерации фильтра, контроллер обязательно его задействует. Таким образом, контроллер самостоятельно в запрограммированном режиме осуществляет контроль над процессом регенерации сажевого фильтра
В случаях, когда регенерация так и не началась, необходимо обратиться к специалистам на СТО, где окажут необходимую техническую помощь.
Удаление сажевого фильтра вполне возможна и позволяет сэкономить деньги, поскольку она стоит гораздо дешевле, нежели полная замена старого дизельного сажевого фильтра на новый.
Удаление сажевого фильтра
Как правило, любая забота о ком-то в конечном итоге приводит к тому, что именно этот кто-то вынужден будет за все расплачиваться, и хорошо, если только деньгами. Вот так можно подытожить введение ограничений по составу выбросов выхлопных газов, когда были утверждены нормы ЕВРО-4. Разумеется, обстановка в городах значительно улучшилась, воздух стал намного чище, но непонятно по какой причине это вылилось в дополнительную прибыль изготовителям. Чтобы улучшить состав ВГ (выхлопных газов) в конструкцию автомобилей был добавлен дизельный сажевый фильтр. Но, при всей эффективности очистки выхлопных газов, большинство автовладельцев задумываются об удалении сажевого фильтра
Но просто так данное приспособление не получится убрать из автомобиля. Вся проблема заключается в том, что состояние прибора учитывается контроллером управления мотором.
Программное удаление сажевого фильтра выполняется так – за счет внешних устройств присоединяется программатор и изменяется прошивка контроллера, в него устанавливается версия, которая не предусматривает в составе автомобиля наличие дизельного сажевого фильтра. После этого он физически удаляется, на это действие контроллер никак не отреагирует.
Сажевый фильтр дизельного двигателя: что это, что делать, когда он забит и прочие вопросы
Экскурс в теорию: что такое сажевый фильтр
Как выглядит
По конструкции – это керамическая матрица, состоящая из большого количества глухих перфорированных каналов. Находится эта дорогостоящая компоновка в банке круглого или овального сечения внушительных размеров.
По ходу движения отработанных газов частички сажи остаются в этих самых каналах, поскольку они не проходят через мелкую перфорацию. Логично предположить, что такой отстойник быстро забьется, если не удалять скопившуюся сажу. Отметим сразу, что ее удаляют, а точнее выжигают, и для этого даже разработан специальный режим работы двигателя.
Где стоит
Находится сажевый фильтр в выпускном тракте, недалеко от выпускного коллектора. Если есть катализатор, то «сажевик» стоит сразу за ним. Иногда их объединяют в один корпус для того, чтобы отсеянная сажа находилась как можно ближе к двигателю. Такая компоновка делает возможным нагрев внутренностей противосажевого фильтрующего элемента до высоких температур – условие №1 для обеспечения выжигания сажи. 
Как узнать, удален ли…
Обычно этим вопросом задаются владельцы б/у автомобилей. Узнать, есть ли сажевый фильтр на автомобиле, можно на диагностическом оборудовании. Когда он удален, модель контроля и анализа заполнения фильтрующего элемента сажей отключена. Поскольку заводскую банку обычно оставляют на месте, а ампутируют только матрицу, след вмешательства отчетливо виден – это замкнутый сварной шов в неположенном месте.
DPF, FAP – что это
Если расшифровать эти аббревиатуры, то получим перевод словосочетания «сажевый фильтр» в английской транскрипции (Diesel Particulate Filter) и в французской (Filtre a Particules). На деле разница между ними состоит в процессе организации регенерации (режима выжигания сажи), о чем мы поговорим в соответствующем разделе. 
Забит сажевый фильтр на дизеле: признаки и последствия
Роль «сажевика» такова, что он только отнимает силы у двигателя. Дело в том, что сажа постоянно накапливается внутри него, создавая сопротивление движению отработанных газов. В городе этого не заметить, а вот на трассе автомобиль с едва заполненным фильтром будет ускоряться менее охотно. Впрочем, езда по загородному шоссе очень полезна для дизельного двигателя, позже мы объясним почему.
Так или иначе, незначительное падение тяги заметить тяжело. Гораздо легче и полезнее обратить внимание на приборное табло, где специальная лампа или комбинация светодиодов обрисуют тяжесть проблемы. Точный ответ, что означает тот или иной значок, можно найти только в инструкции к машине. В качестве примера предлагаем рассмотреть алгоритм сигнализации проблем с DPF на автомобилях VAG:
Объяснение этим событиям одно – безуспешная регенерация (выжигание сажи штатными средствами). Цель прожига – повысить температуру в сажевом фильтре, чтобы сажа выгорела (преобразовалась в углекислый газ) и каналы матрицы снова стали свободными. Повышают эту самую температуру в основном за счет послевпрыска топлива, чтобы ДТ догорало в «сажевике». Если не соблюдать предписания производителя по поводу режима езды во время регенерирующего мероприятия, то успешного результата не получить. Попытки прожига будут часто повторяться, что в итоге приведет к упомянутым вещам – возрастанию расхода солярки и уровня масла.
От идеи пустить все на самотек рекомендуем отказаться. Когда сажевый фильтр почти забит, то машина ведет себя не лучшим образом, ведь аварийный режим – это сплошные ограничения по скорости и текущему расходу топлива. Если этот факт не останавливает, то итог «игнора» экстренного оповещения сработает в любом случае: при полностью забитом очистителе машина глохнет и не заводится, либо заводится и сразу останавливается. 
Как прожечь
Итог разговора на данный момент вполне понятен – сажевый фильтр дизельного двигателя можно почистить. Способ №1: сделать это, как принято говорить, пассивным путем. Способ №2: провести чистку активным методом, который заложен в штатной электронике.
Что такое регенерация
О том, что представляет собой регенерация сажевого фильтра и какие цели она преследует, разговор уже был. Напомним, что основная задача этого мероприятия – выжечь скопившуюся в каналах «сажевика» сажу. Опустошенная матрица позволяет двигателю «вздохнуть», а значит, отбирает минимум мощности.
Чтобы выжечь эту самую сажу, необходимо повысить температуру отработанных газов. Сделать это можно двумя путями:
Вернемся к пассивному способу, чтобы разделить две конкурирующие технологии – FAP и DPF. Машины с FAP отличает наличие бачка со спецприсадкой, содержащей церий. Добавив ее в топливо, можем провести пассивную регенерацию при более низкой температуре. В быту это означает, что прожиг на трассе проходит более продуктивно. То есть сроки опустошения фильтра уменьшаются, отчего одни плюсы.
На стенках матрицы DPF нанесен платиновый катализатор. Его задача – способствовать ряду химических реакций, которые в конечном итоге избавляют емкость от сажи. В отличие от FAP, газы должны быть изрядно горячими (400…500°С против 300…350°С), иначе прожигу не быть. А значит «топить» на шоссе все-таки придется.
Активный прожиг
О пассивном методе сказано много. Остается лишь конкретизировать, как прожечь сажевый фильтр в движении без помощи электроники, а именно примерную скорость передвижения и обороты двигателя. Итак, темп в 70-90 км/ч и более 2 500 об/мин на тахометре вполне достаточно для того, чтобы немного опустошить фильтр от сажи. Как часто и сколько времени уделять процессу – зависит от частоты использования машины. Отталкивайтесь от стандартного цикла: на 5 дней городской толкучки 2-3 поездки выходного дня длительностью не менее 40 минут.
Повторимся, что цель активной регенерации – раскалить матрицу сажевого фильтра до 600…650°С. Для этого необходимо изменить работу турбокомпрессора, заглушить систему рециркуляции отработавших газов (EGR), и впрыскивать топливо перед тактом выпуска отработавших газов. Сразу предупредим, ситуация пожароопасная.
Запускается активный прожиг по-разному. На одних автомобилях (например, на VW) это происходит незаметно для водителя и вне зависимости от того, находитесь ли вы в городе и на трассе, на других (например, у Toyota) – засветится лампа, что необходимо остановиться и нажать специальную кнопку.
Все же сравнивать автомобили по алгоритму срабатывания электроники не стоит. Так у того же VW есть предаварийный режим, который мы описывали (иконка DPF). Разница только в том, что владельцу VAG-овской продукции необходимо выехать на трассу и ехать, пока лампа не потухнет, а Toyota все сделает сама на месте.
О чем еще стоит поговорить, так это о признаках активной регенерации:
Важно! Постарайтесь не глушить машину, когда электроника запустила прожиг. Серия неудачных регенераций – это разжиженное топливом масло, высокий расход солярки и еще больший уровень сажи в фильтре. Что нужно делать, так это выехать поскорее на шоссе и держать 2 000 об/мин и 50-70 км/ч.
Режим «Check Engine» +…
На некоторых машинах производитель предусматривает аварийную регенерацию. Обычно чтобы ее запустить, счетчик сажи должен насчитать некоторое пороговое значение (у VAG это не менее 58 гр.), а компьютер – войти в режим «чека».
Запуск такой программы очистки возможен только на СТО. Часто эту процедуру называют сбросом ошибки Diesel Particulate Filter Restricted/Clogged MIL ON или принудительным прожигом сажевого фильтра, который мало чем отличается от тойотовской модели запуска активной регенерации через кнопку.
Как понять, что фильтрующий элемент необходимо менять
Сажу, как мы уже разобрались, можно выжечь. Но в фильтре скапливается не только сажа. Есть такой компонент, как зола, которая накапливается с момента первого пуска двигателя и никуда не девается. Образуется она из масла и металлизированных присадок, содержащихся в низкосортном топливе. Именно поэтому в дизельные двигатели с сажевым фильтром рекомендуется лить моторное масло с пониженной зольностью.
О приближении замены обычно говорит внушительный пробег (порядка 200 000 км) и частые попытки активной регенерации. Если в норме она совершается каждые 500-1 000 км, то сокращение интервала до 150-300 км считается аномальным.
Внимание! Только по частому активному прожиганию приговаривать очиститель нельзя! Это может случиться еще по причине низкого качества топлива, залитого на последней заправке, или подтекающей форсунки.
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:
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.