Сажевый фильтр: для чего он нужен на авто?
Опытные автолюбители смотрят на сажевый фильтр (DPF) как на абсолютно ненужный элемент. Его функция — снижать вредные выбросы в окружающую среду. Водителям относятся к компоненту снисходительно, так как технических характеристик мотора он не улучшает. Проходя через фильтр, отработанные газы встречают серьезное сопротивление, для преодоления которого мотор должен тратить определенное количество мощности. Это лишь одна из причин, почему водители недолюбливают сажевики.
Загрязненный сажевый фильтр 
Что такое сажевый фильтр на авто?
DPF задерживает частицы сажи, которые содержат отработанные газы дизельного двигателя. С 2009 года фильтры стали обязательными к применению, до этого использовались только на тяжелых грузовиках. Они уменьшают содержание вредных веществ в выхлопе на 90%. Сажа оседает на стенках компонента, что со временем приводит к его засорению — появляется необходимость чистки (регенерации). Способ чистки зависит от вида элемента. Распространены фильтры таких видов:
- с каталитическим покрытием (состоит из керамической матрицы с каналами, фильтрующими выхлоп);
- с активным восстановлением (содержит присадку, которая автоматом вспрыскивается в топливо, когда электронная система определит факт засорения).
Сажевый фильтр в разрезе 
В присадке самоочищающегося элемента содержится церий — химический элемент, способствующий разрушению сажевых отложений. Запасы присадки нужно восполнять через каждые 80 000 км. Присадка расходуется быстрее, если применяют некачественное топливо.
Сажевый фильтр: принцип работы и устройство
Размер сажевых частиц очень мал. На 90% они состоят из углерода, и задержать их обычными средствами почти невозможно, поэтому в фильтрующем устройстве применяется диффузия. Матрица состоит из сети трубок, торцы которых закрыты с разных сторон. Сажа поступает со стороны мотора. Ее частицы не могут пройти дальше — они проникают в соседние каналы сквозь стенки фильтра, после чего покидают матрицу. Во время прохода из одного канала в другой удерживаются даже очень мелкие частицы.
Схема работы сажевого фильтра 
Сажевик выглядит довольно просто, хотя его устройство трудно назвать таковым. Он похож на металлический цилиндр. Для подключения цилиндра к очищающей системе на нем с двух сторон расположены патрубки. Внутри цилиндра матрица. Сажевик также содержит:
- датчик давления;
- температурный датчик.
Способы установки сажевика бывают разными — это зависит от конструкции компонента. Используются как матрицы с каталитическим покрытием внутри, так и обычные. Во втором случае на мотор приходится ставить катализатор.
Где находится сажевый фильтр?
Сажевый фильтр на дизеле стоит в трубе выхлопа газов. Из-за особенностей конструкции деталь могут ставить за выпускной коллектор. Температура выхлопа там на максимальном уровне, поэтому устройство имеет специальное покрытие и соединено с катализатором.
Также оно может располагаться между глушителем и катализатором.
Расположение сажевого фильтра 
Виды сажевых фильтров
Для регенерации сажи разработали фильтры 2 видов.
Сажевик с каталитическим покрытием
Устройство ставят рядом с мотором. На входе должна создаваться высокая температура. В этом элементе есть керамическая матрица, состоящая из множества небольших каналов, которые устроены так, что через один ряд торцы или открыты, или закрыты для принятия отработанных газов. Пористые стенки создают фильтрующий эффект. Проходя через них, сажа оседает, затем подвергается окислению катализатором.
Частицы сажи — твердое вещество, постепенно накапливающееся в фильтре. Поэтому фильтр нужно периодически чистить. Регенерация бывает пассивной и активной. При пассивной регенерации находящиеся в саже вредные вещества после контакта с кислородом преобразуются в безопасную углекислоту. Активная регенерация — сложный процесс, за ним следят сразу два датчика.
Автоматический сажевик
Он размещен за каталитическим нейтрализатором. Применение присадок позволяет увеличить температуру выхлопа до максимума, в результате сажа нейтрализуется. Датчики срабатывают, как только фильтр заполняется сажевыми отложениями. Матрица изготовлена из материала, способного долгое время выдерживать повышенные температур.
Расборка сажевого фильтра 
Регенерация
Сначала под воздействием газов происходит испарение оболочек гранул, потом церий высвобождается. Затем при его попадании на мембрану происходит воспламенение, и температура газов сильно повышается. Разогрев носит локальный характер, поэтому для системы это безопасно. Конечно, керамическая решётка постепенно разрушается, но этот процесс очень продолжительный.
DPF располагаются близко к мотору. Поэтому никаких дополнительных приспособлений, чтобы максимально разогреть газ, не требуется. Горячие газы сразу же попадают в фильтр, выжигая сажу. Такая процедура может быть проведена только при движении на полной скорости, поэтому автомобиль иногда нужно предельно разгонять.
Забитый сажевик использовать нельзя, потому что со временем это разрушит двигатель. В сервисных центрах есть оборудование, запускающее процесс принудительной регенерации. Но этого сделать не получится, если фильтр забит сверх нормы. Здесь уже нужно производить промывку специальными средствами, что позволит удалить основную часть отложений. Промывка может быть проведена одним из 2 способов:
- частичная промывка (элемент не снимается);
- глубокая промывка (подразумевающая снятие элемента).
Сажевый фильтр с датчиками 
Частичная промывка производится при помощи пистолета-распылителя, трубки и специального средства. Также понадобится компрессор, который будет создавать необходимое давление. Снимаем температурный датчик, открываем доступ к фильтру и очищаем его. На одну процедуру уходит до литра очищающей жидкости, в качестве которой обычно используют NUNAP MP 131. Потом датчик возвращаем на место.
При глубокой промывке элемент снимаем полностью, промываем его специальным средством — например, DPF Cleaner. Активная жидкость нейтрализует сажные отложения, и они легко удаляются подаваемой под напором водой. Очистка более эффективна, если она проводится при помощи компрессора. После очистки фильтрующий элемент просушиваем, потом ставим на место.
Промывка далеко не всегда позволяет полностью уничтожить засор. Если этого сделать не удаётся, лучше купить и поставить новый элемент.
Удаление сажевого фильтра: последствия
Замена фильтрующего элемента — дорогая процедура, поэтому некоторые предпочитают просто компонент удалять. То, что могут быть негативные последствия, мало кого останавливает. По правилам перед удалением элемента нужно перепрошить блок управления — иначе будет «гореть» аварийный режим.
Удаление сажевого фильтра 
Процедуру перепрошивки лучше проводить в сервисных центрах — это очень ответственная работа. Вот что водитель при этом выигрывает:
- Сопротивление выходу газов будет устранено, поэтому мощность мотора увеличится.
- Не придется постоянно тратить деньги на новые фильтры.
- Расход топлива будет уменьшен.
После снятия фильтрующего элемента можно забыть про поездку на своем автомобиле в Европу — гарантия на машину аннулируется. Обороты турбины могут повыситься до такого состояния, что будет слышен их свист. На высокой скорости из выхлопной трубы будут вылетать кусочки сажи — это можно наблюдать невооружённым взглядом. Показатели выброса ухудшатся еще и из-за того, что придется вырезать катализатор, а неграмотная перепрошивка вполне может привести к прогоранию выхлопной системы.
Система фильтрации сажевых отложений предназначена для улучшения экологических показателей. Скорее всего, когда-нибудь за отсутствие такой системы в машине будут штрафовать. Так зачем же ее удалять? Машина будет ехать немного быстрее, но негативных последствий при этом так много, что оно того явно не стоит.
Модуль очистки отработавших газов Евро-6 и DPF (сажевый фильтр) — просто о сложном
Наверное все владельцы автомобилей с дизельным двигателем слышали о существовании сажевого фильтра, также известного как "противосажевый фильтр", "сажевик" или DPF — Diesel Particulate Filter. А знаем ли мы как он устроен на самом деле?
На современных автомобилях, сажевый фильтр, это всего лишь один из компонентов модуля очистки отработавших газов, который кроме сажевого фильтра в своем корпусе, также содержит еще и каталитический конвертер, часто называемый катализатором или нейтрализатором:
На рисунке выше, изображен модуль очистки отработавших газов отвечающий нормам Евро-6, состоящий из катализатора и сажевого фильтра. Вход находится справа, а выход слева. Обозначения:
NOx-Speicherkatalysator (NSC) — накопительный катализатор NOx
Lambdasonde vor NSC — лямбда зонд перед NSC.
Abgastemperatursonde vor NSC — датчик температуры отработавших газов перед NSC
Drucksensor — датчик давления
Dieselpartikelfilter (DPF) — фильтр сажевых частиц
Abgastemperatursonde vor DPF — датчик температуры отработавших газов перед DPF
Lambdasonde nach DPF — лямбда зонд после DPF.
А чем отличается Евро-6 от Евро-5 и что такое накопительный нейтрализатор?
В модулях очистки отработавших газов Евро-6, в отличии от модулей Евро-5, катализатор (также называемый конвертером или нейтрализатором) не просто окислительный, а еще и накопительный.
Окислительный катализатор — это конструкция с мельчайшими сотами, поверхность которых покрыта веществами-катализаторами — платиной, палладием и родием, проходя через которые, отработавшие газы, содержащиe вредные вещества (углеводороды CHx, окись углерода CO, оксиды азота NOx), вступают в химическую реакцию и вредные для окружающей среды вещества, преобразуются в безвредные.
Накопительный катализатор — это тот же окислительный катализатор, но поверхность сот, дополнительно покрывается оксидом бария, который более интенсивно улавливает и временно накапливает (отсюда и название) оксиды азота NOx.
Оксид бария имеет побочный эффект — он улавливает/накапливает не только оксиды азота NOx, но еще и серу.
В связи с этим, необходимо производить десульфатацию — выжигание серы из нейтрализатора, по аналогии как это делается регенерацией (выжиганием сажи) сажевого фильтра, но в отличии от регенерации, для десульфатации требуется более высокая температура от 620 градусов.
При десульфатации накопительного нейтрализатора, выделяется сероводород и поэтому, сажевый фильтр в модулях очистки ОГ Евро-6, дополнительно имеет покрытие из оксида металла.
Сажевый фильтр — как и катализатор, также содержит внутри сотовую конструкцию, но с другим покрытием и задачей — вступая в реакцию с проходящими через "соты" газами, удержать сажу, а в Евро-6 варианте, еще и сероводород (во время десульфатации).
Теория это хорошо, но как этот модуль очистки выглядит в реальности?
На дизельные Fabia mk3, устанавливался "Модуль очистки отработавших газов" 04B131656DX (также известен как 04B131765B, 6C0131705D или 6C0181AA), соответствующий стандарту Евро-6:
Примечательно, в ETKA его перевели как "Сажевый фильтр" — но мы то знаем, что сажевый фильтр это один из элементов модуля очистки отработавших газов 🙂
На фото видно, что 04B131656DX, физически состоит из двух элементов:
Верхняя часть — окислительно-накопительный нейтрализатор (oxidizing catalytic converter/reservoir catalytic converter DeNOx), он же каталитический конвертер/преобразователь.
Входом, находящимся с левой стороны, катализатор подключен к выпускному коллектору двигателя, откуда в него входит поток отработавших газов.
После очистки в катализаторе, газы направляются в нижнюю часть модуля — сажевый фильтр (DPF).
Сажевый фильтр имеет два выхода. Тот который смотрит влево,
подключен к радиатору системы рециркуляции отработавших газов, где в зависимости от температуры отработавших газов направляется по контуру ОГ высокого (во время прогрева двигателя) или низкого давления (когда двигатель прогрет).
Второй выход, выглядящий так труба торчащая вниз, подключен к трубопроводу выпускной системы, идущей к глушителю выхлопной трубы.
Рассмотрим модуль поближе и разберемся с датчиками:
Сверху слева на входе в катализатор, находится лямбда зонд, а справа exhaust gas temperature sensor 3 (Датчик температуры ОГ 3).
Снизу на трубе-выходе сажевого фильтра, находится еще один лямбда зонд.
С помощью лямбда зондов (датчиков), ЭБУ (электронный блок управления) — оценивает количество несгоревшего топлива либо оставшегося кислорода в отработавших газах, что позволяет управлять процессом приготовления рабочей смеси из воздуха и дизельного топлива, а также определять проблемы с работой катализаторов и сажевого фильтра, в случае если они начинают иметь место.
Посмотрим на модуль сзади:
Здесь мы видим две металлические трубки, идущие вверх, на датчики измеряющие перепад давления в двух точках — на выходе катализатора/входе в сажевый фильтр и на выходе из сажевого фильтра.
Таким образом, по изменению давления на входе и выходе сажевого фильтра, ЭБУ может легко определять его степень загрязненности и/или неисправность.
А как происходит очистка сажевого фильтра, ведь в нем накапливается сажа?
По количеству расхода топлива и воздуха затраченных на приготовление рабочей смеси с учетом температур и прочих участвующих в расчетах параметрах, ЭБУ подсчитывает массу накопившейся сажи в сажевом фильтре, в граммах.
Когда значение массы превышает определенный порог, ЭБУ запускает процесс регенерации сажевого фильтра или иными словами, создает условия для повышения температуры отработавших газов проходящих через модуль очистки и сажевый фильтр до такого значения, при котором сажа начинает выгорать.
Регенерация бывает двух видов пассивная и активная:
Пассивная регенерация — сажа начинает сжигаться сама собой, когда двигатель работает под большой нагрузкой и температура отработавших газов, поднимается до 350-500 градусов.
Активная регенерация — ЭБУ запускает ее, когда пассивная регенерация из-за условий эксплуатации автомобиля случится не может (например постоянная езда по городу), а порог накопленной массы сажи в сажевом фильтре, уже достигнут.
В этом случае, ЭБУ помимо впрыска основной порции рабочей смеси, начинает впрыскивать в камеру сгорания дополнительные порции топлива, которые сжигаются и температура отработавших газов повышается до 550-650 градусов, при которой сажа в сажевом фильтре сгорает и превращается в углекислый газ.
Практическая часть
Для мониторинга десульфатации накопительного нейтрализатора и регенерации сажевого фильтра, а также связанных с этими процессами измеряемых значений блока 1 (ЭБУ), есть замечательная и очень удобная программа VAG DPF.
Ознакомительную версию можно найти на 4pda или сразу купить в Google Play.
Для работы программы понадобится адаптер ELM327 который я в деталях разбирал ранее. Если адаптер и VAG DPF покупать не хочется, в конце я расскажу как те же параметры можно смотреть в VCDS/ВАСЯ 🙂
Итак поехали, подключаем ELM327, включаем зажигание, запускаем VAG DPF и нажимаем кнопку CONNECT (на первом скриншоте сделанном в 23:20 видно как выглядит стартовый экран). Скриншоты я буду группировать по три, так как их будет много:
Над кнопкой CONNECT, зелеными иконками, VAG DPF отображает процесс подключения — слева направо: Bluetooth соединение с ELM327 установлено, соединение с ЭБУ установлено, идентификация автомобиля считана.
Сразу же делаем пальцем свайп влево и на изображении модуля очистки отработавших газов, появляются зеленые стрелочки, говорящие о том, что параметры автоматически считываются из ЭБУ и обновляются на экране.
На примере второго скриншота, время 8:01, где я приехал утром на работу и стою на холостом ходу с полностью прогретым двигателем, я опишу все что находится на экране:
25mg/km — скорость заполнения сажевого фильтра сажей в данный момент
111417 km — пробег
1155 ms — скорость, с которой обновляются параметры на экране VAG DPF
0 s — задержка связи между ELM327 и смартфоном по bluetooth
87% — полоска индикатор заполнения сажей сажевого фильтра, позволяющая приблизительно оценить, когда начнется следующей регенерация
Soot Mass Calc. (g) — масса накопленной сажи в сажевом фильтре с момента окончания последней регенерации. ЭБУ подсчитывает ее в граммах.
Regen. Duration (min) — значение показывает сколько минут длится регенерация, когда ЭБУ ее запускает
Distance Since Last Regen. (km) — пробег с момента окончания последней регенерации
Time Since Last Regen. (min) — какое количество минут проработал двигатель с момента окончания последней регенерации
Oil Ash Residue (g) — масса накопившейся золы (от сгоревшего масла) в сажевом фильтре.
По этому значению рассчитывается процент изношенности сажевого фильтра, который отображается в этой же ячейке слева.
Максимальный объем масляной золы, который может принять конкретная модель сажевого фильтра, можно посмотреть с помощью VCDS в измеряемых значениях блока 1:
IDE06060 Particulate filter ash load limit 80.00 g
Как видим, для Fabia mk3 макимальный допустимый объем золы в сажевике = 80 г.
При пробеге 111495 км, сажевик заполнен/изношен на 29%.
Low Press. EGR Closing (%) — процент закрытия EGR клапана контура ОГ низкого давления.
Как видим, на заглушенном двигателе и при торможении двигателем, он равен 0.
Зачем нужен EGR клапан и как он устроен на двигателяех Евро-6, можно посмотреть в обучающем видео. Спасибо User-DD за ссылку.
DPF Input Gas Temp. (°C) — температура отработавших газов на входе в сажевый фильтр
DPF Surface Temp. (°C) — рассчитанная ЭБУ температура поверхности сажевого фильтра
Nox sulfur charge (g) — объем серы, накопленной в накопительном нейтрализаторе NOx, в граммах
Post Injection 1 (mg/str) — объем дополнительной порции топлива в микрограммах за такт.
Post Injection 2 (mg/str) — объем дополнительной порции топлива в микрограммах за такт.
Post Injection 3 (mg/str) — объем дополнительной порции топлива в микрограммах за такт.
SW:04B906027B/9084 — прошивка ЭБУ/версия
HW:04B907445 — аппаратная версия ЭБУ
Engine/Year: CUSB — модель двигателя
Engine Type: R3 1.4L TDI — тип двигателя (3 цилиндровый), объем (1.4л), турбо-дизель-инжектор
Смотрим на третий скриншот (время 12:50) — по пути домой, я поймал идущую уже 2 минуты десульфатацию/регенерацию. Судя по разнице между утренним и обеденным скриншотами, ЭБУ запустил регенерацию при накоплении в сажевом фильтре всего 21 грамма сажи (вместо стандартных 25 грамм), с целью провести после регенерации десульфатацию, так как накопительный нейтрализатор уже накопил более 2 грамм серы.
Обратите внимание на группу параметров Post Injection 1-3 — ЭБУ щедро впрыскивает дополнительные порции топлива, чтоб поднять температуру отработавших газов до 562 градусов для сжигания сажи.
Я стараясь не останавливаться ехал дальше, но попал в пробку на подъеме, где полз как черепаха, затем остановился, через некоторое время продолжил путь дальше и ехал пока регенерация не закончилась.
Весь этот процесс, можно проследить ниже:
Сажевый фильтр DPF (ДПФ)/FAP (ФАП): структура, цены, принцип работы, замена, удаление и восстановление
Фильтры DPF и FAP – это дизельные сажевые фильтрующие компоненты (Diesel Particular Filter), которые предназначены для улавливания твердых частиц отработанных газов, возникающие при сгорании солярки. Как правило, фильтр ДПФ устанавливается только на дизельные автомобили за первым или вторым по счету (если их два) катализатором.
Рекомендуем к прочтению статью: « Что делать , если забился катализатор или сажевый фильтр DPF? «.
В ходе использования автомобиля бывают такие случаи, что фильтры DPF/FAP наглухо засоряются и приходят в негодность. Если это случилось, то требуется заменить испорченный механизм новым, или аккуратно изъять сажевый фильтр из системы. 
Покупать новое фильтрующее устройство достаточно невыгодно. Стоимость ДПФ фильтра будет в пределах 500 – 2600 евро, что не совсем доступно для большинства автовладельцев. Одним единственным верным и самым экономичным решениям в этом случае является отключение фильтрующих компонентов DPF/FAP с помощью специального программного обеспечения, либо их полное удаление. 
Благодаря подобному способу, на стабильное функционирование двигателя, не будет оказано никакого негативного влияния. Для справки заметим, что по завершению операции по отключению, можно смело переходить к изъятию компонентов DPF/FAP из выхлопной системы автомобиля. 
В результате всех манипуляций, связанных с удалением фильтрующих компонентов, блок управления двигателем больше не отслеживает работу данного фильтра, а благодаря установке пламегасителя вместо фильтр, мотор не выходит на аварийный режим работы и не теряет свою мощность в процессе функционирования. 
1 . ОСОБЕННОСТИ, СТРУКТУРА И ПРИНЦИП РАБОТЫ САЖЕВЫХ ФИЛЬТРОВ ДПФ/ ФАП
Установление пределов выхлопа в атмосферу газов обусловило использование на машинах, оснащенных дизельными моторами, специальными сажевыми фильтрами. Для справки заметим, что фильтры DPF (фильтрующий компонент закрытого типа без возможности восстановления) и FAP (фильтрующий компонент с возможностью восстановления) обрели самое большое распространение на рынке авто компонентов, несмотря на то, что конструктивно изготовлены по различным технологиям. 
Главное предназначение фильтров ДПФ и ФАП заключается в снижении количества выхлопа газов в окружающую среду и соответствии стандартам «Евро-4» и выше. Так, например, сажевый фильтр — это специальное устройство, выполненное из керамики (матрица), помещенное в металлическую оболочку. Сотовое строение (соты) фильтрующего компонента матрицы составлено из каналов небольшого сечения, расположенных параллельно друг другу. Открытые каналы сот (впускные) небольшого сечения чередуются с закрытыми каналами (выпускные). 
В свою очередь оболочка каналов выполняет роль фильтра и останавливает копоть, проходящую через него. Все непропущенные через оболочку частицы выхлопных газов собираются на поверхности матрицы в виде сажи и постепенно забивают фильтр, вследствие чего замедляется их вывод из системы (падает мощность мотора и увеличивается расход топлива). 
Когда фильтр загрязняется на 100%, то довольно сильно увеличивается вероятность серьезных поломок силового агрегата. Именно поэтому, лучше не доводить дело до греха и своевременно заменить или удалить капризный фильтр. 
2 . КЛЮЧЕВЫЕ ПРИЗНАКИ ЗАСОРЕННОСТИ САЖЕВОГО ФИЛЬТРА
О неисправности фильтрующего устройства, как правило, свидетельствуют ниже перечисленные симптомы:
— появление аварийных индикаторов на приборной, указывающих на проблемы с выхлопной системой;
— заметное падение мощности и тяги двигателя;
— нестабильная работа мотора на холостых оборотах;
— увеличение расхода топлива (в среднем на 10-20%);
— увеличение расхода моторного масла (масложор); 
Что лучше восстановление , замена или удаление ДПФ / ФАП фильтра?
Восстановление сажевого фильтра дает лишь временный положительный эффект и особо картину не меняет, так как восстановленный компонент будет снова засоряться и непосредственно влиять на стабильную работу двигателя. 
Замена фильтрующего компонента является более приемлемым способом по возвращению выхлопной системы автомобиля к первозданному состоянию, однако главным его недостатком считается непомерная стоимость нового изделия и дорогостоящая процедура по установке. 
Удаление фильтра ДПФ/ФАП (программное и фактическое) является наиболее действенный способом, как для автовладельца, в плане практичности, так и для самого автомобиля. 
Процесс отключения фильтра осуществляется при помощи специальной программы, которая подключается к электронному блоку управления двигателем (ЭБУ). Программа, подключенная к ЭБУ, изменяет прошивку контроллера, то есть удаляет программный код, который отвечает за наличие фильтрующего компонента, вследствие чего выхлопная система переходит на стандарты «Евро-3», с возможностью работать без сажевого фильтра. Для справки заметим, что только после программного удаления сажевика из ЭБУ, можно переходить к фактическому изъятию фильтра из выхлопной системы автомобиля.
Видео : «Почему сажевый фильтр ДПФ нужно удалять в обязательном порядке?»
В заключении добавим, что в результате удаления сажевого фильтра, автовладельцу больше не потребуется отключать фильтрующий компонент в последующем; не придется боятся за потерю мощности двигателем, повышение расхода топлива и смазки мотором. Кроме того, процедура по удалению сажевика по стоимости в разы дешевле, нежели покупка нового фильтра. Самое же главное в этом деле то, что после удаления фильтра ДПФ/ФАП, ресурс силового агрегата ничуть не снижается, а даже наоборот, способен вырасти на 5-10%, от первоначально заявленного заводом-изготовителем показателя.
БЛАГОДАРИМ ВАС ЗА ВНИМАНИЕ. ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ НА НАШИ НОВОСТИ. ДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ.