Последствия удаления сажевого фильтра на дизеле. Куда же без них

Дело в том, что сажевый фильтр — часто довольно недолговечное, но при этом очень дорогое устройство: ресурс сажевого фильтра на практике в среднем составляет от 80 до 120 тысяч километров. В среднем — это значит, что некоторые забиваются уже на 30 тыс. км, а некоторые «доживают» до 250 тыс. км, а это в свою очередь зависит от условий эксплуатации.

Сажевый фильтр, хотя точнее его название Дизельный Фильтр Частиц

(
Diesel Particulate Filter — DPF
, Filtre a Particules —
FAP
, RussPartikelFilter —
RPF
) предназначен для очистки выхлопных газов дизельных двигателей от частиц сажи, которые неизбежно образуются в процессах сгорания дизельного топлива.

Сажа — продукт неполного сгорания или термического разложения углеводородов, например дизельного топлива.

Сажа входит в категорию частиц, опасных для лёгких, так как частицы менее пяти микрон в диаметре не отфильтровываются в верхних дыхательных путях. Дым от дизельных двигателей, состоящий в основном из сажи, считается особенно опасным из-за того, что его частицы обладают канцерогенными свойствами.

Как и любой другой фильтр, сажевый работает по принципу задерживания фильтруемых частиц внутри себя, в своих каналах и порах — таким образом сажа накапливается внутри фильтра и не попадает в воздух, выхлоп автомобиля чистый и «красивый», а мы дышим чистым воздухом.

Однако фильтр не может работать бесконечно — с течением времени в нем накапливается все больше и больше частиц, все меньше и меньше каналов и пор остаются открытыми для прохождения выхлопных газов и в какой-то момент фильтр становится «слишком» забитым.

В таком случае фильтр нужно либо менять, либо очистить: в процессе эксплуатации автомобиля в сажевом фильтре постоянно проходят процессы «регенерации

«, пассивной и активной, которые служат как раз для
самоочищения
фильтра от накоплений сажи и продления его ресурса.

Подробнее об этом можно прочитать в статье «Регенерация сажевых фильтров дизельных двигателей«

, а сейчас подробнее остановимся на том,
что ускоряет засорение сажевого фильтра
, и
что препятствует его эффективному самоочищению
.

Состояние топливной системы.

Ресурс сажевого фильтра зависит также и от состояния топливной системы — чем хуже работает топливная система, чем хуже распыляют форсунки, тем больше сажи образуется в процессе сгорания топлива и тем выше нагрузка на сажевый фильтр.

Не забывайте, что «плохая работа топливной системы» всегда (. ) начинается с её (системы) загрязнения: дизельное топливо — это нефтепродукт, который как и масло образует лаковые и смолистые отложения, которые забивают и микродюзы форсунок, и топливную рампу, и регулятор давления топлива в рампе и … Об этом можно будет прочитать в отдельной статье.

Поэтому — не пренебрегайте своевременной и регулярной профилактикой топливной системы.

Срок службы и от чего зависит

В условиях российских дорог срок службы сажевого фильтра относительно недолог. Он составляет от 50 000 до 120 000 километров пробега.

Он может зависеть от нескольких факторов:

• личной ответственности водителя по отношению к процессу очистки засоренного фильтра;
• частоты включений режима догорания сажи.

Существуют способы, позволяющие максимально увеличить период надежной службы фильтра. Для этого рекомендуется:

• во время каждого планового технического осмотра выполнять чистку фильтра (особенно важно это в тех случаях, когда из-за некорректной работы двигателя активно образуется нагар на фильтрующем элементе);
• через каждые 3000 километров пробега авто применять присадки для дизельного топлива, которые уменьшают объем сажи и образование нагара;
• всегда использовать дизельное топливо самого высокого качества.

Применяемое моторное масло.

Ресурс сажевого фильтра также очень сильно зависит от применяемого моторного масла

, однако эта зависимость совсем не простая и я
настоятельно советую Вам внимательно прочитать оставшуюся часть статьи
.

Вы знаете, что для автомобилей с сажевым фильтром необходимо применение «специальных» моторных масел ?

Моторные масла, пригодные для применения в дизельных двигателях оснащенных сажевым фильтром, производятся по технологии Low SAPS, что означает низкую зольность таких масел.

Подробно о зольности

и о других качественных параметрах моторных масел Вы можете подробнее прочитать в специализированной статье на страницах нашего сайта
www.lubrico.md
, тут лишь коротко упомяну о том, что «
зола
» — это несгораемый остаток.

Зола — несгораемый остаток, образующийся из минеральных примесей топлива или масла при полном его сгорании

Зола представляет опасность для сажевого фильтра именно потому, что она несгораема

, в отличие от сажи — то есть при регенерации сажевого фильтра сажа
теоретически
может вся выгореть, а зола останется и от нее уже никак не избавиться.

моторного масла определяется содержанием в них серы и фосфора, а также их соединений — вроде все просто, ведь современные базовые масла содержат очень небольшие количества этих веществ, их специально от них очищают, но проблема в том, что такие очищенные масла совершенно не приспособлены для применения в двигателях, поэтому в их состав вводят разные присадки (подробнее читайте в статье
Из чего делают машинные масла), а присадки, особенно моющие и нейтрализующие, а также противозадирные (EP) и антифрикционные, чаще всего основаны на соединениях серы и фосфора, а также соединениях металлов, например кальция или молибдена.
Таким образом, малозольные (Low SAPS) масла — это чаще всего масла, которые содержат сниженное количество присадок: моющих, нейтрализующих, а также EP и антифрикционных.

Вроде бы все просто и логично, но если вспомнить то, что было сказано двумя строками выше (почитайте, почитайте статью по ссылке), то у многих возникнет вопрос:

«Как же так — в современные очищенные масла специально задают присадки, чтобы приспособить их (масла) к потребностям двигателя, но одновременно от этих же присадок избавляются . »

Логично предположить, что малозольные масла, полученные способом «экономии на присадках» должны раньше терять свои характеристики, а значит они должны быть недорогими, но вот только защитные функции таким масел существенно слабее и менять их надо чаще, чем полнозольные !

Так в чем же экономия .

На практике очень многие малозольные Low SAPS масла действительно продаются весьма недорого, правда при этом очень редко упоминается о необходимости сокращения интервала замены такого масла — вот и «экономят» довольные водители … экономят ли .

Есть, правда, один способ получения малой зольности масел не в ущерб их характеристикам — применение беззольных (или малозольных) присадок

, то есть таких присадок, которые основываются не на классических (морально устаревших) соединениях серы, фосфора, кальция …, а на базе современных синтетических веществ, которые не содержат вышеперечисленных вредных компонент, но при этом также хорошо или даже лучше защищают двигатель

Такие масла столь же надежны, как и полнозольные, но беззольные присадки существенно дороже своих классических (морально устаревших) аналогов, потому и масла с их применением дороги.

Зольность обычных (полнозольных) масел составляет около 1,2%, то есть содержание золы в таких маслах около 10 г/литр. В малозольных маслах зольность составляет не больше 0,8% — то есть около 6 г/литр.

Если объем масла в двигателе Вашего автомобиля составляет 5 литров, а интервал замены 10 тыс.км, то каждые 100 тыс км через двигатель проходят 50 литров масла, а количество золы соответственно составит 500 г для полнозольного или 300 г для малозольного масла.

Разница, как Вы сами видите, составляет 200 г — для сажевого фильтра это действительно существенно, НО
(. ) необходимо понимать, что эти 500 или 300 г золы содержатся в масле и не вылетают из него
«
просто так»
!

из масла попала в сажевый фильтр, масло должно сгореть в цилиндрах или непосредственно в фильтре — значит надо знать, сколько масла «ест» двигатель.

Например, если в двигателе расход масла составляет 500 мл/10 тыс. км (это нормальный расход), то за 100 тыс. км сгорает примерно 5 литра масла, что эквивалентно 50 г или 30 г золы от полнозольного или малозольного масел соответственно.

Много это, или мало ?

Емкость типичного легкового сажевого фильтра составляет порядка 200 г накоплений. Если судить по расчетам, то на полнозольном масле фильтр полностью забьется за 400.000 км, а на малозольном — за 700.000 км.

Ну что-ж, прекрасно — применение малозольных масел увеличивает ресурс сажевого фильтра на 300.000 км с лишним, или на 75 %, это действительно весьма существенно .

Но почему-же тогда на практике фильтр выходит из строя уже через 80.000 км .

Вспоминаем: зола — это несгораемый

остаток
, а сажа — это несгоревший
остаток
. Разницу понимаете ?
В теории

вся сажа в фильтре периодически выжигается и сгорает, а проблему представляет только несгораемый остаток (
зола
), который медленно накапливается на протяжении сотен тысяч километров, но на практике
сажа полностью сгоратьне хочет
и вышедшие из строя за 30 — 80.000 км фильтры забиваются именно сажей, которая
почему-то
не сгорела.

Для более подробного описания процессов выжигания сажи путем пассивной и активной регенерации, а также способов повысить эффективность регенерации я вновь отсылаю Вас к статье Регенерация сажевых фильтров дизельных двигателей«

Вы наверняка знакомы с таким понятием, как расход моторного масла.

Расход моторного масла, иначе называемый «угар

» — это естественный процесс, который происходит всегда и во всех двигателях (если у кого нулевой расход масла, рекомендуем прочитать
эту
статью).

Как именно происходит расход масла здесь рассказывать не буду, но коротко назову два основных пути «угара» и один дополнительный, а именно:

1. мимо поршневых колец — попадает непосредственно в камеру сгорания; 2. картерные газы — попадает в камеру сгорания с воздухом через систему вентиляции картера; 3. течь по клапанам из-за изношенных маслосъемных (маслоотражающих) колпачков.

Масло сгорает в цилиндрах вместе с топливом, а несгораемый остаток (зола) долетает с выхлопными газами до сажевого фильтра и постепенно накопляясь в нем приводит к его блокированию — это в теории.

Выше я продемонстрировал [теоретический] расчет ресурса сажевого фильтра: расход масла я брал 0,5л/10.000 км (на десять тысяч километров), но если у Вас расход выше, то логично предположить, что и ресурс фильтра пропорционально снижается, то есть если расход масла больше в 2 раза, то и ресурс фильтра снижается в 2 раза, и так далее.

Но самая большая проблема в том, что масло не сгорает полностью в цилиндрах — большая часть масла попадает в сажевый фильтр и пропитывает, промасливает накопившуюся сажу, потом под воздействием температуры масло полимеризуется и сажа превращается в твердую каменную массу

, которая намертво закупоривает поры фильтра и не поддается выжиганию .

Поэтому повышение расхода масла в два раза ускоряет темп блокирования сажевого фильтра в 3, а может в 4, или может даже в 5 раз.

Другими словами, скорость блокирования сажевого фильтра находится в нелинейной зависимости от расхода масла … о как завернул !

Не верьте заверениям автопроизводителей о том, что расход масла 0,5 л/1.000 км (пол-литра масла на одну тысячу километров . ) является нормой — это катастрофически большой расход масла .

0,5 л/1.000 км = 5 л/10.000 км — это фактически означает, что Вы при замене масла одну канистру (5 Л) зальете в масляную систему, а еще одну канистру прокачаете через цилиндры двигателя, через инжектора и свечи, через катализатор и сажевый фильтр, и все это в условиях высочайшей температуры выхлопных газов, которая может достигать 800 градусов и более — по Вашему это никак не скажется на работоспособности перечисленных элементов
.

Подведем промежуточные итоги.

1. В процессе сгорания дизельного топлива в двигателе по разным причинам образуются значительные количества сажи.

2. Сажевый фильтр в процессе эксплуатации заполняется сажевыми отложениями.

3. Эти накопления сажи постоянно выжигаются из фильтра посредством процессов пассивной и активной регенерации, за счет чего фильтр самоочищается.

4. Несгораемый остаток — зола — из фильтра путем регенерации удален быть не может. Теоретически только накопления золы приводят фильтр к закупорке и выводят его из строя, однако в таком случае теоретический ресурс сажевого фильтра все-таки весьма велик составляет порядка 400.000 км пробега.

5. На практике основная причина закупорки фильтра и выхода его из строя — накопление несгоревшей сажи.

6. Выжиганию сажи в фильтре препятствуют ряд факторов, один из которых — «угорающее» моторное масло, которое попадает в сажевый фильтр и «цементирует» сажевые отложения.

Функции фильтра

Сажевый фильтр является важной деталью выхлопной системы авто, которая предназначается для снижения выброса частиц сажи в атмосферу. Благодаря его использованию объем сажи в дизельном моторе уменьшается приблизительно на 80-100%.

Принцип работы сажевого фильтра основан на двух последовательных этапах:

1. Фильтрация отработанных газов (захват сажи).
2. Регенерация.

Фильтрация сажи осуществляется при помощи керамической структуры внутренней части фильтра с мелкими ячейками, сквозь которые эффективно просеивают выхлопные газы и при этом задерживают сажевые частички на своих стенках.

Под регенерацией фильтров подразумевается процесс очистки их засорившихся ячеек. В зависимости от конструкции устройства, это происходит по-разному.

До наступления критического момента сажа накапливается внутри фильтра. Этот момент зависит от разницы в давлении до и после фильтрующего элемента. При отклонении давления от нормативных показателей пропускная способность фильтра снижается и включается режим дожигания сажи, который активируется электронным блоком управления. Во время процесса догорания сажи отмечается усиленный впрыск топлива, ускоренная частота вращения коленчатого вала и повышенная температура выхлопных газов. Однако даже при наличии режима догорания сажи, водители, которые нечасто эксплуатируют автомобили на повышенных оборотах, могут сталкиваться с проблемой ее скопления на внутренних стенках фильтра.

ВЫВОД

Таким образом, можно сделать вывод о том, что самое главное — это техническое состояние двигателя, но не будем забывать и о немаловажности правильного выбора моторного масла, которое должно в течение длительного времени (от замены до замены) эффективно и надежно защищать двигатель от трения, перегрева и износа, сохранять чистоту двигателя, при этом оказывая минимальное воздействие на систему очистки выхлопных газов, в частности на сажевый фильтр, и прочие системы автомобиля.

Чем же руководствоваться при выборе моторного масла для дизельного двигателя с сажевым фильтром ?

Как Вы вероятно помните, я начал статью с утверждения о том, что в дизелях с DPF нужно применять специальные малозольные

масла, однако
малозольность
, на самом деле, стоит лишь на втором месте по важности — сейчас объясню.

Необходимо выбирать масла, обеспечивающие минимальный возможный расход масла двигателем.

«Разве выбор масла влияет на его расход ?» — такой вопрос задают некоторые автовладельцы.

«Знаю-знаю — надо использовать масла более высокой вязкости !» — говорят другие, более опытные.

Ну что ж, могу подтвердить, что выбором «правильного» масла можно значительно уменьшить его расход, но для этого нужно выбирать не более вязкие масла, а более стабильные высококачественные масла с меньшей испаряемостью и с большей прочностью пленки на разрыв.

Ведь масло (в технически исправном двигателе) расходуется:

— во-первых, путем испарения — пары масла попадают с картерными газами в цилиндры и далее в выхлопную систему;

— во-вторых, если пленка на стенках цилиндров недостаточно прочная, то она срывается со стенок как при движении поршня, так и при вспышке топлива и тоже «вылетает в трубу

Даже самое малозольное масло приносит огромный вред системам очистки выхлопных газов (катализатор, сажевый фильтр) если двигатель его «ест» в больших количествах.

Двигатель с большим расходом масла — это всегда проблемы с выхлопной системой, с турбиной, с клапаном рециркуляции выхлопных газов (EGR), с клапанами впуска / выпуска, со свечами зажигания (на бензиновых), с форсунками инжекторной системы, с поршневыми кольцами — солидный список ?

Именно поэтому на первом месте должен стоять расход масла, а уж затем его зольность.

Конечно, если двигатель неисправен, тогда никаким маслом его проблем не решить, в таком случае нужен только ремонт двигателя и устранение причин расхода масла — я же говорю сейчас только об исправных двигателях.

Моторные масла XENUM
гарантируют более низкий расход, чем у большинства других масел при прочих равных условиях.

При выборе моторного масла руководствоваться его зольностью.

Зола попадает в выхлопную систему не только из масла — она образуется при сгорании топлива, воздух, хоть и проходит фильтрацию, все равно содержит несгораемые примеси (пыль), частицы износа двигателя … но это не повод пренебрегать выбором зольности масла.

Как говорится, «копейка рубль бережет» — Ваш сажевый фильтр (и много рублей / лей / Евро) сбережет Ваше правильное отношение к выбору масла.

Как уже было выше сказано, малозольное масло может быть «с уменьшенным содержанием присадок» либо содержать беззольные присадки.

Надо ли объяснять, что «уменьшенное содержание присадок» — это просто «кастрированное» масло со сниженной моющей, нейтрализующей и защитной характеристиками, такое масло намного быстрее теряет свои важные для двигателя свойства и интервал замены такого масла не должен превышать 5.000 км (не это ли причина столь короткого интервала замены масел на японских автомобилях .

Масла с применением беззольных присадок существенно дороже, зато их пакет присадок более полноценен и если в таком масле применяется высококачественная, настоящая синтетическая основа, то интервал замены вполне может достигать и 50.000 км (это не рекомендация к замене масла с таким интервалом, просто показатель возможностей; фактический интервал замены зависит от ряда факторов — это тема отдельной статьи).

Поэтому при выборе масла руководствуйтесь не только «паспортной зольностью», но и ценой — «дешевка» качественной не бывает.

Как говорил барон Ротшильд:

Несколько слов о конструкции

Чтобы лучше понять проблему, а также осознанно принимать меры по ее устранению, необходимо пояснить, что собой представляет сажевый фильтр. Это обязательный элемент конструкции выхлопной системы дизельного двигателя, устанавливаемый, как правило, перед глушителем. Видеть, как это осуществляется, можно на приведенном рисунке:

Из рисунка видно, что это устройство представляет собой сложную трубчатую конструкцию, изготавливаемую из керамического материала, имеющую пористые стенки межу отдельными каналами. Иногда стенки покрыты катализатором. При прохождении ОГ из одного канала в другой, удается избавиться от несгоревших частиц топлива.