Принудительная регенерация сажевого(DPF) фильтра

Решил создать тему и поделится опытом по поводу сажевого фильтра в дизельных двигателях.

Итак, что такое сажевый фильтр, он же DPF и какие трудности он может доставить владельцу. Cажевый фильтр является неотъемлемой частью стандарта ЕВРО-4 и предназначен для снижения выброса сажи при сжигании дизельного топлива в двигателе. Может быть установлен как на двигатели с насос-форсунками, так и на Common Rail. Представляет собой банку в выпускной системе двигателя и содержит керамические трубки, с нанесенными на них катализатором химического процесса (обычно платина).
Катализатор позволяет снизить температуру химической реакции, в данном случае — сжигания частичек сажи. Керамические трубки попеременно заглушены на входе и выходе фильтра. Пористая структура трубок позволяет практически беспрепятственно проходить выхлопным газам, при этом частицы сажи задерживаются на стенках.

Сажевый фильтр может быть совмещен с основным катализатором, как это сделано, например, на двигателях V6 например Touareg, или выполнен в виде отдельной банки, как это сделано, например, в audi А6. В процессе эксплуатации сажевый фильтр забивается сажей, что приводит к затруднению выхода выхлопных газов. Для выжигания скопившейся сажи используется регенерация фильтра. Существует пассивная регенерация, при которой сажа сжигается в процессе движения машины под нагрузкой, например, при движении по трассе, при температуре 350-400 градусов и выше.
При движении по городу, где не удается разогреть сажевый фильтр до рабочей температуры, при заполнении фильтра используется активная регенерация. При этом контроллер начинает впрыскивать дополнительную порцию топлива после основной, перекрывает клапан EGR и изменяет алгоритм управления лопатками турбины. Топливо через выпускной коллектор попадает в основной нейтрализатор (катализатор окисления) и там сжигается, Температура в катализаторе повышается, и, как следствие, повышается температура в сажевом фильтре до 500-700 градусов. Сажа начинает выжигаться.

Тут необходимо отметить, что при неудачных регенерациях, при прерывании регенерации или при неисправности датчиков системы или катализатора окисления, часть не сгоревшего топлива попадает в масло и разжижает его, причем со временем, уровень масла может подниматься достаточно значительно. Так что, причиной попадания топлива в масло и повышения уровня может быть не только текущие форсунки, уплотнительные колечки на насос-форсунках или тандемного насоса (для насос-форсунок), но и система регенерации. Естественно, что надо срочно менять масло и разбираться с причинами, для двигателя и турбины это как минимум не полезно, как максимум можно попасть на капиталку или замену мотора.
Для вычисления величины заполнения сажевого фильтра используется две модели, одна базируется на практическом измерении разницы давлений на входе и выходе сажевого фильтра с помощью дифференциального датчика, датчиков температуры и расходомера. Вторая модель рассчитывает заполнение на основе стиля вождения, температурных датчиков и кислородного датчика.

Коэффициент заполнения сажевого фильтра лучше контролировать в 075 группе измеряемых величин контроллера двигателя.
1) Температура перед турбонагнетателем > 100°C
2) Температура перед сажевым фильтром 100°C > T > 60°C
3) Коэффициент заполнения < 40% (от 40% начинается регенерация в режиме движения)
4) Температура после сажевого фильтра 60°C > T > 20°C

В общем случае, в системе выпуска находятся 3 датчика температуры, датчик кислорода и дифференциальный датчик. Некорректная работа любого из этих компонентов, датчика кислорода, расходомера, EGR и еще кучи всего приводит к невозможности или трудностям с регенерацией, включая и аварийную. Значения датчиков температуры и дифференциального датчика можно посмотреть в измеряемых величинах в группах:

067 Сажевый фильтр, значения ОГ 1
Граничное условие: v=konst 50-60 км/ч, 3-я передача, n<=3000 1/мин.
1) Температура перед турбонагнетателем > 690°C (через 10 секунд)
2) Температура перед сажевым фильтром > 150°C
3) Перепад давления на сажевом фильтре нет установок
4) Смещение разности давлений на выбеге нет установок

068 Сажевый фильтр, значения ОГ 2
Граничное условие: v=konst 50-60 км/ч, 3-я передача, n<=3000 1/мин.
1) Коэффициент заполнения < 50% (при 50% запускается регенерация)
2) Масса сажи макс.60 г *)
3) Настроечное значение сажи нет установок
4) не используется 074 Сажевый фильтр, значения ОГ 3

Граничное условие: v=konst 50-60 км/ч, 3-я передача, n<=3000 1/мин.
A Значения действительны только во время регенерации
1) Частота вращения двигателя [об/мин]
2) Температура перед турбонагнетателем > 690°C
3) Значение лямбда 1,0-2,0
4) не используется

Что касается индикации водителю о неисправностях в системе регенерации. При обнаружении неисправности (к сожалению, только явных, например обрыва) датчиков загорается значок с изображением двигателя (неисправность в выхлопной системе). В случае, если фильтр заполнен, контроллер пытался сделать несколько активных регенераций в движении, если попытки оказались не успешными (например, прерваны глушением машины), загорается иконка на экране БК c сажевым фильтром.

Во общем, надо, пока не поздно, отжечь на пустом шоссе. Если количество топлива в баке меньше четверти, то активная регенерация может не запуститься. Так что неисправный датчик уровня, показывающий меньше четверти бака, тоже может быть причиной. Если и это не помогло, то контроллер зажигает значок неисправности выхлопной системе, а через некоторое время и значок неисправности двигателя (спираль преднакала). Двигатель переходит в аварийный режим работы и начинает тупить, причем чем дальше, тем хуже.

При этом обычно вылезает ошибка:
009263 — Diesel Particulate Filter (Bank 1): Restricted/Clogged
P242F — 001 — Upper Limit Exceeded — MIL ON

При аварийной регенерации контроллер поднимает обороты до 1.5 тыс (в зависимости от блока ЭБУ и машина обороты может поднимать, а может и нет) и начинает, по сути, ту же процедуру, что и при активной регенерации. При этом температура в выпуске может повышаться до 700-800 градусов. Аварийная регенерация может не запуститься, есть заполнение фильтра сажей больше 68 гр., типа опасность пожара из-за забитости сажевого фильтра.

Рассмотрим собственно сам процесс запуска аварийной регенерации сажевого фильтра на моторах VAG группы (1.4l/1.9l/2.0l R4 & 2.5l R5 PD/PPD-TDI).
Необходим адаптер VAG с поддержкой CAN шины

Зажигание включено. Двигатель работает на ХХ. Температура ОЖ не ниже 50 °C
[Select]
[01 — Engine]

[Coding-II — 11]

Вводи логин для запуска принудительной (аварийной) регенерации сажевого фильтра 21295.

[Do It!]

[Meas. Blocks — 08]

Выбираем группы 070 and 075.
[Go!]
MVB 070.1: Статус регенерации (xxxxxxx1 = Normal Regeneration active, xxxxxx1x = Forced Regeneration active)
MVB 070.3: Regeneration Counter/Timer
MVB 075.1: Температура перед турбонагнетателем
MVB 075.2: Температура перед сажевым фильтром
MVB 075.3: Коэффициент заполнения сажевого фильтра в %
MVB 075.4: Температура после сажевого фильтра

Теперь необходимо выехать и покататься! Процедура примерно занимает 15-20 минут. При этом контролируйте коэффициент заполнения, он должен уменьшаться.
[Done, Go Back]
[Close Controller, Go Back — 06]

Лучше конечно доверить эту процедуру профессионалам.