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.
Почему сажевый фильтр выходит из строя ?
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.
Что ускоряет засорение сажевого фильтра, и что препятствует его эффективному самоочищению?
Условия эксплуатации, влияющие на сажевый фильтр:
1. Эксплуатация в городском режиме.
Ресурс сажевого фильтра намного ниже у автомобилей, которые часто эксплуатируются в городском режиме: постоянные торможения и разгоны производят много сажи («дизель» коптит именно при ускорении автомобиля, в переходных режимах ?), а короткие городские пробеги и недостаточный прогрев выхлопной системы не позволяет эффективно работать системе регенерации сажевого фильтра.
2. Качество топлива.
Качество топлива влияет на ресурс сажевого фильтра двумя путями:
а) «плохое» топливо горит тоже плохо и сильнее коптит, образует больше сажи;
б) «плохое» топливо может иметь повышенную зольность — применяя «не-Евро» солярку можно существенно приблизить «смерть сажевого фильтра».
3. 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.
«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 …
Поэтому — не пренебрегайте своевременной и регулярной профилактикой топливной системы.
4. Применяемое моторное масло.
Ресурс сажевого фильтра также очень сильно зависит от применяемого моторного масла, однако эта зависимость совсем не простая.
Для автомобилей с сажевым фильтром необходимо применение «специальных» моторных масел ?
В чем «специальность» масел для дизелей с DPF ?
Моторные масла, пригодные для применения в дизельных двигателях оснащенных сажевым фильтром, производятся по технологии Low SAPS, что означает низкую зольность таких масел.
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.
Зольность 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, 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.
«Как же так — в современные очищенные масла специально задают присадки, чтобы приспособить их (масла) к потребностям двигателя, но одновременно от этих же присадок избавляются ?»
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.
Немного математики …
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» !
Чтобы зола 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 ! :)) Кто только столько накатает за свою жизнь :))
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 сгорать не хочет и вышедшие из строя за 30 — 80.000 км фильтры забиваются именно сажей, которая почему-то не сгорела.
Как моторное масло снижает эффективность регенерации сажевого фильтра?
Расход моторного масла, иначе называемый «угар» — это естественный процесс, который происходит всегда и во всех двигателях.
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 [теоретический] расчет ресурса сажевого фильтра: расход масла 0,5л/10.000 км (на десять тысяч километров), но если 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 …
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 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 — это никак не скажется на работоспособности перечисленных элементов ?
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.
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 ?
В дизелях с DPF нужно применять специальные малозольные масла, однако малозольность, на самом деле, стоит лишь на втором месте по важности.
1. Необходимо выбирать масла, обеспечивающие минимальный возможный расход масла двигателем.
«Разве выбор масла влияет на его расход ?» — такой вопрос задают некоторые автовладельцы.
«Надо использовать масла более высокой вязкости !» — говорят другие, более опытные.
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.
2. 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.
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).
Поэтому при выборе масла руководствуйтесь не только «паспортной зольностью», но и ценой — «дешевка» качественной не бывает.
Как говорил барон Ротшильд:
«Я не настолько богат, чтобы покупать дешевые вещи».
Как выбрать «правильное» масло ?
Вам необходим будет Листок Технической Информации / Technical Data Sheet (сокращенно TDS) на каждое моторное масло, которое Вы рассматриваете в качестве «кандидата».
Этот листок легко найти в Интернете (продавец скорее всего никогда Вам его не предоставит) — просто введите в поисковике «Название масла xW-yy TDS» и скачайте файл в формате pdf.
В этом листке (TDS) должны быть показаны некоторые параметры масла, такие как вязкость при минусовой температуре, при 40 ОС, при 100 ОС … Вас интересуют:
— Температура Вспышки Паров / Flash Poin COC, OC
— Общее Щелочное Число / Total Base Number (TBN), mg KOH/g
— Зольность (сульфатная) / Sulphate Ash, %
1. Температура вспышки паров — чем выше, тем лучше, желательно выше 230 ОС.
Если масло обладает низкой температурой вспышки, значит оно состоит из более летучих, более «жидких» компонент, а это в свою очередь означает:
— масло сильнее испаряется, а значит сильнее угорает;
— масляная пленка менее прочная, а значит масло постоянно срывается со стенок цилиндров и в виде мелкодисперсной пыли улетает в выпускной коллектор, оседая в сажевом фильтре;
— угорающее масло образует много нагара и отложений в двигателе, то есть сильнее его пачкает.
2. Зольность:
— Low SAPS (малозольные) — до 0,8%;
— Mid SAPS (среднезольные) — 0,8 — 1,0%;
— Full SAPS (полнозольные) — более 1,0%
Low SAPS и mid SAPS масла должны иметь маркировку ACEA C1 либо C2, либо C3, либо C4.
Несмотря на кажущуюся небольшую абсолютную разницу в количестве образующейся золы между Low SAPS и Full SAPS, для продления ресурса сажевого фильтра предпочтение следует отдавать качественным (недешевым) Low, либо качественным Mid SAPS маслам.
Руководствуясь этими простыми правилами Вы можете сами выбрать «правильное» масло.
На основании вышеизложенного для планового ТО и замены моторного масла я забиваю большой болт на сажевый фильтр и его ресурс, так же как забиваю на ресурс каталитического нейтрализатора, потому что эти компоненты выхлопной системы при технически исправном ДВС выйдут из строя еще очень не скоро и на первый план всегда ставлю техническое состояние ДВС и его ресурсность, а так же продление, поддержание заложенного ресурса ДВС, что напрямую связано с качеством используемого моторного масла и соблюдения интервалов замены масла, которые зависят от качества используемого масла :))
Я выбираю полнозольные Full SAPS масла АСЕА A3/B3/B4/E7/E9 предназначенное для для применения в высокофорсированных бензиновых двигателях и дизелях легких транспортных средств и/или для применения с увеличенными интервалами между сменами масла в соответствии с рекомендациями изготовителей двигателей, и/или для применения в особо тяжелых условиях эксплуатации, и/или всесезонного применения масел, стойких к механической деструкции масла с высокими эксплуатационными свойствами, 5W-30, 10W-30, 5W-40, 10W-40 — полностью синтетических моторных масел для бензиновых, дизельных и LPG двигателей легковых автомобилей и легкого коммерческого транспорта, содержащих уникальные пакеты присадок, обеспечивающие высокую защиту от износа и окисления, а так же исключительную чистоту деталей двигателя:
1. Базовая основа — Ester + PAO;
2. High-Temperature/High-Shear Viscosity, cP — 3.5 +
3. Волатильность на угар масла NOACK % g/100g — 10 % — и ниже;
4. Температура вспышки — 220-230-240+°C;
5. Сульфатная зольность — 1.0-1.4Wt%;
6. Щелочное число 9 мгKOH/г +
7. Температура застывания, °C — чем ниже тем лучше, что косвенно указывает на наличие в масле базовой основы PAO.