Автомобіль / Силова установка / Двигун внутрішнього згоряння / Екологічні системи двигуна / Сажовий фільтр / Блок впорскування, регенерація сажі / сажевого фільтра

Блок впорскування, регенерація сажі / сажевого фільтра

Блок впорскування, регенерація сажі / сажевого фільтра - це елемент системи очищення вихлопних газів, який на відповідних дизельних конструкціях дозовано подає пальне у випускний тракт для підвищення температури під час активної регенерації DPF. Канонічний англійський термін TESMA - Injection Unit, soot / particulate filter regeneration.

У технічній документації та практиці можуть також використовуватися назви: форсунка регенерації DPF, додаткова паливна форсунка, exhaust fuel injector, DPF regeneration injector, fifth injector або fuel vaporizer.

Такий блок встановлений не на кожному дизельному автомобілі з DPF. На багатьох двигунах температура вихлопу підвищується за рахунок додаткових або пізніх впорскувань основними форсунками без окремої форсунки у випускному тракті.

Для чого потрібний блок впорскування

Для активної регенерації сажового фільтра потрібно створити достатню температуру у випускній системі.

На відповідних конструкціях блок керування двигуном подає команду додатковій форсунці, яка вводить точно дозовану кількість дизельного пального у вихлоп.

Пальне окиснюється у гарячій частині системи, часто за участю окиснювального каталізатора DOC, і підвищує температуру газів перед DPF.

Це допомагає створити умови для окиснення накопиченої сажі.

Чим ця форсунка відрізняється від форсунок двигуна

Основні паливні форсунки двигуна подають пальне безпосередньо у камеру згоряння або у впуск залежно від типу системи.

Форсунка регенерації DPF на відповідних системах працює з випускним трактом.

Її завдання - не створення крутного моменту двигуна, а кероване підвищення температури системи доочищення вихлопу.

Не плутати з форсункою AdBlue

Форсунка регенерації DPF і модуль дозування системи SCR виконують різні функції.

DPF-форсунка може подавати дизельне пальне для нагрівання вихлопу.

Форсунка SCR подає розчин AdBlue для хімічного зменшення оксидів азоту NOx.

Ці вузли не є взаємозамінними.

Де встановлюється блок

Розташування залежить від конструкції.

Вузол може бути встановлений:

у випускній трубі;
перед окиснювальним каталізатором;
у зоні перед DPF;
у комбінованому модулі доочищення;
поруч із турбокомпресором або далі за ним залежно від архітектури системи.

Точне положення важливе для правильного випаровування пального та розподілу тепла.

Як працює система

Блок керування не подає пальне через додаткову форсунку постійно.

Спочатку система оцінює, чи потрібна регенерація та чи дозволяють її умови.

Можуть враховуватися:

розрахункова маса сажі;
диференційний тиск DPF;
температура двигуна;
температура вихлопних газів;
частота обертання;
навантаження;
швидкість автомобіля;
рівень пального;
наявність DTC;
історія попередніх регенерацій.

Подача пального під час регенерації

Коли умови виконані, блок керування дозує пальне таким чином, щоб підвищити температуру, але не допустити небезпечного перегріву.

Система контролює процес за допомогою датчиків температури вихлопних газів.

Якщо температура не зростає відповідно до очікуваного алгоритму, регенерація може бути припинена, а у пам'яті з'явиться DTC.

Навіщо окрема форсунка, якщо є основні

Використання додаткового впорскування безпосередньо у вихлоп може мати кілька конструктивних переваг.

не потрібно вводити весь додатковий обсяг пального через циліндр;
меншується ризик потрапляння частини післявпорскування на стінки циліндра;
паливо можна дозувати ближче до системи доочищення;
теплова енергія створюється у випускному тракті.

Однак конкретна стратегія залежить від виробника двигуна.

З чого складається блок

Конструкція може включати:

електромагнітну форсунку;
корпус;
розпилювальну частину;
електричний роз'єм;
ущільнення;
паливний штуцер;
паливну магістраль;
тепловий захист;
кріплення.

На окремих системах застосовується випаровувач пального з додатковим нагрівальним елементом.

Форсунка і випаровувач - не завжди одне й те саме

Деякі системи використовують класичне розпилювання пального.

Інші застосовують вузол, у якому паливо перед подачею у вихлоп нагрівається або випаровується.

Тому зовні схожі деталі можуть мати принципово різну конструкцію та електричні характеристики.

Основні несправності

закоксовування розпилювача;
часткове засмічення;
повне блокування подачі;
неправильний факел розпилювання;
підтікання пального;
форсунка не закривається герметично;
обрив обмотки;
коротке замикання;
високий перехідний опір у роз'ємі;
пошкодження проводки;
несправність нагрівального елемента, якщо він передбачений;
пошкодження паливної магістралі;
низький тиск подачі;
негерметичність ущільнення;
механічне пошкодження корпуса.

Чому форсунка закоксовується

Розпилювальна частина працює безпосередньо у дуже гарячому та забрудненому середовищі вихлопних газів.

На її кінці можуть накопичуватися:

сажа;
нагар;
продукти неповного згоряння;
зольні відкладення.

Поступово отвір або канали можуть частково перекриватися.

Що відбувається при недостатній подачі

Якщо форсунка подає занадто мало пального або не подає його взагалі, температура вихлопу під час активної регенерації може не досягти потрібного рівня.

Можливі наслідки:

регенерація не завершується;
сажа продовжує накопичуватися;
регенерації запускаються частіше;
збільшується протитиск;
з'являється попередження DPF;
двигун переходить в аварійний режим.

Що відбувається при надмірній подачі

Форсунка, яка підтікає або зависла у відкритому стані, також небезпечна.

Надлишок пального може викликати:

ненормальний перегрів системи;
різкий запах пального;
димність;
надмірне теплове навантаження на DOC і DPF;
пошкодження каталізаторного блока;
потенційно небезпечні температури випуску.

Несправність цього вузла може бути як «не подає», так і «подає тоді, коли не повинен».

Негерметичність паливної частини

Пальне не повинно витікати назовні.

Перевіряють:

штуцер;
паливну трубку;
ущільнення;
корпус;
місце приєднання.

Будь-який зовнішній витік біля гарячої випускної системи потребує негайного усунення через ризик займання.

Несправність електричного кола

Блок керування може контролювати електричне коло форсунки.

Можливі:

обрив;
коротке замикання на масу;
коротке замикання на живлення;
поганий контакт роз'єму;
корозія;
перегріта проводка;
пошкодження джгута біля вихлопу.

Деталь знаходиться у зоні високої температури, тому стан теплового захисту проводки має особливе значення.

Нагрівальний елемент

На системах із паливним випаровувачем може використовуватися окремий електричний нагрівач.

Його несправність може заважати правильному випаровуванню пального навіть тоді, коли сама паливна частина не забита.

Тому потрібно знати конструкцію конкретного вузла, а не перевіряти його як звичайну форсунку.

Основні симптоми несправності

DPF не може завершити активну регенерацію;
регенерації запускаються занадто часто;
збільшується розрахункова маса сажі;
зростає диференційний тиск;
горить Check Engine;
горить попередження DPF;
двигун переходить в аварійний режим;
знижується потужність;
з'являються DTC системи регенерації;
температура перед DPF не піднімається до очікуваного рівня;
при підтіканні можливий запах пального або ненормальний перегрів.

Жодна з цих ознак сама по собі не доводить несправність блока впорскування.

Чому регенерація може не відбуватися при справній форсунці

Система може блокувати регенерацію через:

критичний DTC двигуна;
неправильний сигнал датчика температури;
несправний датчик диференційного тиску;
надмірне заповнення DPF;
занизьку температуру двигуна;
низький рівень пального;
проблему EGR;
несправність турбокомпресора;
відхилення паливної системи;
інші умови, передбачені програмою керування.

Часта регенерація не означає несправну форсунку

Часта регенерація сажового фільтра може бути викликана тим, що двигун виробляє надмірну кількість сажі.

Перед заміною блока впорскування перевіряють:

форсунки двигуна;
наддув;
EGR;
робочу температуру;
витрату моторної оливи;
датчики DPF;
зольне заповнення фільтра.

Забитий DPF також може бути першопричиною

Якщо фільтр сажевий уже має критичне зольне заповнення або механічно пошкоджений, нормальна робота форсунки регенерації не поверне йому справність.

Тому несправність потрібно розділяти на:

неможливість створити потрібну температуру;
неможливість пропустити вихлоп через сам DPF;
надмірне утворення сажі двигуном;
помилкові дані датчиків.

Датчики температури і діагностика

Температурний графік під час регенерації допомагає зрозуміти, чи відбувається очікуване нагрівання.

Якщо блок керування активував дозування, але температура не змінюється, можливі:

відсутність подачі пального;
засмічена форсунка;
низький тиск пального;
несправний нагрівач;
проблема каталізатора DOC;
неправильний сигнал температурного датчика.

Перевірка електричної частини

За схемою конкретного автомобіля перевіряють:

живлення;
керуючий сигнал;
масу, якщо вона передбачена окремим колом;
опір обмотки або нагрівача;
стан роз'єму;
цілісність проводки;
відсутність замикання на корпус.

Універсального нормативного опору для всіх блоків впорскування немає.

Перевірка паливної частини

Залежно від конструкції перевіряють:

наявність подачі пального;
тиск;
герметичність;
стан паливної трубки;
забруднення вхідної частини;
здатність форсунки дозувати пальне.

Точний метод залежить від системи і сервісної документації.

Активний тест сканером

На частині автомобілів діагностичне обладнання дозволяє виконати тест виконавчого механізму.

Під час тесту оцінюють:

чи приймає блок команду;
чи змінюється струм;
чи є характерна реакція вузла;
чи відбувається очікувана зміна температури;
чи з'являються нові DTC.

Сам факт клацання форсунки ще не доводить нормальний факел і потрібну продуктивність.

Перевірка розпилювання

На конструкціях, де виробник допускає демонтаж і контроль подачі, оцінюють:

форму факела;
рівномірність;
наявність крапель;
підтікання після закриття;
загальну продуктивність.

Пальне є легкозаймистим, тому такі перевірки виконують тільки за безпечною сервісною процедурою.

Чи можна просто прочистити отвір голкою

Не слід механічно розширювати або пошкоджувати калібрований отвір розпилювача.

Наслідком може бути:

неправильна продуктивність;
поганий факел;
надмірна подача;
пошкодження герметичності.

Чи можна промивати форсунку

Можливість очищення залежить від конструкції та ступеня пошкодження.

Очищення не усуне:

обрив обмотки;
коротке замикання;
механічне руйнування;
негерметичний запірний елемент;
несправний нагрівач.

Базовий алгоритм діагностики

Зчитати всі DTC.
Зберегти freeze frame.
Перевірити ступінь заповнення DPF.
Оцінити диференційний тиск.
Перевірити датчик тиску та його трубки.
Перевірити температурні датчики.
Перевірити умови дозволу регенерації.
Перевірити електричне коло блока впорскування.
Перевірити паливну подачу до нього.
За можливості виконати активний тест.
Оцінити температурну реакцію системи.
Перевірити форсунки двигуна, EGR і наддув.
Відокремити несправність блока від засмічення самого DPF.
Лише після підтвердження дефекту приймати рішення про очищення або заміну.

Примусова регенерація як тест

Примусова регенерація сажового фільтра інколи дає важливі діагностичні дані про роботу дозування та зміну температур.

Але її не можна запускати лише для того, щоб «подивитися, що буде», якщо:

DPF критично перевантажений;
є витік пального;
є небезпечні DTC;
рівень моторної оливи неправильний;
є підозра на механічне пошкодження фільтра;
умови виробника не виконані.

Чому після заміни форсунки регенерація може не відновитися

Причина може залишатися в іншому вузлі:

DPF переповнений золою;
датчик тиску показує неправильно;
датчик температури несправний;
DOC не створює очікувану теплову реакцію;
двигун виробляє забагато сажі;
система потребує сервісної процедури після ремонту.

Коли блок потрібно замінити

Заміна виправдана при підтвердженому:

електричному обриві;
короткому замиканні;
неремонтопридатному засміченні;
порушенні продуктивності;
негерметичності;
механічному пошкодженні;
несправності інтегрованого нагрівача;
іншому дефекті, який не усувається передбаченою процедурою.

Що перевірити перед заміною

живлення;
керування;
проводку;
роз'єм;
паливну магістраль;
тиск пального;
стан DPF;
датчик диференційного тиску;
температурні датчики;
окиснювальний каталізатор;
умови дозволу регенерації.

Нова форсунка не виправить DPF, який уже механічно зруйнований або заповнений золою.

Підбір блока впорскування

Для правильного підбору використовують:

VIN;
код двигуна;
OE-номер;
рік випуску;
екологічне виконання;
тип системи DPF;
тип електричного роз'єму;
паливне з'єднання;
геометрію кріплення;
наявність нагрівача;
довжину та форму робочої частини.

Чому фотографії недостатньо

Зовні схожі блоки можуть відрізнятися:

продуктивністю;
електричним опором;
типом керування;
наявністю нагрівача;
розпилювальною частиною;
посадочною глибиною;
роз'ємом;
паливним штуцером.

Демонтаж

Перед роботою враховують високу температуру випускної системи та наявність пального.

Типово потрібно:

дати випуску охолонути;
відключити систему відповідно до процедури;
очистити зону навколо з'єднання;
від'єднати електричний роз'єм;
від'єднати паливну магістраль;
зняти кріплення;
обережно витягнути вузол;
перевірити стан посадочного місця.

Чому не можна працювати на гарячому вихлопі

Температура системи після регенерації може бути дуже високою.

Одночасна робота з паливною магістраллю та гарячим випуском створює ризик:

опіків;
займання;
пошкодження роз'єму;
пошкодження ущільнень.

Монтаж

При встановленні перевіряють:

чистоту посадочного місця;
правильне ущільнення;
положення розпилювача;
відсутність механічного перекосу;
правильне прокладання паливної трубки;
тепловий захист проводки;
фіксацію роз'єму.

Момент затягування беруть із документації конкретного автомобіля.

Після заміни

Потрібно:

перевірити відсутність витоку пального;
перевірити електричне коло;
стерти DTC тільки після збереження діагностичних даних і ремонту;
виконати передбачені адаптації, якщо вони потрібні;
перевірити умови регенерації;
контролювати температури;
перевірити диференційний тиск;
переконатися, що DPF не має іншої несправності.

Практичні випадки

DPF не завершував регенерацію

Команда на регенерацію подавалася, але температура перед фільтром майже не зростала. Електричне коло було справним. Після демонтажу виявили сильно закоксований розпилювач блока впорскування. Нормальна подача пального була відсутня.

Форсунку замінили, але помилка залишилася

Новий блок працював правильно, проте температура все одно не відповідала очікуваній. Подальша перевірка виявила несправний датчик температури вихлопних газів. Первинна заміна деталі була виконана без повної діагностики.

Часті регенерації прийняли за несправність дозатора

Блок впорскування був справним. Двигун виробляв надмірну кількість сажі через витік у системі наддуву. Після усунення негерметичності інтервал між регенераціями нормалізувався.

Форсунка підтікала після закриття

Пальне продовжувало надходити у випуск після команди на вимкнення. Система мала ненормально високі температури. Вузол замінили після підтвердження негерметичності.

Високий протитиск не був пов'язаний із форсункою

Регенерація працювала, але тиск залишався високим. Після демонтажу DPF виявили значне зольне заповнення. Спалити таке забруднення додатковою подачею пального неможливо.

Типові помилки

вважати, що окрема форсунка DPF є на кожному дизелі;
плутати її з основною паливною форсункою двигуна;
плутати її з форсункою AdBlue;
міняти блок тільки через невдалу регенерацію;
не перевіряти умови дозволу регенерації;
ігнорувати DTC інших систем;
не перевіряти датчик диференційного тиску;
не перевіряти температурні датчики;
не перевіряти паливну подачу;
не перевіряти проводку;
ігнорувати пошкодження джгута від високої температури;
очищати калібрований отвір металевою голкою;
оцінювати форсунку тільки за клацанням;
вважати будь-яку часту регенерацію несправністю форсунки;
запускати примусову регенерацію при витоку пального;
не перевіряти DPF на зольне заповнення;
не перевіряти DOC;
не перевіряти EGR;
не перевіряти форсунки двигуна;
ігнорувати турбіну та наддув;
підбирати деталь тільки за фотографією;
не звіряти OE-номер;
ставити випадкове ущільнення;
працювати з паливною системою на гарячому вихлопі;
не перевіряти витік після монтажу;
не контролювати температуру після ремонту;
замінювати блок, не встановивши першопричину несправності.

Товарні групи TESMA

Двигун та вихлоп

Паливна система

Керування двигуном

Пов'язані сторінки бази знань TESMA

Що ще почитати на цю тему

Часті питання

Що таке блок впорскування регенерації DPF?

Це вузол, який на відповідних системах дозовано подає пальне у випуск для підвищення температури під час активної регенерації сажового фільтра.

Як називається деталь англійською?

Injection Unit, soot / particulate filter regeneration.

Вона встановлена на кожному дизелі з DPF?

Ні. Багато двигунів використовують інші стратегії підвищення температури вихлопу.

Це п'ята форсунка?

Так іноді називають окрему додаткову форсунку регенерації, але термін залежить від конструкції.

Вона подає дизельне пальне?

На відповідних системах - так.

Це форсунка AdBlue?

Ні. AdBlue використовується системою SCR для зниження NOx, а цей вузол працює з регенерацією DPF.

Навіщо подавати пальне у вихлоп?

Для створення додаткової теплової енергії та підвищення температури системи доочищення.

Що відбувається, якщо форсунка забита?

Температура може не підніматися достатньо, і регенерація не завершуватиметься.

Чому вона закоксовується?

Робоча частина знаходиться у гарячому потоці вихлопних газів і контактує із сажею та нагаром.

Чи може форсунка переливати?

Так. Негерметичний запірний елемент може подавати надмірну кількість пального.

Чим небезпечний перелив?

Ненормально високими температурами, димністю та тепловим пошкодженням компонентів вихлопу.

Чи може бути зовнішній витік пального?

Так, через трубку, штуцер, ущільнення або корпус. Такий витік біля гарячого вихлопу небезпечний.

Чи можна визначити несправність тільки за DTC?

Ні. Потрібно перевірити електричну, паливну і теплову частини системи.

Як перевіряють форсунку?

Перевіряють керування, електричне коло, подачу пального, герметичність та реакцію температури під час дозволеного тесту.

Чи достатньо почути клацання?

Ні. Клацання не підтверджує правильну продуктивність і факел розпилювання.

Чи можна прочистити отвір голкою?

Не слід, оскільки можна пошкодити калібрований отвір і змінити продуктивність.

Чи можна промити вузол?

Це залежить від конструкції. Очищення не допоможе при електричному або механічному дефекті.

Чому регенерація не працює після заміни форсунки?

Причина може залишатися у DPF, датчиках температури або тиску, DOC, EGR, паливній системі чи наддуві.

Чи може часта регенерація бути через цю форсунку?

Так, але значно частіше потрібно також перевіряти причини підвищеного утворення сажі та датчики.

Чи потрібно перевіряти DPF перед заміною блока?

Так. Переповнений золою або механічно пошкоджений DPF не відновиться після заміни форсунки.

Чи можна запускати примусову регенерацію при витоку пального?

Ні. Спочатку потрібно усунути витік.

Як правильно підбирати деталь?

За VIN, кодом двигуна, OE-номером, типом системи, роз'ємом, паливним з'єднанням і конструкцією вузла.

Чи достатньо фотографії?

Ні. Зовні схожі блоки можуть мати різну продуктивність та електричні характеристики.

Що перевірити після заміни?

Герметичність паливної системи, DTC, температурну реакцію, диференційний тиск і можливість нормальної регенерації.

Висновок

Блок впорскування, регенерація сажі / сажевого фільтра - спеціалізований виконавчий елемент, який на частині дизельних систем допомагає створити температуру, необхідну для активної регенерації DPF.

Його засмічення, електричний дефект або неправильне дозування можуть зірвати регенерацію, але схожі симптоми створюють датчики температури і тиску, сам DPF, EGR, турбіна та паливна система.

Тому правильна діагностика повинна підтвердити три речі: блок отримує команду, фактично подає потрібну кількість пального і система після цього демонструє очікувану температурну реакцію.

Головна помилка - міняти форсунку регенерації лише тому, що DPF не очищується. Спочатку потрібно визначити, чи справді не створюється температура, чи сажовий фільтр уже не здатний відновитися регенерацією через іншу причину.