Автомобиль / Силовая установка / Двигатель внутреннего сгорания / Экологические системы двигателя / Диагностика - Экологические системы двигателя / Измерение противодавления сажевого фильтра

Измерение противодавления сажевого фильтра

Измерение противодавления сажевого фильтра - диагностическая процедура, позволяющая определить, насколько свободно выхлопные газы проходят через DPF и не создает ли фильтр чрезмерное сопротивление потоку. На современных дизельных автомобилях для этого чаще всего анализируют дифференциальное давление до и после сажевого фильтра, а при необходимости дополнительно измеряют фактическое давление в выпускном тракте отдельным манометром или электронным преобразователем.

Проверка нужна при подозрении на засорение сажевого фильтра, частых регенерациях, потере тяги, аварийном режиме, DTC по DPF и несоответствии между расчетной сажевой загрузкой и реальным поведением автомобиля.

Главная ошибка - увидеть высокую цифру давления и сразу решить, что DPF нужно менять. До такого вывода необходимо убедиться, что датчик, трубки, электрическая цепь и точки отбора давления работают правильно.

Противодавление и дифференциальное давление - не одно и то же

В сервисной практике выражением «противодавление DPF» часто называют практически любой параметр, характеризующий сопротивление фильтра. Физически это два разных вида измерения.

Абсолютное противодавление выхлопа

Это давление в выпускном тракте перед участком, создающим сопротивление. Его можно измерять отдельным манометром или датчиком через предусмотренную сервисную точку.

Дифференциальное давление DPF

Это разница давления между двумя точками - обычно перед сажевым фильтром и после него. Именно этот параметр на многих автомобилях измеряет штатный датчик DPF.

Чем выше сопротивление фильтра при одинаковом потоке выхлопных газов, тем больше обычно будет перепад давления.

Поэтому название страницы остается каноническим - «Измерение противодавления сажевого фильтра», хотя при работе со сканером чаще фактически анализируется дифференциальное давление.

Зачем нужен датчик дифференциального давления

ECU использует его показания для оценки сопротивления фильтра и работы математической модели DPF.

В зависимости от конструкции эти данные могут использоваться для:

оценки заполнения фильтра;
управления регенерацией;
проверки результата регенерации;
выявления чрезмерного сопротивления выпуска;
контроля правдоподобия сигнала;
диагностики измерительного контура;
защиты двигателя и турбокомпрессора.

Как устроена система измерения

Типичная система содержит:

датчик дифференциального давления;
точку отбора давления перед DPF;
точку отбора давления после DPF;
металлические трубки возле горячего выпуска;
термостойкие шланги;
электрический разъем датчика;
питание, массу и сигнальную цепь;
алгоритм ECU обработки сигнала.

На разных автомобилях архитектура отличается. DPF также может быть объединен в одном корпусе с DOC, SCR или другими элементами системы нейтрализации.

Сторона высокого и низкого давления

Трубка перед фильтром обычно соединена со стороной более высокого давления. Вторая трубка передает давление после DPF.

Если их перепутать, возможны:

отрицательные показания;
неправильная реакция на обороты;
DTC;
ошибки расчета сажи;
неправильное управление регенерацией.

Правильное расположение проверяют по схеме конкретного автомобиля.

От чего зависит давление DPF

Перепад давления зависит не только от количества сажи.

На него влияют:

массовый расход выхлопных газов;
обороты;
нагрузка;
температура выпуска;
масса сажи;
зольная загрузка;
геометрия монолита;
механическое состояние каналов;
трубки датчика;
точность датчика;
конструкция выпускной системы.

Поэтому давление без указания режима работы двигателя имеет ограниченную диагностическую ценность.

Почему нет одной нормы для всех автомобилей

Универсальная цифра противодавления для любого DPF технически некорректна.

Допустимые значения зависят от:

рабочего объема двигателя;
турбокомпрессора;
массового расхода;
размера DPF;
конструкции каналов;
материала монолита;
точек измерения;
температуры;
оборотов и нагрузки;
алгоритма ECU.

Контрольные значения берут из сервисной документации конкретного автомобиля.

Когда измерение особенно полезно

снизилась мощность двигателя;
машина плохо разгоняется;
автомобиль перешел в аварийный режим;
часто запускается регенерация сажевого фильтра;
регенерация не завершается;
есть DTC по DPF;
расчетная масса сажи высокая;
нужно проверить результат очистки;
после замены DPF требуется контроль;
есть подозрение на механическое повреждение фильтра.

DTC, связанные с DPF

В зависимости от автомобиля могут встречаться коды из групп P2002, P242F, P2452, P2453, P2463, P244A, P244B и другие.

Они могут относиться к:

эффективности фильтра;
сажевой или зольной загрузке;
цепи датчика давления;
неправдоподобному сигналу;
слишком высокому или низкому перепаду давления.

Сам код не является доказательством физического засорения DPF.

Оборудование

Для полноценной проверки могут понадобиться:

диагностический сканер;
сервисная схема;
заводские контрольные значения;
мультиметр;
осциллограф при необходимости;
манометр подходящего диапазона;
электронный преобразователь давления;
термостойкий адаптер;
инструмент для трубок;
средства защиты.

Безопасность

DPF и расположенные рядом элементы выхлопа работают при высокой температуре.

Нельзя:

касаться горячих компонентов без защиты;
подключать обычный пластиковый шланг непосредственно к горячему выхлопу;
оставлять измерительные линии возле ремней;
выпускать горячий газ в моторный отсек;
работать в закрытом помещении без вентиляции;
проводить дорожный тест с небезопасно закрепленным манометром.

Сначала сканер

До разборки считывают:

DTC;
freeze frame;
статус регенерации;
расчетную массу сажи;
расчетную массу золы, если она доступна;
дифференциальное давление;
температуры EGT;
пробег или время после регенерации;
историю успешных и прерванных регенераций.

Проверка при неработающем двигателе

Когда двигатель остановлен, потока выхлопных газов нет. Физическая разница давления между сторонами фильтра должна стремиться к нулю.

При заметном стабильном отклонении проверяют:

допустимый offset по документации;
сам датчик;
питание;
массу;
сигнальную цепь;
трубки;
правильность подключения.

Небольшой offset не всегда является неисправностью.

Проверка трубок

Осматривают:

трещины;
прогорание;
оплавление;
перегибы;
отсоединение;
неправильную разводку;
сажевые отложения;
конденсат;
коррозию;
забитые штуцеры.

Забитая трубка может имитировать забитый DPF

Если давление передается к датчику неправильно, показания могут:

завышаться;
занижаться;
запаздывать;
оставаться после изменения режима;
плохо реагировать на обороты.

Снимать DPF до проверки трубок и штуцеров не следует.

Можно ли продувать трубки компрессором

Только по безопасной процедуре.

Неконтролируемое давление может повредить датчик. Перед очисткой его отсоединяют так, как предусмотрено сервисной методикой.

Электрическая проверка датчика

При электрическом DTC проверяют:

питание;
массу;
опорное напряжение;
сигнальную цепь;
контакты;
коррозию;
целостность проводки;
реакцию сигнала на контрольную нагрузку.

Конкретные напряжения берут из заводской схемы.

Проверка на холостом ходу

После запуска оценивают:

реакцию параметра на появление потока;
стабильность;
отсутствие нелогичных скачков;
температуру DPF;
наличие активной регенерации.

Показание на холостом ходу не дает полной характеристики пропускной способности фильтра.

Проверка на повышенных оборотах

Если это предусмотрено производителем, измерение проводят при стабилизированных оборотах.

Необходимо фиксировать:

обороты;
температуру;
нагрузку;
сам параметр давления.

Результаты нельзя корректно сравнивать, если режимы сильно отличаются.

Дорожный лог

Под нагрузкой поток выхлопных газов значительно выше, поэтому ограничение DPF проявляется лучше.

Полезно одновременно записывать:

обороты;
нагрузку;
MAF;
заданный наддув;
фактический наддув;
дифференциальное давление DPF;
EGT;
расчетную сажу;
статус регенерации.

Зачем нужен график

График показывает:

зависимость давления от потока;
задержку реакции;
зависший сигнал;
кратковременный провал;
резкий рост под нагрузкой;
изменение после регенерации.

Прямое измерение манометром

Если штатный сигнал вызывает сомнение, давление можно подтвердить независимым прибором.

Используют:

манометр подходящего диапазона;
электронный датчик;
термостойкий переходник;
защищенную измерительную линию.

Точку подключения выбирают по конструкции конкретной системы.

Что позволяет проверить отдельный манометр

есть ли реальное высокое давление в выпуске;
совпадает ли оно с показаниями штатного датчика;
изменился ли опор после ремонта;
соответствует ли проблема конкретному участку выпуска.

Высокое дифференциальное давление

Возможные причины:

большая сажёвая загрузка;
большое количество золы;
оплавленный монолит;
деформированные каналы;
внутреннее механическое повреждение;
другое ограничение выпуска;
забитая трубка датчика;
неисправный датчик;
неправильно подключенные трубки.

Низкое давление

Оно может означать хороший проход, но также возможно:

разрушение монолита;
трещина;
удаленный фильтрующий элемент;
отсоединенная трубка;
негерметичный шланг;
ошибка датчика.

Необычно низкое значение также требует проверки.

Отрицательное давление

Проверяют:

не перепутаны ли трубки;
правильно ли определены штуцеры;
нулевой offset;
электрический сигнал;
особенности конкретного ECU.

Сажа и зола

Сажа

Образуется при сгорании топлива и может окисляться во время регенерации.

Зола

Содержит негорючие остатки, в том числе продукты присадок моторного масла и износа. Обычная регенерация ее не удаляет.

Поэтому после успешной регенерации сажевое значение может стать низким, а сопротивление старого DPF останется высоким из-за золы.

Можно ли измерить массу сажи датчиком давления

Нет.

ECU рассчитывает ее по математической модели, которая в зависимости от автомобиля может учитывать:

расход топлива;
режимы двигателя;
температуру;
пробег;
регенерации;
давление DPF;
другие параметры.

Почему давление и расчетная сажа не совпадают

Возможны:

некорректный программный сброс;
зольное заполнение;
ошибка датчика;
забитая трубка;
поврежденный монолит;
замененный нештатный DPF;
программные изменения ECU.

Как давление должно реагировать на поток

При увеличении потока выхлопных газов перепад должен изменяться логично.

Если обороты и нагрузка растут, а показание практически неподвижно, проверяют измерительный контур.

Если давление растет чрезмерно относительно потока, проверяют реальное ограничение выпуска.

До и после регенерации

Показания сравнивают при максимально одинаковых условиях:

одинаковых оборотах;
близкой нагрузке;
близкой температуре;
одинаковом параметре сканера.

Если после успешной регенерации сопротивление заметно снизилось, существенную часть ограничения создавала сажа.

Если сажевый расчет снизился, а давление практически осталось прежним, проверяют золу, монолит и измерительный контур.

Когда не стоит запускать принудительную регенерацию

Принудительная регенерация сажевого фильтра не является универсальной реакцией на высокое давление.

До запуска нужно подтвердить:

исправность датчика давления;
исправность трубок;
правдоподобие EGT;
допустимую сажевую загрузку;
целостность монолита;
отсутствие серьезных проблем топливной системы;
отсутствие опасного попадания масла в выпуск;
разрешение процедуры со стороны ECU.

Датчики температуры выхлопа

Повреждение датчика температуры выхлопных газов может стать причиной того, что исправный фильтр постепенно заполнится сажей.

Возможны:

запрет регенерации;
прерывание процедуры;
неправильное тепловое управление;
DTC;
накопление сажи.

В таком случае высокий перепад давления является следствием.

Почему после очистки давление быстро возвращается

Очистка сажевого фильтра не ремонтирует двигатель.

Если DPF быстро заполняется повторно, проверяют:

форсунки;
качество сгорания;
MAF;
MAP;
герметичность наддува;
турбокомпрессор;
систему EGR;
температуру двигателя;
термостат;
расход моторного масла;
спецификацию масла;
EGT Sensor;
условия эксплуатации.

Чистый фильтр снова забьется, если двигатель продолжает производить чрезмерное количество сажи.

Связь с турбокомпрессором

Большое сопротивление выпуска меняет условия работы турбины.

Могут измениться:

давление перед турбиной;
температурный режим;
скорость набора наддува;
работа изменяемой геометрии;
соотношение заданного и фактического давления.

Но код наддува или плохой разгон не доказывают засорение DPF. Проверяют всю систему наддува.

Связь с EGR

Неисправность EGR может увеличить образование сажи.

При быстром повторном заполнении фильтра имеет смысл выполнить диагностику клапана EGR.

Форсунки и образование сажи

Нарушенное распыление или избыточная подача топлива могут вызвать:

черный дым;
неравномерную работу;
частые регенерации;
быстрое заполнение DPF;
разжижение масла топливом.

Топливо в моторном масле

На системах, использующих дополнительную подачу топлива для регенерации, частые прерванные циклы могут способствовать попаданию топлива в картер.

Контролируют:

уровень масла;
запах топлива;
изменение вязкости;
историю регенераций.

Расход масла и зола

Чем больше двигатель сжигает моторного масла, тем быстрее в DPF могут накапливаться негорючие остатки.

Регенерация их не удаляет.

Оплавленный DPF

При критическом перегреве возможны:

оплавление каналов;
деформация монолита;
локальное перекрытие потока;
трещины;
отрыв фрагментов.

Регенерация не способна восстановить расплавленную керамику.

Разрушенный или удаленный монолит

В этом случае сопротивление может стать необычно низким.

Дополнительные признаки:

несоответствие расчетной сажи и давления;
сажевый налет после фильтра;
ошибки эффективности;
аномальная реакция давления на нагрузку.

Базовый алгоритм измерения

Уточнить симптомы.
Считать DTC.
Сохранить freeze frame.
Проверить историю регенераций.
Посмотреть расчетную сажу и золу.
Проверить EGT.
На неработающем двигателе проверить ноль датчика.
Осмотреть трубки.
Проверить штуцеры.
Убедиться, что трубки подключены правильно.
Проверить разъем и проводку.
Измерить давление на холостом ходу.
Проверить его в контрольном режиме повышенных оборотов.
При необходимости записать дорожный лог.
Сопоставить давление с MAF, нагрузкой, наддувом и температурой.
При сомнении подтвердить показания независимым манометром.
Разделить сажевое, зольное, механическое и измерительное ограничения.
Найти причину избыточного образования сажи.
Только после этого выбрать регенерацию, очистку или замену.
После ремонта повторить измерение в тех же условиях.

Контроль после очистки

Проверяют:

нулевое значение датчика;
давление на холостом ходу;
давление в том же контрольном режиме;
давление под нагрузкой;
температуры;
регенерации;
возврат DTC.

Нужно ли сбрасывать расчет сажи или золы

Только если соответствующая сервисная функция предусмотрена изготовителем после конкретной работы.

Программный reset физически не очищает DPF.

Когда очистка оправдана

Она может иметь смысл, если:

монолит цел;
нет критического оплавления;
корпус пригоден;
ограничение связано с удаляемыми загрязнениями;
первичная причина устранена.

Когда очистка не решит проблему

треснувший монолит;
расплавленные каналы;
механическая деформация;
отрыв блока;
критически поврежденный корпус;
разрушенные посадочные места датчиков.

Тогда может потребоваться замена сажевого фильтра.

Пять практических случаев

Высокое давление, DPF уже собирались снимать

Сканер показывал большой перепад, и фильтр считали забитым. Перед снятием проверили измерительные трубки. Штуцер перед DPF оказался сильно загрязнен, а сигнал реагировал с задержкой. После восстановления контура критическое засорение фильтра не подтвердилось.

Принудительные регенерации помогали ненадолго

После процедуры расчетная сажа уменьшалась, но сопротивление оставалось высоким. Причиной оказалась большая зольная загрузка. Дополнительная регенерация не могла удалить негорючую золу.

После очистки DPF снова быстро забился

Фильтр был очищен, но причина повышенного сажеобразования осталась. Дорожный лог и дальнейшая диагностика нашли нарушение работы двигателя. После ремонта первичной причины повторное заполнение замедлилось до нормального режима.

Очень низкое давление приняли за идеальный DPF

Показание почти не менялось при нагрузке. В одном случае обнаружили повреждение измерительной трубки, в другом - поврежденный монолит. Низкая цифра сама по себе не доказала исправность.

DPF заполнялся из-за датчика EGT

Регенерации постоянно прерывались. Один датчик температуры показывал физически нелогичное значение. После устранения неисправности температурного контроля система снова смогла нормально управлять регенерацией.

Типичные ошибки

менять DPF по одному коду;
считать любое высокое давление доказательством засорения;
использовать одну норму для всех двигателей;
не фиксировать обороты и нагрузку;
сравнивать холодный и горячий фильтр;
проверять только холостой ход;
не проверять ноль датчика;
игнорировать offset;
менять датчик без проверки трубок;
не проверять штуцеры;
путать трубки высокого и низкого давления;
продувать датчик компрессором;
оставлять поврежденный шланг после замены датчика;
считать отрицательное значение автоматическим доказательством неисправности датчика;
не проверять проводку;
игнорировать температуры EGT;
считать расчетную массу сажи прямым измерением;
путать сажу и золу;
пытаться выжечь золу регенерацией;
запускать регенерацию при недостоверном датчике давления;
запускать регенерацию при неизвестном состоянии монолита;
не искать причину образования сажи;
игнорировать EGR;
не проверять форсунки;
не проверять наддув;
не контролировать расход масла;
игнорировать температуру двигателя;
сравнивать измерения в разных режимах;
сбрасывать зольный счетчик без очистки;
считать software reset ремонтом;
небезопасно выводить манометр на дорожный тест;
использовать нетермостойкий шланг возле горячего выпуска;
работать без нормального отвода выхлопа;
не выполнять повторное измерение после ремонта.

Не лечите цифру на сканере. Сначала докажите, что датчик и трубки измеряют правильно, и только затем оценивайте сам фильтр.

Товарные группы TESMA

Выпускная система

Датчики и управление двигателем

Датчики управления двигателем

Связанные экологические компоненты

Клапан EGR

Связанные страницы базы знаний TESMA

Что еще почитать по этой теме

Частые вопросы

Что такое противодавление сажевого фильтра?

Это сопротивление потоку выхлопных газов. На многих автомобилях его оценивают по разнице давления до и после DPF.

Противодавление и дифференциальное давление - одно и то же?

Нет. Первое относится к давлению в определенной точке выпуска, второе - к разнице между двумя точками.

Что обычно показывает сканер?

На многих DPF-системах - дифференциальное давление.

Можно определить забитый DPF по одной цифре?

Нет.

Какое давление считается нормальным?

Используют данные производителя конкретного двигателя. Универсальной нормы нет.

Почему давление увеличивается с оборотами?

Потому что растет поток выхлопных газов.

Что проверить при остановленном двигателе?

Нулевое значение и правдоподобность offset датчика.

Датчик обязан показывать ровно ноль?

Физическая разница без потока стремится к нулю, но допустимый электронный offset определяется производителем.

Почему давление может быть завышено?

Из-за реального сопротивления, забитой трубки, датчика, проводки или неправильного подключения.

Почему давление может быть слишком низким?

Из-за хорошего прохода, трещины монолита, негерметичной трубки или ошибки датчика.

Почему появляется отрицательное значение?

Проверяют подключение трубок, датчик и особенности конкретной системы.

Могут ли забиваться трубки?

Да, сажей, конденсатом или продуктами коррозии.

Можно просто продуть трубку?

Только безопасным способом, исключающим повреждение датчика.

Что означает расчетная масса сажи?

Это результат математической модели ECU.

Почему сажи по сканеру мало, а давление высокое?

Возможны зола, повреждение монолита, ошибка датчика или некорректный сброс расчетов.

Чем зола отличается от сажи?

Сажу можно окислить при регенерации, золу - нет.

Можно выжечь золу?

Обычной регенерацией - нет.

Высокое давление всегда означает засорение сажей?

Нет.

Низкое давление всегда хорошо?

Нет.

Зачем проверять DPF под нагрузкой?

При большом потоке ограничение проявляется сильнее.

Достаточно проверки на повышенных оборотах без нагрузки?

Не всегда.

Зачем записывать дорожный лог?

Чтобы сопоставить давление с нагрузкой, расходом воздуха, наддувом и температурой.

Для чего нужен внешний манометр?

Для независимой проверки реального давления.

Можно подключать обычный шланг к горячему выпуску?

Нет.

Почему после регенерации давление может уменьшиться?

Потому что часть сажи окислилась и сопротивление снизилось.

Почему после регенерации давление не изменилось?

Возможны зола, повреждение DPF или ошибка измерения.

Когда нельзя запускать принудительную регенерацию?

Когда не подтверждена исправность датчиков, есть опасное заполнение, повреждение фильтра или серьезная неисправность двигателя.

Может неисправный EGT Sensor забить DPF?

Косвенно да - если из-за него регенерации не выполняются.

Влияет ли EGR на DPF?

Да. Неправильная работа EGR способна изменить количество образующейся сажи.

Могут форсунки быстро заполнить DPF?

Да.

Может турбина быть причиной?

Да, через нарушение наддува или попадание масла в выпуск.

Влияет ли расход масла?

Да, он ускоряет накопление золы.

Можно очистить оплавленный DPF?

Очистка не восстанавливает расплавленную керамику.

Что проверять после очистки?

Давление при тех же режимах, DTC, EGT, регенерацию и первичную причину загрязнения.

Нужно ли сбрасывать счетчик DPF?

Только если это предусмотрено заводской процедурой.

Очищает ли программный reset фильтр?

Нет.

Когда нужна замена DPF?

При подтвержденном механическом разрушении, критическом оплавлении или другом невосстановимом повреждении.

Какое главное правило проверки?

Сначала подтвердить достоверность измерения, затем оценивать состояние фильтра.

Вывод

Измерение противодавления сажевого фильтра - один из основных методов оценки реальной пропускной способности DPF. Но давление имеет смысл только вместе с оборотами, нагрузкой, температурой, состоянием датчика и его трубок.

Высокое значение может быть связано с сажей, золой, оплавлением монолита или ошибкой измерительного контура. Необычно низкое значение также не гарантирует исправность - причиной может быть разрушенный DPF или негерметичная трубка.

После подтверждения реального ограничения нужно выяснить, почему фильтр оказался перегружен и почему штатная регенерация не справилась.

Сервисное правило простое: не лечите цифру на сканере. Сначала докажите, что датчик и трубки измеряют правильно, затем оцените сам DPF и обязательно найдите первичную причину его перегрузки. Иначе очищенный или новый фильтр снова получит ту же неисправность.