W 2006 roku wprowadzono europejską normę Euro IV dotycząca redukcji dopuszczalnej emisji spalin emitowanych przez samochody osobowe, ciężarowe i innego rodzaju pojazdy. Restrykcje te wymusiły na konstruktorach aut konieczność wprowadzenia nowych rozwiązań, które pozwoliły skutecznie ograniczyć wydzielanie szkodliwych substancji takich jak tlenki azotu, tlenki węgla, siarki i inne związki chemiczne odpowiadające za smog i zanieczyszczenia powietrza. Jednym z wprowadzonych rozwiązań jest filtr cząstek stałych DPF, który montuje się w samochodach wyposażonych w silnik diesla. Czym jest filtr DPF, jak jest zbudowany i jak działa?
Od kiedy i w jakim celu został wprowadzony DPF?
W 2006 roku wprowadzono normę Euro 4, która określiła obowiązek zmniejszenia emisji:
- dwutlenku węgla w samochodach benzynowych z 2,3 g / km do 1 g / km,
- tlenku azotu w samochodach benzynowych z 0,15 g / km do 0,08 g / km,
- dwutlenku węgla w samochodach wysokoprężnych z 0,64 g / km do 0,5 g / km,
- tlenku azotu w samochodach wysokoprężnych z 0,5 g / km do 0,25 g / km.
Dodatkowo wprowadziła ona obowiązek montażu filtrów DPF do samochodów, których zadaniem jest ograniczenie emisji cząstek stałych tzw. sadzy. W instalacji układu wydechowego znajduje się on najczęściej za katalizatorem. Wraz z jego instalacją, konieczne było zamontowanie również innych elementów, zapewniających prawidłowe działanie filtra. Zalicza się do nich: czujnik ciśnienia, czujniki temperatury znajdujące się za i przed filtrem oraz szerokopasmową sondę lambda. Akcesoria te pozwalają zebrać niezbędne informacje i przekazać je do sterownika silnika, a w konsekwencji ustalić właściwy poziom nasycenia filtra, a tym samym sterować procesem regeneracji.
Co to jest filtr DPF i jak działa?
Jak nazwa wskazuje, filtr DPF jest filtrem cząstek stałych, a jego głównym zadaniem jest ograniczenie ilości wydobywających się z rury wydechowej cząstek stałych w samochodach wyposażonych w wysokoprężny silnik diesla.
Pod pojęciem cząstek stałych należy rozumieć sadze powstałą jako efekt uboczny spalania oleju napędowego. Dzięki filtrowi jest możliwe “wyłapanie” wszelkich drobinek, jeszcze zanim przedostaną się do wydechu.
Jaka jest różnica między DPF i FAP?
W pojazdach wyposażonych w silnik diesla mogą być instalowane filtry cząstek stałych pracujące na sucho tzw. DPF oraz na mokro tj. FAP. Dokładniej wyjaśniając oznacza to, że pierwsze z nich do prawidłowego działania nie wymagają stosowania substancji i domieszek katalizacyjnych, drugie z kolei już tak.
Filtry DPF są wykonane z porowatych materiałów ceramicznych i metalowych oraz mają niewielkie perforacje, które umożliwiają skuteczne wyłapywanie sadzy, tlenku węgla i niespalonych w pełni węglowodorów z oleju napędowego.
Jeśli chodzi o FAP to jest to akronim, który różni się głównie od DPF wykorzystaniem standardowego węglika krzemu i ceryny. Substancja ta znajduje się w specjalnym preparacie, który jest aplikowany do paliwa w niewielkich ilościach. Jego zastosowanie sprawia, że gromadzące się w FAP-ie cząstki stałe nie wymagają wysokiej temperatury do rozpoczęcia procesu automatycznego oczyszczania filtra. Może ona być niższa niż 450 stopni Celsjusza. Warto dodać, że suche filtry tj. DPF wymagają temperatury powyżej 550 stopni, a najlepiej na poziomie 600. Warto wspomnieć, że filtry FAP są montowane w samochodach produkowanych przez francuski koncern PSA.
Jak zbudowany jest DPF?
Filtr cząstek stałych pozwala zatrzymać i zneutralizować cząstki sadzy. Sam układ jest nieskomplikowany - jego budowa przypomina tłumik środkowy. Standardowy model filtra cząstek stałych najczęściej jest zbudowany z ceramicznego wkładu, który jest zamknięty w szczelnej, metalowej obudowie. Warto dodać, że sam filtr cząstek stałych DPF jest swoją budową zbliżony do katalizatora tj. przypomina plaster miodu. Różni się jedynie wielkością kanalików. Ich średnica jest większa, a ścianki są porowate. Dodatkowo, kanały te są ułożone równolegle względem siebie. Część z nich jest zaślepiona na wlocie, a pozostałe na wylocie filtra. Ich naprzemienne ułożenie pozwala stworzyć pewnego rodzaju siatkę.
Kanały zatkane po stronie wylotowej to tzw. kanały wlotowe, którymi spaliny wpadają do filtra. Natomiast te zamknięte po stronie dolotowej to kanały wylotowe, które umożliwiają wydostawanie się spalin. Taka budowa zmusza wręcz spaliny do przepływu przez porowate ścianki poszczególnych kanałów.
Jak działa filtr DPF?
Podczas spalania mieszanki paliwowej ceramiczny wkład rozgrzewa się do wysokiej temperatury sięgającej kilkuset stopni Celsjusza, dzięki czemu jest możliwe wypalenie drobinek sadzy. Pory są mniejsze niż cząstki sadzy, co pozwala skutecznie zatrzymać je wewnątrz filtra, a następnie dopalić w procesie inicjowanym przez ECU.
Wyprodukowane spaliny przedostają się do otwartych kanalików. Tam mniejsze przechodzą przez pory i wylatują z układu wydechowego, z kolei większe zatrzymują się we wnętrzu. W efekcie powstają niewielkie cząstki popiołu, które w połączeniu z sadzą i w przypadku sporego nagromadzenia doprowadzają do zatykania się filtra cząstek stałych. Skutkiem wspomnianego jest nieprawidłowe działanie filtra, ale też wystąpienie błędów poprzez zapalenie się na desce rozdzielczej właściwej kontrolki.
Jak dbać o filtr DPF?
Właściciele pojazdów wyposażonych w filtr DPF powinni właściwie o niego dbać, gdyż tylko tak jest możliwe uniknięcie awarii wymagającej poniesienia ogromnych kosztów. Jak, więc skutecznie dbać o filtr?
Utrzymuj silnik w dobrej kondycji
Najważniejsze jest utrzymanie silnika w dobrej kondycji. Niestety, niewielu kierowców zwraca uwagę na podwyższone zużycie oleju czy też niewłaściwą kompresję, które doprowadzają do zwiększenia dymienia i zatkania filtra cząstek stałych. Zbyt późne usunięcie awarii może skończyć się koniecznością poniesienia wysokich kosztów, które okażą się wręcz nieopłacalne. Bardzo ważne są też wtryskiwacze, które w przypadku wystąpienia zakłóceń w dawkowaniu paliwa szybko spowoduje zapchanie DPF.
Tankuj paliwo dobrej jakości
Na stan filtra wpływa także jakość stosowanego paliwa. W starszych modelach złej jakości paliwo najczęściej nie powoduje problemów, ale w nowoczesnych silnikach może wywołać spustoszenie. Olej napędowy powinien spełniać normy, głównie w zakresie siarki. Jej podwyższona zawartość zwiększa emisję sadzy, a w konsekwencji powoduje zapchanie. Co więcej, w przypadku jednostek wyposażonych w FAP warto dbać o tankowanie zbiornika do pełna, gdyż komputer dokładniej dobiera ilość czynnika wspomagającego dopalanie sadzy. Warto pamiętać również, by regularnie uzupełniać płyn. Najczęściej układ mieści około 2 litry substancji, co jest wystarczające na przejechanie nawet 80 tys. kilometrów.
Wybieraj się regularnie w dłuższe trasy
Problemem jest też typowo miejska eksploatacja, która może dość szybko doprowadzić do zatkania filtra. Chcąc uniknąć problemów warto raz w tygodniu wybrać się na dłuższą przejażdżkę np. na trasie szybkiego ruchu. Taki zabieg pozwala przywrócić prawidłowe działanie mechanizmu zatrzymywania sadzy i wydłużyć żywotność DPF.
Zadbaj o stan turbiny
Należy też regularnie sprawdzać stan turbosprężarki. W przypadku jej uszkodzenia, olej silnikowy przedostaje się do układu wydechowego i dolotowego. Zbyt długie zwlekanie z usunięciem problemu może doprowadzić do zapchania DPF-u. Warto mieć na uwadze, że koszt naprawy w takiej sytuacji może sięgnąć nawet kilku tysięcy złotych. Warto zwrócić uwagę też na układ dolotowy. Nawet niewielkie nieszczelności zwiększają zadymienie i zatykają filtr cząstek stałych.
Najczęstsze problemy z filtrem DPF?
Pomimo, iż montowane w samochodach filtry cząstek stałych miały ograniczyć poziom wytwarzania sadzy i popiołu, to pomimo korzyści przynoszą wiele dodatkowych problemów. Wymagają od właściciela m.in. częstej wymiany oleju, ale też zwiększają spalanie w trakcie oczyszczania.
Częstsza wymiana oleju jest spowodowana zwiększoną dawką paliwa przedostającą się do silnika podczas wypalania sadzy. Konsekwencją tego jest rozrzedzenie smarowidła. Stąd też, właściciele aut z filtrem DPF muszą nawet 3-4 krotnie częściej wymieniać olej, niż właściciele aut bez DPF.
Jeśli chodzi o zwiększone spalanie podczas oczyszczania wkładu ceramicznego to występuje ono w sytuacji, gdy proces ten odbywa się w trakcie poruszania się samochodem z niewielką prędkością np. w trakcie podróży po aglomeracji miejskiej.
Wodna regeneracja DPF - skuteczny sposób na zapchany DPF
Jeszcze kilka lat temu eksperci zalecali dokładne przemyślenie zakupu nowego samochodu z filtrem DPF i planów jego użytkowania. Jeśli miał on być wykorzystywany tylko w warunkach miejskich, bądź na krótkich odcinkach, wówczas rachunek mógł przynieść więcej strat niż zysków.
Ta sytuacja uległa zmianie po wprowadzeniu nowoczesnej metody jaką jest regeneracja DPF. Dzięki metodzie hydrodynamicznej utrzymanie pojazdu z filtrem cząstek stałych nie musi być skomplikowane ani kosztowne. Usługa zapewnia wysoką skuteczność, brak ingerencji w sam filtr, a przy tym przynosi trwałe efekty.
Warto dbać o filtr i dokonać czyszczenia DPF, gdy zapala się kontrolka lub coraz częściej dają o sobie znać objawy świadczące o zapchanym filtrze.