Rygorystyczne normy EURO dotyczące emisji spalin zmuszają producentów aut do montażu systemów ich oczyszczania. Jednym z nich, powszechnie używanym od wielu lat, jest tzw. DPF do układu wydechowego. Choć jest domeną aut z silnikami wysokoprężnymi, to jednak badania pokazują, że powinien trafiać także do pojazdów benzynowych. Czym jest ten filtr, jak działa i kiedy powinien być montowany? Zapraszamy do lektury!
Po co stosuje się filtry cząstek stałych DPF?
Jednym z pierwszych urządzeń do zmniejszania emisji spalin w silnikach wysokoprężnych był zawór recyrkulacji. Oczywiście już wcześniej montowano katalizatory. Używany do dziś zawraca spaliny z silnika do komory spalania w celu ponownego ich przepalenia. Ograniczyło to ilość wydobywających się z rury wydechowej tlenków azotu. Jednak równocześnie zwiększyło to produkcję sadzy, czyli cząstek stałych (PM).
Jeszcze w latach 90. silniki Diesla znane były z tego, że potrafiły generować czarne, gęste chmury dymu za autem. To właśnie sadza, której w wyniku montażu zaworu recyrkulacji zaczęło pojawiać się jeszcze więcej. Tak zrodziła się konieczność jej odfiltrowania, za co jest odpowiedzialny DPF.
DPF – od kiedy jest montowany filtry cząstek stałych?
Wbrew pozorom części te znane były inżynierom już od lat 90. ubiegłego stulecia. Nie jest to więc nowość, ale długo zwlekano z ich powszechnym zakładaniem do pojazdów osobowych. Był to efekt wysokich kosztów produkcji, przez co od 1980 roku pojawiały się głównie w ciężarówkach. Pierwsze nieśmiałe próby montażu w osobówkach zaczęły się w roku 1996. Jednak nadal nie był to element powszechnie dodawany do silników wysokoprężnych.
Przełom nastąpił w roku 2006, kiedy to w życie weszła norma emisji spalin EURO 4. Zmusiła ona producentów aut do takiego kroku. Zgodnie z nowymi zasadami, silnik wysokoprężny mógł generować nie więcej niż 0,025 g/km PM. Wcześniej limit ten był dwukrotnie wyższy – 0,05 g/km PM.
Warto przy okazji wspomnieć o współczesnych restrykcjach. Obowiązujące aktualnie normy EURO 6 ograniczają poziom PM do zaledwie 0,005 g/km!
Jak działa filtr cząstek stałych DPF i z czego jest zbudowany?
Wmontowany do układu wydechowego, usuwa cząstki stałe, powodując zmniejszenie emisji sadzy do atmosfery. Obecnie najczęściej stosuje się tzw. filtry ceramiczne (monolity), które swoją budową w pewnym stopniu przypominają katalizator. Składają się one z:
- metalowej obudowy, pod którą znajduje się specjalna mata ochronna (izoluje termicznie, a do tego częściowo chroni ceramiczny rdzeń przed drganiami i uderzeniami),
- systemu kanalików dolotowych (zaślepione od strony silnika) i wylotowych (zaślepione na wyjściu z DPF),
- przegródek rozdzielających kanaliki wykonanych z porowatego materiału.
Dzięki naprzemiennemu zaślepieniu kanalików wpadające spaliny muszą przejść przez porowate przegrody. To właśnie na nich osadzają się cząstki stałe. Filtr DPF niestety ma ograniczoną pojemność, co sprawia, że konieczne jest wypalanie sadzy – proces ten omówimy w dalszej części.
FAP – czy to także filtr cząstek stałych?
Jeśli interesujesz się tematyką oczyszczania spalin, na pewno nie raz słyszałeś o filtrach FAP. To wynalazek francuskiej grupy PSA, a więc zrzeszenia m.in. koncernów Peugeot oraz Citroen. Co do samej zasady działania, FAP nie różni się niczym od DPF. Obie konstrukcje mają ten sam cel – usunięcie jak największej ilości cząstek stałych.
Różnice dotyczą samego procesu wypalania osadów zalegających w kanalikach monolitu. FAP jest tzw. filtrem mokrym, natomiast DPF suchym. W tym pierwszym przypadku auta z silnikami wyposażonymi w taki element mają dodatkowy zbiornik na płyn. Nalewa się do niego substancję katalityczną Eolys. Warto podkreślić, nie ma ona nic wspólnego z popularnym AdBlue, wykorzystywanym do innego układu oczyszczania.
Na czym polega wypalanie suchego filtra cząstek stałych DPF?
Przejdźmy teraz do kwestii najważniejszej, czyli usuwanie zalegających w monolicie osadów. Zbyt duża ich ilość zmniejsza przepływ spalin, co jest niekorzystne dla kondycji jednostki napędowej. Dodatkowo silnik traci swoją moc i może generować różne problemy. Aby tego uniknąć, w elementach tych montuje się specjalne czujniki. Gdy wykryją one zbyt dużą ilość cząstek stałych, uruchamiają proces ich wypalania.
Zadanie to jest realizowane przez sterownik jednostki napędowej. Gdy dostanie on informację o zapychaniu się filtra, zaczyna zwiększać dawkę paliwa. Efekt jest taki, że docierające do DPF-a spaliny mają dużo wyższą temperaturę. Aby usunąć osady PM z suchego filtra, muszą one mieć około 400oC.
Choć proces ten jest całkiem skuteczny, to jednak ma pewną wadę – wymaga dużej prędkości obrotowej. Co więcej, stan taki powinien się utrzymywać przynajmniej przez kilka minut. Nie trudno się domyślić, że w autach eksploatowanych głównie po mieście, efektywność wypalania filtrów cząstek stałych jest niska. Dopiero jazda w trasie, najlepiej po autostradzie, umożliwia dokładne oczyszczenie tego elementu.
W efekcie osoby wykorzystujące auta na krótkich odcinkach często doświadczają problemu zapychania się filtra DPF. Co gorzej, zakup nowych części wiąże się z ogromnym wydatkiem.
Wypalanie PM w filtrze FAP do zmniejszania emisji spalin – francuska technologia
I tak płynnie przechodzimy do filtrów cząstek stałych FAP, które zostały zaprojektowane właśnie z myślą o małolitrażowych silnikach Diesla. Montuje się je głównie w samochodach miejskich, gdzie klasyczny filtr DPF bardzo szybko się zapycha. Co Francuzi zmodyfikowali w swojej konstrukcji?
FAP jest popularnie określany mokrym filtrem cząstek stałych. Początkowo proces wypalania wygląda podobnie jak w konstrukcji suchej. Czujnik informuje sterownik o zapchaniu, co prowadzi do zwiększenia dawki oleju napędowego. Tutaj jednak do komory spalania jest dodatkowo wtryskiwany płyn Eolys. Katalityczna substancja ma za zadanie obniżyć temperaturę potrzebną do wypalenia PM, nawet o 200oC.
Dzięki temu silniki nie potrzebują długiego utrzymywania wysokich obrotów. Umożliwia to usuwanie osadów nawet przy spokojniejszej, a więc typowo miejskiej jeździe. Jedyną wadą jest oczywiście konieczność kontrolowania płynu w zbiorniczku. Choć Eolys nie jest tani, to jednak chroni przed dużo wyższymi kosztami wymiany filtra.
Naprawa zapchanego filtra cząstek DPF chroni portfel właściciela samochodu
Niestety oryginalne, dedykowane do konkretnych pojazdów filtry cząstek stałych kosztują od kilku do nawet kilkunastu tysięcy złotych! Zamienniki są sporo tańsze, ale ich żywotność oraz skuteczność działania pozostawiają wiele do życzenia. Jest jednak pewna alternatywa – zapchany DPF lub FAP można poddać procesowi regeneracji. W tym celu obecnie stosuje się dwie metody:
1. Wypalanie w warunkach serwisowych
Metoda polega na ręcznym wprowadzeniu tymczasowych korekt w sterownikach silników. Celem jest zwiększenie dawki paliwa ponad standard wykorzystywany przy automatycznym wypalaniu. Niestety efektywność tego procesu jest wątpliwa, gdyż w kanalikach pozostaje mnóstwo popiołu. Bardzo często krótko po takiej naprawie filtr cząsteczek stałych ponownie się zapycha, co generuje dodatkowe koszty.
2. Filtr DPF – fizyczne mycie (czyszczenie wodne)
To innowacyjna technologia, którą stosuje również nasza firma. Wykorzystując maszynę do czyszczenia DPF POWERJET, przeprowadzamy mycie wodne filtra cząstek stałych. Specjalistyczne urządzenie umożliwia dokładne wypłukanie z wnętrza sadzy i innych osadów. Co ważne, proces ten jest bezpieczny dla środowiska. Choć nasza usługa jest droższa niż klasyczne wypalanie, to jednak bardzo opłacalna. Taka regeneracja sprawia, że część jest praktycznie jak fabrycznie nowa. Nie będziesz musiał powtarzać tej czynności po kilku miesiącach. Dzięki temu w dłuższej perspektywie czasu oszczędzasz pieniądze.
Alternatywy dla naprawy DPF, których nie powinieneś stosować
Z doświadczenia wiemy, że wiele osób mających samochody wyposażone w te filtry szuka różnych tanich alternatyw na zapchane DPF-y. Zalicza się do nich przede wszystkim:
- stosowanie preparatów do użytku domowego, które mają ułatwić wypalanie filtra cząstek stałych,
- dosłowne wycinanie DPF-a z pojazdów i zastępowanie go np. tłumikiem przelotowym.
Powszechnie dostępne w sprzedaży preparaty tylko w niewielkim stopniu przyczyniają się do wypalenia sadzy. Niestety najczęściej efekt ich użycia jest odwrotny, od zamierzonego. Osady jeszcze bardziej się zbijają, co zmniejsza przepływ spalin i jest groźne dla jednostki napędowej.
Natomiast wycinanie to niestety smutna norma w naszym kraju. Przypominamy, że jest to niezgodne z prawem i kategorycznie odradzamy takie rozwiązanie. W Polsce jazda z wyciętym filtrem grozi mandatem na kwotę 500 zł oraz zatrzymaniem dowodu rejestracyjnego pojazdu. Prawdopodobnie w niedalekiej przyszłości kary te będą znacząco zaostrzone. Co ważne, wycieczka takim samochodem do krajów UE może skończyć się bardzo nieprzyjemnie. W Niemczech maksymalny mandat wynosi 1000 euro, a np. w Austrii aż 3500 euro!
Dlaczego przy benzynie nie montuje się filtra cząstek?
Obecnie obowiązujące normy EURO nie wymagają tego, aby tzw. benzyniaki także miały tego typu filtry. Jednak wkrótce może się to zmienić. W tych jednostkach napędowych coraz częściej paliwo wtryskuje się bezpośrednio do komory spalania. Badania pokazują, że nierzadko prowadzi to do większej emisji cząstek, niż przy Dieslach, w których zamontowane są filtry. Bardzo możliwe, że normy EURO będą w przyszłości zmienione i obejmą również auta na paliwa bezołowiowe.
Zamiast kupować nowy filtr, zdecyduj się na jego regenerację!
Jesteś właścicielem samochodu wyposażonego w taki element i zmagasz się z problemem jego zapchania? Kupowanie nowej części, szczególnie do starszych samochodów, jest całkowicie nieopłacalne. Nasza firma, korzystając z nowoczesnych urządzeń POWERJET, może szybko zregenerować taki filtr! To profesjonalna usługa, która gwarantuje Ci, że podzespół po serwisie będzie jak fabrycznie nowy. Zyskujesz pewność, że Twoje auto spełnia rygorystyczne normy EURO. Jednocześnie nie musisz obawiać się tego, że problem zapchania filtra powróci w niedalekiej przyszłości. Już dziś zleć nam przeprowadzenie czyszczenia wodnego.
