• Ochrona środowiska a problemy z układem oczyszczania spalin – krótki rys historyczny. 
• Alternatywy dla instalacji nowych filtrów DPF: wymiana na używany filtr lub regeneracja (pasywna / aktywna). 
• Poznaj filtry pełnoprzepływowe i ich cechy. 
• Czy można określić średnią żywotność filtra cząstek stałych. 

Wprowadzenie filtrów cząstek stałych DPF (diesel particulate filter) stało się koniecznością w wyniku zaostrzających się norm emisji spalin, które określają przepisy unijne. Norma Euro 5, która weszła w życie we wrześniu 2009 r., wymagała, aby wszystkie nowe samochody z silnikami diesla były wyposażone w technologie redukujące emisję cząstek stałych.

Ochrona środowiska i instalacja nowych filtrów DPF

Choć filtry DPF znacząco przyczyniły się do ochrony środowiska, ich zastosowanie cały czas wiąże się z pewnymi wyzwaniami. Problemy z układem oczyszczania spalin w samochodach stały się nieodłącznym elementem warsztatowej codzienności. By je rozwiązać, mechanicy podejmują różne działania. Jednym z podejść jest instalacja nowych filtrów DPF, które mogą pochodzić od producentów oryginalnych części (original equipment – OE) lub innych, niezależnych producentów.

Środki chemiczne czyszczące filtry DPF

Nowe filtry zapewniają długotrwałą skuteczność, ale są też kosztownym rozwiązaniem. Alternatywnie mechanicy samochodowi mogą wymienić filtr na używany lub przeprowadzić jego regenerację w warsztacie przy użyciu specjalnych preparatów chemicznych. Te chemiczne środki czyszczące mogą skutecznie rozpuścić i usunąć nagromadzone osady, przywracając sprawność filtra.

Regeneracja filtrów DPF 

Regeneracją filtrów cząstek stałych zajmują się również warsztaty, które specjalizują się głównie w naprawie i regeneracji tych komponentów. Do regeneracji wykorzystują one specjalistyczne urządzenia, które umożliwiają:

• poluzowanie cząstek sadzy,
• ich wypalenie
• i wydmuchanie z filtra.

Dzięki temu procesowi filtry DPF odzyskują pełną funkcjonalność, co pozwala na dalszą bezawaryjną eksploatację pojazdu.

Filtry pełnoprzepływowe DPF

Standardowo montowane systemy oczyszczania spalin wykorzystują tzw. filtry pełnoprzepływowe (wall-flow filters), w których gazy spalinowe muszą przechodzić przez porowatą przegrodę filtra wykonaną z ceramiki lub metalu. Siła przyciągania (adhezji) wkładu filtrującego utrzymuje cząsteczki sadzy przy jego ściankach, powodując ich odkładanie się w drobnych kapilarach filtra.

Ponieważ ilość zatrzymanych cząsteczek sadzy z czasem wzrasta, muszą one być regularnie i w ściśle określony sposób wypalane na popiół, aby filtr działał optymalnie. Proces ten jest jednak skuteczny tylko wtedy, gdy temperatura w rdzeniu filtra przekracza temperaturę zapłonu cząstek sadzy, która wynosi co najmniej 550°C.

Regeneracja czyli wypalanie filtrów DPF

Proces wypalania, nazywany regeneracją, prowadzi do powstania głównie dwutlenku węgla (CO₂) i pary wodnej (H₂O), które są wydalane na zewnątrz układu wydechowego.

Pasywna i aktywna regeneracja filtrów DPF

Sposób, w jaki poszczególni producenci pojazdów zalecają regenerację filtra, się różni i zależy m.in. od zastosowanego systemu oczyszczania spalin. Główne kryterium podziału to regeneracja pasywna i regeneracja aktywna. Regeneracja pasywna przebiega w sposób ciągły i niemal automatyczny, gdy tylko temperatura spalin przekroczy temperaturę zapłonu sadzy.

Kiedy przeprowadzić regenerację aktywną? 

Zwykle ma to miejsce podczas pokonywania dłuższych tras, przy wysokich prędkościach obrotowych silnika lub podczas jazdy z dużym obciążeniem. Optymalne warunki niezbędne do przeprowadzenia regeneracji pasywnej często jednak nie są osiągane podczas codziennej eksploatacji pojazdu. Z tego powodu konieczne jest przeprowadzenie regeneracji aktywnej.

W takim przypadku proces regeneracji jest kontrolowany przez system zarządzania silnikiem i samoczynnie uruchamiany, gdy tylko zostaną spełnione określone parametry wymagane do jego przeprowadzenia. To np. zwiększenie temperatury spalin powyżej temperatury zapłonu sadzy za pomocą pewnych środków, takich jak:

• zwiększenie liczby wtrysków lub dodatkowej ilości paliwa,
• przesunięcie czasu wtrysku,
• zwiększenie obciążenia silnika poprzez włączenie dużych odbiorników energii elektrycznej.

MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE

Części zamienne

Filtry – ważne zadania do wykonania

Filtry pełnią niezwykle istotną funkcję w procesie eliminacji zanieczyszczeń i ochrony kluczowych komponentów w różnych systemach.

Do czego służy specjalny dodatek do paliwa

Niektórzy producenci pojazdów stosują również specjalny dodatek do paliwa, który wprowadzany do paliwa w odpowiednich ilościach obniża temperaturę zapłonu sadzy. Pozwala to na spalanie cząstek sadzy w temperaturze spalin od około 400°C.

Ten proces ma jednak pewną wadę, której nie można zlekceważyć – spalany dodatek generuje dodatkowy popiół. Proces regeneracji ma jednak pewne ograniczenia. Jazda na krótkich dystansach może np. negatywnie wpływać na samooczyszczanie się filtra cząstek stałych, ponieważ nie zostaje osiągnięta wymagana temperatura spalin lub silnik jest często wyłączany i ponownie uruchamiany w trakcie aktywnej fazy regeneracji filtra.

Czym grozi przerwanie procesu regeneracji przed jego zakończeniem

Przerwanie procesu regeneracji przed jego zakończeniem prowadzi do zapchania filtra lub do jego trwałego uszkodzenia. Uniknąć tego pozwala kontrolka filtra DPF na desce rozdzielczej, która zapala się wtedy, gdy tylko zanieczyszczenie sadzą osiągnie określony poziom. Kierowca powinien wówczas przeprowadzić tzw. jazdę regeneracyjną, zgodną z instrukcją obsługi pojazdu.

Regeneracja awaryjna

Jeśli przeprowadzona w ten sposób regeneracja się nie powiedzie, a lampka ostrzegawcza filtra DPF nadal będzie się świecić, kolejnym krokiem jest regeneracja awaryjna w warsztacie samochodowym.

Czyszczenie filtra DPF jako alternatywa dla jego wymiany

Pewną oznaką, że filtr cząstek stałych jest na granicy dopuszczalnego obciążenia, są coraz krótsze odstępy między kolejnymi regeneracjami. Kierowca może to zauważyć wtedy, gdy wentylator chłodnicy będzie pracował przez dłuższy czas po wyłączeniu silnika. Jest to konieczne, aby uniknąć przegrzania się komory silnika po zakończeniu procesu regeneracji filtra, który generuje wysokie temperatury.

Gdy regeneracja nie jest możliwa, samochód traci moc

Jeśli regeneracja filtra DPF nie jest możliwa, zapala się kontrolka błędu filtra. W skrajnych przypadkach system zarządzania silnikiem aktywuje awaryjny tryb pracy, który drastycznie obniża moc silnika i niemal zmusza kierowcę do udania się do serwisu.

Jeśli filtr cząstek stałych jest mocno zapchany sadzą i popiołem, próby uruchomienia awaryjnego programu regeneracji w warsztacie samochodowym często kończą się niepowodzeniem. W takim przypadku konieczne jest skorzystanie z usług profesjonalnego serwisu, który zajmuje się regeneracją filtrów DPF.

Jaka jest średnia żywotność filtra cząstek stałych

Nie można określić ogólnej żywotności filtra cząstek stałych, ponieważ zależy to od wielu czynników. Na początku stosowania filtrów cząstek stałych niektórzy producenci pojazdów zalecali ich wymianę po konkrtnych interwałach, zazwyczaj między 120 000 km a 180 000 km. W praktyce jednak wymiana filtra cząstek stałych następuje zazwyczaj dopiero po osiągnięciu maksymalnego poziomu zanieczyszczenia wkładów filtra.

Poziom i intensywność zanieczyszczenia filtra zależy od m.in.:

• stylu jazdy,
• regionu użytkowania pojazdu,
• przebiegu pojazdu,
• stanu technicznego silnika
• i rodzaju zastosowanego oleju silnikowego.

Eksperci od regeneracji filtrów szacują, że filtry cząstek stałych GPF (gasoline particulate filter) w samochodach z silnikami benzynowymi mają żywotność, która wynosi ok. 160 000 km lub 10 lat, choć konkretne dane praktyczne są jeszcze niepełne. Obecny stan obciążenia filtra DPF lub OPF można ocenić podczas przeglądu technicznego lub (w przypadku wystąpienia problemów) za pomocą odpowiedniego urządzenia diagnostycznego.

Producenci pojazdów niemal jednomyślnie zalecają wymianę filtra DPF w przypadku jego zapchania. Niezależny rynek napraw pojazdów oferuje jednak także alternatywne rozwiązania, zwłaszcza w przypadku napraw dostosowanych do aktualnej wartości pojazdu.

EXPERT odpowiada na pytania – poznaj odpowiedzi:  

1. Jak przebiega regeneracja filtrów DPF? 2. Co zyskujemy dzięki temu procesowi?

Źródło: Materiały redakcyjne