Filtr cząsteczek stałych – ekologiczne wyzwanie dla kierowców

Filtr cząsteczek stałych, znany jako DPF (ang. diesel particulate filter) lub FAP (franc. filtre à particules) montowany jest w samochodach napędzanych silnikami wysokoprężnymi. Ma za zadanie oczyszczanie spalin z cząsteczek sadzy (czarny dym unoszący się za autem). Coraz wyższe wymagania dotyczące czystości emisji spalin, a w szczególności wprowadzona norma Euro IV (obowiązująca dla pojazdów z silnikiem diesla od roku 2006), spowodowały potrzebę zastosowania przez producentów rozwiązania, które w znaczny sposób ograniczy emisję szkodliwych substancji do atmosfery. Ponieważ nie udało się zbudować auta z silnikiem diesla, który nie będzie emitował cząsteczek stałych, producenci postanowili po prostu je wyłapać.

Filtr cząsteczek stałych – co to takiego?

W części pojazdów montowane są filtry jednorazowe, które po napełnieniu wymieniane są na nowe, zazwyczaj jednak mamy do czynienia z filtrami regeneracyjnymi. Filtr jest montowany w układzie wydechowym auta. Z zewnątrz przypomina tłumik lub katalizator. Wykonany jest z metalu, materiałów ceramicznych lub ze specjalnego papieru, wewnątrz przypomina plaster miodu z kanalikami zaślepionymi z jednej strony. Wydajność prawidłowo działającego filtra w samochodzie waha się w stałym przedziale 85-100%. Ścianki kanalików filtra są porowate, co umożliwia przepływ spalin, ale zatrzymuje cząsteczki sadzy, powodując ich stopniowe nagromadzenie, co w efekcie prowadzi do zapychania filtra i utrudnia przepływ spalin. Niestety to, co miało stać się rozwiązaniem dbającym o ekologię w rzeczywistości zdarza się, że jest wielkim wyzwaniem dla kierowców w zakresie odpowiedniej eksploatacji pojazdu, a także elementem, który lubi płatać figle.

Czy filtr cząsteczek stałych można zregenerować?

Ze spalania oleju silnikowego powstają wspomniane już cząsteczki sadzy wraz z innymi związkami trującymi, które osadzają się na licznych kanalikach wewnątrz filtra, stopniowo go zapychając. Aby filtr nie zapchał się zupełnie musi zostać oczyszczony. W jaki sposób – po prostu trzeba go ”przepalić”. Nie jest to jednak takie łatwe. Żeby uzyskać z sadzy nieszkodliwy dwutlenek węgla wpierw trzeba ją spalić w temperaturze ok. 550-600oC. Takową możemy uzyskać jedynie jadąc ze stałą prędkością powyżej 60km/h bez zmiany biegów przez ok. kwadrans – w zależności od modelu samochodu dłużej lub krócej. (Przerwanie tego procesu skutkuje przedostaniem się niespalonego paliwa do oleju, co w konsekwencji rozrzedza olej podwyższając jego poziom). Jest to tzw. pasywna regeneracja filtra. W warunkach miejskich jest to zadanie prawie niewykonalne. Zostaje nam więc wyjazd na autostradę. Dla kierowców, którzy użytkują swoje auta w miastach, jeżdżą ze zmienną prędkością nie przekraczającą wspomnianych 60km/h – dodatkowy kłopot.

W sytuacji kiedy pasywna regeneracja filtra nie przynosi pożądanych efektów konieczne jest przeprowadzenie wymuszonej regeneracji w serwisie samochodowym. W tym celu samochód z pracującym silnikiem (ok. 2000 obrotów) zostaje podłączony pod komputer i następuje wypalanie DPF’a. Proces trwa około godziny. Niestety czasem i ten zabieg nie jest możliwy i musimy wymienić zużyty filtr na nowy, co wiąże się z dodatkowymi kosztami.

Uważni kierowcy, obserwujący zachowania swojego samochodu na drodze, mogą zauważyć chwilową głośniejszą pracę silnika lub (na kontrolce chwilowego zużycia paliwa) krótkie momenty, w czasie których zużycie paliwa nieznacznie wzrasta np. z 7 do 10l. Najprawdopodobniej właśnie w tym momencie następuje tzw. aktywna regeneracja filtra cząsteczek stałych. Jak to się dzieje? Zarówno na wejściu jak i na wyjściu filtra zamontowane są czujniki, które mierzą różnice ciśnienia spalin pomiędzy wejściem a wyjściem, co pozwala oszacować stopień zapełnienia filtra sadzą. Im więcej sadzy, tym przelot spalin jest bardzej utrudniony i zwiększa się różnica pomiędzy ciśnieniami. Wyższe ciśnienie przed filtrem jest sygnałem, że został on zapchany. Sterownik silnika otrzymuje odpowiedni komunikat i aktywuje proces wypalania. Niedobrze, jeżeli taka sytuacja nastąpi w momencie, gdy np. wyłączamy silnik przed domem czy marketem lub zatrzymujemy się na światłach. Jeżeli tylko zauważymy, że właśnie mógł rozpocząć się proces aktywnej regeneracji, a mamy taką możliwość, kontynuujmy jazdę (bez zmiany biegów z odpowiednią prędkością).

Filtr cząsteczek stałych w samochodach amerykańskich

Mamy dobrą wiadomość dla posiadaczy amerykańskich samochodów: problem z filtrem w samochodach – Jeep, Chrysler/Lancia w zasadzie nie istnieje! Dlaczego? Wiele wskazuje na to, że rozwiązanie tej zagadki tkwi w konstrukcji filtra i całego systemu. W naszym serwisie doliczyliśmy się dwóch przypadków, kiedy w samochodach amerykańskich musieliśmy wykonać komputerowe przepalanie DPF’a. Powód? Auta były wykorzystywane jedynie w warunkach miejskich – jeździły rzadko i to w bardzo krótkie trasy.

Czy można usunąć DPF/FAP?

Można, oczywiście tyle, że jest to niezgodne z prawem. Ponadto może skutkować problemami z funkcjonowaniem układu elektronicznego oraz utratą Euro 4 (zielonej plakietki w strefie Umweltzone). Producentowi samochodów ciężarowych udało się już zbudować silnik spełniający normę emisji Euro5 bez konieczności oczyszczania spalin. Zatem czekamy na podobne rozwiązania dla samochodów osobowych…

… a tymczasem

cóż, nie pozostaje nam nic innego jak tylko stwierdzić, że samochody z silnikami wysokoprężnymi nie są dla każdego. Doskonale sprawdzają się w częstej eksploatacji na długich dystansach, podczas jazdy z dużą i stałą prędkością. Tym, którzy do pokonania mają krótką drogę dom-przedszkole, dom-szkoła, dom-kościół, dom-praca, stoją w korkach, na światłach i w zasadzie przez dłuższy czas nie rozwijają większych prędkości zdecydowanie polecamy silniki benzynowe.