Co to jest filtr DPF w samochodzie?
Filtry DPF i FAP pojawiły się masowo w samochodach przez zaostrzenie normy emisji spalin Euro 5. Wprowadzona w 2001 roku, postawiła na celowniku tak zwane cząstki stałe. Te drobiny węgla, popiołu czy siarczanów obecne w spalinach są niekorzystne dla środowiska. Według niektórych badań przyczyniają się także do wzrostu zachorowalności na raka. W przypadku Diesli, norma ograniczyła ilość cząstek stałych z 0,025g do 0,005g emitowanych na kilometr. Postawiło to przed producentami niemałe wyzwanie.
Rozwiązaniem stały się filtry DPF, które wyłapują cząstki ze spalin i je dopalają. Sposoby są tu dwa. U większości producentów jest to proces „suchego” dopalania w bardzo wysokiej temperaturze (nawet 700 stopni Celsjusza) bez stosowania dodatkowych płynów. Mowa o popularnym filtrze DPF (z angielskiego: diesel particulate filter). Inną drogą poszli jednak Francuzi z koncernu PSA (Citroën i Peugeot, a od niedawna także Opel). Ci zastosowali płyn katalizujący co obniżyło temperaturę spalania o około 300 stopni, lepiej sprawdza się to w warunkach miejskich. Dla odróżnienia „mokrych” filtrów zastosowano francuski skrót FAP (filtre à particules).
Jak działa sprawny filtr DPF?
Gdyby samochodowy filtr cząstek stałych miał być wystarczający na cały okres eksploatacji pojazdu, to nie zmieściłby się pod samochodem. Cały trik polega więc na tym, żeby filtr DPF sam się regenerował. W dużym uproszczeniu działa to tak, że w układzie wydechowym znajdują się czujniki monitorujące na bieżąco jego przepustowość. Jeśli ciśnienie przed filtrem DPF wzrasta ponad określony poziom, oznacza to, że kanaliki filtra DPF są już w znacznym stopniu wypełnione sadzą. W takiej sytuacji sterownik silnika zmienia nastawy pracy jednostki w taki sposób, żeby doprowadzić do znacznego wzrostu temperatury w filtrze DPF. Ma to pozwolić na wypalenie zgromadzonej sadzy. Odbywa się to m.in. tak, że do cylindrów trafia dodatkowa porcja paliwa.
Niestety, ta metoda automatycznej regeneracji filtra DPF ma istotne ograniczenia. Przede wszystkim wymaga czasu i pracy silnika pod odpowiednim obciążeniem. Podczas jednostajnej szybkiej jazdy na autostradzie działa to nieźle. Jednak już w miejskich korkach i na krótkich trasach procesu często nie daje się ukończyć. Efekt? Filtr DPF zatyka się coraz bardziej. Do oleju silnikowego dostaje się nadmiar paliwa niedopalonego podczas rozpoczętego procesu regeneracji filtra DPF. Wrażliwe elementy silnika są coraz gorzej smarowane, a jednocześnie pracują pod nadmiernym obciążeniem. Dlaczego? Bo zatkany filtr cząstek stałych powoduje, że np. na wirnik turbosprężarki oddziałują znacznie większe siły, a turbosprężarka i głowica są narażone na działanie nadmiernych temperatur. Prawdziwa reakcja łańcuchowa! Oczywiście, w sytuacji, kiedy jest już naprawdę źle, na alarm zwykle bije elektronika pokładowa. Zapala się kontrolka „check engine” lub wprost kontrolka awarii filtra DPF, silnik przechodzi w tryb awaryjny, ograniczający osiągi.
Filtr DPF ma ograniczoną pojemność i żywotność.
Budowa filtra cząstek stałych oparta jest na jego stalowej obudowie i ceramicznym wkładzie. Składa się on z naprzemiennie ułożonych, jednostronnie zaślepionych kanalików. Choć kanaliki nie są drożne z jednej strony, to wpadające do filtra DPF gazy, przenikają przez ich porowate ściany i wydostają się kanałami wylotowymi z filtra DPF. Sęk w tym, że przez mikropory w kanalikach nie jest w stanie przedostać się sadza. Kumuluje się ona zatem w kanalikach. Jeśli filtr DPF zostanie rozgrzany do odpowiednio wysokiej temperatury (zazwyczaj ok. 550 °C), to cząstki sadzy ulegną spaleniu. Zmniejszy się tym samym poziom napełnienia filtra DPF. Problem polega na tym, że po spalonej sadzy pozostaje charakterystyczny, rudy popiół.
Choć popiół zajmuje mniej przestrzeni, to gromadzi się on dalej w kanalikach i powoli, razem z niedopaloną sadzą, zaczyna zapychać filtr DPF. Dlatego niezależnie od stylu jazdy, filtr DPF prędzej czy później i tak ulegnie zapchaniu.
Wtedy będzie trzeba rozważyć 3 opcje rozwiązania tego problemu:
– wymiana filtra DPF na nowy (bardzo wysoki koszt),
– usunięcie filtra DPF (od 2018 roku jest to czyn karalny)
– regeneracja filtra DPF.
Dlaczego filtr DPF się zapycha?
Właśnie warunki miejskie stały się dla filtrów DPF i FAP głównym problemem. Jazda na krótkich, miejskich trasach często nie pozwala suchym filtrom DPF osiągnąć wymaganej temperatury dopalania. Zamiast spalać cząstki stałe, filtr DPF zapycha się nimi, przez co niezbędne stało się czyszczenie DPF lub jego wymiana. Wymiana, której koszt nawet w przypadku zamiennika to kilka tysięcy złotych.
Nawet w pełni sprawny filtr cząstek stałych jest zresztą przyczyną dodatkowych kosztów. Obecność filtra DPF negatywnie wpływa na osiągi samochodu, a co gorsza, zwiększa ilość spalanego paliwa. Dzieje się tak szczególnie, gdy filtr jest już mocno zapchany. Wyraźne zwiększenie zużycia paliwa i gorsze osiągi to zresztą typowe objawy zapchania filtra cząstek stałych. Dodatkowym kosztem można również nazwać sugestię użycia lepszych, nisko-popiołowych olejów i ich częstszą wymianę. Dzięki temu czyszczenie filtra DPF w Dieslu nieco odwlecze się w czasie.
Objawy zapchanego filtra DPF.
– odczuwalny spadek mocy silnika
– lampka ostrzegawcza DPF na desce rozdzielczej
– samochód w trybie awaryjnym
– wykonywanie częstych prób regeneracji DPF przez samochód podczas jazdy
– wypalanie filtra nie zakończone sukcesem
– zapach świeżego niespalonego paliwa
– nadmierne dymienie na biało
– podwyższony stan oleju silnikowego
– zwiększone zużycie paliwa
– błędy silnika takie jak: zbyt duża obecność sadzy w filtrze DPF, za wysokie ciśnienie różnicowe przed i za filtrem DPF, zbyt duża liczba nieudanych prób wypalenia filtra DPF.
Wypalanie serwisowe filtra DPF nie usuwa popiołu.
Przy pierwszym wystąpieniu problemów z automatyczną regeneracją filtra DPF auto z reguły trafia do warsztatu na tzw. wypalanie serwisowe – ta procedura jest zbliżona do automatycznej regeneracji w czasie jazdy, ale przy jeszcze wyższej dawce paliwa dodatkowo aplikowanego do cylindrów, i w procedurze wymuszonej z poziomu komputera diagnostycznego. Jeśli filtr DPF nie jest przesadnie zapchany, to rzeczywiście może to pomóc nawet na kilka miesięcy. Taka usługa w warsztacie kosztuje zwykle 150-200 zł (plus koszt wymiany oleju silnikowego). Od pewnego stopnia zapełnienia filtra DPF przeprowadzenie wypalania serwisowego jest jednak niemożliwe! W dodatku to tylko częściowe rozwiązanie problemu, bo – jak wspomniano wcześniej – nie da się wypalić popiołów zgromadzonych w filtrze DPF. Co robić w takiej sytuacji? Do niedawna najpopularniejszym rozwiązaniem było usunięcie filtra cząstek stałych z układu.
Trudno się temu dziwić, skoro nowy filtr DPF może kosztować nawet kilkanaście tysięcy złotych, a sprawny diesel bez filtra DPF (a w zasadzie z jego atrapą) ma szansę przejść przegląd. Teraz sytuacja się jednak zmienia – wzrasta świadomość ekologiczna, kontrole stanu technicznego pojazdów mają być (na razie nie są) coraz ostrzejsze. Nowe modele aut są tak skonstruowane, że usunięcie filtra DPF z układu grozi poważnymi problemami z silnikiem i jego osprzętem. Dobre wiadomości są takie, że pojawia się coraz więcej firm zajmujących się hydrodynamicznym czyszczeniem filtrów DPF. Nie tak dawno temu alternatywą dla fabrycznie nowych filtrów DPF były w zasadzie tylko filtry po fabrycznej regeneracji, obejmującej wygrzewanie wkładów w specjalnych piecach i mechaniczne czyszczenie.
Istnieje skuteczna metoda czyszczenia filtra DPF!
Czyszczenie filtra DPF to w zasadzie płukanie jego wkładu za pomocą specjalnego detergentu chemicznego wtłaczanego do jego środka pod odpowiednim, stale dobieranym przez komputer ciśnieniem i w określonych odstępach czasu. Maszyna na wstępie bada stopień zabrudzenia filtra DPF oceniając wartość tzw. ciśnienia różnicowego (różnica pomiędzy ciśnieniem powietrza przed i za filtrem DPF).
Gdy ciśnienie różnicowe jest większe niż 50 mbar to mówimy o zabrudzonym filtrze DPF kwalifikującym się do oczyszczenia. Jeśli jest większe niż 200 mbar to w zasadzie filtr DPF jest tak mocno zanieczyszczony, że w wielu przypadkach uniemożliwia on nawet pracę silnika.
Na zdjęciu prezentujemy naszą maszynę do czyszczenia filtra DPF metodą hydrodynamiczną. W przypadku filtrów DPF do aut osobowych proces usuwania z filtra osadów, popiołu, nagaru olejowego, drobin tlenku ceru trwa ok. godziny i kosztuje ok. 400-500 zł (bez demontażu i montażu filtra). Filtry DPF do aut dostawczych i autobusów wymagają dłuższego czyszczenia, a cena wzrasta proporcjonalnie do czasu wykonania usługi. Jeśli filtr DPF nie był uszkodzony, po czyszczeniu hydrodynamicznym jego przepustowość powraca niemal do parametrów filtra DPF fabrycznie nowego.
Ile kosztuje regeneracja filtra DPF?
Jedną z najważniejszych zalet regeneracji filtra cząstek stałych jest relatywnie niski koszt takiego zabiegu. Zwłaszcza jeśli porównamy cenę tej usługi do kwoty niezbędnej do zakupu nowego filtra DPF. I nie ma tu specjalnej różnicy czy będzie to filtr DPF do samochodu marki Audi czy do Mazdy, bo ceny filtrów są niezwykle wysokie niezależnie od producenta pojazdu. Ich średnia ceny waha się w przedziale 5-7 tys. zł, ale „rekordziści” przekraczają barierę nawet 15 tys. zł! Natomiast cena regeneracji to kwota na poziomie 400-500 zł (+ewentualny demontaż i montaż) co stanowi ułamek ceny kupna nowego oryginalnego filtra DPF.
Kupić nowy filtr DPF czy regenerować stary?
Na ten moment zdecydowanie bardziej opłaca się zregenerować obecny filtr DPF niż kupować nowy, oczywiście jeśli nadaje się on jeszcze do dalszego użytku.
Poniżej przykład filtra DPF, który osobiście zdemontowaliśmy naszemu klientowi. Zdarza się to rzadko ale na przykład taki filtr nie nadaje się do regeneracji.
