Co to jest filtr cząstek stałych i dlaczego warto go znać

Samochody w znacznym stopniu przyczyniają się do zanieczyszczenia środowiska. Dotyczy to zwłaszcza powietrza, którym oddychamy w dużych miastach. Zaostrzenie się problemów środowiskowych zmusza nas do podejmowania coraz bardziej rygorystycznych działań w celu oczyszczania spalin samochodowych.

Tak więc od 2011 roku w samochodach napędzanych olejem napędowym obecność filtra cząstek stałych jest obowiązkowa (często można znaleźć angielski skrót DPF - filtr cząstek stałych). Ten filtr jest dość drogi i w niektórych przypadkach może powodować problemy, dlatego warto mieć o nim pewien pomysł.

Cel filtra cząstek stałych

Nawet najbardziej zaawansowany silnik spalinowy nie zapewnia stuprocentowego spalania paliwa. W efekcie mamy do czynienia ze spalinami, które zawierają szereg substancji szkodliwych dla człowieka i środowiska.

W pojazdach z silnikiem benzynowym katalizator odpowiada za czyszczenie spalin. Jego zadaniem jest neutralizacja tlenku węgla (tlenku węgla), lotnych węglowodorów, które przyczyniają się do powstawania smogu, toksycznych związków azotu i innych produktów spalania paliw.

Platyna, pallad i rod zwykle działają jako bezpośrednie katalizatory. W rezultacie na wylocie neutralizatora substancje toksyczne zamieniają się w nieszkodliwe - tlen, azot, dwutlenek węgla. Katalizator działa skutecznie w temperaturze 400-800 °C. Takie ogrzewanie jest zapewnione, gdy jest zainstalowane bezpośrednio za kolektorem wydechowym lub przed tłumikiem.

Jednostka wysokoprężna ma swoją własną charakterystykę działania, ma niższy reżim temperaturowy i inną zasadę zapłonu paliwa. W związku z tym różni się również skład spalin. Jednym z produktów niepełnego spalania oleju napędowego jest sadza, która ma właściwości rakotwórcze.

Katalizator sobie z tym nie poradzi. Drobne cząsteczki sadzy zawarte w powietrzu nie są filtrowane przez układ oddechowy człowieka. Wdychane z łatwością przenikają do płuc i tam osadzają się. Aby zapobiec przedostawaniu się sadzy do powietrza w samochodach z silnikiem Diesla, zainstalowano filtr cząstek stałych (SF).

Katalizator silnika Diesla (DOC - katalizator utleniający diesla) ma swoje własne właściwości i jest zainstalowany przed filtrem cząstek stałych lub zintegrowany z nim.

Urządzenie i zasada działania „sadzy”

Zazwyczaj filtr jest blokiem ceramicznym umieszczonym w obudowie ze stali nierdzewnej z kwadratowymi kanałami przelotowymi. Kanały są otwarte z jednej strony, a z drugiej mają przesuniętą wtyczkę.Spaliny przechodzą prawie bez przeszkód przez porowate ścianki kanałów, a cząsteczki sadzy osadzają się w ślepych końcach i nie przedostają się do powietrza. Dodatkowo na metalowe ścianki obudowy można nałożyć warstwę substancji katalitycznej, która utlenia i neutralizuje tlenek węgla oraz lotne związki węglowodorowe zawarte w spalinach.

Większość filtrów cząstek stałych posiada również czujniki temperatury, ciśnienia i tlenu resztkowego (sonda lambda).

Automatyczne czyszczenie

Sadza osadzająca się na ściankach filtra stopniowo go zapycha i stanowi przeszkodę dla wylotu spalin. W efekcie dochodzi do wzrostu ciśnienia w kolektorze wydechowym i spadku mocy silnika spalinowego. W końcu silnik spalinowy może po prostu zgasnąć. Dlatego ważną kwestią jest zapewnienie oczyszczenia SF.

Czyszczenie pasywne odbywa się poprzez utlenianie sadzy gorącymi spalinami w temperaturze około 500 ° C. Dzieje się to automatycznie, gdy samochód jest w ruchu.

Jednak warunki miejskie charakteryzują się podróżami na krótkich dystansach i częstymi korkami. W tym trybie spaliny nie zawsze osiągają wystarczająco wysoką temperaturę i wtedy gromadzi się sadza. W takiej sytuacji pomóc może dodanie do paliwa specjalnych dodatków przeciwpyłowych. Przyczyniają się do spalania sadzy w niskich temperaturach – ok. 300°C. Ponadto takie dodatki mogą ograniczać tworzenie się osadów węglowych w komorze spalania jednostki napędowej.

Niektóre maszyny mają funkcję wymuszonej regeneracji, która jest uruchamiana, gdy czujnik różnicowy wykryje zbyt dużą różnicę ciśnień przed i za filtrem. Wtryskiwana jest dodatkowa porcja paliwa, która spalana jest w katalizatorze, podgrzewając SF do temperatury ok. 600 °C. Gdy sadza wypali się i ciśnienie na wlocie i wylocie filtra wyrówna się, proces zostanie zatrzymany.

Inni producenci, na przykład Peugeot, Citroen, Ford, Toyota, używają specjalnego dodatku, który zawiera cer, aby ogrzać sadzę. Dodatek znajduje się w oddzielnym pojemniku i jest okresowo wtryskiwany do cylindrów. Dzięki niemu SF nagrzewa się do 700-900°C, a sadza w tej temperaturze całkowicie wypala się w ciągu kilku minut. Proces jest w pełni automatyczny i odbywa się bez ingerencji kierowcy.

Dlaczego regeneracja może się nie powieść i jak wykonać ręczne czyszczenie

Zdarza się, że automatyczne czyszczenie nie działa. Przyczyny mogą być następujące:

• podczas krótkich podróży spaliny nie mają czasu na rozgrzanie się do pożądanej temperatury;
• proces regeneracji został przerwany (np. poprzez wyłączenie silnika spalinowego);
• nieprawidłowe działanie jednego z czujników, słaby kontakt lub przerwane przewody;
• w zbiorniku jest mało paliwa lub czujnik poziomu paliwa podaje niskie odczyty, w tym przypadku regeneracja nie rozpocznie się;
• Wadliwy lub zatkany zawór recyrkulacji spalin (EGR).

Jeśli nagromadziło się zbyt dużo sadzy, możesz ją usunąć ręcznie, myjąc.

W tym celu należy zdemontować filtr cząstek stałych, zatkać jedną z rur, a do drugiej wlać specjalny płyn do płukania. Pozostaw w pozycji pionowej i od czasu do czasu potrząsaj. Po około 12 godzinach spuść płyn i wypłucz filtr pod bieżącą wodą. Jeśli jest otwór widokowy lub winda, demontaż i czyszczenie można wykonać niezależnie. Ale lepiej udać się na stację serwisową, gdzie jednocześnie sprawdzą i wymienią wadliwe elementy.

Technicy serwisowi mogą również spalić nagromadzoną sadzę za pomocą specjalnego sprzętu. Do podgrzania SF stosuje się grzejnik elektryczny lub mikrofalowy, a także specjalny algorytm wtrysku paliwa.

Przyczyny zwiększonego powstawania sadzy

Głównym powodem zwiększonego tworzenia się sadzy w spalinach jest złe paliwo. Niskiej jakości olej napędowy może zawierać znaczną ilość siarki, co nie tylko prowadzi do powstawania kwasów i korozji, ale także uniemożliwia całkowite spalanie paliwa. Dlatego jeśli zauważysz, że filtr cząstek stałych brudzi się szybciej niż zwykle, a wymuszona regeneracja zaczyna się częściej, to jest to poważny powód, aby poszukać innej stacji benzynowej.

Nieprawidłowa regulacja jednostki wysokoprężnej również przyczynia się do wzrostu ilości sadzy. Skutkiem może być zmniejszona zawartość tlenu w mieszance paliwowo-powietrznej, która występuje w niektórych obszarach komory spalania. Doprowadzi to do niepełnego spalania i powstania sadzy.

Żywotność i wymiana filtra cząstek stałych

Jak każda inna część samochodu, SF stopniowo się zużywa. Matryca filtra zaczyna się rozpadać i traci zdolność do efektywnej regeneracji. W normalnych warunkach staje się to zauważalne po około 200 tysiącach kilometrów.

Na Ukrainie warunki pracy trudno uznać za normalne, a jakość oleju napędowego nie zawsze jest na odpowiednim poziomie, więc można liczyć na 100-120 tys. Z drugiej strony zdarza się, że nawet po 500 tysiącach kilometrów filtr cząstek stałych jest nadal sprawny.

Kiedy SF, pomimo wszelkich prób czyszczenia i regeneracji, zacznie się wyraźnie degradować, zauważysz znaczny spadek mocy silnika spalinowego, wzrost zużycia paliwa i wzrost zadymienia spalin. Poziom oleju ICE może wzrosnąć i podczas pracy ICE może pojawić się nietypowy dźwięk. A na desce rozdzielczej zaświeci się odpowiednie ostrzeżenie. Wszyscy przybyli. Czas wymienić filtr cząstek stałych. Przyjemność jest droga. Cena - od jednego do kilku tysięcy dolarów plus montaż. Wielu zdecydowanie się z tym nie zgadza i woli po prostu wyciąć SF z systemu.

Co się stanie, jeśli usuniesz filtr cząstek stałych?

Wśród zalet takiego rozwiązania:

• pozbędziesz się jednej z przyczyn bólu głowy;
• zużycie paliwa zmniejszy się, choć nie za bardzo;
• moc silnika spalinowego nieznacznie wzrośnie;
• zaoszczędzisz przyzwoitą ilość pieniędzy (usunięcie SF z systemu i przeprogramowanie elektronicznej jednostki sterującej będzie kosztować około 200 USD).

Negatywne konsekwencje:

• jeśli samochód jest na gwarancji, możesz o tym zapomnieć;
• wzrost emisji sadzy w spalinach będzie zauważalny gołym okiem;
• skoro katalizator również będzie musiał zostać wycięty, szkodliwe emisje Twojego samochodu nie będą pasować do żadnych norm;
• może pojawić się nieprzyjemny gwizd turbiny;
• kontrola środowiska nie pozwoli na przekroczenie granicy Unii Europejskiej;
• Wymagane będzie flashowanie ECU, może to mieć nieprzewidywalne konsekwencje dla działania różnych systemów pojazdu, jeśli program zawiera błędy lub nie jest w pełni kompatybilny z tym konkretnym modelem. W efekcie pozbywając się jednego problemu można uzyskać kolejny, a nawet zestaw nowych.

Generalnie wybór jest niejednoznaczny. Prawdopodobnie lepiej kupić i zainstalować nowy filtr cząstek stałych, jeśli pozwalają na to fundusze. A jeśli nie, spróbuj ożywić starą, spróbuj wypalić sadzę na różne sposoby i zmyć ją ręcznie. Cóż, zostaw opcję fizycznego usunięcia w ostateczności, gdy wszystkie inne możliwości zostaną wyczerpane.