Filtrowanie czyli kłopoty z samochodami

Spaliny silników benzynowych od dobrej dekady można już uznać za bardzo mało szkodliwe dla człowieka. Jednak w przypadku jednostek wysokoprężnych przez lata nierozwiązanym problemem była emisja cząstek stałych, zwanych sadzą.

W silnikach Diesla generuje się tak dużo sadzy, że widać ją nawet gołym okiem, szczególnie podczas ruszania lub gwałtownego przyspieszania. Problemem niedopalonych cząsteczek węgla jest to, że "przyklejają" się do nich przypadkowe zanieczyszczenia (siarczany, metale ciężkie, węglowodory) i razem z nimi wnikają do organizmu człowieka.

Wyłapać sadzę

Sposób na pozbycie się sadzy ze spalin jest dość prosty. Należy ją wyłapać, a następnie spalić do końca (powstaną nieszkodliwe CO2 oraz woda). Możliwe jest to dzięki filtrom cząstek stałych. Jako pierwszy na masową skalę zaczął swoje auta wyposażać w filtry koncern PSA (Peugeot-Citroen). To dzięki pionierskiej pracy francuzów przyjęła się nazwa FAP (Filtre a Particules), która do dziś funkcjonuje równolegle obok anglojęzycznego skrótu DPF (Diesel Particle Filter).

Filtr umieszczony jest na drodze przepływu spalin, tuż za katalizatorem wstępnym i składa się z dużej liczby rurek z zaślepionym końcem, które na swojej powierzchni mają sporo otworków o wielkości mniejszej niż cząsteczki sadzy. Podczas przepływu spalin filtr wyłapuje sadzę i stopniowo się nią wypełnia. Gdy czujniki ciśnienia wykryją graniczne zapełnienie filtra, sterownik podejmuje decyzję o rozpoczęciu procesu oczyszczania (przeciętnie co 200-1000 km jazdy). Poprzez zwiększenie dawki wtrysku podnoszona jest temperatura spalin - aż dojdzie do zapłonu sadzy (przy temperaturze rzędu 550-570 st. C).

Kłopot z zapłonem sadzy

Największym problemem w działaniu filtrów sadzy jest doprowadzenie do samozapłonu nagromadzonych cząsteczek stałych. Podczas normalnej pracy silnika spaliny w dieslu mają temperaturę rzędu 200 st. C. Tymczasem do zapłonu sadzy konieczne jest uzyskanie temperatury o 350 st. C wyższej.

Jednym z podstawowych sposobów podwyższania temperatury jest podniesienie dawki paliwa. Część producentów (np. VW czy Fiat) wykorzystuje do tego wtryskiwacze główne.

W innych rozwiązaniach (np. Toyota czy niektóre Renault) wykorzystywany jest dodatkowy wtryskiwacz, umieszczony w układzie wydechowym. Dodatkowe podniesienie temperatury umożliwia umiejscowienie bezpośrednio przed filtrem katalizatora, który silnie rozgrzewa się po zwiększeniu dawki paliwa.

Rozwiązaniem unikalnym jest stosowany przez koncern PSA do dnia dzisiejszego płyn ELOIS, który obniża temperaturę zapłonu sadzy i jest podawany do układu wydechowego.

Zaczynają się schody

Z pracą filtrów cząstek stałych nie ma zwykle problemów, dopóki samochód jeździ na dłuższych dystansach. Jednak wiele turbodiesli przemieszcza się przecież na krótkich odcinkach miejskich. Tu obciążenie silnika jest na tyle małe, że nie zawsze udaje się doprowadzić do zapłonu zgromadzonej sadzy.

Czasami pokonywany dystans jest zbyt krótki, aby dokończyć proces oczyszczania filtra. Jeżeli wyłączymy silnik zanim skończy się wypalanie sadzy - proces będzie inicjowany podczas następnej jazdy. I tak w efekcie przez długi czas wtryskiwacze podają ogromne ilości oleju napędowego, który niespalony może spływać po ściankach cylindrów do miski olejowej. Na dystansie kilku tysięcy kilometrów poziom oleju potrafi podnieść się o np. o 2 l.

Gdy zapala się kontrolka

Jeżeli kilka razy pod rząd nie uda się oczyścić filtra cząstek stałych, to sterownik silnika traktuje to jako usterkę i sygnalizuje błąd kontrolką na desce rozdzielczej (patrz ramka wyżej). Jeżeli oczyszczanie się nie powiedzie, wyświetla się zwykle komunikat o wyższym stopniu ważności i niezbędne jest odstawienie auta do serwisu i przeprowadzenie oczyszczania wymuszonego komputerem diagnostycznym (wprowadzenie silnika w tryb serwisowy). Procedurze wymuszonego oczyszczania filtra w serwisie zwykle towarzyszyć musi wymiana oleju silnikowego, gdyż jego stan podnosi się poprzez rozrzedzenie paliwem.

Czy usuwać filtr

Jeżeli podczas użytkowania samochodu często pojawia się problem z pracą filtra sadzy, to zwykle technicznie możliwe jest pozbycie się filtra. Jednak samo mechaniczne usunięcie filtra z układu wydechowego nie wystarczy - konieczne jest skorygowanie programu w sterowniku, aby nie sygnalizował błędu.

Koszt tego typu operacji to ok. 1000-1500 zł. Usługi wykonują głównie firmy zajmujące się chiptuningiem. Rozwiązaniem połowicznym jest usuwanie filtra i jednoczesne stosowanie tzw. emulatorów, oszukujących komputer silnika. Wtedy sterownik nadal uruchamia procedury oczyszczania filtra, którego przecież nie ma. Niestety, w niektórych modelach, np. Toyoty czy Mazdy, emulator jest jedynym dostępnym rozwiązaniem. Możliwe problemy: samochód po usunięciu filtra DPF (FAP) przestaje spełniać normę emisji Euro5. Taka zmiana w sensie formalnym powoduje utratę homologacji na samochód (także utratę gwarancji na silnik).

O tym pamiętaj

Mając auto z DPF (FAP) należy:

1. przynajmniej raz w tygodniu wykonywać jazdę na dłuższych odcinkach, z większym obciążeniem; 2. regularnie kontrolować poziom oleju silnikowego;

3. stosować wyłącznie oleje silnikowe niskopopiołowe (oznaczenia: "DPF" lub "Lo Saps");

4. przy częstych jazdach miejskich wymieniać olej nie rzadziej niż co 15 000 km;

5. nie parkować auta w trawie, gdyż z powodu wysokiej temperatury układu wydechowego istnieje ryzyko wywołania pożaru.

Marcin Klonowski