Jak działają filtry cząstek stałych, dlaczego się psują?

Jak to działa?

Filtr cząstek stałych to element wydechu, metalowa puszka wypełniona specjalnym wkładem, który ma pochłaniać sadzę wydzielaną w znacznych ilościach podczas spalania oleju napędowego. Można by pomyśleć, że taki kawałek żelastwa nie może być bardzo skomplikowany.

Niestety DPF czy FAP, bo te skróty oznaczają właśnie filtr cząstek stałych, to urządzenia bardzo precyzyjne, delikatne i trudne w obsłudze. Sam filtr faktycznie nie jest specjalnym szczytem inżynierii, ale elektronika sterującą już tak. A to niestety oznacza, że łatwo o bardzo kosztowne w naprawie uszkodzenia. Dlaczego filtry cząstek stałych się psują?

Zobacz również: Jakie filtry są montowane we współczesnych samochodach?

Gdzie jest błąd?

Żeby zrozumieć naturę problemu musimy zacząć od sposobu działania filtra. Otóż przepływające przez gęstą siatkę spaliny zostawiają na niej drobiny sadzy. To substancja łatwo tworząca rakotwórcze związki, nie dziwi więc fakt, że padł pomysł, żeby ją eliminować. Co więcej jest sposób, żeby z sadzy został tylko dwutlenek węgla. Trzeba ją dopalić w temperaturze około 800 stopni Celsjusza. I to jest właśnie słaby punk DPF-ów.

Temperatura, która pozwoliłaby na utlenienie sadzy w układzie wydechowym za kolektorem już normalnie nie występuje. Filtry cząstek stałych zostały zatem tak zaprojektowane, żeby się powoli w sposób kontrolowany zapychać. Gdy już będą pełne trzeba sztucznie wytworzyć wyższą temperaturę spalin i przepalić filtr. Proste? W teorii do zrobienia, w praktyce uciążliwe, bardzo niewygodnie, nieekonomicznie i nieekologiczne.

Lepsze wrogiem dobrego

Żeby wytworzyć w wydechu temperaturę 800 lub więcej stopni podaje się zazwyczaj zwiększone dawki paliwa. Dodajmy, że są one nawet dwukrotnie większe niż normalnie, zatem spalanie i emisja spalin wzrasta nagle o 100 procent!

Najważniejsze jest jednak to, że przepalenie filtra trwa kilkanaście minut. Przez te kilkanaście minut nie wolno wyłączyć silnika, w dodatku trzeba utrzymywać obroty na stałym poziomie. To w warunkach miejskich po prostu niewykonalne. Przerwanie wypalania może natomiast skutkować unieruchomieniem auta wskutek błędu generowanego przez elektronikę sterującą. W najgorszym wypadku nawet trwałym uszkodzeniem filtra wartego bagatela kilka tysięcy złotych.

W dodatku producenci aut o tym wiedzą i sprytnie bronią się przez ciągłymi naprawami gwarancyjnymi zniszczonych filtrów. „Nie przestrzeganie zasad użytkowania” wystarczy, żeby nie uznać gwarancji, a że nie zawsze udaje się jechać przez co najmniej 15 kilometrów na 4 biegu z prędkością 60 km/h... Cóż - to już inna bajka.

Bardzo niepokojące w rozwoju technologii filtrów cząstek stałych jest również to, że było (i wciąż jest) już rozwiązanie, które pozwala na normalne korzystanie z diesla z filtrem.

To system FAP grupy PSA, który sam dodaje do paliwa specjalny odczynnik obniżający temperaturę spalania cząstek stałych. To powoduje, że nie ma konieczności dodatkowego wypalania sadzy, bo filtr nie zapcha się przez mniej więcej 150 – 160 tysięcy kilometrów. Potem i tak trzeba go bezwzględnie wymienić. Systematycznie co 35 tysięcy kilometrów trzeba też uzupełniać substancję redukcyjną.

Zobacz również: Jak działa układ recyrkulacji spalin?

Wadą pomysłu Francuzów jest zatem konieczność dodatkowej obsługi proekologicznej instalacji. To duży problem, dodatkowa obsługa = większe koszty i klient często świadomie rezygnuje z dbałości o przyrodę, decydując się na dbałość o własny portfel.

Dlatego większość koncernów postawiło na filtr cząstek stałych, który nie potrzebuje odrębnej obsługi mechanika. Niestety pogoń za rozwiązaniem samowystarczalnym, zakończyła się totalnym fiaskiem. Obecne systemy bez obsługowe obsługi nie wymagają jedynie w teorii.