Filtr cząstek stałych DPF - wypalanie sadzy na różne sposoby

Jak zbudowany jest DPF i dlaczego wypalanie sadzy jest tak ważne?

Chęć dążenia za wymogami i normami emisji spalin sprawił, że wygląd filtrów nie mógł być zbyt okazały. To znaczy, że ich konstrukcja jest filigranowa, a są to najczęściej niewielkie puszki, które bardzo szybko się zapełniają. Kiedy nie uda się usunąć sadzy ze środka, samochód zaczyna funkcjonować nieprawidłowo, a efektem może być na przykład stopienie się tłoków w silniku.

Puszka filtra jest zbudowana z niewielkich, wąskich kanalików o porowatej strukturze. Są zwykle pokryte platyną, co powoduje, że cząsteczki sadzy osiadają na ściankach i nie przedostają się do środowiska. W normalnych warunkach następuje wypalenie sadzy w filtrze DPF i praca całego układu może zacząć się na nowo. Niestety nie zawsze mamy idealne warunki.

Przede wszystkim sadza pali się w bardzo wysokich temperaturach, około 600-700 stopni Celsjusza. Normalna temperatura w tym miejscu układu, na przykład przy klasycznej jeździe miejskiej, to do 200 stopni. Oznacza to, że sadza nie ma jak się wypalić i potrzebna jej pomoc. Stosuje się na przykład dodatkowy wtryskiwacz, by paliwo trafiało także do DPF-a. Wymaga to jednak odpowiedniego stylu jazdy.

Regeneracja pasywna w filtrze cząstek stałych

Podstawową regeneracje filtra jest ta pasywna. DPF wyłapuje cząsteczki sadzy i w odpowiednim momencie, w sytuacji gdy zachodzi taka potrzeba, po prostu je wypala, zwiększając temperaturę wewnątrz urządzenia. Zależnie od modelu może to przebiegać różnie, ale jest dokonywane przede wszystkim podczas jazdy, bez ingerencji ze strony kierowcy.

A przynajmniej tak się wydaje, bo jedynym, co powinien zrobić kierowca, to nie przyspieszać, nie zwalniać i nie zatrzymywać auta. Do tego regeneracja pasywna i wypalenie sadzy w filtrze DPF mogą odbyć się, gdy auto porusza się z prędkością przynajmniej 70 km/h i gdy auto nie pracuje na bardzo wysokich obrotach. Najlepiej jechać przez kilkanaście minut w okolicach obrotów 3300, poza miastem.

Nie każdy ma jednak taką możliwość, by co jakiś czas wyjeżdżać na takie drogi. Jeśli samochód jest używany głównie po mieście, jako środek transportu dowożący do pracy, to wówczas może dojść do nadmiernego nagromadzenia się sadzy. Jeśli przekroczy się dany pułap, filtr się zapcha, przez co nie będzie można normalnie używać auta.

Regeneracja aktywna podczas postoju

To jednak nie koniec, bo samochody z silnikami wysokoprężnymi mają jeszcze drugą opcję usunięcia nagromadzonej sadzy. To tzw. regeneracja aktywna, czyli wypalenie sadzy w filtrze DPF w trybie stacjonarnym. Samochód sam zakomunikuje kierowcy, że istnieje potrzeba odetkania filtra, a następnie zacznie przygotowywać całą operację.

Odbywa się ona podczas postoju i w tym czasie nie wolno ruszać ani gasić silnika. Plusem jest to, że nie trzeba korzystać z serwisu i jeśli wypalanie się powiedzie, to jednostka napędowa będzie mogła działać dalej bez przeszkód. Dzięki umiejscowionym w różnych miejscach układu sondom i czujnikom pojazd sam będzie wiedział, kiedy jest jeszcze szansa na użycie regeneracji aktywnej.

Czym jest ten proces? To wymuszone czyszczenie poprzez dotrysk odpowiedniej ilości oleju napędowego. Niestety wiąże się to z ryzykiem. Przede wszystkim wtrysk dodatkowego paliwa może spowodować, że – gdy nie uda się wypalić sadzy – dojdzie do spłynięcia oleju i rozrzedzenia oleju silnikowego, przez co ten straci swoje właściwości chłodzące. W efekcie zbyt wysoka temperatura na tłokach i w wielu innych miejscach układu napędowego spowoduje, że elementy zaczną się topić.

Wizyta w serwisie lub na hamowni – regeneracja wymuszona

Duża część samochodów ma jednak odpowiednie czujniki, przez co nie dopuszcza do zniszczenia jednostki napędowej. Jednak w takiej sytuacji konieczna będzie wizyta u mechanika lub na hamowni. Ta druga opcja nie daje jednak gwarancji, że wypalenie się uda. Jest to rozwiązanie podobne do regeneracji aktywnej.

Wymuszone wypalanie sadzy w filtrze DPF odbywa się u mechanika, w warunkach serwisowych. Komputer diagnostyczny wysyła sygnał do sterownika, by włączyć procedurę. Zaczyna się od etapu rozgrzewania, potem przechodzi w dotrysk wypalający, a następnie w wygaszanie. Cały proces trwa w przybliżeniu kilkanaście minut.

Co ważne, właściwy przebieg jest umożliwiony dzięki temu, że praca silnika jest zmodyfikowana. W suwie wydechu dodaje się wtrysku paliwa, dzięki czemu olej napędowy nie może się spalić, bo brakuje mu ciśnienia. Zostaje wyrzucony przez zawór na zewnątrz i tak trafia do filtra DPF. W ten sposób rośnie temperatura i regeneracja wymuszona filtra jest możliwa.