Filtr cząstek stałych wyłapuje szkodliwe cząstki poprzez swoje wąskie kanaliki, które zatrzymują te cząstki
Filtry cząstek stałych oznaczane są dwoma skrótami:
- FAP (filtre à particules)
- DPF (diesel particulate filter)
Filtr cząstek stałych wyłapuje szkodliwe cząstki poprzez swoje wąskie kanaliki, które zatrzymują te cząstki. Filtr ten w środku ma więc strukturę plastra miodu. Przeciętny diesel emituje około 50 mg cząstek stałych na każdy przejechany kilometr. Jak łatwo obliczyć, gdyby wszystkie te cząstki gromadzić w filtrze po 100 000 km zgromadziłoby się w nim 5 kg sadzy. Filtr musiałby podlegać wymianie co kilkadziesiąt kilometrów albo posiadać ogromne rozmiary. Dlatego opracowano metody regeneracji filtrów, które powodują oczyszczanie filtra. Regeneracja polega na wypalaniu cząstek sadzy, w skutek czego powstają mniej szkodliwe gazy. Niestety nie da się całkowicie zregenerować filtra poprzez wypalanie. Po wypaleniu powstaje niewielka ilość popiołu, która już na zawsze pozostaje we filtrze.
Gdy jego pojemność się kończy, komputer sterujący pracą silnika uruchamia tryb regeneracji. Skąd o tym wie? Przed i za filtrem znajdują się czujniki ciśnienia, które mierzą ciśnienie spalin. Jeśli różnica na wlocie i wylocie jest zbyt duża, następuje proces regeneracji. Zmieniają się parametry, zostaje podane dodatkowe paliwo.
Dzieje się tak z prostej przyczyny. W normalnych warunkach eksploatacji temperatura spalin jest zbyt niska, by spalić zalegającą w filtrze sadzę. Na jej wypalenie potrzeba 550–600 stopni Celsjusza, podczas gdy normalna temperatura spalin to około 150 stopni. Różnica jest ogromna i nie da się wytworzyć potrzebnej temperatury podczas jazdy. Poradzono sobie z tym problemem na różne sposoby.
Najczęściej stosuje się metodę dodatkowego wtrysku paliwa podczas suwu rozprężania i/lub wydechu. Paliwo przedostaje się do układu wydechowego i tam wytwarza wyższą temperaturę lub zapala się wcześniej i płomień tworzy temperaturę. Czasami wykorzystuje się katalizatory umieszczone przed DPF, które pomagają utleniać sadzę. Filtry montuje się wtedy tuż za turbosprężarką, by temperatura w filtrze była od razu możliwie wysoka.
Drugą popularną metodą, stosowaną przede wszystkim przez koncern PSA, jest działanie odwrotne, czyli obniżenie temperatury spalania sadzy o około 200 stopni Celsjusza za pomocą substancji chemicznych. Jest to zazwyczaj płyn obniżający temperaturę. Co jakiś czas trzeba go dolać do specjalnego zbiornika umieszczonego przy zbiorniku paliwa. Po zatankowaniu jest on dawkowany w odpowiedniej proporcji do paliwa. W tym wypadku również dochodzi do zmiany trybu pracy silnika w tryb regeneracji, ale obniżenie temperatury spalania sadzy pozwala na mniej agresywną dla silnika regenerację.
Jeszcze innym rozwiązaniem jest umieszczenie w filtrze dodatkowego wtryskiwacza paliwa. W momencie napełnienia filtra wtryskiwacz podaje dawki paliwa niezbędne do wypalenia sadzy. Podjęta zostanie próba dopalenia filtra.
Jeśli warunki zostaną spełnione, nie ma problemu. Jeśli nie, to silnik kilkukrotnie spróbuje wypalić sadzę w nadających się do tego okolicznościach, a jeśli się to nie uda i filtr zostanie całkowicie napełniony, na desce rozdzielczej zapali się stosowana kontrolka.
Skutek jest taki, że trzeba będzie odwiedzić serwis lub… hamownię. O ile pozwoli na to sama hamownia, proces dopalania przez odpowiednią jazdę można wykonać, stojąc w miejscu. W serwisie najczęściej stosuje się metodę polegającą na pracy silnika na wysokich obrotach przez kilkanaście minut. Niestety kilkukrotne próby wypalenia sadzy skutkują również innym zjawiskiem. Wtryskiwacze podają duże ilości paliwa, ale gdy warunki nie są spełnione, paliwo to spływa po ściance cylindra do układu smarowania. Niewielkie ilości nie zaszkodzą, ale duże powodują rozrzedzenie oleju, który później nie jest w stanie zapewnić odpowiedniego smarowania. W ekstremalnych sytuacjach (wielokrotne niedokończenie procesu regeneracji) najlepszym scenariuszem jest zatarcie turbosprężarki, a najgorszym zatarcie silnika. Zdarza się również, że ze względu na wysoką zawartość paliwa w oleju silnik może się „rozbiec”. Nie będę dokładnie opisywał tego przypadku ale możecie być pewni, że nie jest niczym miłym przebywanie w samochodzie który ma 5 tyś obrotów, nie da się zatrzymać pojazdu ani silnika pomimo tego, iż kluczyki są wyjęte ze stacyjki :-)
Usuwanie filtrów FAP/DPF
Usuwanie FAP/DPF jest najtańszą metodą pozbycia się problemów związanych z filtrem. Samo fizyczne wycięcie filtra jednak nie wystarczy. Komputer sterujący pracą silnika wykryje brak filtra i przełączy silnik w tryb awaryjny. Konieczna jest więc modyfikacja oprogramowania w sterowniku.
