Filtry cząstek stałych zagościły już na dobre w naszych samochodach. Ich obecność wymusiły coraz bardziej rygorystyczne normy emisji spalin. Czemu właściwie służą te filtry i jak należy je prawidłowo eksploatować?

Jaka jest historia filtrów cząsteczek stałych?

Warto wiedzieć, że filtry cząsteczek stałych zyskały popularność w latach 80. To właśnie wtedy stały się one częścią wysokoprężnej wersji Mercedesa klasy S typu W126, przeznaczonej na rynek USA. Już w latach 90. zaistniała możliwość kupna auta z silnikiem HDi wyposażonym opcjonalnie w FAP.

W 2005 roku wprowadzono wspomnianą norma Euro 4. To właśnie ona ostatecznie przypieczętowała wymuszenie stosowania filtrów. Mimo to niektórzy producenci obeszli jeszcze ten wymóg. Dopiero w 2009 roku norma Euro 5 sprawiła, że musiały one zostać na stałe wprowadzone do wszystkich samochodów. Ponadto najnowsza norma Euro 6d-temp określa, że filtr cząsteczek stałych to niezbędne wyposażenie aut z silnikami benzynowymi, szczególnie tych z bezpośrednim wtryskiem paliwa.

Czym są filtry cząsteczek stałych (DPF)?

Filtr cząstek stałych – już sama nazwa jasno wskazuje na jego przeznaczenie. Zastosowanie tego elementu ma na celu ograniczenie emisji szkodliwych składników spalin do atmosfery. Zbierają one między innymi sadzę i niespalone węglowodory. Chociaż przyjęło się, że filtrów cząstek stałych kierowcy nie lubią, to powinni oni docenić ich rolę w dbaniu producentów o nasze zdrowie.

Cząstki stałe emitowane do atmosfery przez silniki wysokoprężne osiągają bardzo duże stężenia szczególnie w miastach, czyli w miejscach, do których diesle się nie nadają. Pierwszym krytycznym momentem jest rozruch zimnego silnika. Dlatego tak ważny jest nie tylko filtr DPF czy FAP, ale i stosowanie downsizingu. Redukcja pojemności skokowej silnika wiąże się także z ograniczeniem jego gabarytów i masy. Co za tym idzie – dużo łatwiej się rozgrzewa. Dzięki temu okres pracy w temperaturze odległej od roboczej jest ograniczony do minimum.

Innym krytycznym dla emisji cząstek stałych momentem jest mocniejsze naciskanie gazu na niskich obrotach. Do tego niestety często zachęcają nas sami producenci, zalecając jazdę w dolnym zakresie prędkości obrotowych silników.

Jak jest zbudowany filtr cząsteczek stałych?

DPF zbudowany jest w formie podłużnych tuneli otwartych tylko z jednej strony. Są one tworzone przez siatkę, stanowiącą właściwą powierzchnię filtrującą. Do połowy z kanałów z jednej strony wlatują spaliny nieoczyszczone. Ponieważ drugi koniec jest zatkany, wymuszane jest przejście gazów przez filtr do kanałów otwartych na wylocie. W ten sposób od gazów oddzielane są cząstki stałe. Dodatkowo cały moduł wyposażony jest w czujniki ciśnienia, które pozwalają oszacować, jak bardzo zapchany jest filtr. Na wylocie montowana jest też sonda lambda, dzięki której możliwa jest analiza jakości spalin.

Dla prawidłowej eksploatacji filtra cząstek stałych istotny jest dobry stan silnika. Jeśli nie dbamy o jednostkę napędową, mamy nieszczelny układ dolotowy czy nieprawidłowo działający układ wtryskowy, możemy doprowadzić do szybkiego zapchania DPF-u. Silnik mocno wyeksploatowany będzie generował większą ilość sadzy.

Wypalanie zapchanego filtra

Największym problemem jest jednak nieprawidłowe wypalanie zapchanego filtra. Idealnie byłoby, gdybyśmy regularnie jeździli naszym dieslem przynajmniej po trasach ekspresowych, najlepiej autostradach. Wtedy silnik może pracować w ustalonych warunkach przez kilkanaście minut i w tym czasie skutecznie wypalić sadzę. Jest to proces, który wymaga temperatury wielokrotnie większej niż ta, która standardowo panuje w filtrze (nawet do 600 stopni Celsjusza w stosunku do standardowych około 150 stopni).

Mniej problematyczne jest wypalanie filtra, w którym zamiast podwyższać temperaturę pracy przez dodatkowe dawki paliwa podawane na odpowiednim suwie silnika, obniża się temperaturę spalania sadzy z pomocą dodatków chemicznych. Wtedy nie ma konieczności podróżowania z większymi prędkościami. Nie zmienia to faktu, że zalecana jest jazda z ustabilizowaną prędkością obrotową silnika, co w mieście jest niewykonalne.

Bez względu na rodzaj filtra znajdującego się w naszym pojeździe, powinniśmy zadbać o to, by regularnie wykonać jego dopalanie. Dzięki temu unikniemy nie tylko jego całkowitego zapchania, ale także tak skrajnych sytuacji jak zatarcie turbosprężarki czy nawet silnika. Mogłoby to skutkować poważnymi awariami, a nawet wypadkami drogowymi. Jeśli już o tym wspominamy, warto dla bezpieczeństwa wykupić ubezpieczenie assistance, które jest dodatkowym udogodnieniem i zabezpieczeniem dla kierowców. Towarzystwa ubezpieczeniowe często świadczą pomoc 24 godziny na dobę oraz udostępniają assistance zarówno do pakietów OC, jak i OC wraz z AC.  

Filtr DPF a FAP

Warto wiedzieć, że na rynku można spotkać oprócz DPF, filtr FAP. Różnią się one sposobem oczyszczania z sadzy. Filtry FAP są zwane mokrymi i to domena francuskiego koncernu PSA. Te urządzenia obsługowe wymagają do działania systematycznego uzupełniania specjalnego płynu. Jego zadaniem jest zmniejszanie temperatury zapłonu sadzy.

Płyn jest umieszczony w kilkulitrowym zbiorniku obok baku paliwa i jest dodawany automatycznie do baku w trakcie tankowania. Całym procesem steruje komputer. To on na podstawie wzrostu paliwa szacuje, ile płynu powinno zostać uzupełnione. Wypalanie sadzy następuje już w temperaturze około 300 stopni Celsjusza.

Nie da się ukryć, że filtry cząsteczek stałych DPF są nowocześniejsze. Zwane suchymi, są bardziej przyjazne i mniej problematyczne niż ich mokre odpowiedniki. Ponadto są one bezobsługowe. Mimo wszystko generują problem z osiągnięciem temperatury do wypalania ponad 500 stopni Celsjusza. W jeździe miejskiej bywa to kłopotliwe.

Jak przedłużyć życie filtra cząsteczek stałych DPF?

Przede wszystkim, jak już wspomnieliśmy, dla filtra DPF bardzo korzystna jest jazda poza miastem. Warto więc od czasu do czasu wybrać się na drogę pozamiejską i poruszać się z większą prędkością. W ten sposób unikniesz zapchania filtra cząsteczek stałych. Objawy zapchanego DPF nie są od razu widoczne, dlatego lepiej zapobiegać, niż leczyć.

Jeśli jednak do tego dojdzie prędzej czy później zaobserwujesz zwiększone obroty biegu jałowego, poczujesz szarpanie podczas dodawania gazu lub  woń spalin w trakcie postoju. Nierzadko do objawów należą również obniżenie mocy silnika, utrata parametrów oleju silnikowego, zwiększone zużycie paliwa oraz liczne błędy w pamięci komputera pokładowego.

Jeśli tylko zauważysz niepokojące sygnały, jak najszybciej się udaj do specjalistów. Wykwalifikowani mechanicy będą w stanie sprawnie zażegnać problem. Specjaliści odradzają też usuwanie filtra cząsteczek stałych. W niektórych krajach nie można wjechać bez tego elementu. Ponadto jest on niezbędny do przeprowadzenia prawidłowego przeglądu.