• Filtr cząstek stałych jest mechanicznym separatorem cząstek (węglowodorów i sadzy), które powstają w trakcie spalania paliwa.
• Przyczyną uszkodzenia DPF-ów może być także stosowanie niewłaściwego oleju.
• Uszkodzone wtryskiwacze mogą także przyczynić się do nieprawidłowej pracy filtra.
• Najczęstszą przyczyną problemów z filtrami jest przede wszystkim brak procesu samoregeneracji podczas użytkowania pojazdu.
• Za brak filtra cząstek stałych w pojeździe możemy zostać ukarani wysokim mandatem, nasz pojazd po okresowym przeglądzie technicznym nie zostanie dopuszczony do ruchu.

W przypadku filtrów cząstek stałych najczęstszą awarią jest ich zapchanie. Przyczynia się do tego jazda głównie w ruchu miejskim z częstym i gwałtownym przyspieszaniem na niskich obrotach.

Przyczyną uszkodzenia DPF-ów może być także stosowanie niewłaściwego oleju (powinno się używać specjalnych olejów do aut z filtrami DPF). Szybsze zapychanie się filtra może być też następstwem zużycia wtryskiwaczy, świec żarowych czy pierścieni tłokowych, uszkodzenia turbosprężarki lub przepływomierza powietrza, a nawet zbyt rzadkiej wymiany filtra powietrza.

Generalnie trzeba pamiętać, że filtr cząstek stałych jest częścią eksploatacyjną i jak wiele innych elementów w pojeździe zużywa się i wymaga wymiany. Producenci podają, że w pojazdach osobowych filtr jest do wymiany po przejechaniu średnio ok. 120–180 tys. km. Wszystkie awarie silnika, uszkodzenia uszczelki pod głowicą czy układu rozrządu mogą powodować usterki DPF-ów.

Samoregeneracja filtra DPF

Filtr cząstek stałych jest mechanicznym separatorem cząstek (węglowodorów i sadzy), które powstają w trakcie spalania paliwa. Niespalone węglowodory przedostają się ze spalinami do układu wydechowego, gdzie wyłapuje je  półprzepuszczalny wkład filtra. Spaliny w formie gazowej przechodzą przez jego porowate ścianki, natomiast wszystkie cząstki stałe są zatrzymywane. Oczywiście zatrzymywanie się cząstek stałych w filtrze powoduje zmniejszenie jego przepustowości, więc konieczne jest ponowne udrożnienie filtra.

Konieczność udrożnienia filtra określa się na podstawie pomiaru ciśnienia spalin przed filtrem i za nim. Jeśli różnica przekracza ustalone przez producenta granice, aktywuje się procedura regeneracji filtra cząstek stałych.

Regeneracja filtra cząstek stałych może mieć różny przebieg. Najczęściej filtr zlokalizowany jest tuż za turbosprężarką, więc jego temperatura stale jest na tyle wysoka, że w trakcie jazdy następuje samoczynne dopalanie zawartych w nim cząstek stałych.

Jeśli jednak limit cząstek zostanie przekroczony, sterownik silnika aktywuje procedurę regeneracji, która polega na dotrysku paliwa w momencie, kiedy zawór wydechowy danego cylindra jest otwarty. Paliwo, spalając się w układzie wydechowym, podnosi temperaturę filtra, co powoduje dopalenie zgromadzonych w filtrze cząsteczek. Niekiedy wtryskiwacz paliwa zamontowany jest w układzie wydechowym poza głównym systemem zasilania silnika.

W razie usterek silnika (np. uszkodzenia lub zużycia pierścieni tłokowych czy uszczelniaczy zaworowych) nadmierna ilość oleju przedostaje się do układu wydechowego ze spalinami. Powoduje to zatykanie filtra nagarami, które powstają z niecałkowitego spalenia oleju.

Niewielkie ilości oleju mogą się przedostać do układu wydechowego, nawet jeśli silnik jest sprawny, lecz wówczas zostają całkowicie spalone i nie powodują zatkania filtra. Aby filtr nie uległ zbytniej degradacji, silniki w niego wyposażone powinny być smarowane olejem o obniżonej zawartości związków fosforu i siarki, które tworzą popioły (low SAPS). Popiołów tych nie da się usunąć z filtra, podnosząc temperaturę, więc jego pojemność maleje i niemożliwa jest prawidłowa praca.

Uszkodzone wtryskiwacze mogą także przyczynić się do nieprawidłowej pracy filtra przez jego przegrzanie spowodowane zbyt dużą ilością paliwa. Przegrzanie filtra skutkuje nadtopieniem wkładu, a nawet spękaniem.

Procedura regeneracji filtra cząstek stałych

Aby zapobiec zapychaniu się filtrów DPF, producenci zaimplementowali dwie fazy regeneracji – aktywną i pasywną. Pasywna regeneracja następuje podczas jazdy ze stałą prędkością powyżej 60 km/h. Aktywna zaś – w momencie wykrycia przez  elektroniczny moduł sterujący silnika (electronic control unit – ECU) wzrostu ciśnienia spowodowanego zbyt dużą ilością sadzy. Uruchamia się wtedy proces wypalania, który pozwala na oczyszczenie filtra z sadzy. Niestety, to rozwiązanie ma również swoje wady.

Jeśli samochód jeździ głównie w mieście i na krótkich trasach albo nieprawidłowo działa jakikolwiek z elementów silnika i następuje zwiększona produkcja cząstek stałych, pasywna regeneracja nie będzie w stanie oczyścić filtra. W tym momencie samochód stale będzie uruchamiał procedurę aktywnej regeneracji, co również jest odczuwalne negatywnie przez samą turbosprężarkę.

Kiedy filtr DPF mocno się zatyka, rośnie ciśnienie zwrotne, co powoduje, że gazy spalinowe naruszają uszczelnienia turbosprężarki. Gorące gazy spalinowe zwęglają olej na uszczelnieniu, które powinno utrzymywać spaliny na zewnątrz turbiny, a olej w jej wnętrzu. W rezultacie pojawia się wyciek oleju, który smaruje turbosprężarkę.

Z biegiem czasu pojawia się dym, turbo zaczyna wydawać niepożądane odgłosy przy przyspieszaniu itp. Wyciekający olej sprawia, że filtr DPF blokuje się jeszcze bardziej oraz powoduje jeszcze większy wzrost ciśnienia zwrotnego. W ten sposób koło się zamyka, a działanie filtra DPF blokuje się lawinowo przez to, że jest on coraz bardziej zatkany.

Kiedy sterownik silnika wykrywa wzrost ciśnienia, zazwyczaj niestety jest już za późno. Uruchomienie trybu regeneracji aktywnej w tym momencie powoduje wzrost temperatury spalin i jeszcze większy wzrost ciśnienia zwrotnego. W ekstremalnych sytuacjach samochód może utknąć w fazie aktywnej regeneracji, co diametralnie skraca żywotność turbiny.

Paweł Żyliński z firmy Kaliński podkreśla, że powodów, dla których filtry cząstek stałych tracą swoją przepustowość (czyli „zapychają się”), może być kilka. Najczęstszą przyczyną problemów z filtrami jest przede wszystkim brak procesu samoregeneracji podczas użytkowania pojazdu.

W trakcie samoregeneracji dochodzi bowiem do spalania w wysokiej temperaturze szkodliwych związków, które powstają podczas pracy pojazdu. Żeby proces ten przebiegł prawidłowo, silnik musi pracować na wysokich obrotach, np. w trakcie jazdy na drodze ekspresowej. Zła mieszanka paliwa czy zły stan techniczny silnika pojazdu może również utrudniać pracę filtra.

Jeśli dojdzie do zapchania kanalików wkładu filtra DPF, skutecznym rozwiązaniem jest jego wymiana na nowy. Jest to sposób najlepszy, ale również najdroższy. Zdecydowanie tańszym, ale równie skutecznym rozwiązaniem jest regeneracja filtra.

W przypadku filtrów o bardzo zanieczyszczonych czy uszkodzonych wkładach należy wymienić wkłady na nowe. Mniej zanieczyszczone filtry można wypalić w specjalnym piecu, a w kolejnym kroku wydmuchać zanieczyszczenia.

– ostrzega Paweł Żyliński.

Nadal, chociaż już zdecydowanie rzadziej dochodzi do wycinania DPF-ów i nielegalnej ingerencji w układy wydechowe. Głównym powodem usuwania filtrów jest chęć uniknięcia sporych kosztów związanych z zakupem nowej części. W tym przypadku oszczędności są jednak pozorne, a „wycięcie problemu” ma swoje konsekwencje. Za brak filtra cząstek stałych w pojeździe możemy zostać ukarani wysokim mandatem, nasz pojazd po okresowym przeglądzie technicznym nie zostanie dopuszczony do ruchu, trudniej nam będzie go sprzedać. Wszystko to może wymusić konieczność ponownego montażu filtra, co będzie rozwiązaniem kosztowniejszym niż regeneracja starego filtra.