Do głównych zadań filtrów cząstek stałych, początkowo montowanych głównie w silnikach Diesla, a dziś coraz częściej spotykanych również w jednostkach benzynowych, należy „wyłapywanie” cząstek stałych z gazów spalinowych. Na masową skalę filtry DPF zaczęły pojawiać się w samochodach z silnikami wysokoprężnymi w połowie ubiegłej dekady wraz z wprowadzeniem normy emisji spalin Euro 4. Diesle bez tego rozwiązania nie były w stanie spełnić narzuconych wówczas poziomów emisji zanieczyszczeń.

Początkowo nikt nie przewidywał, że skrót DPF stanie się dla właścicieli aut wyposażonych w taki filtr synonimem problemów. Kiedy jednak pierwsze diesle „dorobiły się” przebiegów rzędu 200 tys. km, a używane głównie w ruchu miejskim – 50–100 tys. km, mniej więcej około 2010 r. do warsztatów zaczęły trafiać coraz częściej auta, w których zdiagnozowano problemy z filtrem DPF, a coraz więcej osób zaczęło poszukiwać aut używanych bez fabrycznego filtra. Dodajmy, że zapchany filtr może przyczynić się do spadku mocy silnika, jego nierównej pracy, dławienia się czy przejścia w tryb awaryjny.

Jak wyjaśnia Piotr Mosioł z firmy Recon, filtry DPF przysporzyły wielu problemów użytkownikom i producentom aut. W zależności od sposobu zwiększania temperatury w układzie wydechowym i samym filtrze często powodowały podnoszenie stanu oleju silnikowego. Przyczyną był dotrysk paliwa w suwie wydechu, które, spływając po ściankach cylindra do miski olejowej, powodowało rozrzedzenie oleju i pogorszenie jego jakości. Eksploatacja silnika ze zbyt dużą ilością niskojakościowego oleju skutkowała jego uszkodzeniem.

Prawidłowo eksploatowany filtr DPF jest bardzo trwały i może służyć setki tysięcy kilometrów, jeżeli jest okresowo serwisowany. Niestety producenci samochodów nie przewidzieli procedury czyszczenia filtrów, a na pewno nie informowali o niej kierowców. Nawet stacje ASO nie mają okresowych procedur czyszczenia, a przecież DPF jest tylko filtrem i nawet zastosowanie olejów LOW SAPS czy dodatków, takich jak tlenek ceru, spotykanych w płynach typu Eolys powoduje jedynie zmniejszenie ilości popiołów, a nie ich wyeliminowanie. Objawami zanieczyszczenia filtra DPF są zmniejszenie jego pojemności i możliwości akumulacji sadzy. Skutkuje to koniecznością częstszego przeprowadzenia regeneracji (np. auto nowe co 500 km, a z zapchanym filtrem – co 300 km, a nawet częściej). Zlekceważenie zanieczyszczenia filtra DPF i zmniejszenie jego pojemności powodują wzrost ciśnienia przed filtrem i zmniejszenie możliwości odprowadzania ciepła, a w konsekwencji przy wejściu w tryb serwisowej regeneracji – przekroczenie maksymalnej temperatury i stopienie filtra. W takim przypadku konieczna jest jego wymiana.
Czynniki, które wpływają na zużycie filtra cząstek stałych to:

  • jazda na krótkich odcinkach uniemożliwiająca przeprowadzenie procedury wypalania,
  • niska temperatura otoczenia (zima, strefa klimatyczna),
  • niestosowanie się do zaleceń producentów i używanie olejów niskopopiołowych LOW SAPS,
  • zużywanie się silnika (duże przebiegi),
  • użycie agresywnej chemii podczas regeneracji.

 

Rynek wykreował wiele alternatywnych rozwiązań, które pozwalają uniknąć zakupu nowego filtra cząstek stałych w przypadku jego zapchania, a tym samym konieczności wydatku rzędu kilku tysięcy złotych.

 

 

 


Adam Kujawski, REGENERUJ.pl

Wymiana czy regeneracja?

Wprawdzie producenci samochodów przewidzieli procedurę czyszczenia filtra DPF (wypalania zgromadzonych w nim resztek sadzy), która, przynajmniej w teorii, miała zagwarantować bezproblemowe użytkowanie auta z tym rozwiązaniem, jednak w zderzeniu z rzeczywistością okazało się, że te założenia często się nie sprawdzały. Wynika to m.in. z tego, że wielu kierowców porusza się głównie w miastach, nie przestrzega procedur dotyczących czyszczenia DPF-a, a użytkowane auta są w kiepskim stanie technicznym. Wpływ na żywotność filtra mają również złej jakości oleje oraz paliwo.

Niestety, problemy z wypalaniem filtra skutkują tym, że przyspiesza się jego degradacja i finalnie właściciel samochodu staje przed koniecznością podjęcia ważnej decyzji, bowiem zakup nowego filtra DPF to dość spory wydatek sięgający co najmniej kilku tysięcy złotych. Dla wielu posiadaczy kilku- czy kilkunastoletnich aut taka kwota jest nie do zaakceptowania.

Niegdyś najpopularniejszym sposobem pozbycia się problemu DPF-a było siermiężne wycięcie filtra. – Patent ten był skuteczny, o ile udało się znaleźć fachowca potrafiącego rzetelnie wprowadzić zmiany w ECU silnika – mówi Adam Kujawski z REGENERUJ.pl. – Metoda ta odchodzi jednak do lamusa, gdyż wiąże się z konsekwencjami prawnymi. A poza tym świadomość proekologiczna wśród kierowców także ostatnio znacząco się zwiększyła.

Jak dodaje Paweł Matuszewski z Ekologiczneauto.pl, samochody z usuniętym DPF-em przechodzą badanie techniczne, ponieważ stacje kontroli pojazdów często nie mają odpowiednio dokładnych urządzeń do pomiaru emisji zanieczyszczeń w spalinach. Diagnosta powinien zwrócić uwagę na obecność sadzy w rurze wydechowej pojazdu, co może świadczyć o usunięciu monolitu filtra cząstek stałych lub jego uszkodzeniu. Powinien też sprawdzić, czy nie ma śladów ingerencji na obudowie filtra, np. w postaci nieoryginalnych spawów. – Jest to dla diagnosty łatwa sprawa, jeśli filtr DPF jest umiejscowiony w widocznym miejscu. W przypadku filtrów znajdujących się w komorze silnika jest to już znacznie utrudnione i wymaga wnikliwości oraz zaangażowania ze strony diagnosty – mówi Paweł Matuszewski. – Może być to jednak fałszywy trop ze względu chociażby na to, że nieoryginalne spawy mogą być pozostałością po regeneracji filtra.

Jeśli diagnosta zauważy powyższe rzeczy, pozostaje mu tylko sprawdzenie stanu faktycznego przez zajrzenie do wnętrza obudowy filtra za pomocą kamery inspekcyjnej z sondą, co jednak wymaga wcześniejszego odkręcenia jednego z czujników przy filtrze DPF.

Nie chcąc łamać przepisów, pozostają zatem metody regeneracji. Tutaj alternatywy są dwie: rozcięcie stalowej obudowy DPF-a i wymiana samego wkładu ceramicznego na zamiennik bądź wyczyszczenie oryginalnego wkładu. Profesjonalna wymiana samego wkładu na zamiennik wiąże się z kosztami rzędu 1000-2500 zł w zależności od rodzaju filtra i zastosowanego wkładu. – Niestety, kwestia jakości wykonania takiego zamiennika pozostaje pod wielkim znakiem zapytania. Na azjatyckich targach wystawiający się tam producenci takich rdzeni z trudem odpowiadali nam na pytania dotyczące zawartości metali szlachetnych i rodzaju ceramiki stosowanej przy produkcji tych elementów, a o normach emisji spalin Euro wiedzieli tyle co nic. Na pewno żaden z nich nas nie przekonał – dodaje Adam Kujawski.

Różne techniki czyszczenia filtrów DPF

Drugą alternatywą jest czyszczenie/regeneracja oryginalnego wkładu. Metod jest tu kilka: procedura wymuszonej regeneracji, czyszczenie za pomocą dodatków chemicznych, czyszczenie ultradźwiękami, wypalanie piecowe, czyszczenie pneumatyczne i czyszczenie hydrodynamiczne.

Wszystkie metody czyszczenia są chwalone przez osoby oferujące je na rynku napraw. Jednak należy pamiętać, że filtr cząstek stałych w trakcie procesu produkcyjnego pokrywany jest warstwą aktywną zmniejszającą temperaturę utleniania węgla. Stężona chemia czyszcząca niszczy bezpowrotnie warstwę aktywną, co prowadzi do gorszego podtrzymywania regeneracji filtra. Oczywiście struktura filtra pozostanie nienaruszona i po takim zabiegu także utrzymane będą ciśnienia i ciśnienie różnicowe, jednak sam proces regeneracji nie będzie przebiegał już prawidłowo. Nieodpowiednio dobrana chemia usuwa z warstwy katalitycznej takie metale jak platyna, rod czy pallad oraz matowi powierzchnię filtra.

Procedura wymuszonej regeneracji – za pomocą testera diagnostycznego w ECU silnika stwarza się warunki, w których temperatura spalania zwiększa się na tyle, że sadza w filtrze ulega spopieleniu. – Jest to stosunkowo tania metoda (100–250 zł), jednak skuteczna tylko na chwilę, gdyż popiół nadal zalega wewnątrz filtra, a uzyskane warunki spalania bogatszej mieszanki na podwyższonych obrotach na pewno nie wpływają dodatnio na żywotność silnika. Konsekwencją częstego dopalania jest także rozrzedzanie oleju silnikowego – tłumaczy Adam Kujawski.
Czyszczenie za pomocą dodatków chemicznych – do wnętrza filtra aplikuje się środek chemiczny celem rozpuszczenia sadzy, a następnie uruchamia się procedurę wymuszonej regeneracji. Skuteczność tej metody, której koszt waha się w granicach 200–400 zł, jest porównywalna z poprzednią, jednak znacząco rośnie ryzyko uszkodzenia wkładu filtra przez agresywną chemię.

Czyszczenie ultradźwiękami – zanurzony w roztworze myjącym DPF poddawany jest procesowi kawitacji, w którym powstające mikropęcherze próżniowe powodują odrywanie cząsteczek zanieczyszczeń wewnątrz filtra. Konieczny demontaż filtra zwiększa koszty tej techniki czyszczenia. – Jest to metoda skuteczna pod warunkiem kilkukrotnego mycia z naprzemiennym przedmuchiwaniem sprężonym powietrzem – wyjaśnia przedstawiciel REGENERUJ.pl. – Jednak konieczność przedmuchiwania sprawia, że jest ona dość brudna i czasochłonna, przez co niechętnie wykonywana przez firmy zajmujące się myciem ultradźwiękami – dodaje.

Wypalanie w piecu – umieszczenie monolitu filtra DPF w piecu indukcyjnym i poddawanie go obróbce cieplnej przez kilka do nawet kilkunastu godzin; metoda ta jest relatywnie skuteczna, jednak wymaga połączenia jej z czyszczeniem pneumatycznym, gdyż po procesie wypalania trzeba wydmuchać wszystkie spopielone zanieczyszczenia. Niestety, skomplikowany proces takiej regeneracji spowodowany koniecznością demontażu DPF-a i rozcięcia stalowej obudowy celem wymontowania rdzenia zwiększa koszt usługi do 800–1400 zł.

Czyszczenie pneumatyczne – strumień powietrza kierowany jest bezpośrednio do pojedynczych kanalików rdzenia, wydmuchując zalegające w nich złogi. Często wdmuchiwane powietrze łączy się z dotryskiem detergentu. Niestety rdzeń trzeba wcześniej wydobyć ze stalowej obudowy, co wiąże się z rozcinaniem jej, a potem zespawaniem. – Metoda ta jest pracochłonna: trzeba zebrać zanieczyszczenia z rury wylotowej maszyny do pojemnika, a później je zutylizować – wyjaśnia Piotr Mosioł z Recon. Koszt usługi waha się w granicach 600–1400 zł.

Największą skuteczność spośród różnych technik czyszczenia filtra DPF uzyskujemy w metodzie parowej bez detergentu, o ile regularnie serwisujemy nasze auto. Profilaktyczne czyszczenie nie wpływa w żaden sposób na skrócenie trwałości filtra, a wręcz może ją wydłużyć.

 

 

 

Piotr Mosioł, Recon, ecodpf.net

Czyszczenie hydrodynamiczne – proces wykonywany jest w specjalnie do tego celu stworzonej maszynie. Urządzenie działa na zasadzie obiegu zamkniętego, w którym gorąca woda ze specjalnym roztworem jest przepompowywana przez filtr. Przez „mycie” filtra zarówno od strony wlotowej, jak i wylotowej sadza i popiół są wypłukiwane z kanalików rdzenia, co przywraca drożność przepływu spalin. Po czyszczeniu mokrym filtr jest poddawany suszeniu gorącym powietrzem. Metoda ta jest dość szybka (45–90 minut) i stosunkowo bezpieczna dla rdzenia filtra DPF. Warunkiem jest zastosowanie odpowiedniej chemii oraz ciśnienia wody i powietrza. Filtr należy zdemontować z auta, jednak nie ma konieczności jego rozcinania. Cena usługi wynosi 400–800 zł.

Czyszczenie parą wodną – metoda parowo-pulsacyjna – polega na przedmuchiwaniu filtra pulsacyjnie parą wodną pod wysokim ciśnieniem, podobnie jak w metodzie czyszczenia powietrzem. – Z uwagi na wysoką temperaturę, która jest katalizatorem reakcji chemicznych, przy zastosowaniu detergentu uzyskuje się najwyższą moc czyszczenia w stosunku do czasu, a z uwagi na brak suszenia usługa może być wykonana „od ręki” – tłumaczy Piotr Mosioł.

Jak łatwo zauważyć, dwie pierwsze z wyżej wymienionych metod czyszczenia filtrów są raczej doraźnymi środkami, które wprawdzie pozwolą awaryjnie przywrócić poprawne działanie systemu DPF, ale problem prędzej czy później na pewno powróci. Znacznie skuteczniejsze są metody czyszczenia ultradźwiękami, piecowa czy hydrodynamiczna, jednak ogromne znaczenie dla poprawności przeprowadzenia takiej usługi ma oczywiście czynnik ludzki, czyli odpowiednia diagnostyka filtra i staranność realizacji procesu czyszczenia.

– Często przynoszone do naszej firmy filtry są na tyle uszkodzone mechanicznie (pęknięcia i nadtopienia rdzenia), że przywrócenie ich drożności byłoby po prostu niemożliwe – mówi Adam Kujawski. – W naszej firmie stosujemy hydrodynamiczną metodę czyszczenia DPF-ów. Jeśli nikt wcześniej nie próbował metodami chałupniczymi poradzić sobie z zapchanym filtrem i nie został on w żaden sposób uszkodzony, przywrócenie wartości bardzo bliskich fabrycznym jest jak najbardziej realne. Naszym klientom zalecamy programowanie DPF-a jako nowego i o ile winną zapchanego filtra nie była uszkodzona turbosprężarka albo np. wadliwe działanie układu wtryskowego, nie mamy sygnałów o powrocie problemu. Pierwsze DPF-y czyściliśmy tą metodą ok. 4 lata temu i od tego czasu grono mechaników uznających ją za skuteczną stale się powiększa, utwierdzając nas w przekonaniu, że ta metoda ma najlepszy stosunek jakości do ceny.

Procedura czyszczenia parą wodną jest metodą innowacyjną, polegającą na przedmuchiwaniu filtra przegrzaną parą wodną. Jest to zabieg bezpieczny dla warstw katalitycznych, a dodatkowo zapewnia wysoką jakość czyszczenia przez utrzymanie wyższej niż w przypadku płukania wodą temperatury pracy. Para skutecznie usuwa sadzę, emulguje oleje i wydmuchuje popioły oraz wszystkie zanieczyszczenia pochodzące z paliw i zużywającego się silnika.

Auta z usuniętym filtrem cząstek stałych w większości przypadków bez problemu przechodzą  badania techniczne. Jest to skutek niewielkiej dokładności urządzeń służących do pomiaru emisji szkodliwych substancji  w spalinach.

 

 

 

Paweł Matuszewski, Ekologiczneauto.pl

Niewielka wilgotność powoduje kilkudziesięciokrotne zmniejszenie zużycia wody, a zastosowanie filtra-ociekacza eliminuje powstawanie technicznych ścieków wodnych i konieczność ich badania.

Proces czyszczenia pulsacyjnego w temp. 180°C trwa 5–10 minut, a suszenie przegrzaną parą wodną – kolejne 5 minut, gdyż po czyszczeniu właściwym pozostaje bardzo mała ilość skroplonej wody. Do dyspozycji mamy wytwornicę pary o mocy 350 kW. Z uwagi na konieczność chłodzenia kondensatora pary przy podłączeniu do instalacji możemy odzyskać energię w postaci ciepła, przydatną szczególnie w okresie grzewczym.

Przy rutynowym czyszczeniu nie ma potrzeby stosowania detergentów. Natomiast istnieje możliwość dotrysku detergentu na najcięższe zabrudzenia.

Przy standardowym czyszczeniu bez użycia detergentów nie ma żadnego ryzyka uszkodzenia warstw katalitycznych, a dzięki pomiarowi różnicy ciśnień jesteśmy w stanie mierzyć skuteczność czyszczenia i podjąć decyzję odnośnie stosowania dodatkowych środków chemicznych.

– Zanieczyszczenia powstałe podczas procesu są odfiltrowywane w worku-ociekaczu i mają postać pyłu, który można składować na palecie, a następnie oddać firmom zajmującym się utylizacją odpadów. Po odseparowaniu zanieczyszczeń jest bardzo mało i liczone są w dekagramach na filtr – dodaje Piotr Mosioł.

Tabela 1. Porównanie metod regeneracji filtrów DPF

Metoda

Para wodna

Wypalanie w piecu

Wodno-chemiczna

Powietrzno-chemiczna

Maksymalna temperatura czyszczenia [°C]

180

650

70

jak temperatura powietrza

Ingerencja w obudowę filtra

brak

cięcie i spawanie, ryzyko niewłaściwego cięcia i spawania, nieestetyczny wygląd po naprawie

brak

brak

Czas czyszczenia

10–15 min

4–6 h, konieczność wydmuchania popiołów i zanieczyszczeń po wypalaniu

40–60 min

powyżej 60 min

Konieczność suszenia

niepotrzebne z uwagi na wysoką temperaturę procesu

niepotrzebne z uwagi na wysoką temperaturę procesu

ok. 30 min w zależności od mocy suszarki i dmuchawy

brak

Usuwanie sadzy

bardzo dobre

bardzo dobre

dobre

średnie

Usuwanie oleju

bardzo dobre

brak (konieczność użycia dodatkowej metody)

słabe

słabe

Usuwanie popiołu

bardzo dobre

brak (konieczność użycia dodatkowej metody)

bardzo dobre

bardzo dobre

Użycie środków chemicznych

w zależności od stopnia zabrudzenia

w przypadku zabrudzenia olejem

zawsze

zawsze

Cena

w zależności od polityki firmy

w zależności od polityki firmy

w zależności od polityki firmy

w zależności od polityki firmy

Warto mieć świadomość, że choć na rynku producenci maszyn do regeneracji filtrów DPF wyrastają ostatnio jak grzyby po deszczu, podobnie jak warsztaty oferujące tego typu usługi, to jednak brak doświadczenia w tym obszarze, nieodpowiednie maszyny i eksperymentowanie z niewłaściwą chemią do czyszczenia filtrów mogą niestety przynieść odmienne od zakładanych skutki.