Filtr cząstek stałych – niewielkie urządzenie, wielki wpływ na czystość powietrza

Czym są cząsteczki stałe w powietrzu? 

W miastach w czasie największego natężenia ruchu drogowego w powietrzu unosi się wiele zanieczyszczeń, w tym cząstek stałych. Ich głównym źródłem są silniki zasilane olejem napędowym (diesel). Cząsteczki stałe to nic innego, jak sadza, która jest trująca. Nie widać jej gołym okiem, ale szybko przedostaje się do układu oddechowego człowieka, skąd przeniknąć może do układu krwionośnego. Nadmierna ekspozycja organizmu na cząstki stałe powoduje, że rośnie ryzyko zachorowania na nowotwór.

Filtr cząsteczek stałych a normy emisji spalin

By zmniejszyć ilość cząsteczek stałych w powietrzu, wprowadzono normy emisji spalin, które ograniczyły wielokrotnie ilość cząsteczek sadzy w atmosferze. Żeby im sprostać, producenci samochodów musieli zacząć filtrować spaliny. W latach 90. Francuzi na szeroką skalę zaczęli stosować filtry cząstek stałych. Kiedy w 2005 roku wprowadzono normę Euro 4, wymusiła ona stosowanie filtrów właściwie we wszystkich nowo produkowanych samochodach. Nieużywanie takich rozwiązań zlikwidowała norma Euro 5, która weszła w życie w 2009 roku.

Najnowsza norma Euro 6d-temp sprawia, że filtr cząstek stałych (filtr DPF lub GPF) montowany jest na dużą skalę i już nie tylko w silnikach diesla, ale też w benzynowych – w szczególności tych, które wyposażone są w bezpośredni wtrysk paliwa.

Czym jest filtr cząstek stałych?

Filtr cząstek stałych nazywany jest także FAP – od francuskiego wyrażenia filtre à particules bądź DPF, z angielskiego – diesel particulate filter. Obecnie wykorzystywany jest też skrót GPF, czyli gasoline particulate filter.

To niewielkie urządzenie, które jest elementem układu wydechowego pojazdu. Montowane jest za katalizatorem i ma kształt puszki, w której znajduje się właściwy filtr cząsteczek stałych. Obudowa wykonana jest z wysokiej jakości stali nierdzewnej. Mieści ona ceramiczny korpus filtra, który tworzą zagęszczone kanały ustawione w pozycji równoległej względem siebie. Kanały tworzą gęstą siatkę i są zamknięte z jednej strony, naprzemiennie od strony dolotowej lub wylotowej.

W filtrach DPF ściany kanałów wyprodukowane są z węglika krzemu, który dodatkowo pokryty jest tlenkiem glinu i ceru, a na nich osadzone są cząsteczki platyny – drogiego metalu szlachetnego. To właśnie on powoduje, że bardzo kosztowny w zakupie może być filtr cząstek stałych. Cena filtra maleje wtedy, gdy mało jest tej platyny.

Jak działa filtr cząstek stałych?

W silnikach diesla cząstki stałe powstają w dużych ilościach podczas rozruchu silnika i kiedy pracuje on w niskiej temperaturze, np. w czasie zimy. Są one mieszaniną sadzy i rozpuszczonej frakcji organicznej oraz niespalonych węglowodorów. Dzięki temu, że w samochodzie zamontowany jest filtr cząstek stałych DPF, takie cząstki są wyłapywane i zatrzymywane przez niego. Drugą jego rolą jest ich wypalanie wewnątrz filtra.

Spaliny trafiające do filtra cząstek stałych muszą przebijać się przez ścianki kanałów wlotowych, by przedostać się do kanałów wylotowych. Podczas przepływu na ściankach filtra osadzają się cząsteczki sadzy.

By filtr cząsteczek stałych mógł funkcjonować prawidłowo, musi mieć sterownik silnika, który będzie nim zarządzał. Opiera się on na czujnikach temperatury przed i za filtrem oraz na wskaźnikach szerokopasmowej sondy lambda, która informuje o jakości spalin wydobywających się z tej części pojazdu. Tuż za filtrem jest czujnik ciśnienia, odpowiadający za sygnalizowanie stopnia napełnienia go sadzą.

Filtr DPF – objawy zapchania

Możesz podejrzewać, że filtr cząstek stałych nie działa prawidłowo i jest zapchany, jeśli zauważasz spadek mocy silnika lub przejście jednostki napędowej w tryb awaryjny. Na desce rozdzielczej najprawdopodobniej zauważysz wówczas kontrolkę, która wskazuje o przepełnieniu się sadzą filtra cząstek stałych. Objawy mogą być przy tym także zupełnie inne.

Niewykluczone również, że zapchany filtr cząstek stałych spowoduje niekontrolowane zwiększenie obrotów silnika i gwałtowne jego zatarcie. To skrajna sytuacja, ale może do niej dojść, gdy nie będzie właściwych warunków do wypalaniu wewnątrz filtra cząsteczek sadzy. Ma to miejsce podczas eksploatacji samochodu na krótkich trasach. Skoro proces wypalania cząsteczek stałych zostaje przerwany, niespalone paliwo przedostaje się do oleju, przez co jest go coraz więcej i traci swoje pierwotne właściwości. Znacznie przyspiesza to eksploatację podzespołów silnika. Jeśli oleju będzie stanowczo zbyt wiele, to przez odmę dostanie się on do komory spalania, co może przyczynić się do poważnej awarii.

Co zrobić w przypadku zapchania filtra cząsteczek stałych?

Jeśli stwierdzisz, że filtr cząstek stałych zapchał się, możesz wybrać jedną z dwóch opcji:

• wizytę w warsztacie mechanicznym w celu regeneracji tej części. Musisz liczyć się z tym, że usługa nie będzie tania – filtr cząsteczek stałych kosztuje nawet kilkaset złotych, a takie działanie pomaga jedynie na krótki czas;
• wymianę niedziałającego filtra cząstek stałych na nowy. Cena tego elementu pojazdu nie jest niestety niska i wynosi od 3 do nawet 10 tys. zł.

Niektórzy kierowcy, chcąc zaoszczędzić, decydują się na usunięcie filtra DPF ze swojego pojazdu, ale pamiętaj, że jest to działanie niezgodne z prawem. Przepisy zabraniają usuwania z samochodu filtra cząstek stałych. Jeśli takie działanie zostanie wykryte podczas kontroli pojazdu, możesz stracić dowód rejestracyjny i dostać mandat. Poza tym, jeżdżąc samochodem bez filtra, przyczyniasz się do zwiększenia stopnia zanieczyszczenia sadzą powietrza, którym oddychasz. Narażasz tym samym wszystkich w swoim otoczeniu na choroby układu oddechowego.