Co je to filtr pevných částic?
Filtr pevných částic (DPF) je považován za jeden z nejsložitějších a poměrně drahých prvků moderních dieselových automobilů. U nových automobilů se filtr stal nepostradatelným prvkem dieselového zařízení.
- Jaká je konstrukce filtru DPF?
- Jak by mělo být provozováno auto s filtrem DPF, aby nedošlo k poruchám?
- Jak chránit DPF filtr před ucpáním?
První filtry pevných částic vznětového motoru se objevily v automobilech s dieselovými motory již v 80. letech. Umožnili eliminovat typický černý kouř z výfukového potrubí. DPF se tehdy používal sporadicky, mimo jiné v Mercedesu s třílitrovými motory.
Žádný moderní vznětový motor nebyl nikdy schopen během provozu plně promíchat a úplně spálit palivo a vzduch. Zbytkové palivo a vzduch jsou příčinou sazí, tj. pevných částic. Částice sazí se skládají z uhlíku, uhlovodíků, síranů, síry a oxidů kovů a vody.
V roce 2006 vstoupila v EU v platnost emisní norma Euro 4. Výrazně snížila možnost emisí pevných částic u dieselových automobilů – z 0,05 g / km (Euro 3) na 0,009 g / km. A pak se výrobci automobilů vrátili ke svému známému řešení – filtrům pevných částic. Filtr se stal nepostradatelným prvkem dieselového zařízení.
Technická řešení permanentních filtrů šla dvěma směry. Většina automobilových společností začala používat standardní filtry DPF. Francouzští výrobci automobilů (Renault, Peugeot, Citroen) představili filtry FAP, tzv. mokré.
Konstrukce filtru pevných částic DPF.
Filtr pevných částic je součástí výfukového systému. Je namontován za katalyzátorem. Vypadá také jako katalyzátor – je umístěn v kulaté nebo ploché kovové plechovce.
Během mnoha let provozu řady automobilů s naftovými motory se ukázalo, že čím blíže byl filtr k motoru, tím pomaleji se ucpával. Filtr pevných částic DPF je řízen ECU. Počítač shromažďuje informace ze snímačů tlaku (snímače rozdílu tlaků výfukových plynů) namontovaných před a za DPF. Před a za filtrem jsou také snímače teploty výfukových plynů.
Co je uvnitř kulatého nebo zploštělého kovového pouzdra? Keramická vložka se strukturou vyrobenou z paralelních kanálů. Struktura je velmi komplikovaná. Každý kanál je zaslepen – vstupní kanály (na straně motoru) jsou zaslepeny na straně tlumiče výfuku. Na druhé straně jsou výfukové kanály ucpané na straně motoru.
Jak tedy opouštějí výfukové plyny filtr pevných částic? Mezi kanály jsou stěny (tzv. Wall Flow) s porézními mikrokanály. Jejich velikost je zvolena tak, aby zachytávala pevné částice.
Proč jsou filtry tak drahé? Složitá konstrukce a skutečnost, že vnitřek kanálů je pokryt platinou nebo jiným drahým kovem.
Filtr pevných částic – bezúdržbový? Filtr částic měl být bezúdržbovým prvkem. Výfuk z motoru měl jít do kanálů a pevné částice, které se měly zachytit na stěnách mezi kanály. Pevné částice měly být spáleny během typického provozu automobilu, kdy se teplota výfukových plynů může pohybovat od 400 do 600 stupňů C.
Pokud se filtr začal ucpávat, měl být problém vyřešen aktivní regenerací, tj. vstřikováním extra oleje a spalováním sazí. V praxi to však nefunguje tak dobře. Filtr pevných částic navíc vyžaduje pro správnou funkci plně funkční motor. Foukání z klikové skříně do spalovací komory, spotřeba motorového oleje v důsledku netěsných těsnění ventilů nebo jízda s netěsnými vstřikovači – to vše způsobuje zrychlené ucpání filtru DPF. Někteří výrobci chtěli odstranit problém s ucpáváním DPF. Příkladem mohou být dieselové motory z rodiny D-CAT vyvinuté společností Toyota, vybavené komplexním filtrem DPF, který také kombinuje funkce systémů SCR (Selective Catalytic Reduction) zavedených o mnoho let později. Výrobce umístil do filtru pátý vstřikovač Common Rail (stejný jako v motoru automobilu), který byl navržen tak, aby přímo vstřikoval palivo do filtru a spálil v něm saze. Toto řešení umožnilo výrazně prodloužit životnost filtru. Ucpání však nebylo zcela odstraněno a filtr D-CAT byl mnohem dražší než standardní filtr a samotné motory s tímto filtrem trpěly jinými nemocemi.
Je tedy filtr pevných částic DPF bezúdržbový? Na jedné straně ano, protože k tomu nemusíte nic přidávat (pokud nebudeme používat přísadu do nádrže ke snížení teploty samovznícení sazí). Na druhé straně vyžaduje filtr udržování motoru v plném provozním stavu, používání speciálních motorových olejů, jakož i správnou funkci vozu, který byl navržen k přímému vstřikování paliva do filtru za účelem spálení sazí v něm.