Filtr cząstek stałych, DPF, katalizator – jak nie utknąć w gąszczu nazewnictwa

Branża układów wydechowych jak każda specjalistyczna jest nacechowana bardzo wieloma fachowymi określeniami. Nie dla wszystkich takie sformułowania jak DPF, GPF, filtr cząstek stałych czy katalizator są zrozumiałe. Wiele osób zagłębia swoją wiedzę na temat układów wydechowych dopiero, kiedy samochód wskazuje błąd i nie działa prawidłowo. Postanowiliśmy przybliżyć kilka nazw, które będą ważne dla osób borykających się z problemami w układach wydechowych.

Tłumik – jeden z najważniejszych elementów układu wydechowego, który odpowiada za odprowadzanie spalin powstałych w komorze silnika. Ważną funkcją podzespołu jest również zmniejszanie hałasu powstającego w trakcie pracy pojazdu. W zależności od mocy silnika tłumik może być zakończony jednym lub kilkoma wylotami. Tłumik wraz z katalizatorami i kolektorami tworzy główne elementy układu wydechowego.

Tłumiki w pojazdach możemy podzielić na trzy części – tłumik końcowy, tłumik początkowy oraz tłumik środowy.

Tłumik początkowy – część tłumika znajdująca się na początku, elementem poprzedzającym tłumik jest katalizator.

Tłumik środkowy – główną funkcją tłumika środkowego jest obniżenie głośności dźwięku układu wydechowego. Często tłumik środkowy stanowi długa, prosta rura. Wiele osób zastanawia się, czy jego montaż ma sens.

Tłumik końcowy – ostatni element układu wydechowego, z którego wydalane są spaliny.

Tłumik przelotowy – niekiedy potocznie nazywany „przelotówką”, jest to tłumik o bardzo prostej budowie, który ma na celu bardzo szybkie odprowadzanie spalin z silnika poza układ wydechowy. Zazwyczaj tłumik przelotowy to prosta rura, nie stanowiąca dużego oporu powietrza. Tłumiki przelotowe często tworzone są z stali nierdzewnej, kwasoodpornej, tzw. „kwasówki”, jest to bardzo trwały materiał. Tego rodzaju rozwiązania montuje się głównie w samochodach sportowych.

Filtr cząstek stałych – z angielskiego diesel particulate filter – DPF lub gasoline particulate filter – GPF lub tłumacząc z języka francuskiego filtre à particules – FAP.
Filtry cząstek stałych używane w silnikach diesla głównie nazywane są filtrami DPF, czasami zamiennie FAP, natomiast w przypadku silników benzynowych GPF. Funkcją filtrów jest oczyszczanie spalin z tworzących się popiołów oraz sadzy. Filtry często montowane są z kolejnymi podzespołami, m.in. katalizatorami.

Filtry cząstek stałych składają się z rury wlotowej, wylotowej oraz części oczyszczającej, która ma strukturę wielu ścianek wykonanych z metalu oraz materiałów ceramicznych. Wnętrze filtra wypełniają również liczne metale szlachetne, które pełnią bardzo ważną funkcję w procesie oczyszczania spalin.

DPF – jeden z rodzajów filtrów cząstek stałych stosowanych w silnikach diesla. Seryjnie filtry DPF zaczęto stosować w samochodach od roku 2005, filtry FAP natomiast od 2002.

GPF – jeden z rodzajów filtra cząstek stałych stosowanych w silnikach benzynowych. Seryjnie filtry GPF zaczęto stosować w samochodach od roku 2017.

Diagnostyka– jest to proces polegający dokonaniu prawidłowej oceny stanu filtra cząstek stałych DPF. W przypadku filtrów najważniejsza jest diagnoza jego stanu zawartości. Filtry cząstek stałych posiadają w swoim wnętrzu liczne metale i pierwiastki szlachetne, które odpowiedzialne są za oczyszczanie powstających spalin oraz wypalanie sady z filtra. Niektóre filtry pod wpływem użytkowania tracą swoje wartości. Diagnozie DPF czy GPF podlega również stan obudowy filtra. Zbyt mocno nadpalona obudowa również powoduje, że część nie nadaje się już do regeneracji oraz ponownego użycia. W tym przypadku należy dokonać zakupu nowego katalizatora.

Rodzaje filtrów DPF – filtry DPF, GPF podobnie jak inne podzespoły czy urządzenia można zakupić w różnym stanie, wyróżnić można filtry: nowe, używane, regenerowane. Filtry ze względu na produkcję mogą być oryginalne lub tzw. zamienniki.

Filtry nowe, używane, regenerowane – oczywiście nowe jak i używane filtry różnią się od siebie stopniem zużycia. Nowe podzespoły nie były jeszcze używane w żadnym pojeździe, są w pełni sprawne i gotowe do montażu. Natomiast podzespoły używane do tej pory były wykorzystywane w innym pojeździe. Stan części używanych może być bardzo różny, trudno go ocenić przed montażem, oczywiście jego cena jest zdecydowanie niższa. Stanem pośrednim między nowym a używanym filtrem jest regenerowany. Regenerowana część to taka, która została podana obróbce przywrócenia sprawności. W przypadku regeneracji filtrów proces polega na oczyszczeniu DPF z sadzy oraz nagromadzonego popiołu.

Filtry oryginalne, zamienniki – oryginalne filtry zostały wyprodukowane przez tego samego producenta, co pojazd, w którym się znajduje. Części oryginalne są najlepszym rozwiązaniem w przypadku potrzeby wymiany, jednak to również najdroższe rozwiązanie. W przypadku zamienników cena jest zdecydowanie niższa. Producentem zamienników nie jest ta sama firma, która tworzyła dany pojazd. Jakość zamienników jest również gorsza ze względu na domniemane niedociągnięcia technologiczne, które wynikają z faktu mniejszej wiedzy na temat danego auta.

Czyszczenie filtra – to proces udrażniania zapchanego filtra cząstek stałych – DPF lub GPF. Filtry cząstek stałych są elementami, które po kilkudziesięciu tysięcy kilometrów ulegają zapchaniu. W szczególności właściciele aut, którzy użytkują samochód w miastach borykają się z tym problemem. Samochody posiadające filtry cząstek stałych muszą systematycznie być użytkowane podczas jazdy „w trasie”, poza miastem, gdzie pojazd ma okazję pracy na wysokich obrotach. To pozwala mu naturalnie wyczyścić zanieczyszczenia gromadzące się w filtrze. Oprócz tego filtr można regenerować.

Regeneracja – to proces mający na celu przywrócenie sprawności zużytych lub uszkodzonych części. Regeneracji dokonuje się w szczególności, kiedy nowa część jest nie dostępna lub droga. W branży układów wydechowych w szczególności dokonuje się regeneracji filtrów DPF i katalizatorów obniżając koszty naprawy. Na rynku dostępnych jest wiele metod regeneracji, nie wszystkie są jednak skuteczne. Najlepszym sposobem regeneracji jest wymiana wkładów zapchanych filtrów i katalizatorów. Duża skuteczność wskazuje również spalanie czy wydmuchiwanie spalin w profesjonalnych maszynach.
Oprócz naturalnego spalania zanieczyszczeń istnieje kilka metod na jego wyczyszczenie. Można wyróżnić następujące metody czyszczenia: komputerowa, chemiczna, wypłukiwanie wodą, wypalanie w piecu, wymiana wkładu na nowy.

Regeneracja komputerowa – tzw. dopalanie serwisowe, jest to proces wprowadzenia pojazdu w warunki pozamiejskie poprzez podniesienie temperatury silnika i zasymulowanie jazdy na podwyższonych obrotach w celu dopalenia filtra cząstek stałych. Z reguły można wykonać tylko jedno skuteczne dopalanie filtra cząstek stałych, ponieważ każde kolejne skraca żywotność, a okresy pomiędzy regeneracjami się skracają. Ta metoda może również doprowadzić do stopienia się filtra cząstek stałych a w skrajnych przypadkach do wybuchu filtra i pożaru.

Regeneracja chemiczna – są dwie metody regeneracji chemicznych. Jedna z metod polega na wstrzyknięciu do układu środków chemicznych, pozwalających na poprawienie warunków samo regeneracji podczas jazdy lub dopalania serwisowego. Druga z metod polega na demontażu filtra cząstek stałych i moczenie go w specjalnym chemicznym roztworze w celu rozpuszczenia sadzy a następnie jej usunięcie myjką wodną lub powietrzem. Stosowany roztwór chemiczny zawiera silne środki, co często prowadzi również do rozpuszczenia ceramicznej części filtra DPF. Roztwór narusza jego odporność na temperatury, co prowadzi do rozpylania się ceramicznego wkładu lub jego stopienia.

Regeneracja wodą – bardzo popularna w ostatnim czasie. Kiedyś myto filtry zwykłymi myjkami wodnymi, teraz są specjalne maszyny, które pod odpowiednim ciśnieniem płuczą filtr z sadzy. Jak każda regeneracja i ta metoda ma swoje wady, przede wszystkim ważne jest odpowiednie wysuszenie takiego filtra. Do suszenia używa się specjalnej suszarni, gdyż minimalnie mokry filtr DPF jest podatny na klejenie się sadzy i bardzo łatwo się zapycha. Drugą wadą tej metody jest wypłukiwanie wraz z sadzą metali szlachetnych które są odpowiedzialne za utrzymywanie temperatury do procesu samoregeneracji. Filtr po takiej regeneracji niestety nie jest w stanie sam się regenerować, przez co dużo szybciej się zapycha.

Wypalanie w piecu – to najstarsza metoda stosowana od samego początku. Jest najlepszą z metod, gdyż jest pozbawiona wszystkich wyżej opisanych wad. Proces ten polega na wielogodzinnym wypalaniu filtra w wyspecjalizowanym piecu, w celu dopalenia sadzy i jej zredukowania.

Wymiana wkładu DPF na nowy – polega na rozcięciu filtra oraz wymianie zapchanego wkładu ceramicznego na nowy. Jest to najlepszy sposób regeneracji, za jego pomocą można przywrócić praktycznie 100% sprawność DPF-u. Jest to zabieg mniej kosztowny niż zakup nowej części, wymaga jednak fachowej wiedzy i sprzętu do realizacji.

Usuwanie filtrów cząstek stałych DPF – usuwanie filtrów cząstek stałych w wielu krajach, w tym Polsce jest nielegalne. Samochody bez filtrów nie mają prawa poruszać się po naszych drogach. Warto pamiętać, że taki samochód nie dostanie przeglądu i będzie uważany za niesprawny. Kierowca takiego pojazdu podczas kontroli policyjnej może zostać ukarany mandatem wartym kilkaset złotych.

Mimo, że usunięcie filtra jest prawnie karane wiele firm na życzenie klienta dokonuje takiego procesu. Usunięcie filtra powinno być ostatecznością, którą wykonuje się wyłącznie w przypadku pełnego zapchania układu. Należy jednak pamiętać, żeby w takim przypadku po oczyszczeniu układu ponownie zamontować DPF.

Katalizator – w naukowym ujęciu nazywany reaktorem katalitycznym. Część układu wydechowego, która podobnie jak filtr cząstek stałych odpowiedzialny jest za oczyszczanie spalin wydostających się z silnika. Katalizatory zmniejszają ilość szkodliwych składników w powietrzu. Katalizatory są stosowane nie tylko w samochodach osobowych, ale również w pojazdach ciężarowych, autobusach, lokomotywach czy maszynach budowlanych.

Normy emisji spalin – określają dopuszczalną emisję spalin w pojazdach sprzedawanych na terenie Unii Europejskiej. Pierwszą normę emisji spalin stworzono w 1993 roku. Przepisy wprowadzono w postaci Dyrektyw Europejskich. Do najważniejszych norm należą Euro 4, 5, 6.

Euro 4 – Norma obowiązująca od 2006 roku, która ustaliła Dyrektywa 98/69/EC (& 2002/80/EC) dla wszystkich pojazdów.

Euro 5 – Norma obowiązywała od 2009 roku, ustalona poprzez Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego nr 715/2007 dla lekkich samochodów osobowych i użytkowych.

Euro 6 – Norma obowiązująca od 2014 roku dzięki Rozporządzeniu Komisji (UE) nr 459/2012 dla lekkich pojazdów pasażerskich i użytkowych. Dopuszczalna wartość emisji tlenków azotu według normy wynosi 400 mg/kWh, a więc o 80% mniej niż w normie Euro 5. Limity emisji cząstek stałych zostały zmniejszone o 66% i mają wynosić 10 mg/kWh

Euro 6.2. – Norma emisji spalin wprowadzona od września 2018 roku. Nowa norma dotyczy zarówno pojazdów z silnikami benzynowymi jak i diesla. Po wprowadzeniu nowej normy po raz pierwszy w pojazdach napędzanych benzyną obowiązkowo zostaną montowane filtry cząstek stałych – GPFy.

System SCR – system SCR składa się z katalizatora SCR oraz systemu AdBlue. Wspomniane połączenie ma na celu zmniejszenie emisji spalin a obydwa podzespoły wzajemnie się uzupełniają. System SCR w szczególności stosowany jest w pojazdach ciężarowych.

Katalizatory SCR – są to katalizatory w szczególności dedykowane pojazdom ciężarowych, do których zaliczyć można maszyny budowlane, rolnicze, autobusy. Coraz to restrykcyjne przepisy prawne spowodowały, że katalizatory stają się coraz bardziej rozbudowanymi urządzeniami z wieloma rozwiązaniami mającymi poprawić dbałość o jakość emitowanych spalin.

AdBlue – jest to 32% roztwór mocznika, a jego głównym zadaniem jest zmniejszenie zanieczyszczeń uwalnianych do atmosfery. AdBlue znajduje odpowiada za prawidłową pracę katalizatora SCR. System wprowadzono przy okazji ustalenia normy Euro-6, która wymogła mniejszą emisję tlenku azotu.

W celu zmniejszenia emisji spalin w katalizatorze SCR AD Blue pod ciśnieniem jest kierowany na strumień spalin w katalizatorze, pod jego wpływem dochodzi o reakcji, z której powstaje nieszkodliwy azot oraz woda w postaci pary wodnej.

AdBlue powoduje zmniejszenie emisji spalin, obniżenie zużycia paliwa, mniejsza awaryjność samochodu oraz zniżki w podarkach i opłatach drogowych. Substancja nie jest szkodliwa dla środowiska, palna ani wybuchowa.

Złącze elastyczne – to tak zwana plecionka. Element, którego zadaniem jest reedukacja drgań przenoszonych z silnika na układ wydechowy. Bardzo łatwo można rozpoznać awarię tego elementu – wtedy nasz samochód pracuje znacznie głośniej lub czujemy spaliny w kabinie.

Warto podkreślić, że zakup czy naprawa używanego złączą elastycznego nie ma sensu. Naprawa zepsutej plecionki jest praktycznie nie możliwa. Wymiana tego elementu nie należy do łatwych, ponieważ trzeba mieć do tego specjalistyczny sprzęt, mi.in. palnik acetylenowy lub szlifierka a także dostęp do podwozia pojazdu.

DB Killer – jak sama nazwa wskazuje to część, która dosłownie „zabija decybele”, czyli zmniejsza natężenie hałasu. DB Killer stosują motocykliści chcący wyciszyć dźwięk, emitowany przez tłumik motocyklowy. Część ma różne długości, nie różni się natomiast kształtem, którzy przypomina dziurawy cylinder.

Montaż DB Killera jest bardzo prosty i trwa kilka minut, każdy może go wykonać samodzielnie. Motocykliści często zakładają tę część przed okresowymi przeglądami, w celu spełnienia norm głośności dźwięku.

Hartridge 300 DPF – jedno z najnowocześniejszych urządzeń na rynku służące do wykonywania regeneracji, brytyjskiej firmy Hartridge. Regeneracja wykonywana za pomocą maszyny polega na wydmuchaniu zanieczyszczeń a w przypadku znacznego zapchania wypalenia sadzy oraz popiołu w piecu. Obecnie jedynie nasza firma jest w posiadaniu urządzenia.

Numer VIN – nazwa pochodzi od angielskiego zwrotu Vehicle Identification Number. W Polsce numer VIN to potocznie numer nadwozia. Jest to numer, który wskazuje najważniejsze informacje o pojeździe, podobnie jak na nasz temat numer PESEL w dowodzie osobistym.

Numer VIN składa się z 17 liter oraz cyfr, a każdy pojazd ma nadany indywidualny numer. Często sprzedawcy proszą o podanie wspomnianego numeru, w celu dopasowania najlepszej części, dlatego warto go znać przy dokonywaniu zakupów. VIN znajduje się w dowodzie rejestracyjnym pojazdu.

Macie jeszcze pytania, interesują Was inne zagadnienie, chętnie je opiszemy. Napisz do nas : marketing@kalinski.pl