EURO 4 DPF - normy emisji spalin filtrów cząstek stałych

Rygorystyczny europejski standard emisji spalin

Z powodu zaniku powłoki ozonowej, zwiększonej zachorowalności na choroby układu oddechowego, również onkologiczne, oraz gromadzące się nieprzeniknione chmury smogu, zwłaszcza w centrach miast, zdecydowano o wprowadzeniu zaostrzenia przepisów dotyczących emisji spalin, a konkretnie emisji tlenków azotu, węglowodorów i cząstek stałych, czyli zanieczyszczonej innymi domieszkami sadzy powstałej podczas spalania w zbyt niskiej zawartości tlenu. Szczerze mówiąc, problemy pojawiające się przy modernizacji silników diesla pociągały jedne rozwiązania za drugimi. Na przykład efektem wprowadzenia zaworu recyrkulacji spalin, co miało na celu zmniejszenie emisji NOx spowodowało zwiększenie powstawania cząstek stałych, z kolei turbosprężarka sprawiła, że zwiększyła się produkcja wszystkich tlenków, powstających podczas spalania oleju napędowego. Efektem jest bardzo zmieniony i nowoczesny układ wydechowy.

Budowa układu wydechowego wyposażonego w DPF

Zmniejszenie emisji wszelkiego rodzaju zanieczyszczeń stało się czynnikiem determinującym dopuszczenie do eksploatacji na drogach. Stąd też konieczne stało się wprowadzenie rozwiązań umożliwiających minimalizowanie ilości wydostających się z samochodu zanieczyszczeń. W układ wydechowy wprowadzono rozwiązania takie jak czujniki, katalizatory i oczywiście DPF. Trafiające do kolektora spaliny częściowo wracają do silnika przez zawór EGR, aby zmniejszyć ilość tlenu w komorze spalania, a częściowo na pierwszy na swojej drodze czujnik – sondę lambda. Pozwala ona dzięki swojej budowie (z platyny i cyrkonu) na określenie zawartości tlenu w spalinach, a przez to wysterowanie pracy EGR i turbo. Następnie na drodze spalin znajdziemy pierwszy katalizator, tak zwany wstępny, jego zadaniem jest wychwyt tlenków siarki i metali. Następnie w układzie znajdziemy czujnik temperatury, który jest niezbędny do zainicjowania na przykład wypalania sadzy w DPF oraz jako wsparcie do kontroli temperatury w zaworze EGR. Kolejnym czujnikiem jest pierwsza sonda różnicowego czujnika ciśnienia. Znajduje się ona bezpośrednio przed filtrem cząstek stałych, by we współpracy z drugą sondą znajdującą się za filtrem cząstek stałych, na podstawie różnicy ciśnień definiować stopień zużycia i zapchania filtra DPF. I wreszcie tytułowy filtr DPF lub FAP zależnie od producenta. Po francuskich samochodach możemy spodziewać się filtra FAP (filtr cząstek stałych Peugeot), czyli mokrego filtra cząstek stałych, wykorzystującego dotryskiwaną substancje wzbogacającą olej napędowy bezpośrednio do baku. Zalecany przez producenta (koncern PSA) jest płyn Eolys, bogaty w tlenek ceru, który ma za zadanie obniżać temperaturę wypalania filtra cząstek stałych FAP-a. Jego głównym zadaniem jest zatrzymywanie w sobie cząstek sadzy oblepionych innymi zanieczyszczeniami. Za DPF-em znajduje się wspomniany druga czujka różnicowego czujnika ciśnienia. Prócz tego znajdziemy jeszcze w układzie układ SCR, czyli katalitycznej selektywnej redukcji. Jego zadaniem z kolei jest nastrzykiwanie strumienia spalin roztworem mocznika, który pod wpływem temperatury rozpada się na między innymi amoniak, który wiąże tlenki azotu, których nie udało się wyłapać wśród katalitycznych działań poprzednich elementów układu. Następnie w układach wyposażonych w SCR, znajdziemy jeszcze reaktor katalityczny do wiązania nieprzereagowanych cząstek amoniaku. Potem już tylko tłumik i wolność.

DPF/FAP czyszczenie

Biorąc pod uwagę cena filtra dpf, na jakie opiewają rachunki za nowe DPF-y, dobrą wiadomością wydaje się informacja o możliwości regeneracji filtra DPF. Znanych jest kilka metod, z czego część spełnia swoje zadanie w 100%, część jest nieskuteczna a część zwyczajnie niebezpieczna dla filtra i samochodu. Taką skuteczną metodą regeneracji jest wykorzystanie specjalistycznych maszyn przeznaczonych do regeneracji DPF. W nich pod wpływem wysokiego ciśnienia oraz specjalistycznej chemii, służącej do rozbijania zbrylonej sadzy i olejowych nagarów, nawet najbardziej zanieczyszczone filtry cząstek stałych, zapchane popiołami po wypalonych tlenkach, w tym głównie brązowymi pozostałościami po cerynie, przywraca do pełnej sprawności. Do metod nieskutecznych możemy zaliczyć mycie w myjkach ultradźwiękowych. Zwłaszcza w przypadku silnie zabrudzonych i dużych filtrów metoda ta przynosi nikłe efekty, a implodujące pęcherzyki powietrza nie radzą sobie z tłustymi zanieczyszczeniami. Do metod nieskutecznych i niebezpiecznych dla filtra jest jego wypalanie, a dokładniej wyżarzanie (wypalaniem DPF potocznie nazywa się dopalanie sadzy w nim zebranej) w piecu. Dzięki temu na pewno nie pozbędziemy się popiołów z ceryny oraz stwarza niebezpieczeństwo roztopienia katalitycznej części filtra, a przez to zatkanie porów i permanentną utratę właściwości. Słowem, regeneracja jest świetnym rozwiązaniem, jednak jedynie pod warunkiem skorzystania z zakładu zajmującego się tym profesjonalnie i z niejakim doświadczeniem. Warto dodać że usuwanie filtra cząstek stałych jest nielegalne.