I absolutnie nic nie da się zrobić, aby ten stan rzeczy zmienić. DPF w maszynie zawsze będzie oznaczał wydatek, da się jednak efektywnie wydłużyć okres użytkowania tego elementu. A w tym materiale dowiesz się, jak to zrobić.
Nie, w stwierdzeniach, że nie ucieknie się przed wydatkami oraz że są one nieuniknione w przypadku zakupu maszyny z filtrem cząstek stałych, nie ma grama przesady. Tak, można taki filtr wyciąć, póki co, jednak taki proces nie jest darmowy. Usługa kosztuje niemało, choć teoretycznie jest to jednorazowy wydatek. Teoretycznie. Bowiem jeżeli do wycięcia zastały użyte emulatory, to po pierwsze te elementy również mogą się popsuć i trzeba będzie je wymienić, po drugie niefachowy montaż może spowodować błędną pracę silnika czy jego osprzętu np. turbosprężarki i w konsekwencji, pomimo pozbycia się bardzo nielubianego elementu, kolejne wydatki uszczuplą budżet gospodarstwa. Pytanie co w przypadku, gdy przydarzy nam się kontrola, podczas której maszyna “puści dymka”. W tej chwili jest to mało prawdopodobne, aby kontrolujące nas ograny miały wiedzę i możliwości, aby udowodnić fakt cofnięcia normy emisji spalin w naszej maszynie, jednak trwają intensywne prace, aby to zmienić.
Zobacz także: Czterej jeźdźcy apokalipsy: DOC, DPF, SCR i EGR
Pozostaje oczywiście przypadek, w którym “nieżyczliwa” nam osoba wykona konkretny obywatelski donos, a wówczas zjawić się mogą inspektorzy, którzy już będą wiedzieli, czego szukać. Koszt modyfikacji wraz z potencjalnymi sytuacjami nieprzewidzianymi zestawmy zatem z kosztem czyszczenia filtra DPF w firmie, która się tym zajmuje.
Jeżeli samodzielnie zdemontujemy i zawieziemy filtr, trzeba przygotować około 700-1000 zł brutto; w tej cenie filtr powinien zostać zmierzony przed zabiegiem, wyczyszczony, wysuszony i zweryfikowany po zabiegu pod kątem przepustowości. Nie jest to badanie sprawności, więc finalny efekt zobaczymy dopiero na maszynie. Jeżeli do zabiegu dodamy wezwanie serwisu w celu przeprowadzenia wypalania serwisowego z oceną sprawności filtra, do kosztu czyszczenia trzeba będzie doliczyć dojazd serwisu oraz około 3 do 4 roboczogodzin. Dobrze, cena do zaakceptowania, o ile nie będziemy musieli zbyt często sięgać do kieszeni. Ale jak tego uniknąć?
Stworzony by zarabiać!
Tak można by powiedzieć, gdy zapoznamy się z budową filtra DPF (niem. Dieselpartikelfilter), czy też FAP (Filtre à Particules) jak nazywają go Francuzi, bowiem właśnie w grupie PSA oraz Mercedesie prace nad zastosowaniem tego rodzaju oczyszczania spalin rozpoczęły się w latach 80. ubiegłego wieku. W odróżnieniu od pozostałych elementów znajdujących się w “puszkach” struktura filtra cząstek stałych jest zamknięta, zaś ścianki porowate, co wymusza, aby spaliny przesączały się przez te “gąbczaste” powierzchnie zaślepionych kanałów, pozostawiając cząstki stałe – PM po stronie wlotu.
Jak nietrudno się domyślić, zatrzymywana w kanalikach sadza zaczyna zajmować coraz więcej przestrzeni pogarszając przepływ spalin. W rezultacie zmienia się ciśnienie przed i za plastrem filtra DPF. Różnica tych ciśnień nazywa się deltą P i gdy osiągnięty zostanie poziom ustalony przez wytwórcę jako krytyczny, sterownik silnika podejmuje decyzję o konieczności przeprowadzenia regeneracji, czyli wypaleniu zgromadzonej sadzy.
Proces ten może być realizowany na kilka sposobów. Sporadycznie w układzie jest zainstalowany specjalny palnik, który podczas procesu wypalania jest odpowiedzialny za podnoszenie temperatury i dostarczenie dodatkowej dawki tlenu – wówczas po stronie układu wtryskowego i turbosprężarki nie dzieje się nic. Zdecydowana większość rozwiązań bazuje na elementach osprzętu tj. przed filtrem DPF znajduje się opisywany już DOC, zaś dodatkową dawkę paliwa zapewniają wtryskiwacze CR lub specjalny dodatkowy wtryskiwacz zwany czasami “wtryskiwaczem węglowodorów” (ang. HC doser), natomiast odpowiednia dawka powietrza jest uzyskiwana poprzez wysterowanie turbosprężarki lub w silnikach, które takiego elementu nie posiadają, automatyczne podniesienie obrotów.
Zwykle w takim układzie znajdziemy również przepustnicę powietrza i ewentualnie przepustnicę spalin. Układ automatycznie nagrzewa się do temperatury powyżej 550-600 st. C, sadza jest wypalana, a po osiągnięciu delty P równej jeden (ideowo) proces kończy się. Dlaczego ideowo? Jak wiadomo, spalanie węgla, a tym właściwie jest sadza, nie jest całkowite, zwłaszcza gdy temu węglowi towarzyszą inne związki, a zatem po procesie regeneracji wewnątrz filtra pozostaje tzw. popiół. I jest co całkowicie normalne, co więcej maszyna powinna monitorować jego poziom na podstawie ilości regeneracji i zużytego paliwa i dostosowywać do jego rosnącej ilości parametry kolejnych przepalań.
Jeżeli układ działa prawidłowo, nie ma wpływu czynników zewnętrznych, czyli usterek, całość powinna dać się eksploatować nawet kilka tysięcy godzin bez konieczności ingerencji. Każdy producent powinien określić w instrukcji obsługi na ile godzin filtr DPF został obliczony. Zatem faktycznie ten cały filtr z założenia jest generatorem kosztu! Wcześniej czy później, trzeba będzie do niego zajrzeć. Ale co zrobić, by jak najbardziej odsunąć to w czasie? Na co zwrócić uwagę?
Trudny związek z filtrem DPF
Zaiste związek z DPF-em może być trudny, zwłaszcza jeżeli specyfika naszej pracy wymaga częstego uruchamiania i gaszenia maszyny – tego filtry DPF nie lubią, rozruszniki zresztą też. Oczywiście, często takie “gaszenie” ma związek nie z naszymi upodobaniami, a z ustawionym w komputerze automatycznym gaszeniem podczas pracy na biegu jałowym po upływie 2-5-10 minut.
Opcja, która w założeniu ma pomóc zaoszczędzić paliwo, zdecydowanie nie wpływa korzystnie na oszczędzanie na filtrze DPF. Kolejną rzeczą jest oczywiście krótkotrwała praca, czyli podobnie jak jazda samochodem na krótkich odcinkach, powodująca, że po pierwsze silnik jak i układ oczyszczania spalin nie zdążą się rozgrzać. Po drugie w silnikach maszyn normalnym jest gromadzenie się wody (pary wodnej) z atmosfery wewnątrz korpusu, zwłaszcza, gdy mówimy o jednostkach 5-6-8 litrowych i większych. Tak zwany “budyń” pod korkiem wlewu oleju silnikowego wcale nie musi oznaczać uszkodzenia głowicy czy nieszczelności pomiędzy układem smarowania a układem chłodzenia. To może być wynik skraplającej się wilgoci, która po porannym uruchomieniu, w trakcie pracy silnika (rozgrzanego silnika) zostanie usunięta.
Tu przechodzimy do kolejnego problematycznego zachowania, które może być połączone z poprzednimi, czyli pracy na niskich obrotach, “pyrkania”, co w zamyśle ma obniżyć spalanie, w praktyce im niższa prędkość obrotowa silnika, tym niższa temperatura. A im niższa temperatura, tym więcej cząstek stałych pozostaje po każdym suwie pracy. Co za tym idzie? Po pierwsze szybsze zapychanie się filtra i częstsze regeneracje – czyli większe zużycie paliwa i to często na postoju, bez pracy! Po drugie, większa produkcja popiołów i w rezultacie szybsze zapełnienie efektywnej przestrzeni w kanalikach DPF-u. Wpływ na tempo i czas regeneracji będzie miała również praca w trybach “Eco”, jednak dużo lepszym rozwiązaniem jest wybór takiego trybu, gdy zależny nam na oszczędzaniu, niż zmniejszenie obrotów, o czym pisaliśmy przy okazji DOC.
Niemniej fizyki nie oszukamy, filtry cząstek stałych lubią intensywną pracę na obrotach. W firmach przeładunkowych, gdzie praca obywa się w systemie trzyzmianowym, a maszyna praktycznie nie gaśnie, DPF praktycznie nie stanowi tematu wartego uwagi – jest i robi swoje przez bardzo długi czas.
Co się psuje? To są jeszcze jakieś wady?
Niestety tak, choć nie ma ich zbyt wiele. Przede wszystkim wspomniany czujnik ciśnień przed i za filtrem, zwykle w postaci dwóch rurek i podwójnego czujnika gdzieś na filtrze – w pewnej odległości by uniknąć bezpośredniego nagrzewania się. Najczęstsza usterka? Zapchanie się rurki po stronie wlotu do DPF lub uszkodzenie samego czujnika, rzadziej przepalenie się rurki, co powoduje “łapanie lewego” powietrza. Do tego mamy zwykle kilka czujników temperatury, również przed i za filtrem – zwłaszcza jeżeli dalej jest np. SCR. Zwykle nie ma z nimi większych problemów, o ile wiązka do czujnika i sam czujnik są całe.
Problemy mogą pojawić się za czujnikami, czyli na przetworniku sygnału analogowego z czujnika na sygnał cyfrowy, bowiem w większości nowych maszyn elementy monitorujące układ oczyszczania spalin porozumiewają się poprzez CAN. Tutaj diagnostyka wymaga zastosowania interfejsu. Pocieszający jest fakt, iż czasem “błąd” nie oznacza faktycznej usterki, a jest jedynie spontanicznym wytworem jakieś niezgodności w systemie czy CAN-ie, chwilowego zbyt długiego opóźnienia w komunikacji czy interferencji sygnałów – nieco gorzej, bowiem może oznaczać, że gdzieś zaczyna przecierać się lub przepalać wiązka i dochodzi do zwarcia przewodów sygnałowych.
Warto obserwować takie “spontaniczne” chochliki i nie zapominać, by podczas obsługi codziennej zwracać uwagę na stan wiązek elektrycznych. Wczesne uszkodzenie można łatwo i tanio zaizolować lub naprawić. Jeżeli chodzi o sam DPF, to sporadycznie może dojść do pęknięcia ceramicznego monolitu. Samoistnie jest to raczej niemożliwe, chyba, że ów monolit miał jakąś wadę materiałową; częściej dzieje się to jeżeli np. turbosprężarka jest chłodzona płynem i pojawi się nieszczelność lub w wyniku zdławienia przepływu temperatura na filtrze osiągnie wartości powyżej 900 st. C.
Odrębną kwestią są usterki elementów towarzyszących, których działanie jest niezbędne do poprawnego funkcjonowania DPF-u, a więc elementów biorących udział w przygotowaniu mieszanki paliwowo-powietrznej, klap, przepustnic, zaworu EGR czy czujnika MAF. Również zabrudzony i niedrożny filtr powietrza może powodować efekty podobne do sytuacji, w której filtr DOC i DPF pracują z zaniżoną sprawnością, nie wspominając o nadmiarowym podciśnieniu w dolocie, które powoduje inne efekty.
Na koniec paliwo i olej, które tak jak w przypadku DOC mają duże znaczenie także dla filtra DPF. Zawarta w paliwie siarka oraz zawarte w oleju związki sprzyjające tworzeniu się popiołów powodują przyśpieszone zapychanie się filtra popiołami, których pozostawać będzie więcej po każdej regeneracji filtra, a tych można się również spodziewać częściej z uwagi na generowanie większej ilości sadzy. Dlatego też w maszynach wyposażonych w filtr cząstek stałych powinniśmy dbać zarówno o zakup paliwa dobrej jakości, co może być zadaniem trudnym w naszym kraju, wymianę filtrów paliwa na czas oraz stosowanie wyłącznie olejów niskopopiołowych.
Pamiętajmy także, żeby starać się nie odkładać regeneracji filtra, gdy komputer zasugeruje nam zatrzymanie się celem wypalenia. Bagatelizowaniem komunikatów możemy łatwo doprowadzić do sytuacji, w której jedna regeneracja nie wystarczy, aby pozbyć się nadmiarowej sadzy nagromadzonej podczas licznych nadprogramowych godzin pracy. A wówczas maszyna może uraczyć nas całą litanią błędów wymuszających wezwanie serwisu. Zaś w przypadku nagłej potrzeby wyłączenia maszyny podczas procesu skorzystajmy z funkcji przerwania zanim przekręcimy kluczyk.