Το φίλτρο σωματιδίων DPF: πλήρης οδηγός λειτουργίας, συντήρησης και αναγέννησης

Το φίλτρο σωματιδίων DPF αποτελεί ένα από τα βασικά στοιχεία των σύγχρονων συστημάτων εξάλειψης εκπομπών και υποχρεωτικό σε όλα τα πετρελαιοκίνητα οχήματα που κατασκευάστηκαν μετά το 2009. Αυτή η τεχνολογία εισήχθη για να καλύψει τα πρότυπα ρύπων Euro 5 και 6, μειώνοντας σημαντικά τις εκπομπές σωματιδίων στην ατμόσφαιρα.

Αν και είναι εξαιρετικά αποτελεσματικό στη μείωση της ρύπανσης, το φίλτρο σωματιδίων μπορεί να δημιουργήσει προβλήματα εάν δεν συντηρείται σωστά, ιδίως σε οχήματα που χρησιμοποιούνται κυρίως εντός πόλης. Η κατανόηση του τρόπου λειτουργίας του και των απαιτήσεων συντήρησης μπορεί να αποφύγει δαπανηρές επισκευές και να διατηρήσει την απόδοση του κινητήρα.

Τι είναι και πώς λειτουργεί το φίλτρο σωματιδίων

Το φίλτρο σωματιδίων είναι μια συσκευή φιλτραρίσματος τοποθετημένη στο σύστημα εξαγωγής, μετά τη διαδικασία καύσης, σχεδιασμένη να παγιδεύει σωματίδια που εκπέμπονται από τον κινητήρα με διαστάσεις μέχρι 0,01 μm. Μπορεί να τοποθετηθεί πριν ή μετά τον [καταλύτης] ή ακόμη και ανάμεσα σε δύο καταλύτες.

Η τοποθέτηση του φίλτρου πριν από τον καταλύτη διευκολύνει την επίτευξη της θερμοκρασίας που απαιτείται για την αναγέννηση. Η αποτελεσματικότητά του κυμαίνεται συνήθως μεταξύ 95-100%, μειώνοντας σημαντικά τα σωματίδια που δεν έχουν καεί και την τέφρα στα καυσαέρια. Αυτά τα σωματίδια είναι δυνητικά επιβλαβή για την ανθρώπινη υγεία, καθώς εύκολα εισέρχονται στην αναπνευστική οδό και μπορούν να παραμείνουν σε αιθήσεις στους πνεύμονες.

Τύποι φίλτρων σωματιδίων

Σε σχέση με τη κατασκευή και την τεχνολογία, υπάρχουν δύο κύριοι τύποι:

• Ξηρά φίλτρα: απαιτούν υψηλές θερμοκρασίες για φυσική αναγέννηση
• Φίλτρα με βάση πρόσθετο: χρησιμοποιούν AdBlue ή Eolys για αναγέννηση με υποβοήθηση

Η εξέλιξη της τεχνολογίας DPF

Τα πρώτα οχήματα εξοπλισμένα με DPF εμφανίστηκαν με τα πρότυπα ρύπων Euro 4, και από Euro 5 (2009 στην Ευρωπαϊκή Ένωση) το φίλτρο σωματιδίων έγινε υποχρεωτικό για όλους τους κινητήρες diesel.

Από τα πρότυπα Euro 6, για οχήματα που δεν τηρούν τα όρια και έχουν μάζα άνω των 1.700 kg, επιπλέον του DPF απαιτείται και ένας καταλύτης με AdBlue (σύστημα SCR).

Αν και αρχικά σχεδιάστηκαν για πετρελαιοκίνητα κινητήρες, τα τελευταία χρόνια έχουν εμφανιστεί και για βενζινοκινητήρες με άμεσο ψεκασμό (GPF - Gasoline Particulate Filter), αν και είναι λιγότερο κοινά λόγω των μειωμένων εκπομπών αιθάλης.

Διάρκεια ζωής και παράγοντες που την επηρεάζουν

Η διάρκεια ζωής ενός φίλτρου σωματιδίων κυμαίνεται συνήθως από 100.000 έως 250.000 χλμ, με σπάνιες περιπτώσεις να ξεπερνούν τα 350.000 χλμ σε βέλτιστες συνθήκες λειτουργίας. Αυτή η αφομοίωση εξαρτάται από πολλούς σημαντικούς παράγοντες:

Παράγοντες που επηρεάζουν τη μακροζωία του DPF

• Στυλ οδήγησης: οι μικροί δρόμοι και η αστική οδήγηση ζημιώνουν την απόδοση
• Ποιότητα καυσίμου: καύσιμο χαμηλής ποιότητας επιταχύνει την απόφραξη
• Κατάσταση λαδιού κινητήρα: φθαρμένο λάδι συμβάλλει στις επικαθήσεις στο φίλτρο
• Λειτουργία εγχυτήρων: [ψεκαστήρες] defect μπορούν να προκαλέσουν ατελή καύση
• Προβλήματα στην εισαγωγή αέρα: επηρεάζει την ποιότητα του μίγματος
• Κατάσταση [βαλβίδας EGR]: μια φραγμένη βαλβίδα EGR επηρεάζει τις πιέσεις στο σύστημα
• Φθορά υπερσυμπιεστή: μπορεί να καεί λάδι και να μολύνει το φίλτρο

Γιατί φράσσεται το φίλτρο σωματιδίων

Για ένα αυτοκίνητο με κινητήρα diesel και DPF, η βέλτιστη χρήση συνήθως περιλαμβάνει μακρινές διαδρομές εκτός πόλης, όπου ο κινητήρας φτάνει τη βέλτιστη θερμοκρασία λειτουργίας. Οι πετρελαιοκινητήρες θερμαίνονται αργότερα από τους βενζινοκινητήρες, οπότε η αστική οδήγηση με χαμηλές ταχύτητες και στροφές ευνοεί την απόφραξη του φίλτρου.

Σε αστική λειτουργία, η θερμοκρασία των καυσαερίων δεν φτάνει τις απαραίτητες τιμές για φυσική αναγέννηση (600-700°C), με αποτέλεσμα τη σταδιακή συσσώρευση σωματιδίων στη δομή του φίλτρου.

Regeneración του φίλτρου σωματιδίων

Προληπτική αναγέννηση

Για οχήματα που χρησιμοποιούνται κυρίως σε αστικό περιβάλλον, συνιστάται ένα οδικό ταξίδι μεγάλης απόστασης κάθε 2-4 εβδομάδες:

• Απόσταση: 80-100 χλμ εκτός πόλης
• Περιοχή στροφών: πάνω από 2.500 σ.α.λ.
• Ταχύτητα: σταθερή περίπου 60 χλμ/ώρα
• Διάρκεια: μέχρι να σβήσει ο δείκτης αναγέννησης

Τύποι αναγεννήσεων

Παθητική αναγέννηση πραγματοποιείται αυτόματα σε μακρινά ταξίδια εκτός πόλης, όταν η θερμοκρασία των καυσαερίων φτάνει τους 600-700°C. Αυτή η διαδικασία δεν παρατηρείται από τον οδηγό και αντιπροσωπεύει την ιδανική λειτουργία.

Ενεργή αναγέννηση ενεργοποιείται από το ECU βάσει στοιχείων από τους αισθητήρες θερμοκρασίας και πίεσης. [ECU] (μονάδα ελέγχου κινητήρα) ρυθμίζει την ποσότητα καυσίμου για να δημιουργήσει ένα πλούσιο μείγμα, αυξάνοντας τη θερμοκρασία στους 700-1000°C για την καύση των επικαθίσεων. Η διαδικασία διαρκεί 10-20 λεπτά.

Εξαναγκασμένη αναγέννηση εφαρμόζεται όταν οι αυτόματες αναγεννήσεις δεν καθαρίζουν αρκετά. Γίνεται με εξοπλισμό διάγνωσης και διατρέχει κίνδυνο υπερθέρμανσης αν δεν ακολουθηθούν οι διαδικασίες.

Χημικός καθαρισμός - βιώσιμη εναλλακτική

Ο χημικός καθαρισμός αποτελεί μια αποδοτική και προσιτή επιλογή συντήρησης του DPF. Η αρχή είναι παρόμοια με τα νέα οχήματα εξοπλισμένα με AdBlue — η χρήση ειδικών χημικών ουσιών για τη διάλυση των επικαθίσεων.

Προτεινόμενα προϊόντα για καθαρισμό

Προϊόντα όπως το Liqui Moly 5171 DPF Cleaner περιέχουν ειδικές ουσίες που έχουν αναπτυχθεί για τον καθαρισμό των φίλτρων σωματιδίων. Τα περισσότερα προϊόντα της αγοράς έχουν παρόμοια σύνθεση, διαφέρουν μόνο ο κατασκευαστής και το όνομα.

Πλεονεκτήματα του χημικού καθαρισμού

• Διαλύει πλήρως τις επικαθίσεις της αιθάλης και της τέφρας
• Μειώνει την κατανάλωση καυσίμου
• Βελτιώνει την απόδοση του κινητήρα
• Παρατείνει τη διάρκεια ζωής του φίλτρου
• Χαμηλότερο κόστος σε σχέση με την αντικατάσταση

Συμπτώματα φράξης του φίλτρου σωματιδίων

Σήματα έγκαιρης προειδοποίησης

Το πρώτο σύμπτωμα είναι η ανάφλεξη του κίτρινου λαμπτήρα στο ταμπλό με το σύμβολο του DPF. Αν αγνοηθεί, εμφανίζονται:

• φλας του λαμπτήρα αναγέννησης
• ηχητικές προειδοποιήσεις
• σφάλματα στο κεντρικό σύστημα πληροφοριών

Σοβαρές συνέπειες της αμέλειας

Αν δεν πραγματοποιηθεί αναγέννηση, το φίλτρο φράζει μη αντιστρέψιμα και το όχημα μπαίνει σε [λειτουργία limp mode], με:

• δραματική μείωση ισχύος και ροπής
• περιορισμός στροφών μέχρι 3.000 rpm
• αυξημένη κατανάλωση καυσίμου
• αυξημένες εκπομπές αιθάλης
• ενδέχεται το όχημα να σταματήσει και να μη starten again

Αντικατάσταση του φίλτρου σωματιδίων

Κόστη αντικατάστασης

Η αντικατάσταση με νέο φίλτρο κοστίζει συνήθως από 1.000 έως 4.000 ευρώ, ανάλογα με το μοντέλο και τον κατασκευαστή. Το υψηλό κόστος οφείλεται στη σύνθετη κατασκευή - δομή τύπου κελιά με τοιχώματα πορώδη από κεραμικό υλικό με τσιλικό.

Διαδικασία επαγγελματικού καθαρισμού

Εναλλακτικά της αντικατάστασης, ο επαγγελματικός καθαρισμός περιλαμβάνει:

1. Αφαίρεση του φίλτρου από το όχημα
2. Μέτρηση αρχικών παραμέτρων
3. Εισαγωγή ειδικού χημικού διαλύματος
4. Διαδικασία καθαρισμού σε ειδικό χώρο
5. Τελικός έλεγχος και αναφορά σύγκρισης

Ακύρωση DPF - κίνδυνοι και συνέπειες

Αν και ορισμένα συνεργεία προσφέρουν την ακύρωση του φίλτρου για 200-300 ευρώ, αυτή η πρακτική είναι παράνομη και συνεπάγεται:

• απώλεια της εγγύησης του οχήματος
• κίνδυνος προστίμων σε ελέγχους ΡΑΡ
• μη τήρηση των κανόνων στο ITP
• σημαντικά υψηλότερες εκπομπές επιβλαβών σωματιδίων
• αρνητική επίδραση στο περιβάλλον

Δείκτες στο ταμπλό για DPF

Ανάλογα με τον κατασκευαστή, ο δείκτης μπορεί να διαφέρει, αλλά οι συνήθεις ενδεικνύονται από:

• Δείκτης με σταγόνα (ο συνηθέστερος)
• Κείμενο “DPF” ή “FAP” (στα γαλλικά οχήματα)
• Συνδυασμοί συμβόλων με επεξηγηματικό κείμενο

Συστάσεις για την επιλογή ενός πετρελαιοκίνητου οχήματος

Πριν την αγορά ενός πετρελαιοκίνητου οχήματος με DPF, αξιολογήστε:

• Το προφίλ χρήσης: ο πετρελαιοκινητήρας είναι κατάλληλος για μακρινές διαδρομές και συχνές μετακινήσεις
• Ο τύπος μετακινήσεων: κυρίως εξωπολιτειακή λειτουργία για βέλτιστη απόδοση DPF
• Τα κόστη συντήρησης: υψηλότερα για αστική χρήση
• Τα οφέλη σε σχέση με τα μειονεκτήματα: οικονομία καυσίμου σε σχέση με τα κόστη συντήρησης

Για έντονη αστική κίνηση (π.χ. το κέντρο της Αθήνας/Μπογδεστιέ), τα πετρελαιοκίνητα οχήματα με DPF μπορεί να φέρουν υψηλότερα κόστη συντήρησης από τα οφέλη στην κατανάλωση.

Σημαντική παρατήρηση: Στα γαλλικά οχήματα, το φίλτρο σωματιδίων μπορεί να ονομάζεται FAP (Filtre à Particules) αντί DPF, αντιπροσωπεύοντας το ίδιο σύστημα με πανομοιότυπη λειτουργικότητα.