A DPF részecskeszűrő működése, feladata és karbantartása
A részecskeszűrő (DPF - Diesel Particulate Filter) olyan komponens a gépkocsiban, amely fontos szerepet játszik a járművek károsanyag-kibocsátásának csökkentésében. A modern járművek motorjai különféle módon égetik az üzemanyagokat, ami számos káros anyag kibocsátását eredményezi. A DPF szűrő, más néven koromcsapda ötlete onnan ered, hogy ha már mindenképp keletkezik korom a kocsi használata során, akkor alkalmazzunk egy szűrőt, ami „megfogja” a káros anyagokat. Ez az emissziócsökkentés fontos eleme, amely a dízelmotorból kiáramló koromrészecskéket gyűjti össze. A DPF működése hozzájárul a környezetvédelemhez, a kiszűrt egészségromboló részecskék nem kerülnek be a tüdőbe, és a vérbe, így csökkentve a rákos megbetegedés kockázatát.
A részecskeszűrő feladata, hogy a kipufogógázban lévő szilárd részecskék (korom, olajhamu, fémkopadék) környezetbe jutását megakadályozza, miközben a teljes kipufogógáz mennyiség áthalad rajta. A kipufogógáz gáz részecskéi a részecskeszűrő zsákfuratainak falán képesek átdiffundálni, ezáltal távozni, míg a fentebb említett részecskék a szűrőben maradnak. A rendszer főeleme a kombinált részecskeszűrő dob. Ez attól kombinált, hogy a kipufogógáz belépő oldalon egy oxidációs katalizátor betétet is tartalmaz. Tehát, a kombinált dobban egymást követik az oxidációs katalizátor és részecskeszűrő betét. A részecskeszűrő működésének a legfontosabb feladata a kipufogógázok beérkezése és annak tisztított távozása között megy végbe.
A DPF részecskeszűrő felépítése és működése
A részecskeszűrő egy labirintus az autó kipufogógázainak. Laikus szemmel egy részecskeszűrő úgy néz ki, mint egy sakktábla. Ha kicsit mélyebbre ásunk, akkor egy szinte végeláthatatlan „csatornarendszerbe” botlunk. A részecskeszűrő nagyon sok egymás melletti szűrő cellából áll. Ezek a cellák a használat során telítődnek a felfogott részecskékkel, így a hasznos felületük lecsökken.
A DPF működése egyszerű: kiszűri a benzin égéséből visszamaradt kormot. A részecskeszűrő működése során a kipufogógázok áthaladnak a szűrőn, ahol a részecskék megragadnak a szűrő szerkezetében. A részecskeszűrő (vagy koromszűrő) feladata, hogy a beérkező korom és füst káros anyagainak megszűrése. Ezek a káros anyagok az előbb említett csatornarendszer porózus falán megtapadnak és nem áramlanak tovább a kipufogó irányába. Ezzel a technikával a kipufogógázok körülbelül 80%-át is kiszűrheti a koromrészecskékből.
A telítettség érzékelése és a regeneráció
Mivel egy zárt alkatrészről beszélünk, minél többet használjuk a járművünket, annál hamarabb telik meg a részecskeszűrő korommal. A motorvezérlő egység méri a telítettséget. A DPF-ben felhalmozódott részecskemennyiséget a jármű vezérlő rendszere nyomás vizsgálatokkal ellenőrzi és szükség esetén elindítja a részecskeszűrő regenerálását. Ha a szűrő furatainak falán a kipufogógáz nem képes megfelelő mértékben áthaladni, kritikus lesz a kipufogási ellennyomás.
Részecskeszűrő problémák Renault Espace 4
A regeneráció a részecskeszűrő tisztítási folyamata, amely során a felgyülemlett részecskék elégetésre kerülnek a magas hőmérsékleten. A kiégetést hívjuk regenerálásnak is, amely során a korom szó szerint elég a részecskeszűrőben, hogy az újra hatékonyan tudja szűrni a beérkező kipufogógázokat. A regeneráció megtörténtének feltétele, hogy meglegyen a megfelelő hőmérséklet, valamint az égéshez elegendő oxigén álljon rendelkezésre. A DPF regenerálása akkor tud teljesen végbemenni, ha adott az égéshez szükséges hőmérséklet, és a korom elégéséhez elegendő idő.
A regeneráció során a rendszer nagymértékben megemeli a kipufogógáz hőmérsékletét, katalizátort juttat a kipufogórendszerbe, ezzel a DPF-ben felhalmozódott éghető anyagokat oxidálja, melyek gáz halmazállapotuknál fogva távoznak a rendszerből. Ez történhet extra üzemanyag befecskendezésével (utó-befecskendezés), amit egy elektronika vezérel: megemeli a kipufogógáz hőmérsékletét, extra üzemanyagot juttat a kipufogógázhoz. Ez az üzemanyag reakcióba lép a katalizátor elemben felgyülemlett korommal és elégeti azt.
A másik regenerálási mód, amikor üzemanyag adalékkal történik a korom kiégetése. Itt is szenzor érzékeli, hogy a DPF megtelt korommal, és ekkor keveri az üzemanyaghoz az adalékot, ami egy külön tartályban van elhelyezve és bizonyos időnként újra kell tölteni. Az additív célja, a keletkező koromszemcse gyulladáspontjának csökkentése. Egy töltés 30-50 ezer km alatt elégetett gázolajhoz elegendő.
A telítődés, regenerálás ciklusa folyamatosan ismétlődik a háttérben. Persze nem napi rendszerességgel regenerál az autó. Ha a regenerálás megtörtént, újra elkezd szűrni a részecskeszűrő, majd megint regenerál, szűr, regenerál, szűr, regenerál és így tovább.
A DPF rendszer főbb alkotóelemei
- Kombinált részecskeszűrő dob: Ez attól kombinált, hogy a kipufogógáz belépő oldalon egy oxidációs katalizátor betétet is tartalmaz.
- Differenciál nyomás szenzor (különbözeti nyomás jeladó): Az alaphelyzetben tiszta részecskeszűrő áramlási ellenállása kicsi, a torlónyomás közel nulla kPa értékű alapjáraton, és terhelés alatt is alacsony. Normál működés során a DPF szűrő telítődik, a belépő kipufogógáz nyomása megnő, mivel a szűkebb keresztmetszet miatt akadályba ütközik. Ezt a torlónyomást az un. differenciál nyomás szenzor méri és továbbítja az autó motorvezérlőegysége felé.
- Hőmérő: A részecskeszűrő normál használatkor is elég meleg, 150-250 fok C az átáramló gázoknak köszönhetően. Az un. regenerálás vagy részecskeszűrő tisztítás, kiégetés alatt ez a hőmérséklet tartósan 350-500 fok C de akár 650 is lehet. Ezt a dobba épített minimum egy, de valamikor 2, 3 különböző pozícióba elhelyezett hőmérő méri, alakítja elektromos jellé a motorvezérlő egység számára. Ezeknek fontos szerepük van a regenerálási folyamatban, nélkülük nem meghatározható a betét hőmérséklete.
- 5. injektor vagy regenerálási befecskendező: Nem minden rendszernél, de Toyota, Lexus, Ford és más gyártmányok egyes modelljeinél a kombinált dob előtt található.
- Elektronikus fűtő betét: Kevéssé elterjedt, de valamikor alkalmaznak ‘izzítógyertyát’ a regenerálási befecskendező közelében. Ilyenkor a szűrőbetét hőmérsékletétől függetlenül azonnal begyullad a regenerálás miatt belőtt gázolaj.
- Motorvezérlőegység és szoftver: Ez irányítja a teljes szűrőfelügyeletet és üzemeltetést.
- Részecskeszűrő adalék adagoló rendszer: Főként Ford, Peugeot, Citroen autóknál egy un. additív folyadékot (nem összekeverendő az adblue-val) töltenek az autóba az időszakos szervizek alkalmával.
Meghibásodás és elhasználódás
Természetesen a szűrő tökéletesen nem regenerálható a helyén, az éghetetlen elemek abban folyamatosan halmozódnak, tehát élettartama megfelelően működő rendszernél és üzemeltetési feltételek mellett is véges. Mivel a részecskeszűrő nem végtelen élettartamú, egy idő után már nem képes feladatát maradéktalanul ellátni.
Az eltömődés mértékével folyamatosan csökken gáz átbocsátó képessége. Ha a szűrő furatainak falán a kipufogógáz nem képes megfelelő mértékben áthaladni, kritikus lesz a kipufogási ellennyomás, ezért csökken a motor teljesítménye, valamint a motor egyes szerkezeti elemei is károsodhatnak. Ha a részecskeszűrő eldugul, az autó teljesítménye csökkenhet, a füst- és szagkibocsátás növekedhet, és a jármű hibakódokat is jelenthet. A DPF eltömődése azzal jár, hogy a motor teljesítménye csökkenhet, és növekedhet a károsanyag-kibocsátás.
Ha bármilyen okból kifolyólag idegen anyag - motorolaj, fagyálló, vagy netán folyékony tömítőanyag - kerül a részecskeszűrőbe, az akár rövid idő alatti teljes eltömődést is eredményezhet, mivel ezeknek az anyagoknak a feldolgozására a rendszer nem képes. Az elhasználódott vagy nem megfelelő motorolaj használata szintén idővel a DPF gyorsabb eltömődését eredményezheti.
A DPF hiba jelei és okai
A regeneráció sorozatos elmaradása a szűrő eltömődésének folyamatát felgyorsítja, ezáltal élettartama jelentősen lerövidülhet. Az egyre jobban felhalmozódó korom miatt a szenzor ugyan elindíthatja a folyamatot (befecskendezi az extra üzemanyagot), de az nem tud meggyulladni. Gyakori probléma az ilyen autóknál, hogy megnő a fogyasztás, üzemanyag kerül a motorolajba, tönkremegy a turbó. A részecskeszűrő hiba komoly problémát jelenthet a modern dízelmotoros autók tulajdonosainak, mivel ennek az alkatrésznek a meghibásodása jelentős teljesítménycsökkenést, megnövekedett üzemanyag-fogyasztást és akár drága javításokat is eredményezhet.
Ha bekövetkezett az a pillanat, amikor a részecskeszűrő már nem tudja regenerálni magát kellőképpen, megjelenik a műszerfalon a részecskeszűrő jele. Amennyiben ez a kis sárga jel nem tűnik el néhány száz kilométeren belül, akkor a részecskeszűrő megérett a cserére vagy a tisztításra. A részecskeszűrő hiba első jelei közé tartozik a motor teljesítményének csökkenése és a megnövekedett üzemanyag-fogyasztás. Ha a DPF eltömődik, az autó számítógépe vészüzemmódba kapcsolhat, ami korlátozza a maximális sebességet és a gyorsulást.
A részecskeszűrő hiba kialakulásának több oka lehet, és ezek közül az egyik legfontosabb a rövid városi utak gyakori használata. A DPF regenerálódása magas kipufogógáz-hőmérsékletet igényel, amelyet hosszabb autópályás közlekedés során lehet elérni. Ha az autót főként rövid távokon használják, a regenerációs folyamat nem tud végbemenni, ami a részecskeszűrő eltömődéséhez vezethet. Könnyen belátható, hogy azok az autók, amelyek szinte kizárólag városban közlekednek, rövid távokat tesznek meg, nem tudják kiégetni a kormot a DPF-ből, nem regenerálódik a koromszűrő.
Részecskeszűrők a dízeljárművekben
Mit kell tenni, ha kigyullad a DPF lámpa?
Mit tehet a tulajdonos a DPF élettartamának meghosszabbításáért?
Mindenképpen szem előtt kell tartani a gépjárműgyártó ezirányú utasításait. Használat közben oda kell figyelni arra, hogy rendszeresen létrejöjjenek azok az üzemi körülmények, amiknél a regeneráció végbe tud menni. Ebből a szempontból a legveszélyeztetettebb réteg a csak városi forgalomban használt járművek. Célszerű időközönként egy-egy, kicsit hosszabb utat is beiktatni, hogy a rendszer fel tudjon melegedni a kívánt hőfokra. A megoldás, ha időnként egy hosszabb útvonalat is betervezünk. Ez számokra lefordítva azt jelenti, hogy 60-65 km/h-ás tempóval 30 perc alatt regenerálható a rendszer. A rendszeres autópályás közlekedés, a megfelelő üzemanyag és motorolaj használata segíthet megelőzni a problémát.
Lényeges szempont továbbá a motorolaj kiválasztása, ugyanis a részecskeszűrővel szerelt járművek ezirányú igénye speciális. Az ajánlott motorolaj és üzemanyag használata szintén segíthet meghosszabbítani a szűrő élettartamát. A DPF által elégetett koromból hamu képződik, amit bizonyos időnként (80-100.000 km) ajánlott eltávolítani a szűrőből.
A DPF szűrő tisztítása
Célszerű időközönként, karbantartás jelleggel is tisztításnak alávetni kiszerelt állapotban a DPF szűrőt. Ilyenkor a szűrőben felhalmozódott, éghetetlen részecskék kerülnek eltávolításra. Ez a legköltségesebb lehetőség. Ha a DPF eltömődik, többféle tisztítási lehetőség áll rendelkezésre. Az egyik legegyszerűbb módszer az autópályás regeneráció, amely során 20-30 percen keresztül legalább 2500 fordulat/percen kell tartani a motort. Ha ez nem segít, akkor a vegyszeres tisztítás vagy a szakműhelyben végzett ultrahangos tisztítás is hatékony megoldás lehet.
A tisztítás során vegyi anyagot, folyadékot nem használunk. A DPF-et először egy ellen nyomás tesztnek vetjük alá, mely során kiderül annak gáz áteresztő képessége. Ezt követően egy zárt kamrában, pulzáló, nagynyomású levegővel kifújjuk a szűrőben felhalmozódott szennyező anyagot. Ezt követően ismét ellen nyomás teszt következik. Ha a szűrő áteresztő képessége megfelelő, a tisztítási folyamat befejeződött. Ha a teszt továbbra is eltömődöttséget mutat, az azt jelenti, hogy vagy elérte a szűrő élettartamának végét, vagy a gépjárműben ismétlődően nem tudott a regenerációs folyamat végbe menni.
A DPF-et ezt követően egy kemencébe helyezzük. Ebben a kemencében létre tudjuk hozni azt a 600 °C feletti hőmérsékletet, mely a regenerációhoz szükséges, amikor az éghető részecskék oxidálódnak. Ez a tisztítási ciklus, a hevítés kb. 5-6 óráig tart. Mivel a tisztítási folyamat közben nem használunk savakat vagy egyéb vegyi anyagot, valamint mechanikus beavatkozás sem éri a szűrőt, annak belső szerkezete nem károsodik, mely további élettartamát vagy szűrési hatásfokát csökkentené. Nagyon ritkán, de előfordul, hogy extrém mértékű eltömődés esetén a tisztítás nem jár eredménnyel.
Milyen DPF szűrők tisztíthatók?
Elsősorban:
- teherautó
- busz
- mezőgazdasági gép
- munkagép
DPF szűrők tisztítását vállaljuk, személygépjárművek esetében előzetes egyeztetés szükséges. Lényeges ugyanis, hogy a DPF szűrő mindkét (bemenő és kimenő) felületét el tudjuk érni a nagynyomású fúvókákkal.
NEM tisztíthatók azok a DPF szűrők, melyek:
- háza sérült, deformálódott
- a kerámia felületen sejtkárosodás észlelhető
- repedés észlelhető
- olaj, üzemanyag vagy hűtőfolyadék szennyezés észlelhető
A tisztítás várható időtartama és költségei
Az alábbi táblázat összefoglalja a DPF tisztításának várható költségeit és időtartamát:
| Tisztítás típusa | Időtartam | Költség (Ft + ÁFA) |
|---|---|---|
| Nagynyomású levegővel | 2-3 óra | 42.000 - 75.000 |
| Hevítéssel együtt | meghaladja a 12 órát | 56.000 - 95.000 |
Javasoljuk a DPF szűrő tisztítását hiba elhárító jelleggel, ha a jármű rendszere DPF hibát jelez, vagy az egyes regenerációk közötti idő nagy mértékben lerövidül, de a szűrő megfelel a tisztíthatósági kritériumoknak. Karbantartás jelleggel, tünetmentes működés esetén is javasolt, ha a DPF várható élettartamát elérte (kb. 400 000 km).
Utángyártott DPF szűrők
Míg egy átlagos autónál a részecskeszűrő cseréje akár 500-600 ezer Forint is lehet, addig a részecskeszűrő tisztítását már 29.900 Forintért is elvégeztetheted. Az utángyártott alkatrészek olcsóbbak, mint az eredeti gyári (OEM) részecskeszűrők, azonban minőségük és élettartamuk jelentősen eltérhet. Fontos azonban, hogy a silány minőségű utángyártott DPF-ek akár súlyos károkat is okozhatnak.
Mire figyeljünk utángyártott DPF vásárlásakor?
- Keressünk megbízható márkákat, amelyek minőségi tanúsítványokat nyújtanak.
- Ellenőrizzük a garanciát.
- Győződjünk meg arról, hogy az adott DPF megfelel az autó gyártmányához és típusához, valamint az EURO szabványnak (attól függően, hogy az autód melyik szabványba tartozik).
A DPF szűrő eltávolítása - Tiltott és veszélyes megoldás
Egyes autótulajdonosok a DPF teljes eltávolítását választják, hogy elkerüljék a részecskeszűrő hiba ismételt jelentkezését. Ez azonban nem ajánlott. A DPF szűrő kiiktatása törvénytelen az Európai Unióban, így Magyarországon is. Akár milliós büntetést is kiszabhatnak, ha egy közúti ellenőrzés során kiderül a manipuláció. Ha egy baleset után kiderül, hogy az autó manipulált (pl. nincs benne DPF), akkor a biztosító megtagadhatja a kifizetést. Ráadásul az autó értékét és megbízhatóságát is rontja. A részecskeszűrő eltávolításával az autó kiengedi a környezetre káros anyagokat a légkörbe, és a részecskekibocsátást is megnöveli. A részecskeszűrő eltávolítása helyett a tisztítás vagy a csere a szabályos megoldás.