Mercedes Sprinter katalizátor és részecskeszűrő problémák
A katalizátor hiba komoly problémát jelenthet minden autótulajdonos számára, mivel nemcsak a motor teljesítményét befolyásolja, hanem a károsanyag-kibocsátást is jelentősen növeli. A katalizátor feladata az, hogy a kipufogógázokban található szennyező anyagokat ártalmatlanabb vegyületekké alakítsa, így ha meghibásodik, az környezeti és műszaki problémákat egyaránt okozhat. Az alábbiakban részletesen bemutatjuk, milyen tünetek utalhatnak a katalizátor meghibásodására, milyen okok vezethetnek ehhez a problémához, és milyen megoldások léteznek a hiba elhárítására.
A modern dízel- és benzinmotoros autók egyik legnagyobb előnye a környezetbarát működés, azonban ehhez több összetett alkatrészre is szükség van. Közéjük tartozik a katalizátor és a részecskeszűrő, vagyis a DPF (Diesel Particulate Filter). Ezek az elemek hozzájárulnak ahhoz, hogy az autók károsanyag-kibocsátása minimális legyen, de sajnos hajlamosak elhasználódni vagy működési zavart szenvedni.
A katalizátor hiba felismerése nem mindig egyszerű, mivel a tünetek hasonlíthatnak más motorikus problémákhoz. Az egyik legszembetűnőbb jel a teljesítménycsökkenés, amikor az autó nehezebben gyorsul, vagy erőtlenné válik. Gyakran előfordulhat, hogy a jármű üzemanyag-fogyasztása is nő, mivel a motor szabálytalan működése miatt az égési folyamat nem optimális. A hiba jelei közé tartozhat a motor teljesítményének csökkenése, a megnövekedett üzemanyag-fogyasztás, valamint a műszerfalon megjelenő motorhiba jelzés.
Hogyan állapítható meg, hogy szüksége van-e új katalizátorra az autójában?
A katalizátor meghibásodásának okai
A katalizátor meghibásodása több tényező eredménye lehet. Az egyik leggyakoribb ok a hosszú távú kopás és elhasználódás, hiszen a katalizátor egy idő után természetes módon veszít hatékonyságából. Ugyanakkor a rossz minőségű üzemanyag használata is károsíthatja az alkatrészt, mivel az üzemanyagban található szennyeződések lerakódásokat okozhatnak. Ha a katalizátor eltömődik vagy megsérül, az jelentős hatással lehet az autó teljesítményére és üzemanyag-fogyasztására. Az eltömődött katalizátor akadályozza a kipufogógázok megfelelő áramlását, ami megnöveli a kipufogórendszerben a nyomást, ezáltal csökkentve a motor hatékonyságát.
A motorhiba visszajelző lámpa felgyulladhat a műszerfalon, jelezve a kipufogógáz-kezelő rendszer problémáját. Az eltömődött katalizátor az egyik leggyakoribb probléma, ami a hőmérséklet emelkedése miatt akár a kerámiaszerkezet összeomlásához is vezethet. Az eltömődött katalizátor miatt az autó nehezen indulhat, rángathat, vagy akár teljesen le is állhat menet közben.
Mercedes 200D differenciálmű hibaelhárítás
Általában a fogyasztás megnövekedik és a teljesítmény csökken, szélsőséges esetben annyira képes lefolytani a hibás katalizátor autónkat, hogy az le is áll, vagy éppen letilt. Ennek oka egyszerűen fogalmazva, hogy a nem képes az autó kipufogni, mert a katalizátor összeszakadt és útját álja a kipufogó gáznak.
A hibás katalizátor tüneteit 4 pontra oszthatjuk melyről korábban már írtam is cikket (elolvasom). A lényeg, hogy mint átlagos autófelhasználó általában csak annyit veszünk észre, hogy a gépjármű fogyasztása megemelkedik, a teljesítmény pedig csökken. Fontos tudni, hogy a katalizátor vásárlását és cseréjét nem szabad sokáig halogatni, mert a motor működésére káros hatással van.
A katalizátor és a DPF szorosan együttműködik a kipufogógáz tisztításában. A katalizátor elsődleges feladata a szén-monoxid, nitrogén-oxidok és szénhidrogének lebontása, míg a DPF a koromszemcsék felfogásáért felel. Ha a DPF eltömődik, az a katalizátor működésére is negatív hatással van. A megnövekedett hőmérséklet és nyomás miatt a katalizátor is károsodhat, különösen, ha a motor próbálja erőltetni a regenerációt. A két rendszer együtt egyensúlyt alkot, ezért ha az egyik nem működik megfelelően, a másik is gyorsabban elhasználódik.
DPF-csatorna metszeti rajza (Forrás: Mercedes)
A dízel részecskeszűrő (DPF) problémái
Új dízelmotoros autó részecske- (DPF) vagy más néven koromszűrő nélkül nem kerülhet forgalomba. A DPF a ma érvényben lévő Euro 5 kipufogógáz-előírás teljesítéséhez nélkülözhetetlen. A részecskeszűrő egészségünk védelmében kifejtett áldásos hatása mellett az üzemeltetőknek, javítóknak meglehetősen gyakran okoz gondot. A gépjármű mozgását korlátozó vagy megakadályozó nehézségek számára nem kedvező üzemi viszonyok vagy motorirányítási problémák miatt következnek be. A javítás - időt rabló szervizműveletek mellett - gyakran hosszas szerviz-ügyfél vitákhoz vezet és komoly összegekre rúg.
Egyik tipikus probléma, amivel sok autótulajdonos találkozik, a DPF regenerációjának megakadása. Ez a hiba nemcsak kellemetlenséget, hanem komoly anyagi kiadást is jelenthet. Ha nem foglalkozunk időben vele, az egész kipufogórendszer, sőt a motor is veszélybe kerülhet. A DPF, azaz a dízel részecskeszűrő, arra szolgál, hogy megkösse a kipufogógázban található apró koromszemcséket, amik egyébként a levegőbe kerülnének. Ez a szűrő idővel telítődik, ezért időnként szükség van egy úgynevezett regenerációs folyamatra, amely során a felgyűlt korom kiég a rendszerből.
A regeneráció automatikusan történik, általában hosszabb, egyenletes tempójú autózás során, például autópályán. A probléma akkor kezdődik, amikor ez a regenerációs folyamat nem tud végbemenni. Ennek oka lehet rövid távú használat, városi közlekedés, hideg motor, vagy valamilyen technikai meghibásodás is. A DPF regenerációjának megakadása mögött sokféle tényező állhat. Az egyik leggyakoribb ok a vezetési szokás. Ha főként városban vezetsz rövid távokat, az autód nem tudja elérni azt a hőmérsékletet, amely szükséges a regenerációhoz. Emellett problémát jelenthet a hibás EGR szelep, a túl sok olajpára, hibás nyomásérzékelők vagy a túlságosan elhasználódott DPF is.
A nem megfelelő minőségű üzemanyag és az elhanyagolt szervizelés szintén hozzájárulhat a regenerációs folyamat sikertelenségéhez. Az is előfordulhat, hogy az autó próbálja végrehajtani a regenerációt, de azt mindig megszakítja valamilyen tényező, például megállás, leállítás vagy alacsony fordulatszám.
A részecskeszűrő telítődésének megállapítása
A szűrőben lerakódó részecske (korom) eltömi a szűrőt, ezzel megnöveli a kipufogócsatornában a kipufogógáz-ellennyomást. A gáz ellennyomás-növekedése a motor töltetcseréjét akadályozza, szélső esetben a motor működését megakadályozza.
A fojtásállapotot a kipufogógáz térfogatáramának függvényében ábrázolt differencianyomás- mezők vagy -zónák azonosítják (Forrás: Peugeot)
Chiptuning a Mercedes E 270 CDI-hez
A részecskeszűrő eltömődésének mértékére a be- és kilépő oldalán mérhető nyomások különbsége (pe - pu = ∆p) más szóval a differencianyomás jellemző (∆p). Egyes modelleknél csak a belépő abszolút nyomást mérjük. Álló motornál a differencianyomás értéke nulla, ez a diagnosztika számára is információ (jók-e a nyomásjeladók?). A szűrő előtti nyomást (ellennyomás) értékét abszolút nyomásként is mérhetjük. A szűrőterhelés-megállapítás végett mért nyomást/nyomásesést a motor légnyelése és a kipufogógáz hőmérséklete függvényében értékeli a motorirányító egység.
A fojtásállapotot a kipufogógáz térfogatáramának függvényében ábrázolt differencianyomás- mezők vagy -zónák azonosítják, mint azt az alábbi elvi diagramon nyomon követhetjük (3. ábra forrás: Peugeot).
A szűrő telítődöttségének mértékét, szintjeit a b-f zónák azonosítják. Az a mező ∆p értékei a szűrő átszakadására vagy hiányára utal. A b a tiszta szűrőt, a c a normál üzemi szűrőterhelési mezőt azonosítja. A d telítődött szűrő, az e túltelítődött szűrő, az f az eltömődött szűrőállapot. Normál működési zónák: b, c és d. A passzív regenerálás a szűrőt a b és c állapotok között tartja. Az aktív regenerálásra a c-ből a d-be, illetve az e-be való átlépéskor van szükség.
A valós eset egy 2,0 literes dízelmotor 6000 min-1 fordulatszámig terjedő kipufogógáz árama
A részecskeszűrő regenerálása
A szűrő regenerálása alatt a részecsketartalom oxidációját értjük. A részecske (korom) szén és szénhidrogén alkotói az oxidáció során gáz halmazállapotú anyaggá válnak, és elhagyják a szűrőfalon keresztül a szűrőt.
Az igazi műszaki kihívást nem a szűrés, nem is a regenerálás technológiája, reakciói jelentik - ezek mind ismertek, a fedélzeten kialakíthatóak, megvalósíthatóak -, hanem a reakció beindulásához szükséges hőmérséklet elérése. A dízelmotor részterhelési, városi üzemében a koromszűrőbe belépő kipufogógáz nem éri el a reakció beindulásához szükséges 600 ± 50 °C értéket. Ez okozza az igazi műszaki problémát!
Kis motorterhelésű, gátolt forgalmi viszonyok közötti, rövid távú gépjárműhaladásnál nincs esély a korom oxidációjához szükséges 600 ± 50 °C kipufogógáz-, illetve szűrő-falhőmérséklet elérésére.
A szűrő regenerálás időtartama a szűrő előtti kiinduló hőmérséklet függvénye
A műszaki-kémiai, reakciókinetikai feladatot a koromoxidáció küszöbhőmérsékletének a csökkentése jelenti. Erre az alábbi megoldások s születtek:
- katalizátoranyag (Pt) beépítése a szűrő falába,
- a „korom-NO2” oxidációs reakció fel-tételeinek megteremtése,
- küszöbhőmérsékletet csökkentő kata-lizátor tüzelőanyag-adalék (promotor) bevitele a szűrőbe.
A regenerálás időtartama - normál DPF esetén - a szűrő előtti kiinduló hőmérséklet függvénye; időtartama a szűrőfelmelegítés- és a reakcióidőből tevődik össze. A szűrőregenerálás km-futás szerinti gyakoriságára is mutatunk tájékoztató értékeket (6. ábra, forrás: Mercedes).
A szűrő regenerálása passzív és aktív üzemmódú lehet. A részecskeszűrő regenerálási folyamatának megindítása végbemehet:
- spontán, azaz kényszer, külső behatás nélkül, önmagától és
- külső, kezdeményező behatásra.
A spontán részecskeoxidációs folyamat beindulásával elért regenerálás megnevezése passzív regeneráció. A külső behatásra - gázhőmérséklet-növelésre - meginduló részecskeoxidációs folyamat megnevezése aktív regeneráció.
A passzív mód azt jelenti, hogy a korom oxidációja a szűrőben külső beavatkozás nélkül beindul. A passzív regeneráció közepesen nagy motorterhelésen, például tartós országúti igénybevétel esetén indul be, ha a kipufogógáz, 350-500°C-ra hevül. Beindulás után, a hőtermelés miatt, általában önfenntartó folyamat.
Tüzelőanyag-adalékkal támogatott passzív regenerálás
A koromoxidáció beindulási hőmérsékletét katalitikus hatású anyaggal csökkenteni lehet. Ha ezt a katalitikus hatású (promotor) anyagot az aktív regenerálás folyamatában esetenként kívülről, tüzelőanyag-adalék formájában visszük be, adalékolt aktív regenerálásnak nevezzük. Az adalék promotor anyag cérium és vas lehet. A rendszert először sorozatgyártású modellnél megvalósító PSA-konszern FAP rövidítéssel jelölte kipufogógáz-utókezelő emissziótechnikai rendszerét. A FAP® (Filtre à Particules) részecskeszűrőt jelent, mint a DPF, de ezt az elnevezést a PSA-csoport a HDi motorjaira szerelt tüzelőanyag-adalékos rendszerre védte le. A szakirodalomban a FAP-ra az A-DPF (Additive-based Diesel Particulate Filter) és a FBC-DPF (Fuel Borne Catalyst-Diesel Particulate Filter) rövidítések is használtak.
A szűrőregenerálás km-futás szerinti gyakoriságára is mutat tájékoztató értékeket
A FAP-rendszer ez első sorozatgyártásra érett koromszűrési és regenerálási eljárás volt, bevezetésekor 2000-ben nagy műszaki innovációnak számított. A rendszert, továbbfejlesztett formában, mind a mai napig beépítik a PSA dízelüzemű autóiba.
A katalizátor-adalékanyaggal (CeO2) a korom gyulladási hőmérséklete mintegy kb. 150 fokkal, 460 °C értékre csökkenthető le. vállalat fejleszti és gyártja. Az EOLYS katalitikus hatóanyagok (CeO2 cérium-dioxid, zirkonium-oxidok és vas) szerves oldószeres oldata. A hatóanyag koncentrációja az oldatban 4,2 tömeg%. A Peugeot által korábban használt EOLYS DPX 42-es adalékot 2002 novemberétől EOLYS 176 (DPX 10) adalék váltotta fel. (A két adalék keverése tilos! A DPX 42 adalékkal működő régi rendszert nem lehet EOLYS 176 új adalékkal történő működésre átállítani.)
Az új adalékban vassal erősített hatású cérium van (Fe-doped Ce - FBC). A korom gyulladási hőmérséklete ezzel 410 °C-ra hozható le. Az EOLYS hatóanyag koncentrátuma a tüzelőanyagban a korábbi 25 ppm-ről 10 ppm-re csökkent. Az EOLYS felhasznált mennyisége a tüzelőanyag-fogyasztással arányos, mivel minden tankolásnál, a betöltött gázolajmennyiséggel arányos EOLYS-t juttatunk a tankba. A tüzelőanyagban így mindig kb. 10 ppm koncentrációjú adalékanyag van. Ma már elérhető, hogy egy teljes, gyári feltöltésű adaléktartállyal 180-200 E km legyen a rendszer üzemi hatótávolsága, ez gyakorlatilag karbantartásmentességet jelent.
A FAP-rendszer vázlata
A FAP-rendszer vázlatát a 7. ábrán látjuk. Az EOLYS adalék - szénhidrogénbe emulgeált Fe/Ce katalitikus hatóanyag - az adaléktartályból (7. ábra/10) adagolószivattyú (az adaléktartályban van) nyomásával (3 bar), porlasztón (7. ábra/12) át jut a gázolajtartályba. A befecskendezendő mennyiséget (a porlasztó nyitvatartási idejét) a tankolt mennyiség függvényében számítja ki a FAP irányítóegysége (7. ábra/22) a motorirányító egység (7. ábra/23) közreműködésével.
Az adalék a gázolajjal, a befecskendezés során jut be a motorba. A hatóanyagok már a motorban képződött részecskére rátapadnak, majd az oxidációs katalizátoron keresztül bejutnak a részecskeszűrőbe. A cérium, illetve a cérium-vas a koromrészecskék közé kerülve csökkenti a gyulladási hőmérsékletet és növeli a lerakódott koromrétegben az oxidáció reakciósebességét. A hatóanyag a szűrő falára tapad, illetve a szűrőcsatorna végén halmozódik fel, ekkor már aktív hatása gyengül.
A VW cég is használ néhány típusánál adalékos regenerálási rendszert. Az adalék folyékony szénhidrogénben emulgeált vas. Az adalékkoncentrátum a tüzelőanyagban kb. 10 ppm. Az adalékszükséglet: 1 liter adalék 2800 liter gázolaj. Tartályelhelyezés: önálló adaléktartály a pótkerékdómban. Jeladó: adalék alsó szintjelző. Adalékolás: minden tankolásnál a tüzelőanyag-szintjelző által megadott betankolási mennyiségnek megfelelő additívmennyiség.
Gyakori jelek, hogy valami nincs rendben
Az egyik legfeltűnőbb jel, hogy valami nincs rendben, az, amikor a műszerfalon megjelenik a DPF ikon vagy a "Check engine" lámpa. Ezen kívül észlelheted, hogy az autó veszít a teljesítményéből, gyengébben húz, megnő a fogyasztása, vagy füstölni kezd a kipufogó. Egyes esetekben a motor vészüzembe kapcsol, és korlátozza a maximális sebességet vagy fordulatszámot.
A regeneráció elmaradására utalhat az is, ha furcsa szagot érzel a kipufogóból, vagy az autó gyakran próbálja elindítani a regenerációt, de valami mindig közbeszól.
A lámpa felvillanása még nem súlyos részecskeszűrő hibajelenség, csupán egy jelzés, hogy a szűrő kicsit túltelített. Ilyenkor nem kell pánikba esni, az első, amit tehetünk, hogy elvisszük egy hosszabb útra az autónkat, vagy a messzebbi bevásárlóközpontot vesszük irányba és ott vásárolunk be. Ha a kiégetés (a regenerálódás) végbemegy, a jelzés jó esetben elmúlik.
Ha a kontroll-lámpa világít, egyértelmű a részecskeszűrő hibajelenség, de ennek hiányában meg kell tanulnunk olvasni az árulkodó jelekből. Gyanakvásra adhat okot, ha azt tapasztaljuk, hogy az autó egyre sűrűbben regenerál (nem tud jól kiégni a korom). Egy másik látványos megnyilvánulása is lehet annak, hogy a szűrővel baj van. Amennyiben azt tapasztaljuk, hogy az autó füstölni kezd (és ez nem volt korábban jellemző), biztosak lehetünk abban, hogy részecskeszűrő hibajelenség ütötte fel a fejét a gépjárműben.
Mit tehetünk a DPF élettartamának megőrzéséért?
Az egyik legfontosabb dolog, amit tehetünk, az, hogy időnként elviszed az autót egy hosszabb autópályás útra. Ilyenkor a motor és a kipufogórendszer eléri a megfelelő üzemi hőmérsékletet, és zavartalanul lezajlik a regeneráció. Ezen kívül fontos a rendszeres olajcsere, minőségi üzemanyag használata, és az EGR szelep tisztántartása.
Hasznos lehet egy szkenner vagy OBD eszköz, amivel figyelemmel kísérheted a regenerációs folyamatot és az esetleges hibakódokat. Érdemes rendszeresen ellenőrizni a szívó- és kipufogórendszer elemeit, mert az apróbb szivárgások is gondot okozhatnak.
A katalizátor hiba diagnosztizálása általában egy OBD (On-Board Diagnostics) rendszer segítségével történik, amely érzékeli a kipufogógázok összetételének változását. A lambda szonda adatai alapján az autó számítógépe képes felismerni, ha a katalizátor nem működik megfelelően.
Mit tegyünk, ha a regeneráció nem sikerül?
Ha a regeneráció több alkalommal sem sikerül, és a hibakódok nem törölhetők, akkor nem érdemes tovább halogatni a szervizlátogatást. A szakszervizben nyomásmérővel, hőmérséklet-érzékelőkkel és diagnosztikai eszközökkel pontosan meg tudják határozni, mi okozza a problémát. Ilyenkor elvégezhetnek egy kényszerített regenerációt, vagy speciális vegyszeres tisztítást. Ha ezek nem segítenek, előfordulhat, hogy a DPF-et ki kell venni és ipari módszerrel, ultrahangos vagy kemencés eljárással tisztítani. A legrosszabb esetben új szűrő beszerelésére van szükség.
A katalizátor hiba javítása sok esetben csak cserével oldható meg, mivel az alkatrész belső szerkezete könnyen sérülhet, és a regenerálása nem mindig lehetséges. Bizonyos helyzetekben azonban speciális tisztító adalékok használatával csökkenthető az eltömődés mértéke, és meghosszabbítható a katalizátor élettartama.
A katalizátor csere költsége széles skálán mozoghat, attól függően, hogy eredeti vagy utángyártott alkatrészt választunk. Az eredeti alkatrészek gyakran drágábbak, de hosszabb élettartamot és jobb teljesítményt biztosítanak. Az utángyártott katalizátorok olcsóbbak, de nem mindig felelnek meg a gyári minőségi követelményeknek.
Ne használja az autót, ha kigyulladt a check lámpa! Ennek két oka van: Az egyik az, hogy a szűrőben kárt tehet és akkor már csak az igen költséges csere marad alternatívának, a tisztítás nem lesz megvalósítható.
A szervizben kényszerregenerálást csináltak az autómon, de nem oldotta meg a problémát. A kényszerregenerálás alkalmával maximum 20%-ot lehet javítani a részecskeszűrő állapotán. A régóta lerakódott kormot és egyéb szennyeződést nem tudja maradéktalanul feloldani.
Tippek használt autó vásárlásához
Ha dízelautót tervezel vásárolni, különösen figyelj oda a DPF állapotára. Kérdezz rá, mikor volt utoljára regeneráció, vannak-e elmentett hibakódok, és mekkora a szűrő telítettsége. A legjobb, ha viszel magaddal egy diagnosztikai eszközt, amivel gyorsan ki tudod olvasni ezeket az adatokat. Egy elhanyagolt DPF sok rejtett problémát takarhat, és vásárlás után akár több százezer forintos kiadást is jelenthet. Nézd meg, milyen körülmények között használták az autót: ha sokat járt városban, akkor nagyobb az esélye annak, hogy a DPF el van tömődve. Ha lehet, kérj próbautat, és figyeld meg, füstöl-e a kipufogó, illetve mennyire pörög fel a motor.
Összegzés
A katalizátor hiba komoly hatással lehet az autó teljesítményére és károsanyag-kibocsátására, ezért érdemes figyelni a korai jelekre, és időben lépéseket tenni a probléma elhárítására. A rendszeres karbantartás, a megfelelő üzemanyag használata és az autó motorjának jó állapotban tartása hozzájárulhat a katalizátor hosszabb élettartamához és hatékony működéséhez. A katalizátor és a DPF állapota nagyban befolyásolja autód teljesítményét, fogyasztását és hosszú távú megbízhatóságát. A legjobb, amit tehetsz, hogy tudatosan figyelsz ezekre az alkatrészekre, és nem hanyagolod el a karbantartást. A megelőzés mindig olcsóbb és egyszerűbb, mint a javítás vagy csere. Ha időben felismered a jeleket és cselekszel, megkíméled magad egy rakás bosszúságtól. Tartsd szemmel az autód viselkedését, és ne félj segítséget kérni, ha valami nem stimmel. A DPF regenerációja nem ördögtől való, csak meg kell teremteni hozzá a megfelelő körülményeket.
tags: #mercedes #sprinter #katalizátor #szűrő #probléma