Niebezpieczne... stałe
Wśród producentów samochodów trwa nieustanny wyścig w kierunku coraz większego ograniczania emisji szkodliwych składników spalin do atmosfery. W dużym stopniu działania te są wymuszane przez coraz bardziej rygorystyczne i restrykcyjne normy ekologiczne, a ich skutek odczuwają przede wszystkim użytkownicy pojazdów, którzy nie do końca są zachwyceni zwyżkującą ceną "czystych" spalin wydostających się z układu wydechowego.
Katalizator i filtr
Najbardziej szkodliwymi substancjami wchodzącymi w skład spalin wylotowych silnika spalinowego są: tlenek węgla CO, węglowodory CH, tlenki azotu NO oraz cząstki stałe. W katalizatorze utleniającym zarówno węglowodory CH, jak i tlenek węgla, zamieniane są w nieszkodliwą wodę. Z kolei cząstki stałe (głównie sadza) usuwane są za pomocą filtra cząstek stałych, który jest wbudowany w układ wylotowy silnika.
DPF – jak to działa?
Filtry cząstek stałych DPF stanowią integralną całość z katalizatorami, co zapewnia optymalną efektywność ich działania. We wcześniejszych konstrukcjach były one montowane rozdzielnie – filtr cząstek stałych był umieszczany za katalizatorem. Rozwiązanie takie nie przynosiło jednak spodziewanych rezultatów, głównie ze względu na to, iż potrzeba było dużo czasu na osiągnięcie nominalnej temperatury pracy. Filtr cząstek stałych DPF wychwytuje i gromadzi cząstki sadzy, które następnie są spalane w procesie regeneracji aktywnej (obecnie znacznie częściej stosowanej) lub pasywnej. Filtr DPF jest zbudowany z ceramicznych płytek, które znajdują się w metalowej obudowie. Z kolei korpus filtra stanowi sieć kanalików (zamkniętych z jednej strony). Są one wykonane z węglika krzemu, zazwyczaj również z domieszką platyny. Powierzchnia kanalików wykonana z takiego materiału jest chropowata, co pozwala na wychwytywanie przemieszczających się wraz ze spalinami cząstek sadzy. Te ostatnie są następnie poddawane procesowi regeneracji (spalania). Jest on kierowany przez czujniki temperatury, które są umieszczone w trzech miejscach – przed turbosprężarką (jeśli jest zamontowana w pojeździe), pomiędzy katalizatorem utleniającym i filtrem cząstek stałych DPF, a także za tym ostatnim bezpośrednio w układzie wydechowym.
Pasywna, czy aktywna?
Uwaga na popioły!
W silnikach z filtrami cząstek stałych DPF muszą być stosowane odpowiednie oleje, Chodzi o to, aby zawierały jak najmniejszą ilość szkodliwych popiołów. Te ostatnie generują przede wszystkim dodatki uszlachetniające, znajdujące się w olejach silnikowych. To one właśnie na skutek spalania tworzą popiół odkładający się w filtrze cząstek stałych. Problem w tym, iż pomimo wychwycenia popiołów przez filtr, nie ulegają one dalszemu rozkładowi jak sadza i zalegają we jego wnętrzu. Dlatego tak istotne jest stosowanie olejów z jak najmniejszą ilością środków uszlachetniających w samochodach wyposażonych w filtry DPF. Na rynku są dostępne specjalne oleje „low SAPS”, charakteryzujące się niską zawartością popiołu siarczanowego oraz samej siarki i fosforu, które z powodzeniem można stosować w pojazdach z filtrami cząstek stałych.