Filtry cząstek stałych - zemsta ekologii

Filtr cząstek stałych to część układu wydechowego nowoczesnych aut napędzanych silnikami wysokoprężnymi, odpowiedzialna za wyłapywanie i późniejsze wypalanie cząsteczek sadzy zawartych w spalinach. Filtry cząstek stałych znane są już od ponad 30 lat, jednak ich „masowe” stosowanie w samochodach rozpoczęło się w 1996 roku. Głównym powodem ich stosowania są europejskie normy czystości spalin Euro nakładająca na producentów samochodów obowiązek trzymania się ustalonych limitów emisji szkodliwych związków do atmosfery przez ich produkty.

Filtr cząstek stałych ma rozbudowaną wewnętrzną strukturę przestrzenną, o bardzo dużej całkowitej powierzchni ścianek. Dzięki temu ze strumienia przepływających przez niego spalin wyłapywane są cząsteczki sadzy, które osiadają na porowatych ściankach lub włóknach filtra (w zależności od jego typu do wykonania wewnętrznej struktury przestrzennej używa się metalu, materiałów ceramicznych, lub, jak to się ma w przypadku filtrów jednorazowych, specjalnego papieru). Skuteczność współcześnie produkowanych filtrów stałych jest imponująca - waha się od 85 do 100%. Gromadzące się na szkielecie wewnętrznym cząstki sadzy powodują stopniowe zapychanie się filtra i znacząco zmniejszają jego wydajność. By temu zapobiegać, nowoczesne filtry cząstek stałych zostały wyposażone w mechanizm regeneracji pasywnej (samooczyszczania się) - odbywa się to poprzez katalityczne spalanie sadzy po osiągnięciu przez filtr odpowiednio wysokiej temperatury. Istnieją także dodatki wspomagające proces regeneracji filtra cząstek stałych, które należy stosować zgodnie z zaleceniami producenta auta.

Na rynku występują zasadniczo dwa typy filtrów cząstek stałych: tzw. mokre, obsługowe, które do spalania osadzającej się sadzy wykorzystują specjalny dodatek do paliwa, oraz tzw. suche filtry cząstek stałych, teoretycznie bezobsługowe, w których wypalanie sadzy odbywa się na skutek osiągnięcia przez spaliny odpowiedniej temperatury (ok. 600 stopni Celsjusza).

Do pierwszej grupy filtrów cząstek stałych zaliczamy filtry FAP wykorzystywane w koncernie PSA. Jednak nie tylko w Citroenach i Peugeotach spotkamy się z tego typy filtrami. Za sprawą rozwiniętej kooperacji międzykoncernowej filtry FAP spotyka się także w Fordach (silnik 1.6 TDCi), Mazdach 3 (silnik 1.6 D) oraz niektórych modelach Volvo (1.6 D). Także koncern VW przez pewien okres wykorzystywał filtry FAP (silnik 2.0 TDI).

Filtry FAP z racji swojej konstrukcji i charakterystyki pracy wymagają obsługi serwisowej. Wypalanie nagromadzonej sadzy odbywa się tutaj w zdecydowanie niższej temperaturze (300 stopni Celsjusza) i nie wymaga dynamicznego „przegonienia” auta na drodze pozamiejskiej. Jednak by wypalić sadzę w tak niskiej temperaturze koniecznym jest stosowanie dodatków do paliw (zbiornik przy baku paliwa dozujący dawkę środka do paliwa przy okazji każdego tankowania) – koszt uzupełnienia dodatku to 600 – 800 PLN i należy to czynić co ok. 60 tys. km. Żywotność filtrów FAP waha się od 80 – 200 tys. km (najnowsze konstrukcje), a koszt wymiany waha się od 1500 PLN do nawet 6 – 8 tys. PLN.

Filtry suche, tzw. DPF, nie wymagają środków wspomagających wypalanie sadzy (odbywa się to przy temperaturze ok. 600 stopni Celsjusza) i teoretycznie są bezobsługowe. Znajdują one zastosowanie w zdecydowanie większej liczbie modeli aut, jednak ich prawidłowe funkcjonowanie jest składową wielu czynników. Po pierwsze, wypalanie sadzy wymaga wysokiej temperatury spalin (ok. 600 stopni Celsjusza), a w warunkach eksploatacji miejskiej dość trudno o takie warunki. W związku z tym filtry DPF w autach eksploatowanych na krótkich dystansach zdecydowanie częściej narażone są na zapychanie będące konsekwencją wielokrotnego niedokończonego procesu spalania sadzy (średnio proces zachodzi co ok. 600 – 800 km, w zależności od warunków eksploatacji auta). Zapchany w 80 – 90% filtr cząstek stałych niestety… kwalifikuje się do wymiany. A ta niestety może okazać się zabójcza dla portfela – koszt w przypadku niektórych aut i jednostek napędowych to nawet ok. 20 tys. PLN (szczególnie w autach japońskich, Mazdach i Hondach).

Niekwestionowaną zaletą wynikającą ze stosowania filtrów cząstek stałych jest ograniczenie emisji sadzy przez nowoczesne silniki wysokoprężne. Największą wadą - jak zwykle koszt takiego rozwiązania.