Kłopoty z filtrami cząstek stałych, a zwłaszcza tam gdzie są wtryskiwacze Common Rail dotykają nader często nasze samochody.Poznaj budowę , zasadę działania, usterki, uszkodzenia aby się bronić przed sporymi wydatkami.

Przed warsztatami niezależnymi obsługującymi silniki z zapłonem samoczynnym stoi zadanie obsługi filtrów cząstek stałych. Rośnie również liczba warsztatów oferujących usługę usunięcia niesprawnego filtra.

Podstawą sprawnego funkcjonowania filtra cząstek stałych jest uzyskanie odpowiedniej temperatury wewnątrz filtra. Zazwyczaj jej osiągnięcie następuje w określonych warunkach eksploatacyjnych. Producenci pojazdów stosują różne rozwiązania. Oznaczenia rozwiązań konstrukcyjnych w zależności od rodzaju zastosowanego filtra cząstek stałych:
- DPF (diesel particule filter) – ścianki wkładu filtrującego pokryte specjalną warstwą katalityczną,
- FAP z zastosowanie płynu adoptowanego do zbiornika paliwa w celu obniżenia temperatury spalania cząsteczek stałych (koncern PSA),
- D-Cat (Toyota): z dodatkowym wtryskiwaczem paliwa umieszczonym w kolektorze wydechowym w celu podniesienia temperatury spalin; zaletą tego rozwiązania, w porównaniu do innych, jest to, że paliwo podczas procesu regeneracji nie dostaje się do układu smarowania.
Z reguły oczyszczanie filtra następuje podczas jazdy i tylko w nielicznych autach dokonuje się na jałowych obrotach silnika. To jest wygodne dla użytkownika eksploatującego pojazd na krótkich dystansach, np. w mieście, ale nie jest popierane przez producentów. Argumentują oni, że włączenie się funkcji oczyszczania filtra podczas postoju pojazdu, np. w ulicznym korku, jest groźne dla otoczenia z powodu wytworzenia wysokiej temperatury filtra i gazów spalinowych.

Kontrola czujników
Sygnałem informującym o stopniu zanieczyszczenia filtra jest różnica ciśnień przed i za filtrem oraz temperatura spalin w filtrze. Pierwszą czynnością, którą należy wykonać jest diagnostyka czujnika ciśnienia różnicowego i czujnika temperatury spalin (może być jeden lub dwa w zależności od producenta pojazdu). Jeżeli występują dwa czujniki temperatury, to ten umieszczony przed katalizatorem odpowiedzialny jest za nadzorowanie procesu podgrzewania. Prawidłowo działający czujnik temperatury wywiera ścisły wpływ na moment dotrysku paliwa, a tym samym podwyższenie temperatury spalin i wypalenie sadzy, doprowadzając ją do postaci CO2. Jeżeli kierowca zostanie poproszony przez system o pomoc w procesie dopalania przez sygnalizację lampką kontrolną, powinien wykonać czynności wskazane w instrukcji obsługi pojazdu.
Pomiar ciśnienia różnicowego odbywa się podczas próby swobodnego przyspieszania. Diagnostyka czujnika może odbyć się przez pomiar parametrów rezystancji lub napięcia sygnału w czujniku, porównując je z danymi podanymi przez producenta np. w oprogramowaniu obsługowo-technicznym. Napięcie sygnału najlepiej kontrolować, symulując pracę filtra i stopień jego napełnienia sadzą. W tym celu na zewnętrznym króćcu (lub tym o większej średnicy) należy podłączyć ręczną pompkę ciśnieniową i wytwarzać ciśnienie do wartości 100 kPa. Czujnik ma charakterystykę wzrostu napięcia sygnału proporcjonalnie do wzrostu ciśnienia. Jeżeli na podłączonym woltomierzu odczytywany wynik nie odpowiada tej zależności lub nie rejestruje się żadnych zmian, czujnik ciśnienia różnicowego jest prawdopodobnie uszkodzony. Bardziej szczegółową diagnostykę można przeprowadzić używając oscyloskopu, gdyż według powyższej metody nie można określić np. zatkania układu za filtrem cząstek stałych. Wartość ciśnienia różnicowego zależy bowiem od stopnia zapełnienia filtra sadzą. Oscyloskop daje możliwość obserwacji przebiegu ciśnienia w każdym odcinku układu (przed lub za filtrem cząstek stałych). Warto również podkreślić, że czujnik ciśnienia różnicowego po zdjęciu elastycznego przewodu gumowego dokonuje pomiaru ciśnienia układu wylotowego, przyrównując go do ciśnienia otoczenia. Jeżeli układ wylotowy jest zatkany, na oscyloskopie zaobserwujemy wzrost ciśnienia.
Czujnik temperatury spalin jest czujnikiem NTC, co oznacza, że wraz ze wzrostem maleje wartość rezystancji. W temperaturze ok. 22 °C rezystancja czujnika powinna wynosić ok. 1 mΩ. Czujnik uważa się za uszkodzony, jeżeli wartość rezystancji na multimetrze nie zmniejsza się, gdy temperatura spalin wzrasta.


Czujniki ciśnienia różnicowego.

Użytkowanie silników koncernu PSA
W silnikach koncernu PSA do paliwa dozowany jest specjalny płyn (Eolys) w ściśle określonej proporcji, dlatego należy przestrzegać kilku zasad. Ponieważ płyn ten nie spala się w filtrze, konieczna jest jego wymiana co 80-150 tyś. Km. W zbiorniku paliwa jest umieszczony czujnik, który dokonuje pomiaru zawartości płynu w paliwie. Na tej podstawie sterownik oblicza jego dawkę wtryśniętą do zbiornika paliwa. Awaria czujnika lub stosowanie nieoryginalnego korka wlewu paliwa prowadzi do nieprawidłowego w doborze proporcji pomiędzy ilością paliwa i płynu. Warto również pamiętać, że otwarcie korka wlewu paliwa na dłuższy czas niż 5 sekund, układ odbierze jako proces tankowania paliwa. Podczas jednego tankowania należy wlać co najmniej 5 litrów paliwa, gdyż od tej ilości układ zaczyna obliczać dawkę płynu. Występują dwa rodzaje płynu Eolys: biały (DPX42) stosowany do pojazdów koncernu PSA wyprodukowanych do października 2002 r. oraz zielony (176) dla roczników późniejszych. Płynów tych nie można mieszać ani stosować zamiennie.


Zbiornik z płynem Eolys wraz z czujnikiem.

Usuwać czy nie usuwać?
Jeżeli wystąpi podejrzenie niesprawności filtra i konieczność jego wymiany, autoryzowany serwis zaleci wymianę filtra na nowy lub regenerowany (niektóre koncerny dopuszczają taką możliwość). Wiąże się to z dużymi kosztami. Wzrasta liczba niezależnych warsztatów oferująca usunięcie filtra.
Usługa ta może być przeprowadzona na dwa sposoby:
a) Usunięcie filtra DPF/FAP oraz przeprogramowanie jednostki sterującej pracą silnika (ECU); wiąże się to z dość zaawansowaną czynnością ingerencji w proces sterowania dawką i chwilą wtrysku paliwa,
b) Usunięcie filtra lub tylko odłączenie czujników ciśnienia różnicowego i podłączenie ich do tzw. emulatora, czyli urządzenia symulującego obecność i prawidłową pracę filtra: zaletą tego rozwiązania jest, jak podają monterzy, brak ingerencji w układ sterowania silnikiem.
Zanim jednak podejmiemy decyzję o usunięciu filtra, warto za pomocą oscyloskopu określić dokładnie stopień zatkania filtra. Taką usługę wykonują autoryzowane serwisy. Jeżeli wcześniejszy proces regeneracji samoczynnej nie powiódł się, można przeprowadzić procedurę dopalania serwisowego. Po podłączeniu interfejsu i komunikacji ze sterownikiem silnika zostaną za symulowane „naturalne” warunki dopalania. Oprogramowanie dokonuje podziału procesu, na trzy, następujące po sobie fazy:
1. Rozgrzewania (podwyższenie prędkości obrotowej silnika w zakresie 1500-2000 obr./min tak, by doprowadzić silnik do temperatury pracy, tj. osiągnąć określoną dla danego silnika temperaturę cieczy chłodzącej , 90-110 °C, i tym samym aktywować pracę katalizatora utleniającego.
2. Dobranie przez sterownik odpowiedniej chwili i dawki paliwa do obciążenia silnika (opóźnienie chwili podania paliwa) oraz zastosowanie dotrysku paliwa; celem tego działania jest podwyższenie temperatury spalin i rozpoczęcie procesu wypalania cząstek stałych.
3. Dalsze utrzymanie zwiększonej prędkości obrotowej (tak jak w pkt 1) przez kilka minut, zwykle 3-10 min, czemu towarzyszy zwykły (nieprzesunięty w czasie) wtrysk paliwa, którego dawkę dobiera sterownik; celem tej fazy jest uniknięcie nagłego i bardzo szybkiego ochłodzenia filtra cząstek stałych, co w skrajnych sytuacjach mogłoby doprowadzić do jego uszkodzenia; czas serwisowej procedury regeneracji filtra trwa zwykle 25-40 minut.
Usunięcie filtra można wykryć za pomocą dymomierza, jednak pierwsze badanie techniczne nowych samochodów przeprowadza się dopiero po 3 latach od zakupu.
Usuwanie filtra cząstek stałych jest ryzykowne, gdyż sterownik silnika odbiera i wysyła sygnały, reagując na określone stany fizyko-chemiczne występujące w układzie wydechowym. Nieprzewidziane oprogramowaniem zmiany mogą spowodować niesprawność układu sterowania.


Symulator obecności i prawidłowej pracy filtra cząstek stałych typu DPF lub FAP.