Filtry pevných částic: Jak je správně čistit? (2. díl)

Při provozu vozidla se částicový filtr zanáší sazemi. Ostatně k tomu byl určen. Že je třeba saze jednou za čas vypálit ví dnes už každý, kdo se zajímá o auta. Jak jsme psali minule, jedním z určujících faktorů je údaj ze snímače diferenčních tlaků. Je-li filtr prázdný, je tlakový rozdíl mezi vstupem a výstupem minimální. Jak se filtr zaplňuje, tlakový spád se zvětšuje. Druhým vstupním údajem, z něhož řídící jednotka usoudí, že je filtr potřeba vypálit, je počet kilometrů, případně motohodin od posledního regenerace. V tomto případě mluvíme o takzvaném aktivním vypalování sazí.

Oxidační katalyzátor v roli zapalovače

V první fázi musí vzrůst teplota výfukových plynů na 400 stupňů. K tomu dojde zpožděním vstřiku dávky paliva a zároveň zvýšením zátěže motoru. Třeba rozběhnutím ventilátoru chladiče. Následně začne fáze takzvaných post-vstřiků, kdy je nafta vstřikována až na konci expanzního zdvihu. To už je teplota ve spalovacím prostoru relativně nízká, takže nafta se nevznítí tady, nýbrž je strhávána výfukovými plyny. A právě v tuto chvíli vstupuje do hry oxidační katalyzátor. „Je to právě funkčnost oxidačního katalyzátoru, která je pro aktivní regeneraci filtru pevných částic klíčová,“ vysvětluje Libor Fleischhans z firmy IHR Technika, která se už přes 20 let zabývá diagnostikou motorových vozidel.

A dodává: „Kapky vstřikované nafty totiž nejprve dopadnou na oxidační katalyzátor, který je umístěný před filtrem pevných částic. Během několika málo sekund dojde ke zvýšení teploty o 150 až 300 stupňů oproti teplotě výfukových plynů.“ Oxidační katalyzátor tak tady funguje vlastně jako hořák.

Teplota za oxidačním katalyzátorem dosahuje ve fázi aktivní regenerace hodnot zhruba 650 až 750 stupňů. „Samotné saze se ale zapalují při teplotě asi 550 stupňů,“ vysvětluje Fleischhans. Regenerace ovšem ukončením post-vstřiků nekončí. „Ty totiž trvají jen asi 2 až 5 sekund a poté ustanou,“ dodává Libor Fleischhans. Smyslem je co možná nejpřesnější dávkování. Pokud bude nafty příliš, hrozí přibývání oleje v motoru, který je v tu chvíli ředěný naftou.

Po ukončení post-vstřiků následuje druhá fáze regenerace a tou je samovolné dohořívání sazí. „V této fázi dochází k exotermickému hoření,“ vysvětluje Fleischhans. V danou chvíli řídicí jednotka sleduje míru poklesu tlaku před filtrem a za ním.

Pokud bychom to chtěli k něčemu přirovnat, pak je to jako kdybyste zapalovali dřevěné uhlí na grilu. To také musíte nejprve zapálit. Třeba vhodným tekutým podpalovačem. V okamžiku, kdy už uhlí žhne, stačí jen teplotu regulovat mírou přísunu (dmýcháním) vzduchu do uhlí.

Motor při regeneraci filtru fouká ve spalinách asi 16 procent kyslíku tak dlouho, dokud saze zcela neshoří. Až do okamžiku vyrovnání tlaků před a za filtrem. V tu chvíli řídicí jednotka regeneraci ukončí. V úvodu zmíněná zátěž motoru v podobě běžícího ventilátoru chlazení pokračuje i ve fázi exotermického hoření, ačkoliv už to není prakticky potřeba. Důvod je čistě vjemový. Aby řidič neslyšel exotermické hoření a třeba nepanikařil, co že se to s jeho autem děje. Proces exotermického hoření totiž připomíná „bufík“ a řidič by si mohl myslet, že mu auto „pod zadkem“ třeba začíná hořet.

Bílý kouř rovná se problém

Jak vyplývá z výše uvedeného textu, je to právě oxidační katalyzátor, který hraje při regeneraci filtru pevných částic klíčovou roli. Čím je tedy způsobena nefunkčnost oxidačního katalyzátoru? Třeba jeho popraskáním. Nebo pokud se z něj oloupe aktivní vrstva či je obalený úsadami. Ty mohou vznikat třeba z důvodu zvýšené spotřeby oleje, zejména pokud již turbodmychadlo olej propouští. V takovém případě nedojde vůbec ke vznícení nafty z post-vstřiků a tedy ani k regeneraci částicového filtru.

Nefunkční oxidační katalyzátor prozradí bílý kouř linoucí se z výfuku doprovázený zápachem. Problém je, že dnes je u řady automobilů oxidační katalyzátor ve společném tělese s filtrem pevných částic, takže coby samostatný díl dostupný není. Pokud je to takto, pak v zásadě nemá cenu částicový filtr čistit.

Původní filtry pevných částic měly životnost asi 80 000 km. V současnosti to může být až 250 000 km. Důvodem omezené životnosti částicového filtru je jeho zanášení popílkem. A to i přesto, že nafta musí být bezpopelná. U filtrů s aditivy (dnes už pouze koncern PSA, dříve i Ford, Mazda či Volvo) dochází k zanášení filtru rovněž spalováním aditiva. I přes nepopelnou naftu při jejím spalování přesto trochu popela zbude.

Mnohem horší je to tam, kde motor spaluje olej. A to i přesto, že u pohonných jednotek s filtrem pevných částic se musejí používat bezpopelné oleje splňující normu ACEA třídy C. Popílek se usadí v části filtru, čímž se snižuje jeho kapacita pro saze. Ten se tak rychleji zaplňuje, což v praxi znamená stále častější regenerace. To vede ke zvýšené spotřebě paliva a zároveň vyššího ředění oleje naftou. Ve výsledku tak máte dvě možnosti. Bud filtr vyměnit za nový, nebo jej nechat odborně vyčistit a tedy repasovat.

Filtr může i prasknout

Čištění filtrů pevných částic je v naší zemi kapitola sama pro sebe. Mnohé servisy si na tom založily živnost a částicové filtry čistí „zaručeně“ spolehlivou cestou. Zda je ale opravdu spolehlivá, o tom bychom mohli polemizovat, stejně jako o její šetrnosti k životnímu prostředí.

Zmíněné opravny se nejčastěji uchylují k čištění takzvanou mokrou cestou. Buď pouze vodou (obyčejně pod vysokým tlakem), nebo tím, že do filtru nalijí chemické přípravky, které mají saze rozpustit. To je však už z principu nesmyl, neboť saze jako takové by shořely, pokud by byl funkční oxidační katalyzátor. A usazený popílek lze odstranit pouze mechanicky. Na něj je nějaká chemie krátká…

Popsaný proces „čištění“ navíc téměř vždy poškodí oxidační katalyzátor. A to mechanicky tlakem kapaliny nebo agresivní chemií. Těleso filtru je složeno z kanálků, které jsou velice husté. To je dobře patrné, pokud někdo začne do filtru lít vodu. Ač ji tam dopravuje pod vysokým tlakem a tedy relativně velké množství za krátký čas, na druhém konci z filtru vytéká jen drobný pramínek. Z toho je zřejmé, že většina vody zůstane ve filtru. Ten tak už z principu své stavby vysychá velice pomalu.

Pokud částicový filtr někdo zpětně namontuje do vozidla s tím, že už je vyčištěný a ten není zcela suchý, může vinou prudkého nárůstu tlaku páry uvnitř filtru prasknout už při první jízdě. A jelikož v tu chvíli již sazím nic nebrání v cestě, začnou normálně vylétávat ven. Filtr se tak již neucpává, nicméně kouřivost auta s prasklým částicovým filtrem je samozřejmě mnohem vyšší.

Filtr většinou praskne uvnitř napříč. Pokud se do něj podíváte pouhým okem, ani z jednoho konce trhlinu neobjevíte. K regeneraci ale normálně dochází, a pokud funguje oxidační katalyzátor, můžete se setkat se zajímavým jevem. V noci uvidíte, jak vám z výfuku vylétávají jiskry, jako když letí stíhačka na přídavné spalování. Pokud již oxidační katalyzátor nefunguje, jdou saze ven vcelku se vstřikovanou naftou, a to ve formě jakési mlhy. I když je částicový filtr prasklý, pořád v autě je, takže řídicí jednotka se tváří, jako by bylo vše v pořádku. V některých případech ale zaznamená, že diferenční tlak neklesá při regeneraci tak, jak by měl a regeneruje tedy pořád. Tím se samozřejmě zvyšuje spotřeba paliva.

Čištění DPF je docela věda

Odborně repasované filtry nabízí ve své dealerské síti dnes pouze koncern PSA. U něj lze získat repasovaný částicový filtr za relativně příznivou částku od 8.990 korun plus hodina práce a nějaký ten spotřební materiál. Zákazník se tak vejde do deseti tisíc, což je únosné. Program repasovaných filtrů DPF nabídl francouzský koncern už v počátcích jejich zavádění. Důvodem byl fakt, že Francouzi byli první, kdo DPF používali, a pak také skutečnost, že jako jediní mají dodnes verzi filtru s aditivy. Jejich spalováním se filtr zanáší, jak ostatně píšeme výše. Filtry DPF jsou u PSA na bázi karbidu křemíku a jejich repasemi se zabývá společnost Faurecia.

Ostatní automobilky si s tímto hlavu příliš nelámou. Naštěstí ale existují firmy, které odborné čištění filtrů pevných částic nabízejí. Nejpokrokovější je metoda známá jako Advanpure. Co si pod tím představit? „Metoda Advanpure čistí filtry stejně jako se to děje ve vozidle, jen je filtr otočen obráceně,“ říká o zmíněné metodě čištění filtrů Libor Fleischhans z IHR Technika. V praxi to funguje tak, že servis demontuje výfukové potrubí i s filtrem a odešle jej některému z partnerských servisů Advanpure. Zpátky přijde stejný výfuk s filtrem, jen zcela čistý, zbavený popílku i sazí. Metoda Advanpure nepočítá s žádným řezáním filtru či jinými mechanickými zásahy.

„Před filtrem pracuje výkonný dieselový agregát s pořádným netlumeným rázem do výfuku za předpokladu správné teploty. Oboje jsou nejdůležitějším parametrem čištění a jsou sledovány čidly tak, aby se roztáhly keramické póry na maximum, ale aby zároveň nebyl ohrožen plastický bod hroucení cordieritu nebo případně karbidu křemíku. To jsou materiály, z nichž je těleso filtru vyrobeno,“ vysvětluje princip metody čištění Advanpure Libor Fleischhans z IHR Technika.

Filtr se váží suchý, do ničeho se nenamáčí. A vedle hmotnosti se měří i jeho průchodnost před a po vyčištění. Metoda Advanpure je v Evropě tou nejšetrnější k filtrům pevných částic. Cena jednoho čištění metodou Advanpure vychází na částku 7.990 korun bez DPH pro osobní automobil. V případě užitkových vozů, autobusů či traktorů je cena individuální. V nabídce je také možnost dopravy filtru na čištění a zpět.

Poslední alternativou, pokud tedy nepočítáme mnohdy až nesmyslně drahou koupi nového filtru u autorizovaného prodejce dílů dané značky automobilů, je nákup filtru pevných částic z druhovýroby. Nabízí je třeba firma Elit, a to už od roku 2011. Ceny filtrů se pohybují od 7.500 korun do zhruba 40.000 korun v závislosti na značce automobilů, roku výroby a motoru. Popsané metody čištění tak představují spásu pro motoristy, kteří si kupují ojetá auta s moderními diesely. Od normy Euro5, tedy od roku 2010, již žádný diesel emisemi neproleze, aniž by k tomu nepotřeboval filtr pevných částic.

zdroj: auto.cz