DPF ir GPF filtrai: ar kietųjų dalelių filtras yra benzininiuose varikliuose?

Daugumoje šiuolaikinių automobilių yra įtaisas, vadinamas kietųjų dalelių filtru. Iki šiol apie kietųjų dalelių filtrus daugelis vairuotojų galvojo kaip apie dyzelinių automobilių problemą, tačiau šiandien tokia įranga vis dažniau montuojama ir benzininiuose varikliuose. Ši technologija automobilių pramonėje gyvuoja jau ne pirmus metus. Benzininių variklių kietųjų dalelių filtras debiutavo dar 2014-aisiais.

Ypač tai aktualu vairuotojams Lietuvoje, kurie daugiausia važinėja mieste, trumpais atstumais, o automobilį naudoja kasdienėms kelionėms į darbą, parduotuvę ar ugdymo įstaigas. Tokios sąlygos ne visada palankios filtro savaiminiam apsivalymui, todėl verta žinoti, kaip jis veikia, kokie simptomai išduoda gedimą ir ką daryti, kad išvengtumėte brangaus remonto.

Kietųjų dalelių filtrų (DPF, FAP, GPF) atsiradimo istorija ir funkcijos

Kietųjų dalelių filtrai buvo pradėti masiškai montuoti automobiliuose, daugiausia dyzeliniuose, įvedus „Euro 4“ standartą. Šio prietaiso montavimas yra susijęs su 2006 m. įsigaliojusiomis gairėmis, kurios buvo tokios griežtos, kad automobilių gamintojai turėjo rasti būdą papildomai išvalyti dyzelinių automobilių išmetamąsias dujas, kad atitiktų naująjį standartą.

• DPF (Diesel Particulate Filter) - naudojamas automobiliuose, varomuose dyzeliniais varikliais. Šis filtras yra labai svarbi išmetimo sistemos dalis, nuo kurios priklauso automobilio taršumas. Jis veikia sulaikydamas kietąsias daleles iš variklio generuojamų išmetamųjų dujų. Pats DPF būna pagamintas iš tokių medžiagų kaip kordieritas ar silicio karbidas. Jo viduje yra įvairūs kanalai, tarsi koridoriai. Jie pakaitomis blokuojami, tad išmetamosios dujos privalo praeiti pro akytas sieneles.

• FAP - vadinamasis šlapias filtras, kurį daugiausia naudoja koncernas „Stellantis“. Jame teršalams deginti naudojamas specialus skystis, leidžiantis sumažinti išmetamųjų dujų išvalymui reikalingą temperatūrą iki maždaug 300 °C.

• GPF (Gasoline Particulate Filter) - naudojamas automobiliuose su benzininiu varikliu. Tai sauso filtro tipas, veikiantis tuo pačiu principu kaip ir DPF dyzeliniuose varikliuose. Jis buvo pristatytas daug vėliau nei DPF/FAP - pirmą kartą pasirodė „Mercedes S 500“ 2014 metais, o privaloma įranga automobiliams su benzininiu varikliu tapo tik 2018 m. Šiandien beveik kiekvienas naujas benzininis automobilis iš gamyklos išrieda su GPF filtru.

Pagrindinė šio brangaus filtro atsiradimo priežastis - negailestingos „Euro 5“ ir „Euro 6“ emisijų normos, kurios į variklio išmetamąsias dujas žvelgia pro padidinamąjį stiklą. Suodžiai, arba kietosios dalelės, susidaro degalams oksiduojantis ne idealiomis sąlygomis. Nors plika akimi jie dažniausiai nematomi (dalelių dydis siekia vos nuo 7 iki 100 nanometrų), medikų teigimu, tai yra itin pavojingas ir klastingas taršos šaltinis. Dėl savo mikroskopinio dydžio šios dalelės lengvai įveikia natūralius žmogaus organizmo barjerus ir be jokio vargo prasiskverbia pro ląstelių membranas, sukeldamos rimtų sveikatos problemų. Tiršti dūmų debesys, ilgą laiką buvę sunkiai dirbančių dyzelinių variklių vizitine kortele, dabar griežtai kontroliuojami, o taisyklės numato tik simbolinį leistiną suodžių kiekį visų tipų varikliams.

Kodėl benzininiai varikliai pradėjo naudoti kietųjų dalelių filtrus?

Dešimtmečius be tokių problemų veikę benzininiai motorai staiga tapo suodžių šaltiniu. Šio pokyčio šaknys slypi po variklio gaubtu, kur gamintojai pradėjo masiškai montuoti tiesioginio degalų įpurškimo sistemas. Inžinierių sprendimas purkšti degalus tiesiai į degimo kamerą paskutinę akimirką lėmė tai, kad degiojo mišinio paskirstymas cilindre tampa netolygus. Būtent šis netolygumas ir sukuria idealios sąlygas smulkioms suodžių dalelėms formuotis.

Inžinierių skaičiavimais, senesnės kartos benzininiai varikliai, turėję netiesioginio įpurškimo sistemas, į aplinką išmesdavo net iki dešimties kartų mažiau kietųjų dalelių. Visgi, atsisakyti tiesioginio įpurškimo, užtikrinančio didesnę galią ir mažesnes degalų sąnaudas, gamintojai neketino, todėl problemą teko spręsti pasitelkiant filtrus. Šis inžinerinis sprendimas, nors ir komplikuoja variklio konstrukciją, duoda akivaizdžių rezultatų. Pavyzdžiui, „Volkswagen“ pateikiami duomenys rodo, kad nuo 2017 metų masiškai diegiami GPF filtrai savo darbą atlieka nepriekaištingai - itin smulkių ir pavojingų suodžių dalelių emisija išmetamosiose dujose buvo sumažinta net 90 procentų.

Kietųjų dalelių filtrų regeneracija ir priežiūra

Filtro regeneracija yra procesas, kurio metu sudeginami DPF filtruose susikaupę suodžiai. Taip mažinama užsikimšimo rizika. Ši įspėjamoji lemputė yra ne visuose automobiliuose, tačiau ji dažniausiai naudojama automobiliuose, varomuose dyzeliniais varikliais. Apie tai, kad šis procesas prasidėjo, informuoja užsidegusi lemputė ant jūsų prietaisų skydelio. Jeigu tinkamai rūpinsitės DPF filtru, tai padidins jo ilgaamžiškumą ir funkcionalumą.

Regeneracijos tipai

Yra du pagrindiniai regeneracijos tipai:

• Pasyvi regeneracija - ji vyksta natūraliai, kai išmetamųjų dujų temperatūra yra pakankamai aukšta - paprastai važiuojant didesniu greičiu. Geriausios sąlygos DPF valymo procesui atlikti yra važiavimas greitkeliu, įveikiant ilgesnį maršrutą, kuriame galime pasiekti pastovų, palyginti didelį greitį. Tada procesas praktiškai nepastebimas, o vienintelis šalutinis poveikis gali būti didesnės degalų sąnaudos.

• Aktyvi regeneracija - jį inicijuoja jūsų automobilio variklio valdymo blokas (ECU), kai suodžių kiekis pasiekia gamintojo iš anksto numatytą ribą. Tada ECU reguliuoja degalų įpurškimo procesą, pavyzdžiui, įleidžia daugiau degalų, kad pakiltų išmetamųjų dujų temperatūra ir suodžiai lengviau sudegtų. Dauguma automobilių su kietųjų dalelių filtru leidžia pačiam pradėti šią procedūrą važiuojant. Automobiliuose su dyzeliniu varikliu ši procedūra dažniausiai apima pastovių, didelių apsūkų palaikymą keliasdešimt kilometrų, o tai leis filtrui pasiekti aukštą temperatūrą, reikalingą teršalams sudeginti. Automobiliuose su FAP ir GPF filtrais procedūra mažiau pastebima - automobiliai ją pradeda nuvažiavus maždaug 2 000-3 000 km mieste arba 15 000-20 000 km užmiestyje.

DPF/GPF problemos ir gedimai

DPF filtras dažniausiai turi daugiausiai darbo miesto sąlygomis, nes būtent tada kuro degimo procesas variklyje yra mažiausiai efektyvus ir susidaro daugiausia suodžių. Todėl važinėjant šiuolaikiniais dyzeliniais automobiliais tik mieste, filtras gali greitai užsikimšti. Reguliariai neišvalius kietųjų dalelių filtro, DPF gali užsikimšti ir sukelti automobilio gedimą, dėl kurio vėliau prireiks mechaniko ar su DPF filtrais dirbančios specializuotos tarnybos.

Pirmieji užsikimšusio DPF filtro simptomai atsiranda, kai jis yra užpildytas 80 %. Dažniausiai būtent tada automobilis praneša apie būtinybę nedelsiant atlikti DPF filtro deginimo procedūrą. Jei nepaisysime būtinybės išdeginti pelenus, filtras ir toliau užsikimš ir turės įtakos tinkamam variklio darbui. Ekstremaliais atvejais automobilis pereina į avarinį režimą ir juda tik mažu greičiu. Tokiu atveju važiuojant filtro deginimo procedūros atlikti nebegalime, nes variklis nespės pasiekti reikiamo greičio ir temperatūros. Pirmieji DPF filtro problemų simptomai dažnai yra automobilio pardavimo priežastis.

Bendri užsikimšimo simptomai:

• Ant prietaisų skydelio įsižiebia DPF filtro arba „Check Engine“ lemputės.
• Dėl užsikimšusio DPF padidėja išmetamųjų dujų priešslėgis ir mažėja variklio galia, ilgėja reakcijos laikas.
• Galios kritimas.
• Auga kuro sąnaudos.
• Įspėjimai skydelyje yra vieni tipiškiausių signalų, kad filtrui reikia dėmesio.

GPF filtrų specifika ir problemos

Ekspertų vertinimu, benzininiuose varikliuose montuojami GPF filtrai vairuotojams kelia kur kas mažiau rūpesčių nei jų dyzeliniai analogai. Pagrindinė to priežastis slypi pačioje variklio konstrukcijoje. Benzininio variklio darbinė temperatūra yra gerokai aukštesnė, o tai natūraliai palengvina suodžių išdegimą. Be to, pačių susidarančių kietųjų dalelių kiekis yra pastebimai mažesnis, todėl greitai užkimšti šį filtrą tampa gana sudėtinga.

Regeneracijos (savaiminio valymosi) procesas čia taip pat kur kas paprastesnis. Benzininiam varikliui nereikia papildomų degalų injekcijų, kurios dyzelinių automobilių savininkams dažnai tampa tikru galvos skausmu. Dyzeliniuose automobiliuose esantis filtras valymosi metu įpurkštas, bet nespėjęs sudegti kuras dažnai nuteka cilindrų sienelėmis žemyn tiesiai į karterį. Ten jis susimaišo su variklio alyva, ją atskiedžia, pavojingai pakelia jos lygį ir kartu sumenkina alyvos tepimo savybes. Tuo tarpu norint pakelti išmetamųjų dujų temperatūrą ir sudeginti suodžius benzininiame automobilyje, kompiuteris tiesiog laikinai sumažina degalų padavimą arba pakoreguoja uždegimo kampą.

Vis dėlto, tai nereiškia, kad GPF filtras yra amžinas ir nepažeidžiamas. Nors GPF filtras teoriškai turi mažiau problemų nei DPF, praktikoje daug ką lemia vairavimo įpročiai. Didžiausią riziką kelia trumpi ir dažni važiavimai, ypač mieste. Kai automobilis nuolat eksploatuojamas trumpais atstumais, variklis ne visada pasiekia optimalią darbinę temperatūrą. Tai reiškia, kad filtras neturi pakankamai palankių sąlygų išsivalyti. Problemas gali skatinti ir ilgas važiavimas žemomis apsukomis, nekokybiški degalai, netvarkingas išmetimo ar daviklių darbas bei atidėliojama diagnostika.

Kaip prižiūrėti DPF/GPF filtrus?

Geriausi būdai pasirūpinti DPF filtro būkle - laikytis gamintojo rekomendacijų ir reguliariai atlikti deginimo procedūrą. Svarbu procedūrą atlikti reguliariai ir verčiau jos per dažnai nenutraukti, paliekant neribotam laikui „vėliau“.

• Reguliarūs ilgesni važiavimai: Vengti trumpų kelionių. Tobulinti vairavimo įpročius. Būtent todėl specialistai rekomenduoja kartkartėmis išvažiuoti į ilgesnį maršrutą užmiestyje ar greitkelyje, kad filtrui būtų sudarytos palankios sąlygos apsivalyti. Techniniuose GPF priežiūros šaltiniuose dažnai minima bent apie 20 minučių trunkanti kelionė pastovesniu tempu kaip viena iš prevencinių priemonių. Sėkmingai regeneracijai būtina aukštesnė išmetamųjų dujų temperatūra ir atitinkamas slėgis. Tokias sąlygas nesunku pasiekti, kai variklis bent kelias minutes dirba palaikydamas 2000-3000 sūkių per minutę diapazoną.

• Tinkama alyva: Ne mažiau svarbu pasirūpinti tinkama automobilio būkle - reguliarus tepalų keitimas, kokybiškos alyvos naudojimas ir degalų papildymas kokybiškais degalais. Jei automobilis turi GPF filtrą, į variklį privaloma pilti tik specialią, mažo peleningumo („Low SAPS“) variklio alyvą. Mažo peleningumo alyva pagal europinę specifikaciją žymima raide C ir yra skirta automobiliams su įmontuotais dyzelino dalelių filtrais.

• Variklio būklė: Filtro ilgaamžiškumas tiesiogiai priklauso nuo bendros variklio techninės būklės, mat ji lemia degiojo mišinio sudėtį. Pavyzdžiui, jei sugedę purkštukai į cilindrus purškia per daug degalų, motoras paprasčiausiai nespėja jų švariai sudeginti. Problemų gali kilti ir tuomet, kai dėl susidėvėjusių detalių variklis pradeda valgyti savo paties alyvą. Deginamas kuro perteklius ar cilindruose svylantys tepalai akimirksniu sukuria didžiulius tirštų suodžių debesis, kurie lyg cementas užlipdo jautrias filtro korio sieneles. Būtent todėl privalu laiku keisti uždegimo žvakes, oro filtrus bei atidžiai stebėti uždegimo ričių, purkštukų ir alyvos karterio alsuoklio darbą. Nedelsdami spręskite variklio problemas.

• Profesionalus valymas: Laikui bėgant DPF filtre kaupiasi ir nedegios medžiagos, pavyzdžiui, pelenai. Paprastai kas 12 mėnesių galima atlikti profesionalų šios detalės valymą. Degimo tuščiąja eiga procedūra apima specialių cheminių medžiagų, kurios padeda išvalyti filtrą, naudojimą - preparatus, tepamus ant filtro vidinės pusės; ir dažnai šiai procedūrai pradėti reikia prieigos prie automobilio kompiuterio.

• Nedelsimas: Jei prietaisų skydelyje įsižiebia įspėjamieji signalai arba variklis persijungia į avarinį režimą, problemos ignoruoti nevalia - būtina nedelsiant ieškoti gedimo priežasties. Automobilių priežiūros specialistai pabrėžia, kad šiuolaikiniai taršos mažinimo komponentai yra labai jautrūs net ir smulkiems eksploatacijos nukrypimams. Todėl prevencija beveik visada kainuoja mažiau nei vėlesnis valymas ar keitimas.

Kietųjų dalelių filtrų keitimo ir remonto išlaidos

Pavyzdžiui, populiariojo „VW Passat B8 2.0 TDI“ DPF filtras kainuoja maždaug 1200 eurų. Europoje minima, kad filtro keitimo išlaidos gali siekti nuo kelių šimtų iki daugiau nei 2 000 eurų, priklausomai nuo automobilio klasės ir dalių kainos. Lietuvoje galutinė suma taip pat priklausys nuo to, ar bus atliekamas valymas, regeneracijos diagnostika, daviklių keitimas ar pilnas filtro pakeitimas. Būtent todėl vairuotojams naudinga reaguoti dar tada, kai atsiranda pirmieji simptomai, o ne tada, kai automobilis jau praranda galią ar pereina į avarinį režimą.

Jei naudosime automobilį tiek mieste, tiek ir užmiestyje, ramiai galime nuvažiuoti daugiau nei 200 000 km. Dėl jų gali būti pakenkta varikliui bei kuro ekonomijai. Todėl, jei mus domina automobilis su kietųjų dalelių filtru, pirmiausia verta suprasti galimas šios sistemos remonto išlaidas. Ypatingas dėmesys turėtų būti skiriamas automobiliams, kurių rida viršijo 200 000 km.

tags: #ar #dpf #filtras #yra #benzininiuose #varikliuose