Eksploatacja

Filtr cząstek stałych DPF - zmora większości współczesnych diesli

Filtr cząstek stałych DPF (ang. Diesel Particulate Filter) uznawany jest za jeden z najbardziej kłopotliwych elementów współczesnych samochodów z silnikami wysokoprężnymi. Do tego jest bardzo drogi. Jak zbudowany jest filtr DPF? Jak należy eksploatować auto z filtrem DPF, aby unikać awarii? Jak ratować filtr DPF przed zapychaniem?

shutterstock_164993255-2.jpg

Pierwsze filtry cząstek stałych pojawiły się w samochodach z silnikami wysokoprężnymi już w latach osiemdziesiątych. Pozwalały wyeliminować typowy, czarny dym z rur wydechowych. DPF były wówczas stosowane sporadycznie między innymi w Mercedesach z silnikami trzylitrowymi.

Żaden współczesny silnik wysokoprężny nie był i nie jest w stanie w stu procentach dokładnie wymieszać oraz spalić całkowicie paliwa oraz powietrza w czasie pracy. I to właśnie one – resztki paliwa oraz powietrza, są powodem powstawania sadzy, czyli cząstek stałych. Cząsteczki sadzy składają się z węgla, węglowodorów, siarczanów, tlenków siarki i metalu oraz wody. 

W 2006 roku na terenie UE zaczęła obowiązywać norma emisji spalin Euro 4. Drastycznie ograniczała ona możliwość emisji cząstek stałych przez samochody z silnikami wysokoprężnymi– z 0,05 g/km (Euro 3) do 0,009 g/km. I wówczas producenci samochodów powrócili do znanego im już rozwiązania – filtrów cząstek stałych. Filtr stał się obowiązkowym elementem wyposażenia diesli.

Rozwiązania techniczne, dotyczące filtrów stałych, poszły dwutorowo. Większość firm motoryzacyjnych zaczęła stosować standardowe filtry DPF. Francuscy producenci aut (Renault, Peugeot, Citroen) wprowadzili na rynek filtry FAP, tzw. mokre.

Filtr cząstek stałych DPF – dlaczego nazywany jest suchym? Jak jest zbudowany? Czy jest bezobsługowy? 

Na początek wyjaśnijmy różnicę pomiędzy „suchym” filtrem DPF a „mokrym” filtrem FAP

Podstawowa polega na tym, że filtry FAP posiadają zbiornik oraz układ dozujący specjalny dodatek (płyn Eolys lub inny), który ma za zadanie obniżenie temperatury samozapłonu sadzy w filtrze o ok. 200 st. C. W filtrach DPF stosowana jest metoda sucha, która polega na dotrysku paliwa w suwie wylotu, który ma za zadanie podnieść temperaturę spalin w filtrze i wypalić sadzę.

Teoretycznie, ze względu na niższą temperaturę samozapłonu sadzy, filtry FAP sprawdzają się nieco lepiej i są trwalsze. W ostatnich latach pojawiły się też dodatki do oleju napędowego (stosowane bezpośrednio do baku z paliwem), które można stosować w autach z DPF, aby obniżyć w nich temperaturę samozapłonu sadzy. Jest to szczególnie wskazane w przypadku aut jeżdżących głównie po mieście i na krótkich trasach.

Filtr cząstek stałych DPF – budowa

Filtr cząstek stałych jest częścią układu wydechowego.  Montuje się go za katalizatorem. Wyglądem również przypomina on katalizator – jest umieszczony w okrągłej, albo płaskiej metalowej puszce.

W czasie wieloletniej eksploatacji szeregu aut z silnikami wysokoprężnymi okazało się, że im bliżej silnika filtr był montowany przez producenta, tym wolniej się zapychał. Jest to logiczne – trafiały do niego spaliny, mające wyższą temperaturę.

Filtr cząstek stałych DPF kontrolowany jest przez komputer ECU. Komputer zbiera informacje z czujników ciśnienia (czujników różnicowego ciśnienia spalin), zamontowanych przed i za filtrem DPF. Przed i za filtrem znajdują się również czujniki temperatury spalin.

Co znajduje się we wnętrzu okrągłej albo spłaszczonej, metalowej obudowy? Wkład ceramiczny, w którym znajduje się ułożona równolegle struktura z kanalików. Struktura jest mocno skomplikowana pod względem budowy.

Każdy kanalik jest zaślepiony – kanaliki wlotowe (od strony silnika) są zatkane od strony tłumika. Kanaliki wylotowe z kolei są zatkane od strony silnika.

Jak zatem spaliny mają wydostać się z filtra cząstek stałych? Pomiędzy kanalikami znajdują się ścianki (tzw. Wall Flow), w których są z kolei porowate mikrokanaliki. Ich wielkość jest tak dobrana, aby mogły one zatrzymać cząstki stałe.

Co sprawia, że filtry są takie drogie? Skomplikowana budowa oraz to, że wnętrze kanalików pokryte jest platyną albo innym metalem szlachetnym.

Filtr cząstek stałych – czy jest bezobsługowy?

Filtr cząstek stałych miał być z założenia elementem bezobsługowym. Spaliny z silnika miały trafiać do kanalików, a cząstki stałe miały być zatrzymywane na ściankach pomiędzy kanalikami. Cząstki stałe miały być wypalane w trakcie typowej eksploatacji samochodu, kiedy to temperatura spalin potrafi osiągnąć od 400 do 600 st. C.

Jeśli  filtr zaczynał się zapychać, problem miał rozwiązać regeneracja aktywna, czyli dotrysk oleju i wypalenie sadzy. W praktyce jednak nie działa to tak dobrze. 

Do tego filtr cząstek stałych do właściwego działania potrzebuje w pełni sprawnego silnika. Przedmuchy ze skrzyni korbowej do komory spalania, zużywanie oleju silnikowego poprzez nieszczelne uszczelniacze zaworowe, albo jazda z cieknącymi wtryskiwaczami – to wszystko powoduje przyspieszone zapychanie się filtra DPF.

Niektórzy producenci chcieli problem zapychania filtra DPF wyeliminować, jeszcze bardziej komplikując jego konstrukcję. Przykładem mogą być silniki wysokoprężne z rodziny D-CAT, opracowane przez Toyotę, wyposażone w skomplikowany filtr DPF, łączący też w sobie funkcje wprowadzonych wiele lat później układów SCR (selektywnej redukcji katalitycznej). Producent umieścił w filtrze piąty wtryskiwacz Common Rail (taki sam, jak w silniku auta), który miał za zadanie bezpośrednie wtryskiwanie paliwa do filtra, celem wypalania znajdującej się w nim sadzy. Rozwiązanie to pozwoliło znacznie przedłużyć okres eksploatacji filtra. Jednak zapychania całkowicie nie wyeliminowano, do tego filtr D-CAT był o wiele droższy od standardowego, a same silniki z tym filtrem cierpiały na inne przypadłości.

Czy zatem filtr cząstek stałych DPF jest bezobsługowy? Z jednej strony tak, bo nie trzeba do niego nic dolewać (chyba, że będziemy stosować dodatek do baku, mający na celu obniżenie temperatury samozapłonu sadzy). Z drugiej jednak filtr wymaga utrzymania silnika w stanie pełnej sprawności, stosowania specjalnych olejów silnikowych, jak również odpowiedniej eksploatacji samochodu (o tym dalej).

Filtr DPF – wymogi eksploatacyjne

O tym, że filtr cząstek stałych dość szybko zapcha się w trakcie ciągłej eksploatacji po mieście, powinni pamiętać wszyscy, którzy chcą kupić auto z silnikiem wysokoprężnym.  Na marginesie, powinni oni też pamiętać o tym, że wiele dużych miast planuje zakazać wjeżdżania do centrów pojazdom z silnikami wysokoprężnymi.

Auto z silnikiem wysokoprężnym  przeznaczone jest do bardzo intensywnej eksploatacji na dalekich trasach – i tylko taki sposób eksploatacji samochodu sprawi, że jego zakup i koszty eksploatacji (wliczając bardzo wysokie koszty naprawy osprzętu silnika oraz układu wydechowego) mogą być opłacalne.

Jakie warunki muszą zostać osiągnięte, aby sadza z filtra mogła ulec wypaleniu?

Spaliny w układzie wydechowym muszą osiągnąć odpowiednią temperaturę – nawet do 600 st. C. A to jest możliwe do uzyskania tylko podczas dynamicznej jazdy poza miastem (powyżej 70 km/h), trwającej minimum 15 minut.

Regeneracja aktywna – fatalne skutki jej przerwania

Jak już wspomnieliśmy wcześniej, jeśli sadza nie może zostać wypalona samoistnie, komputer ECU inicjuje dopalanie (regeneracja aktywna). Może być ono inicjowane co 200/400 km przebiegu.  W tym celu komputer inicjuje pompowanie przez wtryskiwacze dodatkowych porcji oleju napędowego, w suwie wydechu, aby podwyższyć temperaturę spalin. Niestety, w wielu samochodach kierowca nie ma jakiejkolwiek informacji o tym, że trwa wypalanie filtra (nie pali się jakakolwiek kontrolka). W związku z tym kierowca może niechcący przerwać proces wypalania, zatrzymując się i wyłączając silnik. Wystarczy też, że kierowca  stanie w korku.

Jak rozpoznać, że komputer ECU rozpoczął procedurę wypalania filtra DPF?

  • Nagle wyraźnie zwiększa się zużycie paliwa.
  • Zwiększają się obroty silnika, pomimo tego, że kierowca nie naciska na pedał gazu.
  • Głośniejsza praca silnika.
  • Możliwość samodzielnego uruchomienia przez komputer tylnej wycieraczki, ogrzewania tylnej szyby albo innego elementu wyposażenia, celem większego obciążenia silnika.

Procedura trwa do kilkunastu minut. Jeśli kierowca zauważy, że została rozpoczęta, powinien, jeśli to możliwe, wyjechać na drogę szybkiego ruchu i pojeździć nią przez kilkanaście minut. Jeśli to niemożliwe – nie wolno wyłączać silnika, nim procedura się zakończy.

Przerwanie regeneracji aktywnej ma fatalne skutki – może dojść do uszkodzenia filtra DPF,albo do podwyższenia poziomu oleju silnikowego w jednostce napędowej auta. Jest to spowodowane tym, że niespalone paliwo (z dodatkowego dotrysku) spływa po ściankach cylindrów do skrzyni korbowej. Tam przedostaje się do oleju, miesza się z nim i rozrzedza go, powodując utratę właściwości ochronnych. Jeśli w aucie z DPF doszło do podniesienia się poziomu oleju silnikowego, należy go jak najszybciej wymienić wraz z filtrem, gdyż grozi to przyspieszonym zużyciem, a nawet zatarciem silnika.

Zapchany filtr DPF – objawy awarii

Jakie są objawy zapchanego filtra cząstek stałych DPF?

  • Zapalona kontrolka filtra DPF.
  • Utrata osiągów przez samochód – spadek mocy i gorsze przyspieszenie.
  • Przechodzenie silnika w tryb awaryjny i zapalenie kontrolki check engine.

Ile kosztuje nowy filtr DPF?

Nowy filtr DPF do samochodu osobowego kosztuje zazwyczaj kilka tysięcy złotych. Zamienniki o niższej trwałości można kupić już za ok. 1500 – 1600 zł. Do tego należy doliczyć koszty montażu (do kilkuset złotych, w zależności od modelu auta).

Jaka jest trwałość filtra DPF?

W najlepszych warunkach, filtr DPF potrafi wytrzymać do 200 – 250 tys. km przebiegu. Przy nieodpowiedniej eksploatacji – maksymalnie kilkadziesiąt tys. km przebiegu.

Jak maksymalnie przedłużyć życie filtra DPF?

Podstawowa rzecz, o której powinien pamiętać kierowca, to jak najczęstsza jazda poza miastem, z większą szybkością.  Po każdych 150 km przejechanych w mieście, auto powinno wyjechać na trasę, drogę ekspresową albo autostradę i tam powinno przejechać minimum kilkanaście minut.

Im częściej samochód będzie poruszał się poza miastem, tym lepiej.


O czym należy pamiętać w trakcie eksploatacji pojazdu z DPF?

  • O unikaniu gwałtownego przyspieszania z niskich obrotów, które powoduje przedostawanie się do filtra DPF dużych ilości sadzy.
  • O stosowaniu pewnego paliwa ze sprawdzonych stacji benzynowych o niskiej zawartości siarki.
  • O stosowaniu olejów silnikowych, przeznaczonych do stosowania w autach z filtrami DPF – tzw. niskopopiołowych. To oleje silnikowe, które zawierają małą ilość dodatków, zapobiegających zużywaniu się oleju silnikowego. To właśnie te dodatki powodują powstanie popiołów, jeśli dojdzie do spalenia bazy olejowej.

Pamiętajmy również, że wpływ na trwałość filtra cząstek stałych DPF ma kondycja silnika oraz jego osprzętu. Które elementy mają negatywny wpływ na trwałość filtra cząstek stałych?

  • Zużyte pierścienie tłokowe – powodują przedostawania się oleju silnikowego do komór spalania. Spalanie oleju silnikowego jest powodem powstawania dużych ilości dymu i sadzu.
  • Zużyte wtryskiwacze układu Common Rail – w niewłaściwy sposób rozpylają paliwo w komorach spalania. Zbyt duża ilość paliwa w stosunku do ilości powietrza powoduje silne dymienie na czarno i... duże ilości sadzy.
  • Uszkodzona turbosprężarka - może być powodem przedostawania się oleju silnikowego do układu dolotowego i dalej do komór spalania. Spalanie oleju silnikowego będzie powodem powstawania większych ilości dymu i sadzy.
  • Rzadko wymieniany, zatkany filtr powietrza – utrudnia dopływ powietrza do turbosprężarki i komór spalania, przez co trafia do nich zbyt mało powietrza. Spalanie zbyt bogatej mieszanki powoduje powstawanie dużych ilości dymu i sadzy.
  • Uszkodzony (albo zabrudzony) przepływomierz powietrza - na skutek wadliwych wskazań komputer ECU nie będzie w stanie dobrać odpowiednich ilości paliwa do ilości powietrza. Może to skutkować wtryskiwaniem do komór spalania zbyt dużych ilości paliwa w stosunku do ilości powietrza. A to, jak już wiemy, jest powodem powstawania dużych ilości czarnego dymu i sadzy, która zapycha filtr DPF.
  • Zużyte świece żarowe – nie są w stanie odpowiednio podgrzać komór spalania, przez co emisja sadzy jest znacznie wyższa od standardowej w czasie pierwszych minut jazdy.

Czyszczenie filtra cząstek stałych DPF

W odpowiedzi na problemy kierowców z filtrami cząstek stałych DPF, na rynku pojawiła się cała gama usług serwisowych, oferowanych przez warsztaty. Pozwalają one na uratowanie filtra albo na jego regenerację.

  • Wypalanie wymuszone albo wypalanie serwisowe – pozwala na przeprowadzenie w warsztacie procesu wypalania aktywnego. Samochód podłącza się pod komputer diagnostyczny, a silnik wprowadza w określony tryb pracy. Taka usługa kosztuje ok. 300 zł, a jej skuteczność jest – średnia.
    Uwaga – wypalanie serwisowe, przeprowadzone w nieodpowiedni sposób może spowodować pożar samochodu.
  • Chemiczne czyszczenie filtra DPF – dużo skuteczniejsze od poprzedniej metody. W tym przypadku do filtra cząstek stałych DPF, poprzez wykręcony czujnik ciśnienia spalin (przed filtrem) wprowadza się specjalny środek chemiczny, mający za zadanie rozpuszczenie sadzy, zalegającej w filtrze. Po określonym czasie układ wydechowy trzeba przepłukać. Na sam koniec przeprowadza się procedurę wypalania serwisowego, jak w pierwszym punkcie. Opcja czyszczenia chemicznego jest skuteczna i kosztuje od 600 zł wzwyż.

W tym przypadku po zakończonym czyszczeniu trzeba również wymienić olej silnikowy wraz z filtrem oleju.

  • Wypalanie filtra DPF w piecu indukcyjnym – taką metodę stosuje się w przypadku całkowicie zapchanych filtrów. Jest to też metoda najbardziej pracochłonna. Filtr cząstek stałych należy wymontować z układu wydechowego. Następnie trzeba rozciąć jego metalową obudowę. Wkład ceramiczny trafia do pieca indukcyjnego, gdzie jest wypalany w bardzo wysokiej temperaturze (600 – 650 st. C), która powoduje wypalenie sadzy. Po zakończonym procesie filtr jest poddawany testom, a jeśli istnieje taka potrzeba, trafia do pieca po raz drugi. Na koniec filtr jest montowany do samochodu w zespawanej obudowie.
    Wypalanie filtra trwa długo – od 3 do 9 godzin.

Ceny takich usług zaczynają się od 500 zł. Metoda jest bardzo skuteczna, nawet w przypadku mocno zapchanych filtrów.

  • Wymiana filtra na nowy albo zregenerowany – jeśli właściciel auta nie zdecyduje się na regenerację filtra, albo nie przyniesie ona rezultatów, pozostaje tylko wymiana filtra na nowy albo na zregenerowany. Cena filtra DPF zależna jest od modelu auta, ale można przyjąć, że dobry filtr kosztuje ok. 4000 zł. Tańszy, ale mniej trwały zamiennik można kupić za ok. 1600 zł.

Jest jeszcze ostatnia metoda, z której skorzystało wielu polskich kierowców. To wycięcie filtra DPF i zastosowanie elektronicznego emulatora jego działania, który oszukuje komputer ECU.

Można też dokonać ingerencji w samo oprogramowanie silnika. Trzeba wgrać zmodyfikowane oprogramowanie, albo fabryczne, z wersji auta, która nie miała filtra DPF (w przypadku starszych samochodów).  
Ceny takich usług zaczynają się od 1500 zł i świadczy je wiele firm w Polsce. Profesjonalne przeprowadzenie takiej operacji sprawia, że samochód jest w pełni sprawny, a do tego znacznie żwawszy.

Samo fizyczne usunięcie filtra DPF (i wstawienie w jego miejsce standardowej rury wydechowej) bez ingerencji w oprogramowanie kosztuje kilkaset złotych i nie rozwiązuje szeregu problemów – po pewnym czasie silnik wejdzie w tryb awaryjny. Do tego co pewien czas będą przeprowadzane procedury aktywnej regeneracji filtra DPF, polegające na dotryskiwaniu dodatkowych ilości oleju napędowego. A to z kolei będzie powodować podnoszenie się poziomu oleju silnikowego.

Wszystko wydawałoby się idealne, gdyby nie prawo oraz świadomość tego, że pojazd bez filtra DPF przyczynia się do trucia innych ludzi.

Prawne skutki wycięcia filtra DPF z samochodu

Usunięcie filtra cząstek stałych DPF jest niezgodne z prawem. Pojazd, który ma wycięty filtr, nie spełnia warunków technicznych homologacji, odnoszących się do emisji spalin. I zgodnie z prawem, powinien zostać wycofany z ruchu.


Kto ma prawo skontrolować, czy samochód posiada filtr DPF?

  • Diagnosta w trakcie okresowego badania technicznego – jeśli zauważy, że pojazd nie posiada filtra, ma obowiązek nie podpisać badania technicznego.
  • Policjant w trakcie kontroli drogowej – jeśli zauważy, że pojazd nie posiada filtra DPF, może zgodnie z prawem, zatrzymać dowód rejestracyjny samochodu, a do tego ukarać kierowcę mandatem w wysokości 500 zł.
  • Inspektorzy Generalnej Inspekcji Transportu Drogowego w trakcie kontroli drogowej – w tym przypadku ich kontrole dotyczą głównie aut ciężarowych

W praktyce jednak udowodnienie, że auto nie posiada filtra DPF może być bardzo trudne, nawet dla diagnosty. Specjaliści pozostawiają bowiem po wycięciu w układzie wydechowym obudowę filtra DPF oraz wszystkie inne elementy (czujniki itd.).

W wielu przypadkach brak DPF może wyjść na jaw po przeprowadzonej analizie spalin za pomocą dymomierza (ale nie zawsze tak się dzieje).  

Jeśli jednak kierowca zostanie przyłapany (co już w Polsce zdarza się coraz częściej) musi liczyć się z koniecznością montażu w samochodzie nowego filtra DPF. A to będzie sporo kosztować (np. 4000 zł za nowy filtr albo 1600 za jego tańszy zamiennik i 1000 zł za jego montaż oraz usunięcie wszystkich emulatorów).

Warto pamiętać o tym, że za granicą mandaty za wycięcie filtra DPF w samochodzie są o wielokroć wyższe, niż w Polsce. Poza tym coraz częściej mówi się o zaostrzeniu przepisów i o skuteczniejszych metodach sprawdzania, czy auta mają wycięte filtry DPF. A także o tym, aby wprowadzić znacznie wyższe kary za ich brak.

Skąd diagnosta albo policjant wie, że dane auto powinno posiadać filtr DPF?

  • Filtr DPF posiada każdy samochód z silnikiem diesla, który spełnia normę emisji spalin Euro 4 (wprowadzoną w 2006 roku) oraz wyższe Euro 5 i Euro 6.
  • Informacja o tym, czy auto miało fabrycznie montowany filtr DPF powinna być widoczna po odkodowaniu numeru VIN samochodu

Kupno używanego auta z wyciętym filtrem DPF

Może zdarzyć się też sytuacja, w której nabywca kupi używany samochód z wyciętym filtrem DPF, a wówczas, wszystkie problemy spadną na niego (niemożność przejścia przeglądu, zabranie dowodu przez policjanta po przeprowadzonej kontroli drogowej).

Dlatego przed zakupem auta warto:

  • Sprawdzić, czy pojazd posiadał fabrycznie montowany filtr DPF – jak w poprzednim paragrafie – po roczniku i numerze VIN. Informacji powinien udzielić również importer danej marki samochodów.
  • Jeśli auto posiadało fabrycznie montowany DPF, należy skontrolować przed zakupem, czy nie został wycięty. Kontrolę najlepiej przeprowadzić w dobrym warsztacie samochodowym.

Filtr cząstek stałych to niestety, element kłopotliwy i drogi. Jednakże wszyscy chcemy żyć jak najdłużej i zdrowo, a warunkiem do tego jest czyste powietrze.

Przy odpowiedniej eksploatacji można znacząco przedłużyć okres eksploatacji filtra i uniknąć niepotrzebnych wydatków.


W Motointegratorze znajdziesz bazę serwisów samochodwych, w których można:

  • Przeprowadzić regenerację filtra DPF, pozwalającą przywrócić mu pełną sprawność.
  • Wymienić filtr DPF na nowy – oryginalny albo zamiennik.
  • Sprawdzić, czy kupowane auto z drugiej ręki nie ma wyciętego filtra DPF.

Artykuły powiązane