docFiltry cząstek stałych (cz. I,II i III)
download 
Reklamacja Transkrypt
Filtry cząstek stałych (cz. I,II i III)
Polskie Towarzystwo Inżynierów Motoryzacji SIMP Filtry cząstek stałych (cz. I,II i III) Autor: Piort Gębiś 16.09.2015. Zmieniony 16.09.2015. Cząstki stałe emitowane przez układy wydechowe silników szkodzą nam i naszemu otoczeniu. Dlatego kolejne, ostrzejsze normy toksyczności spalin wymusiły montaż zatrzymujących je filtrów w silnikach ZS, a teraz również ZI.Niestety, nie wszystkie te układy filtracji spalin są dostatecznie dopracowane. Często też padają ofiarą różnych uszkodzeń silnika ZS i jego układów. Jednak tych problemów nie rozwiązują pojawiające się na rynku usługi usuwania uszkodzonych, a często również całkowicie sprawnych filtrów cząstek stałych. Fot. Autor, DieselNet, Emitec, HJS, MAHA, Szwajcarski Związkowy Urząd Ochrony Środowiska. Wykonawcy takich usług przekonują potencjalnych klientów, że cząstek stałych praktycznie już nie ma w spalinach, bo ich nie widać "gołym okiem", a one i filtry to wymysł ekologów. Spróbujmy zatem wyjaśnić związane z tym nieporozumienia.Cząstki stałeOznaczamy je PM (particulate matter). Według prostej definicji, zaliczamy do nich te składniki spalin, które opuszczają układ wylotowy silnika w stanie innym niż gazowy.Inna definicja obowiązuje w badaniach homologacyjnych pojazdów, gdzie emisja cząstek stałych jest mierzona metodą grawimetryczną. Za całkowitą masę cząstek stałych uważa się w tym ujęciu sumę mas wszystkich substancji, w stanie stałym lub ciekłym, organicznych lub nieorganicznych, które gromadzą się na filtrze absolutnym po przejściu przez niego rozcieńczonego powietrzem strumienia spalin, w temperaturze 52ą3°C.Filtr absolutny zatrzymuje 99% cząstek o średnicach większych niż 0,0003 mm (0,3 µm). Waży się go precyzyjnie przed i po pomiarze zawartości cząstek stałych. Różnica wyników odpowiada ilości zgromadzonych cząstek. Spaliny przepływające przez ten filtr są uprzednio rozcieńczane powietrzem o temperaturze od 20 do 30°C, aby na odcinku pomiędzy końcówką układu wylotowego a urządzeniami pomiarowymi skład spalin uległ jak najmniejszym zmianom. Ustalona temperatura pomiaru pozwala na zbliżenie jego warunków do tych, w których cząstki stałe przeważnie przedostają się do atmosfery.Cząstki stałe są emitowane zarówno przez silniki ZS, jak i nowoczesne silniki ZI z układem bezpośredniego wtrysku benzyny. Silniki ZI zawsze je emitowały, ale w starszych konstrukcjach (gaźnikowych lub z pośrednim wtryskiem paliwa) było ich tak niewiele, że nie stanowiły problemu.Cząstki stałe emitowane przez silnik ZS są zwykle utożsamiane z sadzą, ponieważ 50 do 80% spośród nich zbudowanych jest na jej bazie. Sadza tworzy się z cząsteczek węgla, które nie uczestniczyły w procesie spalania, a z niej z kolei powstaje tzw. rdzeń węglowy cząstki stałej (rys. 1). Rys. 1. Większość cząstek stałych emitowanych przez silniki ZS składa się z: rdzenia węglowego oraz związanych z nim substancji stałych, ciekłych i gazowych. Niektóre z nich, np. siarczany, rozpuszczają się w wodzie zawartej w cząstce sadzySadza posiada bardzo rozwiniętą powierzchnię właściwą. W temperaturze panującej w komorze spalania wynosi ona nawet 100 m2/g (czyli 1 g sadzy miałby po "rozwinięciu" powierzchnię 100 m2). Dlatego sadza ma dużą zdolność do adsorpcji innych substancji, czyli gromadzenia ich bezpośrednio przy swojej powierzchni. Mówiąc bardziej obrazowo – nasiąka nimi jak gąbka.Do najbardziej szkodliwych substancji towarzyszących cząstkom stałym należą wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, oznaczane PAH (polycyclic aromatic hydrocarbons). Powstają one równolegle z sadzą w komorze spalania silnika i wraz z nią opuszczają układ wylotowy. Emitowana przez silnik cząstka stała zbudowana na rdzeniu węglowym nie jest więc chemicznie czystym węglem, jak kiedyś sądzono.Większość cząstek stałych powstających w komorach spalania nowoczesnych silników ZS ma średnicę od 0,01 do 0,09 µm (od 0,00001 do 0,00009 mm). Ich sumaryczna masa jest niewielka. Po powstaniu ulegają one aglomeracji, tzn. łączą się w większe. Porównanie wymiarów cząstek stałych i ludzkiego włosa przedstawia rys. 2. Rys. 2. Porównanie cząstek stałych o trzech charakterystycznych średnicach: PM10, PM2,5 i PM0,25 z przekrojem poprzecznym ludzkiego włosa. W jednym centymetrze sześciennym spalin jest więcej niż milion cząstek stałych o tych charakterystycznych średnicach (1 nm = 0,000001 mm; 1 µm = 0,001 mmJeśli nowoczesny silnik ZS jest sprawny, spaliny są niewidoczne dla oka. Dopiero gdy rdzenie węglowe cząstek stałych stają się odpowiednio duże, np. wskutek uszkodzenia, zużycia silnika lub jego układów, spaliny te nabierają wyraźnego szarego lub czarnego zabarwienia. Rys. 3. Zagrożenie układu oddechowego człowieka szkodliwym działaniem cząstek stałych. Głębokość ich wnikania zależy od średnicyNiewidoczne gołym okiem spaliny nowoczesnego silnika ZS to sukces raczej połowiczny, gdyż im cząstki stałe są mniejsze, tym głębiej wnikają do naszego organizmu, omijając zabezpieczenia fizjologiczne układu oddechowego (rys. 3). Następnie przedostają się one do krwiobiegu, który "transportuje" je po organizmie. Ponadto najdrobniejsze cząstki stałe mogą wnikać do krwiobiegu bezpośrednio przez skórę. Z powyższych powodów, najbardziej niebezpieczne są liczne, małe cząstki http://ptim.simp.pl/ptim Kreator PDF Utworzono 4-03-2017, 09:30 Polskie Towarzystwo Inżynierów Motoryzacji SIMP stałe, mimo że ich sumaryczna masa jest niewielka.Oddziaływanie cząstek stałychLokalne wartości zanieczyszczeń powietrza przez pojazdy (np. średnie dla miasta) nie informują dokładnie o skali miejscowych emisji, ponieważ mieszkańcy terenów położonych przy ruchliwych traktach mogą być znacznie bardziej narażeni na szkodliwe działanie tych zanieczyszczeń niż ludzie mieszkający na obrzeżach miast lub na obszarach wiejskich.Wprawdzie pojazdy nowszych generacji emitują mało szkodliwych składników spalin (również cząstek stałych), ale jednocześnie jest ich coraz więcej, dlatego czystość powietrza nie ulega oczekiwanej poprawie.Emisja cząstek stałych przez pojazd przybiera dwie formy: pierwotną przez układ wylotowy i hamulce, a także wtórną poprzez podnoszenie kołami z drogi cząstek, które już wcześniej na nią opadły. Emisja cząstek stałych PM10 (o średnicy 10 µm) i PM2,5 (o średnicy 2,5 µm) pochodząca z pojazdów wynosi przeciętnie w naszym kraju od 15 do 18%. W miastach jest ona zróżnicowana – w Krakowie ok. 17%, ale w Warszawie aż 60%. To pokazuje skalę problemu zanieczyszczenia powietrza przez pojazdy w dużych aglomeracjach miejskich.Cząstki stałe i substancje im towarzyszące powodują u człowieka choroby:kardiologiczne, w tym zawały serca i arytmię,centralnego układu nerwowego,układu rozrodczego,nowotworowe.Szczególnie węglowodory wielopierścieniowe (PAH) towarzyszące cząstkom stałym mogą być przyczyną nowotworów, zwłaszcza układu oddechowego, nazywanych potocznie "rakiem kominiarzy".W podobny, negatywny sposób cząstki stałe działają na zwierzęta. Hamują również wzrost roślin, brudzą, uszkadzają budynki i ograniczają przejrzystość powietrza.Oczyszczanie spalinSą dwa rodzaje filtrów montowanych w układzie wylotowym silnika:o częściowym przepływie – oczyszczające tylko część spalin,pełnoprzepływowe – oczyszczające całość spalin.Filtry o częściowym przepływie usuwają ze spalin do 60% cząstek stałych, a pełnoprzepływowe nawet do 90%. Wybór jednego z tych rodzajów zależy od homologacyjnej normy emisji spalin dotyczącej danego pojazdu. Rys. 4. Podział filtrów cząstek stałych wielokrotnego użytku ze względu na proces regeneracji (Źródło: DieselNet)Filtry o częściowym przepływie spalin są również stosowane jako dobrowolne doposażenie pojazdów będących już w eksploatacji. Zachęca się do tego użytkowników samochodów przez obniżki podatków (tzw. tuning podatkowy).W pojazdach komunalnych były kiedyś próby stosowania jednorazowych filtrów cząstek stałych – w bazach były one wymieniane na czyste, a zanieczyszczone poddawano regeneracji. Obecnie w pojazdach i maszynach roboczych są stosowane tylko filtry cząstek stałych wielokrotnego użytku. Wymagają one regeneracji (oczyszczenia z cząstek stałych) wykonywanej podczas eksploatacji, bez udziału kierowcy. Rys. 5. Wkład filtra cząstek firmy HJS – widok od strony wlotu spalin (Źródło: HJS)Usuwanie cząstek stałych przez spalanie jest utrudnione. Ich samoczynny zapłon następuje w temperaturze 550°C, a spaliny silników samochodów osobowych w warunkach ruchu miejskiego osiągają temperaturę ok. 150 do 200°C. Jest ona wyższa tylko podczas jazdy z większymi obciążeniami silnika (drogi między miastami, szybkiego ruchu, autostrady). Spaliny o wyższych temperaturach emitują silniki ciężarówek i maszyn roboczych – ok. 300 do nawet 450°C, ponieważ pracują one przeważnie w warunkach bliskich maksymalnemu obciążeniu. Rys. 6. Pojedyncza sekcja filtrująca filtra cząstek stałych firmy HJSStosowane są dwie metody usuwania cząstek stałych ze spalin:obniżanie temperatury ich samozapłonu,zwiększanie temperatury spalin.Obie metody wykorzystują procesy pasywnej lub aktywnej regeneracji filtrów cząstek stałych (rys .4). Jednak nie zawsze silnik pracuje w warunkach umożliwiających skuteczną regenerację. Filtry o częściowym przepływie spalin nawet w przypadku zgromadzenia w nich zbyt dużej ilości cząstek stałych nie hamują przepływu spalin w stopniu ograniczającym osiągi silnika. Jedynie większa część spalin przepływa przez filtr jako nieoczyszczona.Filtr o częściowym przepływie spalin firmy HJSJest to mało znana w Polsce firma niemiecka. Produkowany przez nią wkład filtra (rys. 5) składa się z wielu sekcji filtrujących, zamontowanych promieniowo względem osi tego podzespołu (rys. 6). Sekcja filtrująca jest zbudowana ze spieku metali. Część spalin podlegająca czyszczeniu:1. napływa od strony zamkniętej sekcji filtrującej (widok A),2. przepływa przez warstwę spieku metali do środka sekcji – cząstki stałe są separowane,3. wypływa oczyszczona z otwartej strony sekcji (widok B).Spaliny nieoczyszczane płyną kanałem położonym w osi filtra (2, rys. 7). Ich ilość może być wyznaczana przez dobór liczby i średnicy otworów wykonanych w drążonej śrubie (1) zamykającej kanał 2. Rys. 7. Widok filtra cząstek stałych HJS od strony wylotu spalin: 1 – drążona śruba z otworami; 2 – kanał przepływu spalin w osi filtraFiltr firmy HJS jest regenerowany w procesie pasywnym, oznaczanym skrótem CRT (continuously regenerating trap). Przebiega to (rys. 8) w następujący sposób:1. Z silnika napływają spaliny zawierające następujące składniki szkodliwe: tlenek węgla (CO), węglowodory (HC), tlenek azotu (NO – z grupy związków oznaczonej NOX) i cząstki stałe (PM).2. W utleniającym konwerterze katalitycznym (zamontowany przed filtrem cząstek stałych) następuje "dopalanie" tlenku węgla (CO) i węglowodorów (HC) – produktami są: dwutlenek węgla (CO2) i http://ptim.simp.pl/ptim Kreator PDF Utworzono 4-03-2017, 09:30 Polskie Towarzystwo Inżynierów Motoryzacji SIMP para wodna (H2O). Jednocześnie tlenek azotu (NO) utlenia się do dwutlenku azotu (NO2). Reakcje utleniania podnoszą temperaturę spalin o ok. 100°C.3. W filtrze cząstki stałe (PM) zbudowane w większości na bazie węgla są utleniane przez dwutlenek azotu (NO2). Produktami są: tlenek azotu (NO) oraz dwutlenek węgla (CO2). Z oczyszczanej części spalin usuwana jest zdecydowana większość cząstek stałych (PM), ale pozostaje niestety szkodliwy tlenek azotu (NO). W niektórych nowoczesnych silnikach ZS jest on usuwany przez reaktor katalityczny do selektywnej redukcji tlenków azotu, montowany na końcu układu wylotowego. Rys. 8 Reakcje zachodzące podczas pasywnej regeneracji filtra cząstek stałych oraz składy spalin w charakterystycznych przekrojach układu wylotowegoFiltr o częściowym przepływie spalin firmy EmitecTo firma niemiecka specjalizująca się w projektowaniu i produkcji metalowych konwerterów katalitycznych dla takich marek samochodów, jak np. Porsche czy BMW. Ma w ofercie również filtr cząstek stałych PM-Metali o częściowym przepływie spalin (rys. 9). Rys. 9. Filtr cząstek stałych PM-Metalit firmy Emitec: a) przekrój; b) powiększenie wycinka filtra wraz z drogami przepływu spalin. Filtr ten posiada dodatkowe utleniające pokrycie katalityczne, więc nie montuje się przed nim utleniającego konwertera katalitycznegoSpaliny (1, rys. 10) z silnika zanieczyszczone cząstkami stałymi płyną kanałami ukształtowanymi z folii metalowej. Część strumienia spalin (3) płynąca pojedynczym kanałem jest odchylana przez kierownicę (2). Wymusza ona przepływ odchylonego strumienia spalin (3) przez matę filtracyjną (4). Oczyszczone z cząstek stałych spaliny (5) płyną w kierunku końca układu wylotowego. Część strumienia spalin (6) nieodchylona przez kierownicę (2) pozostaje nieoczyszczona z cząstek stałych. Rys. 10. Przepływ spalin przez kanał filtra cząstek stałych PM-Metalit, firmy Emitec; 1 – strumień spalin z silnika zanieczyszczony cząstkami stałymi; 2 – kierownica odchylająca; 3 – część strumienia płynąca przez matę filtracyjną po odchyleniu kierownicą; 4 – mata filtracyjna; 5 – część strumienia oczyszczona z cząstek stałych; 6 – część strumienia, która nie została odchylona przez kierownicę i nie uległa oczyszczeniuKanały tego filtra są dodatkowo pokryte utleniającą warstwą katalityczną, dlatego cały pasywny proces regeneracji filtra przebiega w jego wnętrzu. Są również wersje bez pokrycia utleniającego, co wymaga obecności utleniającego konwertera katalitycznego przed filtrem. Rys. 11. Tłumik samochodu ciężarowego z zamontowanymi w nim filtrami cząstek stałych PM-Metalit firmy EmitecFiltry PM-Metalit są montowane w tłumikach układów wylotowych silników ciężarówek lub maszyn roboczych (rys. 11) pracujących przeważnie z dużymi obciążeniami, więc:wyższa jest temperatura ich spalin,większa jest ilość tlenku azotu (NO) powstającego w komorach spalania (jest on niezbędny do procesu pasywnej regeneracji).Są to filtry o częściowym przepływie spalin, więc nie powodują nadmiernego wzrostu oporów wewnętrznych w przypadku zgromadzenia się nadmiernej ilości cząstek stałych.Pełnoprzepływowy filtr cząstek stałychSpaliny płynące kanałami konwertera katalitycznego, np. trójfunkcyjnego lub utleniającego nagrzanego do temperatury pracy, muszą mieć jedynie kontakt z warstwą katalityczną (rys. 12), aby zachodziły odpowiednie reakcje chemiczne. Przepływ spalin nie jest hamowany, lecz konwertery katalityczne usuwają tylko szkodliwe składniki spalin w formie gazowej. Rys. 12. Przekrój konwertera katalitycznego wykonanego z materiału ceramicznego lub folii metalowejUsunąć ze spalin zdecydowaną większość cząstek stałych pozwala natomiast pełnoprzepływowy filtr cząstek stałych (rys. 13). Jego kanały są naprzemiennie zaślepione po stronie dolotu i wylotu spalin, co wymusza ich przepływ przez ściankę z porowatego materiału ceramicznego (węglik krzemu). Cząstki stałe są zatrzymywane na powierzchni kanałów oraz w objętości materiału filtra. Pokrycie katalityczne kanałów umożliwia regenerację pasywną i aktywną filtra cząstek stałych. Ta druga jest konieczna wówczas, gdy w filtrze cząstek stałych zgromadzi się tyle, że dalszy wzrost ich ilości powoduje przekroczenie dopuszczalnego oporu przepływu (spaliny nie mają innej drogi przepływu). Może to zmniejszyć osiągi silnika. Rys. 13. Przekrój pełnoprzepływowego filtra cząstek stałych wykonanego z materiału ceramicznegoPełnoprzepływowe filtry cząstek stałych stosowane np. w samochodach osobowych są regenerowane obiema metodami. Podczas jazdy po autostradach dłuższe są okresy regeneracji pasywnej, a częstotliwość regeneracji aktywnej jest mniejsza. Odwrotnie jest w warunkach ruchu miejskiego. Cdn. Filtry cząstek stałych (cz. II) Fot. A. Mayer, Citroen, Delphi, TTM, Volkswagen, Wydawnictwo Springer Dążenie do większej czystości spalin sprawiło, iż ich filtry o częściowym przepływie zastąpione zostały pełnoprzepływowymi. http://ptim.simp.pl/ptim Kreator PDF Utworzono 4-03-2017, 09:30 Polskie Towarzystwo Inżynierów Motoryzacji SIMP Te jednak po przekroczeniu dopuszczalnego zapełnienia zatykają układ wylotowy silnika.W takiej sytuacji konieczne stało się wymuszanie regeneracji filtra. Dodatkowy, wciąż jeszcze nierozwiązany problem stanowi ocena sprawności filtra pełnoprzepływowego (np. podczas okresowego badania technicznego pojazdu), a nawet sprawdzenie, czy nie został on z samochodu wymontowany.Zobacz także:Filtry cząstek stałych (cz. I)"Mokry" filtr cząstek stałychRozwiązanie to (rys. 1) stosowane jest w samochodach marki Citroën. Polega ono na obniżeniu temperatury samoczynnego zapłonu cząstek stałych, a ściślej – ich rdzeni węglowych, wynoszącej ponad 550°C i na ogół niedostępnej w układach wylotowych małych i średnich silników ZS. Łatwiejszy samozapłon, a więc możliwość spalania cząstek stałych w niższych temperaturach, uzyskuje się przez wprowadzenie do paliwa płynnego katalizatora. Rys. 1. Układ oczyszczania spalin pierwszej generacji z tzw. mokrym filtrem cząstek stałych stosowany przez firmę Citroën. 1 – zespół utleniającego konwertera katalitycznego (7) i filtra cząstek stałych bez pokrycia katalitycznego (8), 2 – czujnik różnicowy ciśnienia, 3 – sterownik silnika, 4 – zbiornik dodatku katalitycznego i dozownik (5) dodający go do paliwa, 6 – system wtryskowy Common RailPierwszym stosowanym dodatkiem o takim działaniu był płyn Eolys, wytwarzany na bazie tlenku ceru jako substancji czynnej. Specjalny dozownik wtryskiwał go do paliwa w zbiorniku w proporcji 37,5 ml dodatku na 60 l oleju napędowego. Zapas dodatku mieścił się w zbiorniku o pojemności 5 l, co było ilością wystarczającą do przejechania ok. 80 000 km.W układzie z mokrym filtrem cząstek stałych (wersja z płynem Eolys) regeneracja pasywna jest możliwa w dwóch zakresach temperatur:od 250 do 400°C, gdy dwutlenek azotu powstający w utleniającym konwerterze katalitycznym utlenia cząstki stałe w filtrze (przebieg tych reakcji przedstawiono w pierwszej części tego artykułu);powyżej 450°C, gdy tlen zawarty w spalinach utlenia (spala) cząstki stałe.Jeśli ze względu za niskie temperatury spalin w filtrze zgromadzi się zbyt dużo cząstek stałych, następuje przejście do regeneracji aktywnej. Wymaga ona okresowego zwiększenia temperatury spalin w filtrze cząstek stałych. Przyrost temperatury spalin przebiega następująco:pierwszy powtrysk paliwa (rys. 2) do komory spalania powoduje jej zwiększenie o 200 do 250°C;reakcje zachodzące w utleniającym konwerterze katalitycznym zwiększają ją dodatkowo o ok. 100°C.W wyniku obu tych procesów, nawet przy małym obciążeniu silnika, temperatura spalin przekracza granicę samozapłonu cząstek stałych wynoszącą 450°C dzięki zastosowaniu dodatku do paliwa. Rys. 2. Dawki paliwa wtryskiwane w systemie Common Rail w trakcie jednego cyklu pracy silnika ZS: 1 – pierwsza pilotująca, wtryskiwana przed GMP; 2 – druga pilotująca, wtryskiwana przed GMP; 3 – główna, wtryskiwana w okolicy GMP; 4 – pierwszy powtrysk, wtryskiwany po GMP; 5 – drugi powtrysk, wtryskiwany po GMP (GMP – górny martwy punkt, DMP – dolny martwy punkt tłoka w cylindrze)Podczas regeneracji aktywnej wyłączony jest układ recyrkulacji spalin. Sterownik silnika tak wówczas steruje wielkościami dawek: pilotującej, głównej i powtrysku oraz wysokością ciśnienia doładowania, aby kierowca nie odczuł wpływu tego procesu na osiągi pojazdu. Według firmy Citroën, regeneracja aktywna jest powtarzana co 400 do 500 km i trwa ok. 2 do 3 minut.Firmy Citroën i Peugeot rozwijały konstrukcje "mokrych" filtrów cząstek stałych. Wprowadzono kolejne dodatki do paliwa, bazujące najpierw na tlenku ceru i tlenku żelaza, a później już tylko na tlenku żelaza. Dodaje się je do oleju napędowego w różnych proporcjach. Mają też one różne właściwości. Niektóre są wzajemnie mieszalne, a niektóre nie. Najskuteczniejsze obniżają temperaturę samozapłonu cząstek stałych nawet do 400°C.Mokry filtr cząstek stałych stosowała również firma Volkswagen w niektórych wersjach modelu Passat z dwulitrowym silnikiem TDI. Dodatek miał nazwę Satacen i był wytwarzany na bazie tlenku żelaza."Suchy" filtr cząstek stałychW tego rodzaju konstrukcjach do uzyskania samozapłonu cząstek stałych wykorzystuje się tylko zwiększenie temperatury spalin bez stosowania jakichkolwiek dodatków do paliwa. Rys. 3. Jedna z wersji układu oczyszczania spalin z tzw. suchym filtrem cząstek stałych, stosowanego przez firmę Volkswagen: 1 – silnik ZS, 2 – system Common Rail, 3 – zespół wskaźników, 4 – sterownik silnika; 5 – zawór recyrkulacji spalin, 6 – sterowana elektrycznie przepustnica w układzie dolotowym, 7 – masowy przepływomierz powietrza, 8, 12 i 14 – czujniki temperatury spalin, 9 – filtr cząstek stałych z utleniającym pokryciem katalitycznym, 10 – czujnik różnicowy ciśnienia; 11 – szerokopasmowy czujnik zawartości tlenu w spalinach, 13 – turbosprężarkaUkład z suchym filtrem stosowany przez firmę Volkswagen przedstawia rys. 3. W tym wykonaniu filtr cząstek stałych ma utleniające pokrycie katalityczne i jest zamontowany bezpośrednio za turbosprężarką. Są rozwiązania, w których w jednej obudowie mieszczą się: utleniający konwerter katalityczny i filtr cząstek stałych, a w pozostałych oba te elementy są montowane oddzielnie.W układzie z suchym filtrem cząstek stałych regeneracja pasywna jest możliwa w dwóch zakresach temperatur:od 350 do 500°C, gdy dwutlenek azotu powstający dzięki warstwie utleniającej filtra utlenia cząstki stałe (przebieg reakcji przedstawiono w pierwszej części artykułu);powyżej 550°C, gdy tlen zawarty w spalinach utlenia (spala) cząstki stałe.Jeśli regeneracja http://ptim.simp.pl/ptim Kreator PDF Utworzono 4-03-2017, 09:30 Polskie Towarzystwo Inżynierów Motoryzacji SIMP pasywna filtra nie jest w stanie usunąć z niego zgromadzonych cząstek stałych, konieczna staje się regeneracja aktywna przebiegająca następująco:zawór recyrkulacji spalin zostaje zamknięty dla podniesienia temperatury procesu spalania;układ zasilania wtryskuje do komór spalania silnika: mniejszą dawkę główną paliwa oraz pierwszy lub pierwszy i drugi powtrysk celem zwiększenia temperatury spalin;w trudnych warunkach ruchu miejskiego, gdy częste jest hamowanie silnikiem, wtryskiwana jest mała dawka powtrysku, która nie spala się w komorze spalania, lecz odparowuje, a dawka główna nie jest wówczas w ogóle wtryskiwana, czyli proces spalania nie przebiega;temperaturę spalin dodatkowo zwiększa utleniająca warstwa katalityczna filtra cząstek stałych.W powyższy sposób można w filtrze cząstek stałych uzyskać temperaturę spalin ok. 650°C. Nawet w niesprzyjających warunkach jej wzrost może wynosić ok. 300°C. Analogicznie jak w układzie z mokrym filtrem, również układ sterowania silnika tak steruje jego pracą, aby regeneracja aktywna była możliwie niewyczuwalna dla kierowcy.Rys. 4. Filtr cząstek stałych z utleniającym pokryciem katalitycznymSą też układy z suchym filtrem cząstek stałych, który ma pokrycie katalityczne tlenkiem ceru. Jego zadaniem jest obniżenie temperatury zapłonu cząstek stałych. Taki filtr cząstek stałych może być w ciągu elementów układu wylotowego poprzedzony jednym lub dwoma utleniającymi konwerterami katalitycznymi. Rozwiązaniem alternatywnym jest wewnętrzne pokrycie filtra cząstek stałych warstwami katalitycznymi: utleniającą oraz obniżającą temperaturę zapłonu cząstek węglowych.Rys. 5. Utleniający konwerter katalityczny (1) i filtr cząstek stałych (2) we wspólnej obudowie (pozostałe elementy rysunku: 3 – przyłącze różnicowego czujnika ciśnienia; 4 i 6 – czujniki temperatury spalin za i przed filtrem cząstek stałych; 5 – przepływ spalin; 6, szerokopasmowy czujnik tlenu)Tu dodatkowa uwaga. W książkach i materiałach szkoleniowych autorzy piszą o katalizatorze lub warstwie katalitycznej bez podawania jej rodzaju – utleniająca, redukująca, absorpcyjna itp. Brak takiej informacji utrudnia gruntowne poznanie pracy katalitycznego układu oczyszczania spalin.Filtracja a regeneracjaW filtrze cząstek stałych przebiegają dwa przeciwstawne procesy: - filtracji zachodzącej przy każdych warunkach pracy silnika; - regeneracji pasywnej lub aktywnej, które zachodzą tylko w warunkach szczególnych.Masa cząstek stałych w filtrze rośnie lub maleje w zależności od tego, który z tych procesów przeważa (rys. 6). Jeśli mimo trwającej regeneracji pasywnej ilość zgromadzonych cząstek stałych rośnie, przekraczając wartość dopuszczalną, rozpoczyna się regeneracja aktywna. Decyzję o tym podejmuje sterownik silnika na postawie: - pomiaru oporu przepływu spalin przez filtr za pomocą tzw. różnicowego czujnika ciśnienia; - symulacji zanieczyszczenia filtra (model matematyczny); - przebiegu samochodu i ilości zużytego paliwa.Regeneracja aktywna może być wykonana również, gdy nie jest ona jeszcze niezbędna, ale warunki do jej przeprowadzenia są sprzyjające (na przykład podczas jazdy autostradowej, czyli przy dużym obciążeniu silnika i wysokiej temperaturze spalin).Dopuszczalna długość przebiegów samochodu pomiędzy regeneracjami aktywnymi zależy od: - objętości filtra cząstek stałych (im większa, tym przebiegi dłuższe); - stylu jazdy kierowcy, gdyż skraca te przebiegi praca silnika z intensywnymi przyspieszeniami i duże jego obciążenie przy małych prędkościach obrotowych, czyli w zakresach bliskich tzw. granicy dymienia; - uszkodzeń zwiększających emisję cząstek stałych (np. zużycie wtryskiwaczy); - zużycia oleju silnikowego, ponieważ większe powoduje wzmożone wydzielanie nieusuwalnych tzw. popiołów zalegających w filtrze, wskutek czego coraz mniej cząstek stałych może być na bieżąco zatrzymywanych, a więc przebiegi między regeneracjami maleją.Jeśli zawodzi regeneracja aktywna, sterownik silnika włącza kontrolkę układu filtracji spalin. Jest to polecenie dla kierowcy, aby stworzył korzystniejsze warunki do regeneracji aktywnej, które na przykład w wymaganiach firmy Audi są określane następująco: - dłuższa jazda odcinkiem drogi, najlepiej bez skrzyżowań wymuszających zatrzymywanie, bo regeneracji nie należy przerywać; - poruszanie się w czasie od 5 do 10 min z prędkością obrotową silnika od 2200 do 2500 obr./min na 4. lub 5. biegu przy jednoczesnym utrzymywaniu prędkości pojazdu powyżej 60 km/h.Rys. 6. Zależność masy cząstek stałych w filtrze od czasu pracy silnika, czyli trwania procesów filtracji spalin silnika ZS i różnych rodzajów regeneracji filtraZalecenia innych firm mogą się różnić od powyższego przykładu, więc trzeba zawsze postępować zgodnie z zaleceniami podanymi w instrukcji obsługi danego samochodu. Zgaśnięcie kontrolki układu filtracji spalin poinformuje o zakończeniu regeneracji.Gdy żądanie wymuszenia regeneracji zostanie przez kierowcę zignorowane, to dodatkowo zapali się kontrolka informująca o uszkodzeniu w układzie sterowania silnika lub kontrolka świec żarowych. Oznacza to konieczność wykonania tzw. regeneracji serwisowej, kontrolowanej przez tester diagnostyczny. Przeważnie producent samochodu wymaga jeszcze wcześniejszego wykonania regeneracji drogowej.W przypadku niepowodzenia regeneracji serwisowej lub jej zignorowania konieczna staje się wymiana filtra.Pożytki i kłopoty wynikające ze stosowania filtrówDo największych korzyści związanych z użytkowaniem filtrów cząstek stałych należy ograniczanie zanieczyszczeń miast i głównych ciągów komunikacyjnych. Z punktu widzenia zagrożeń dla ludzkiego zdrowia istotna jest tu bowiem w pierwszej http://ptim.simp.pl/ptim Kreator PDF Utworzono 4-03-2017, 09:30 Polskie Towarzystwo Inżynierów Motoryzacji SIMP kolejności nie ilość emitowanych szkodliwych substancji, lecz ich stężenie. Wszyscy użytkownicy dróg, zarówno piesi, jak rowerzyści lub kierowcy, potrzebują czystego powietrza, więc jest to wspólne dobro nadrzędne.Uzyskuje się je, niestety, kosztem pewnych trudności eksploatacyjnych, dotkliwych zwłaszcza w przypadku silników ZS z niedopracowanymi układami filtracji cząstek stałych. Przy eksploatacji samochodu głównie w warunkach miejskich rzadko występują korzystne warunki do regeneracji pasywnej, a wymuszane przez układ sterowania silnika procedury regeneracji aktywnej też często nie przynoszą pomyślnych efektów. Zalecane wówczas tworzenie specjalnych warunków sprzyjających regeneracji oznacza w praktyce konieczność dodatkowych wyjazdów poza miasto. Poza tym niedokończone, czyli przerywane regeneracje aktywne, mogą skutkować szkodliwym przedostawaniem się oleju napędowego do silnikowego.Rys. 7. Konwerter katalityczny zniszczony wskutek nadmiernych naprężeń termicznych będących efektem przegrzaniaNiewątpliwie rozwój techniki pozbawił przynajmniej część samochodów z silnikiem ZS wspomnianych tu eksploatacyjnych uciążliwości, lecz zawsze warto "zasięgnąć języka" o specyficznych właściwościach określonych pojazdów. Jako współpracownik poczytnego miesięcznika motoryzacyjnego jeżdżę wieloma modelami samochodów i na tej podstawie stwierdzam, że nie ma już kłopotów z najnowszymi filtrami cząstek stałych, ale... dotyczy to pojazdów eksploatowanych zarówno w mieście, jak i poza nim.Przy korzystaniu z samochodu głównie w ruchu miejskim warto rozważyć zakup nowoczesnego modelu z silnikiem o bezpośrednim wtrysku benzyny i nauczyć się wykorzystywać jego zalety (duży moment przy niskiej prędkości obrotowej).W przypadku silników wysokoprężnych regeneracja aktywna wymaga zużycia dodatkowej ilości paliwa – to prawda. Taki jest koszt uzyskania bardziej czystych spalin. Podobnie jest jednak i w silnikach ZI z trójfunkcyjnymi konwerterami katalitycznymi, które zużywają trochę dodatkowej benzyny w tym samym celu. Podawane np. w piśmie "Auto Świat" wiadomości na temat szokująco wielkiego zużycia paliwa przez samochody z filtrami cząstek stałych są po prostu nieprawdziwe. Prawdopodobnie chodzi tu o wartości chwilowe, podawane przez komputer pokładowy podczas regeneracji aktywnej. Podobne wysokie, chwilowe wartości zużycia paliwa występują przy przyspieszaniu, szczególnie gdy silnik jest nienagrzany.Sam filtr cząstek stałych nie ulega awaryjnym uszkodzeniom, chyba że w następstwie awarii innych urządzeń. Szczególnie szkodzą mu wszelkie ich niedomagania zwiększające emisję cząstek stałych lub wpływające na przebieg procesów aktywnej regeneracji. Dotyczy to np. masowego przepływomierza powietrza, przepustnicy, czujnika tlenu lub wtryskiwaczy. Z tego powodu użytkownicy nie powinni bagatelizować świecących kontrolek lub nienormalnych zachowań silników. Do pracowników warsztatów i serwisów należy natomiast prawidłowe diagnozowanie i naprawy tych usterek. Cdn. Filtry cząstek stałych (cz. III) Fot. AVL Diatest, Bosch, DEKRA, MAHA, Pennexxon.com Mimo bezdyskusyjnych zalet dokładniejszej filtracji spalin nie brakuje wciąż opinii, iż eksploatacja służących do tego urządzeń jest niebezpieczna i z reguły wpływa negatywnie na osiągi tak wyposażonych silników.Wśród krytycznych poglądów na temat celowości stosowania filtrów cząstek stałych znaleźć można oceny uzasadnione, lecz na szczęście już nieaktualne. Owszem, zdarzały się nawet pożary w samochodach spowodowane przegrzaniem tych podzespołów i z tej przyczyny niektóre firmy organizowały specjalne akcje serwisowe, jak na przykład w latach 2005–2008: Volvo, Ford, Suzuki i Jaguar. Ograniczanie osiągów silnika miało rzeczywiście miejsce w pierwszych modelach samochodów z takim wyposażeniem, ponieważ filtry cząstek stałych były wówczas dodawane do układów wylotowych, w których pierwotnie nie przewidywano ich obecności. Gdy masa zatrzymanych cząstek stawała się bliska dopuszczalnej, opory przepływu spalin rosły nadmiernie, co w konsekwencji powodowało zmniejszenie maksymalnych wartości osiąganego momentu obrotowego i mocy.Zobacz także:Filtry cząstek stałych (cz. I)Filtry cząstek stałych (cz. II)Wady pozorne i rzeczywisteObecne układy wylotowe są już projektowane wraz z filtrami cząstek stałych, tak, aby przeciwciśnienie spalin dla całego układu wylotowego nie przekraczało dopuszczalnej wartości. Oczywiście nadal przy niedostatecznej regeneracji masa zgromadzonych cząstek stałych nadmiernie rośnie, ograniczając osiągi silnika, ale jest to sytuacja awaryjna.To fakt, iż filtry cząstek stałych nie są tak skuteczne, jak deklarują ich producenci, według których wersje pełnoprzepływowe zatrzymują od 90 do nawet 99% cząstek stałych zawartych w spalinach, co jest nazywane zdolnością do separacji zanieczyszczeń przez filtr. Spotyka się zarzuty, że jej rzeczywisty poziom wynosi tylko 60%. W niektórych publikacjach dla udokumentowania tej tezy załączano wykres zdolności do separacji cząstek stałych, w zależności od czasu pracy filtra. Rzeczywiście wartość ta dla nowego filtra może wynosić nawet 60%, ale... po krótkiej pracy rośnie do wspomnianych 90–99%.Nie ma w tym niczego dziwnego, gdyż wszelkie filtry są najskuteczniejsze wówczas, gdy trochę się zanieczyszczą. Z kolei filtry już zbyt zanieczyszczone zwiększają opory przepływu filtrowanej substancji, więc wówczas trzeba je wymieniać. Inną możliwą przyczyną takich nietrafnych zarzutów bywa pomylenie zdolności separacji filtra o częściowym przepływie z wartością tego samego parametru dla filtra pełnoprzepływowego.Za kolejny mankament samochodów z filtracją spalin uważa się czasem konieczność stosowania drogich olejów niskopopiołowych. Rzeczywiście, dla uzyskania możliwie długiej eksploatacji filtrów cząstek stałych olej silnikowy powinien po nieuchronnym częściowym spalaniu pozostawiać minimalną ilość popiołów. To http://ptim.simp.pl/ptim Kreator PDF Utworzono 4-03-2017, 09:30 Polskie Towarzystwo Inżynierów Motoryzacji SIMP ważny wymóg, gdyż popioły pozostające w filtrach są nieusuwalne w trybie regeneracji, a więc z czasem ograniczają możliwości zatrzymywania cząstek stałych i sprawiają, że regeneracje aktywne muszą być częstsze. Oleje tej grupy zawierają również mało związków fosforu, siarki oraz wapnia, choć są to składniki pakietu uszlachetniającego, chroniące olej przed utlenianiem w wysokich temperaturach, a współpracujące części przed nadmiernym zużyciem. Niestety składniki te powodują równocześnie starzenie się filtra cząstek stałych oraz utleniającego konwertera katalitycznego. Oleje niskopopiołowe są też rzeczywiście droższe.Sugeruję zatem dla złagodzenia powyższych problemów używać oleju silnikowego rekomendowanego w instrukcji obsługi samochodu lub mającego dopuszczenie jego producenta, gdyż to on preferuje optymalne właściwości środka smarnego. Obniżkę kosztów w tym zakresie można uzyskać, wymieniając olej w serwisach sprzedających go z beczek; sprzedawany w opakowaniach detalicznych kosztuje dwa lub nawet więcej razy drożej. Wiem też z własnego doświadczenia, iż serwisy godzą się przy wymianie sprzedawać o litr więcej, na dolewki. Oczywiście serwis musi być solidny, czyli dostarczać rzeczywiście olej zamawiany i opłacony przez klienta.Zagrożenie, jakim jest degradacja oleju silnikowego, wiąże się z faktem, iż podczas regeneracji aktywnej filtra ostatnia porcja paliwa wtryskiwana jako tzw. powtrysk może spłynąć do miski olejowej. Jeśli regeneracje aktywne są wielokrotnie przerywane i powtarzane, to w oleju silnikowym może zgromadzić się nadmierna ilość oleju napędowego. W efekcie lepkość oleju silnikowego początkowo maleje, lecz z czasem może ponownie rosnąć, gdyż lekkie frakcje oleju napędowego parują, pozostałe jego składniki reagują ze składnikami oleju silnikowego.Emisje nielimitowaneNiektórzy naukowcy podnoszą zarzuty, iż filtr cząstek stałych sprzyja powstawaniu i emisji niekontrolowanych (nieobjętych normami), a silnie trujących związków, takich jak np. wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne czy benzopiren. Jest to problem znany również w technice katalitycznego oczyszczania spalin. Z jednej strony katalizator umożliwia usunięcie np. 90% jednego składnika szkodliwego, ale "przy okazji" produkuje trochę innego, wcześniej w spalinach nie występującego lub obecnego w znacznie mniejszych ilościach. Dlatego przy wprowadzaniu filtrów cząstek stałych szef działu konstrukcyjnego firmy Opel stwierdził, że powinny być w nich montowane dodatkowe konwertery katalityczne.Problem nielimitowanych emisji trzeba traktować ostrożnie. Zjawisko to rzeczywiście istnieje. Dotyczy ono substancji, które przeważnie są truciznami. Niektóre z nich są wyczuwalne już przy bardzo małych, jeszcze nieszkodliwych stężeniach, a inne odwrotnie. Na przykład siarkowodór H2S jest silnie trujący, lecz już przy bardzo niskich stężeniach ma wyczuwalny zapach zepsutych jaj. Tlenek węgla CO jest natomiast bezwonny, choć również silnie trujący.Konstruktorzy konwerterów katalitycznych i filtrów cząstek stałych starają się ten problem ograniczyć. W tym celu zmieniono skład olejów napędowego i silnikowego, np. zmniejszając w nich zawartość siarki, co szkodliwość spalin zmniejsza, lecz całkowicie jej nie eliminuje. Liczy się jednak bilans pozytywów i negatywów, który w przypadku filtrów cząstek stałych wypada korzystnie.Jeszcze uwaga dotycząca wiarygodności badań poświęconych tym problemom. Ważne jest, kto je wykonał i kiedy, w jakim laboratorium oraz z wykorzystaniem jakich urządzeń. Obecnie bowiem opracowania, np. z roku 2006 lub jeszcze wcześniejsze, to już historia, co trzeba uwzględniać przy ich ocenie. Przyczyną wielu nieporozumień bywają też pojedyncze zdania wyrwane z pełnego kontekstu wyników badań i cytowane w Internecie bez żadnej krytycznej refleksji.Filtry cząstek stałych a tuning silnikówModyfikacje mające na celu podnoszenie momentu obrotowego i mocy silnika bazują głównie na zwiększaniu dawek paliwa i kąta wyprzedzenia jego wtrysku. Zmiana organizacji procesu spalania w silnikach ZS jest jednak trudnym zagadnieniem, ponieważ tunerzy nie mają żadnych informacji o rzeczywistych efektach swych ingerencji w sterowanie układu zasilania paliwem.W następstwie tuningu z reguły rośnie emisja cząstek stałych, co skraca przebiegi między regeneracjami aktywnymi. Rośnie również emisja węglowodorów, która podczas regeneracji aktywnej może spowodować przegrzanie filtra cząstek stałych i jego zniszczenie przedstawione na ostatniej ilustracji w poprzedniej części tego artykułu. Wzrost temperatury i masy spalin dostarczanych przez tuningowany silnik zagraża również turbosprężarce.Problemy diagnostyczneUważna analiza załączonego wykresu (rys. 1) pozwala stwierdzić, iż zadymienie spalin silnika ZS z filtrem cząstek stałych jest znacznie niższe, niż przewiduje obowiązująca norma. Na skutek tego dymomierze tzw. I generacji, które są obecnie w powszechnym użyciu, nie dają możliwości zarówno oceny sprawności filtra cząstek stałych, jak i stwierdzenia jego braku w układzie wylotowym. Dymomierze I generacji nie rejestrują bowiem tak niskich zawartości cząstek stałych, a ściślej – drobinek węgla z ich rdzeni. Rys.1. Porównanie zadymienia spalin samochodu BMW 320d (model E46, 2002) w teście swobodnego przyspieszania silnika przy wymontowanym (A) i zamontowanym (B) filtrze cząstek stałych (wartość dopuszczalna zadymienia spalin k = 1,5 m-1 dla silników ZS)Pomiar zadymienia spalin jest pośrednią metodą mierzenia emisji cząstek stałych, gdyż bazuje na ich własnościach optycznych. Teoretycznie można więc i odwrotnie – zamiast zadymienia mierzyć stężenie masowe cząstek stałych, czyli ich masę [mg] przypadającą na jeden [m3] spalin. W praktyce kilka czołowych firm opracowało urządzenia (rys. 2) działające na tej właśnie zasadzie, w cenie akceptowalnej dla serwisów. Ich laboratoryjne odpowiedniki są bardzo drogie. http://ptim.simp.pl/ptim Kreator PDF Utworzono 4-03-2017, 09:30 Polskie Towarzystwo Inżynierów Motoryzacji SIMP Rys. 2. Maha MPM-4M – miernik stężenia cząstek stałych w spalinachDo pomiaru zadymienia spalin powszechnie jest wykorzystywany tzw. cykl swobodnego przyspieszania. Wbrew częstym opiniom nie jest on niebezpieczny dla silnika pod warunkiem prawidłowego wykonania. Kolejny wykres (rys. 3) przedstawia wartości stężenia masowego cząstek stałych i zadymienia spalin, mierzonego dymomierzem I generacji. Wnioski potwierdzają poprzednio udowodnioną tezę, iż dymomierz I generacji nie nadaje się do pomiaru zadymienia spalin emitowanych przez silniki z filtrami cząstek stałych. Czy zatem rozwiązaniem problemu jest pomiar stężenia masowego cząstek stałych? Rys. 3. Pomiar stężenia cząstek stałych i zadymienia spalin powszechnie obecnie używanym dymomierzem I generacji w trzech pomiarowych cyklach swobodnego przyspieszania obowiązujących w naszych stacjach kontroli pojazdówMimo, że urządzenia są już gotowe od chyba 7 lub więcej lat, to nie zyskały dotychczas uznania w Europie. Stężenie masowe cząstek stałych mierzy się jednak np. podczas okresowych badań ciężarówek w Australii. Europejscy producenci samochodów stawiają natomiast na diagnostykę pokładową. Ja na podstawie studiów literatury i własnej wiedzy o systemach diagnostyki pokładowej stwierdzam, że mimo zaawansowanego rozwoju systemy diagnostyki pokładowej nie są jeszcze (i długo nie będą) w stanie zastąpić bezpośredniej oceny spalin silnika ZS. Mogą natomiast dobrze ją uzupełniać, tworząc spójny system oparty na dwu różnych metodach diagnostycznych. Rys. 4. Korelacja pomiędzy zadymieniem spalin a stężeniem masowym cząstek stałychPojawiło się również inne rozwiązanie w postaci tzw. dymomierzy II generacji (rys. 5 i 6), które potrafią mierzyć bardzo małe zadymienia korelujące przy dobrej jakości pomiarów ze stężeniami masowymi cząstek stałych (rys. 4).Dopuszczalne zadymienie spalinObecnie w Europie i w Polsce jego wartość dla pojazdów wyprodukowanych po 30.06.2008 r. wynosi 1,5 m-1. W zestawieniu z danymi przedstawionych tu wykresów (rys. 1 i 3) jest to wartość zdecydowanie za wysoka. Rys. 5. Maha MET 6.2 – dymomierz II generacjiWedług dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2014/45/UE z dnia 3 kwietnia 2014 r. w sprawie okresowych badań zdatności do ruchu drogowego pojazdów silnikowych i ich przyczep, wartość zadymienia spalin dla samochodów spełniających wymagania normy Euro 6 będzie wynosić 0,7 m-1. Polska powinna ją implementować do 20 maja 2017 r., a od 20 maja 2018 r. ma obowiązywać jej krajowy odpowiednik. 6. Rys. 6. BEA 080 – dymomierz II generacji firmy BoschDyskutuje się jeszcze inne przyszłościowe rozwiązanie. Otóż na tabliczce znamionowej każdego samochodu z silnikiem ZS jest podana wartość zadymienia spalin, zmierzona w ramach badań homologacyjnych (rys. 7 i 8). Pojawiła się więc propozycja, aby dopuszczalną wartość zadymienia ustalać indywidualnie dla danego samochodu przez powiększenie liczby podanej na tabliczce znamionowej samochodu o np. 0,5 m-1. Rys. 7–8. Z lewej: informacja o wartości zadymienia spalin zmierzonej w ramach badań homologacyjnych wg normy Euro 5 dla nowego samochodu marki Volkswagen Tiguan 2,0 TDI o mocy 140 KM z roku 2014 r. Z prawej: informacja o wartości zadymienia spalin, zmierzonej w ramach badań homologacyjnych wg normy Euro 6 dla nowego samochodu marki Volkswagen Passat Variant 2,0 TDI o mocy 150 KM z roku 2014 (model wprowadzony do sprzedaży jesienią 2014 r.)Co za tym przemawia? Dla samochodu Tiguan z 2014 r., homologowanego wg normy Euro 5, zmierzona wartość zadymienia wynosi 0,5 m-1 (rys. 7), a jego obecny limit to aż 1,5 m-1. Dla najnowszego modelu VW Passat Variant homologowanego wg normy Euro 6 zmierzona wartość zadymienia wynosi 0,2 m-1 (rys. 8), a jego limit to 0,7m-1. VW Tiguan, przy limicie zadymienia spalin 1,5 m-1, po usunięciu filtra cząstek stałych, "przejdzie" pozytywnie okresowe badanie techniczne, natomiast przy indywidualnym limicie 1,0 m-1 (0,5 z tabliczki + 0,5) będzie to trudniejsze.Podsumowanie1. Trwały demontaż filtrów cząstek stałych z pojazdów jest nielegalny, ponieważ stanowi naruszenie warunków ich homologacji. To zabieg analogiczny do np. zdemontowania tylnych hamulców w celu obniżenia koszów serwisowania. Tak samo nielegalna jest dezaktywacja lub zamknięcie zaworów recyrkulacji spalin albo demontaż konwerterów katalitycznych, odłączanie jakichkolwiek czujników bądź zmiany w oprogramowaniu sterującym lub diagnostycznym silnika.2. Aktualne wyposażenie pomiarowe krajowych stacji kontroli pojazdu, ich europejskich odpowiedników i europejskiej policji (naszej też) nie pozwala na wykrycie braku montowanego fabrycznie filtra cząstek stałych ani jego uszkodzenia za pomocą samego pomiaru zadymienia spalin. Wyjątkiem są sytuacje, w których brak filtra cząstek stałych powoduje świecenie kontrolki informującej o uszkodzeniu układu sterowania silnikiem (kontrolka MIL), ponieważ jest to podstawą do zatrzymania dowodu rejestracyjnego. W serwisach zakres możliwości skutecznej kontroli jest szerszy.3. Od 1 lutego 2014 r. w Wielkiej Brytanii wprowadzono kary za brak filtra cząstek stałych w wysokości 1000 funtów w przypadku samochodu http://ptim.simp.pl/ptim Kreator PDF Utworzono 4-03-2017, 09:30 Polskie Towarzystwo Inżynierów Motoryzacji SIMP osobowego i 2500 funtów od dostawczego. W praktyce stosowana "na wyspach" archaiczna procedura pomiaru zadymienia spalin uniemożliwia wykrycie tego braku.4. Pracownicy firm demontujących filtry cząstek stałych wprowadzają w błąd swych klientów, twierdząc, że zabieg ten nie jest sprzeczny z prawem, gdyż samochód nadal będzie odpowiadał kryteriom technicznym obowiązującym na stacji kontroli pojazdów. Ukrywają jednak fakt (lub sami tego nie wiedzą), że samochód z usuniętym filtrem nie spełnia wymagań homologacyjnych, więc nie powinien poruszać się po drogach.5. W prawodawstwie dotyczącym homologacji powinien być jednoznaczny zapis o zakazie jakichkolwiek zmian w układach odpowiedzialnych za emisję szkodliwych składników spalin oraz w sterujących i diagnostycznych programach silników. Wyjątek mogą stanowić zmiany potwierdzone badaniem homologacyjnym.6. Zdolni, dysponujący dużą wiedzą pracownicy dobrze wyposażonych serwisów powinni zajmować się naprawianiem samochodów, a nie ich psuciem. Stefan Myszkowski Studio Konstrukcyjno-Konsultacyjne ÿ http://ptim.simp.pl/ptim Kreator PDF Utworzono 4-03-2017, 09:30
