Mit jelent, ha világít a részecskeszűrő (DPF) lámpa?

Előző cikkünkben írtuk, hogy a menet közben felvillanó izzításjelző lámpa valójában egy gyűjtőhiba a motorvezérlőtől és nem utal konkrét meghibásodott alkatrészre.
A részecskeszűrő (DPF) visszajelzője viszont már más jellegű figyelmeztetés.

Ez a lámpa, ha világítani kezd, akkor az autó konkrétan kér tőlünk valamit.
Egyelőre nem szerelőt, hanem a közreműködésünket.
Sokan rettegnek tőle, pedig ha megértjük a működését, látni fogjuk, hogy ez egy tervezett folyamat része, nem feltétlenül "hiba."

Ahhoz, hogy értsük a regenerációt, ismernünk kell a két fő komponenst a kipufogórendszerben.

1. Az oxidációs katalizátor 
Az oxidációs katalizátor hordozótestének alapanyaga fém, amely elősegíti a működési hőmérséklet gyors elérését. Ezen a fémtesten egy alumínium-oxid alapú köztes réteg (úgynevezett washcoat) található. Erre a rétegre hordják fel a platinát, amely a szénhidrogének (HC) és a szén-monoxid (CO) oxidációjáért felelős katalizátorként szolgál.
Funkció:
Az oxidációs katalizátor a szénhidrogének (HC) és a szén-monoxid (CO) jelentős hányadát vízgőzzé és szén-dioxiddá alakítja át.

2. A dízel részecskeszűrő (DPF) 
A dízel részecskeszűrő egy szilícium-karbidból készült, méhsejt-szerkezetű kerámia testből áll. A kerámia test nagyszámú kis csatornára oszlik, amelyek váltakozó oldalon vannak lezárva. Ezáltal belépő és kilépő csatornák jönnek létre, melyeket szűrőfalak választanak el egymástól.
A szűrőfalak porózusak, felületüket alumínium-oxidból és cérium-oxidból álló hordozóréteggel vonták be. Erre a rétegre vitték fel a katalizátorként szolgáló nemesfémet, a platinát.

Működési elv
A kipufogógázban lévő koromszemcsék a szűrő bemeneti csatornáinak falain keresztül áramlanak. A gáz halmazállapotú összetevők továbbjutnak, de a szilárd koromrészecskék fennakadnak a csatornákban, így a szűrő visszatartja őket.

Regeneráció

Annak érdekében, hogy a részecskeszűrő ne tömődjön el a szénrészecskéktől – ami gátolná a működését –, a szűrőt rendszeresen regenerálni kell. A regenerációs folyamat során a részecskeszűrőben felhalmozódott szénrészecskék elégetésre kerülnek.

Mivel a szűrő fizikailag visszatartja a kormot, az idővel eltömődne, ami gátolná a működést (és megfojtaná a motort). Ezért a szűrőt rendszeresen tisztítani kell. A regeneráció során a felgyülemlett koromrészecskéket elégetjük.

A rendszer többféle módon képes erre:
1. Passzív regeneráció 
Ez a folyamat jellemzően autópályás vezetésnél történik, amikor a kipufogógáz hőmérséklete eléri a 350 °C – 500 °C-ot.  Az, hogy ez a hőmérséklet milyen körülmények, illetve feltételek mellett épül fel, arról ide kattintva olvashattok.

2. Felfűtési fázis
A hideg oxidációs katalizátor és részecskeszűrő lehető leggyorsabb felmelegítése, és ezáltal az üzemi hőmérséklet elérése érdekében a motorvezérlő rendszer a főbefecskendezést követően egy másodlagos befecskendezési fázist (utóbefecskendezést) kezdeményez.
Ez a tüzelőanyag a hengerben elég, és megemeli az égési hőmérsékletszintet. A keletkező hő a kipufogógáz-árammal eljut az oxidációs katalizátorhoz és a részecskeszűrőhöz, felmelegítve azokat. A felfűtési fázis akkor fejeződik be, amikor az oxidációs katalizátor és a részecskeszűrő meghatározott ideig elérte az üzemi hőmérsékletet.

3. Aktív regeneráció
A működési tartomány nagy részében a kipufogógáz hőmérséklete túl alacsony a passzív regenerációhoz. Mivel ilyenkor a szénrészecskék passzív úton nem bonthatók le, ezáltal a korom felhalmozódik a szűrőben.
Amint a szűrőben lévő korom mennyisége elér egy meghatározott szintet (≈18 gramm), a motorvezérlő rendszer aktív regenerációt kezdeményez. A koromrészecskék 550 – 650 °C-os kipufogógáz-hőmérsékleten égnek el, szén-dioxidot képezve.

Az aktív regeneráció működése
A részecskeszűrő koromtelítettségi szintjét a motorvezérlő egységben két előre programozott modell számítja ki.

Első modell: a vezetési stílus, valamint a kipufogógáz-hőmérséklet-érzékelők és a lambda-szonda jelei alapján becsli a koromképződést.
Második modell: a részecskeszűrő áramlási ellenállásából indul ki. Ezt a kipufogógáz-nyomásérzékelő, a hőmérséklet-érzékelők és a légtömegmérő adatai alapján határozza meg a rendszer.

4. Felhasználó által végrehajtott regeneráció
Ha a járművet kizárólag rövid utakon használják, a kipufogógáz hőmérséklete nem elegendő a szűrő regenerálásához. Ha a dízel részecskeszűrő szennyezettségi állapota elér egy határértéket, a műszerfalon kigyullad a részecskeszűrő figyelmeztető lámpája.
Ez a jelzés arra utasítja a vezetőt, hogy hajtson végre egy regenerációs vezetési ciklust. A járművet rövid ideig nagy sebességgel (ami alatt nem a nagy fordulat értendő)  kell vezetni, hogy a kipufogógáz hőmérséklete megfelelően megemelkedjen, és a sikeres regenerációhoz szükséges üzemi feltételek az adott időtartam alatt állandóak maradjanak.

5. Szerviz regeneráció
Amennyiben a felhasználói regenerációs vezetés sikertelen, és a dízel részecskeszűrő telítettsége eléri a 40 grammot, a részecskeszűrő figyelmeztető lámpája mellett az izzításjelző és a motorellenőrző lámpa is kigyullad.
Ezzel a rendszer arra kéri a vezetőt, hogy keresse fel a legközelebbi szervizt. Ebben az esetben a motorvezérlő egység letiltja a dízel részecskeszűrő aktív regenerációját, hogy elkerülje a szűrő károsodását (túlhevülését). 

45 gramm feletti telítettségi állapot esetén a szervizoldali regeneráció már nem lehetséges, mivel a szűrő tönkremenetelének kockázata túl nagy. Ilyen esetben a szűrőt ki kell cserélni.

6. Kilométer alapú regeneráció
A „kilométer alapú regeneráció” a dízel részecskeszűrő futásteljesítménytől függő regenerációja.
A motorvezérlő egység automatikusan kezdeményezi az aktív regenerációt, ha az elmúlt 750–1000 km során nem történt sikeres regeneráció, vagy egyáltalán nem volt regeneráció, függetlenül a részecskeszűrő tényleges telítettségi állapotától.
A „kilométer alapú regeneráció” kiegészítő biztonsági funkcióként szolgál a dízel részecskeszűrő szennyezettségi szintjének alacsonyan tartása érdekében.

A következő ábrán látható a részecskeszűrő koromtelítettségi dinamikája és a beavatkozási lépcsők.

------------ Passzív regeneráció
------------ Aktív regeneráció
------------ Felhasználó által végrehajtott regeneráció
------------ Szerviz regeneráció

A grafikon jól szemlélteti a koromtelítettségi tartományokat, a beavatkozási pontokat és a hozzájuk tartozó műszerfali jelzéseket. Látható az is, hogy a telítettség végső határa (≈45 g) fölött a regeneráció már nem biztonságos, ilyenkor az alkatrész cserére szorul.

Összegzés:
A DPF-lámpa felvillanása legtöbbször nem az autó hibája, hanem a nem megfelelő használati szokások következménye.

Kapcsolódó cikkek:
- Ideális motorfordulat a DPF regenerálásához.
- DPF - Akarod tudni, mikor regenerál az autód?
- Mit jelent, ha világít az előizzítás ellenőrző lámpa?