Přímá měření
Pokud koncovka výfuku je prostá od sazí (filtr mechanicky těsný - v pořádku) má význam měřit tlak filtru částic. Prasklý filtr má vždy nižší protitlak a je nefunkční. Navíc irituje program řídící jednotky a vede k častým a dlouho trvajícím regeneracím.
Poznámka: Jestliže někdy v minulosti došlo ke znečištění koncovky sazemi nebo karbonem z oleje (např. havárie turbodmychadla), fungující filtr a proběhnuvší regenerace se opět postará o čistotu ve výfuku (výfuk opět prostý sazí). Takové nehody prozradí pouze tmavší zabarvení výfuku, jako stopa po vypálených kdysi zde usadivších se nečistotách. Vysoké teploty při regeneraci (700 °C) zbaví výfuk opět všech sazí, a to i v koncovce.
Hodnoty vzorových tlaků v DPF (paušální hodnoty):
1. Prázdný filtr nebo zaplněný do ca 15 %
- zapnuté zapalování: 0 - 3 mbar (do příštího offsetu, pak 0 mbar)
- volnoběh (teplý, AGR otevřen): 0 - 10 mbar (někdy tlak měřen jen před DPF, někdy diferenciální)
- 1500/min.: 5 - 20 mbar
- 2000/min.: 15 - 35 mbar
Poznámka: Hodnoty jsou zde uvedeny paušálně průměrné pro oba typy snímačů tlaku (diferenciální - tedy rozdíl tlaků před a za DPF; a relativní tlak jen před DPF - tedy tlak vyvinutý celým zbytkem výfuku až po koncovku vůči atmosféře). Z tohoto důvodu jsou hodnoty v tak velké toleranci.
2. Zaplněný filtr okolo 40 - 60 % (potřebná regenerace, pokud "saze", nebo vyčištění/výměna, pokud "popílek")
zapnuté zapalování: 0 - 3 mbar (do příštího offsetu, pak 0 mbar)
volnoběh (teplý, AGR otevřen): nad 10 - 20 mbar (někdy tlak měřen jen před DPF, někdy diferenciální)
1500/min.: výše než ca 50 - 80 mbar
2000/min.: výše než ca 150 mbar
Test měřením tlaků před a po regeneraci ukáže:
- zda je filtr těsný (zda není puklý např. po rizikovém chemickém čištění)
- jak intenzivně je filtr částic (zaplněn) ucpán
- schopnost systému, zejména oxidačního katalyzátoru, zvýšit teplotu ve výfuku na zápalnou teplotu sazí
- jaký podíl na zanesení filtru má nespalitelný popílek (měřením protitlaku ve výfuku po vynucené regeneraci). O tomto pojednává tento odborný článek: DPF - FAP filtr částic (Wall Flow) - funkce filtrování a regenerace
Test měřením tlaků před a po regeneraci neukáže:
- závady na systému motoru, které mají za příčinu vysokou kouřivost motoru
- závady na systému motoru či výfuku, které nedovolí dosažení odpovídající teploty ve výfuku při regeneraci
Posuzování zanesení DPF dle hodnoty diference tlaku nad DPF (1334/1)
Posuzování zanesení DPF dle hodnoty diference tlaku nad DPF je vhodná pro posuzování zanesení DPF zejména po zásazích do systému DPF (provedení vynucené regenerace, výměna DPF, výměna DDS, oprava prasklých vedení tlaku k DDS, výměna řídící jednotky motoru, apod.).
Metoda měření diferenčního tlaku poskytuje aktuální, nezkreslenou a adaptací neovlivněnou informaci o zanesení filtru pevných částic
Hodnotu diferenčního tlaku měříme v celkem čtyřech otáčkových pásmech:
Volnoběh, 2000U/min, 3000U/min, 4000U/min.
Na diagramu je záznam pořízený z vozidla Škoda Superb s motorem 1,9 77kW - kód motoru "BLS", kdy se koeficient zanesení DPF pohyboval dlouhodobě okolo hodnoty 15%.
Hodnoty diferenčního tlaku nad DPF:
Volnoběh: 5,1mbar
2100 U/min: 20,4 mbar
3066 U/min: 61,2 mbar
4030
Test filtru na "saze" a "popílek" (1334/13)
obrázok
http://www.fcd.eu/module/pub/article/14/1568-3790s.png
Jak na tom je filtr z hlediska zaplnění sazemi, popílkem nebo směsí obojího, řekne výsledek testu, kdy přečteme za volnoběhu tlak ve filtru před, a po úspěšné servisní regeneraci.
Pokud je tlak ve filtru i po úspěšně provedené vynucené servisní regeneraci na vyšší hodnotě (viz obrázek) je jasné, že ve filtru zůstává "nespalitelný" materiál - tedy popílek, a filtr je potřeba vyměnit, nebo účinně protisměrně vyčistit. Pak je připraven opět jímat saze v dostatečném objemu.
Ověření funkčnosti katalyzátoru jako "hořáku" před filtrem:
Opotřebený oxidační katalyzátor (nevyvíjí potřebné odpadní teplo při regeneracích) a vadné snímače tlaku či teplot ve výfuku jsou velmi častou příčinou ucpaného filtru následkem neúspěšných regenerací. Jak rychle dokáže katalyzátor teplotu před filtrem katapultovat ukazuje naše doprovodné video.
Ověření funkce katalytické vrstvy (1334/7)
Takhle by se měl "rozsvítit" katalyzátor, když ho předem ohřejete na provozní teplotu horkovzdušnou pistolí na cca 200 - 250 °C (tak asi 50 sekund foukání do čelní stěny mřížky katalyzátoru). Potom vezměte uhlovodíkový spray (čistič brzd kotoučů, éter, čistící benzín, nejlépe však naftu v rozprašovači) a co možná s nejjemnějším rozprášením krátkými cykly nanášejte kapénky na stěnu katu. Aby se kapénky dostaly pěkně do kanálků, zezadu odsávejte vzduch z druhé strany výfuku (zajistit minimální průtok kapénky unášejícího vzduchu katalyzátorem). Stačí na to odsávání výfukových plynů. Nepokoušejte to dlouho, mohla by se vám začít spékat hadice odsávání. Takovéhle zasvětélkování (700 - 800°C) je důkaz, že katalyzátor funguje.
Možnosti OBD diagnostiky filtru částic:
- zobrazení a nahrávání do logu vybraných aktuálních hodnot (tlak ve výfuku, teploty ve výfuku, statut regenerace apod.)
- aktivace servisní regenerace
- zobrazení ujeté vzdálenosti od poslední regenerace
- zobrazení průběhů posledně provedených regenerací
- posouzení relevance výpočtů zanesení filtru v g nebo v ml sazí či popílku
Teplota zapálení (žhnutí) sazí ve filtru částic - oxidační katalyzátor v pořádku (1334/9)
Samotná nafta vstřikovaná při spuštěné regeneraci dokáže spolu s kyslíkem na katalytické vrstvě oxidačního katalyzátoru vyvinout až 700 °C tepla (sledováno diagnostickou funkcí OBD za oxidačním katalyzátorem). Pokud se spustí tzv. exotermické hoření, může být regenerace od okamžiku vzplanutí sazí a uběhnutí asi 3 - 5 minut dokončena téměř bez dostřiků (teplota se reguluje jen klapkou v sání přívodem regulovaného množství kyslíku). Pouze v momentech, kdy řídicí systém tuší režim chladnutí sazí, je zahájeno opět dostřikování pro udržení teploty sazí na "žhnutí" (gril efekt).
BMW 3,0 d - závady v motoru nejsou, chyba je v katalyzátoru (1334/10)
Modrá = teplota před oxidačním katalyzátorem
Zelená = teplota ve filtru částic
Tento grafický záznam z logu při vynucené servisní regeneraci ukazuje, že dostřiky skutečně dosahují teploty před katalyzátorem okolo 580 až 650 °C, ale katalyzátor nezvedne teplotu výše než o ca 40 °C, což je žalostně málo. Nahrání nejnovějšího flash programu řídící jednotky motoru u autorizovaného servisu BMW není nic platný, chyba je v unaveném katalyzátoru. Teplota za oxidačním katalyzátorem nepřesáhne 620 °C a to jen velmi krátkodobě. Zatím to na zapálení sazí stačí, ale již nyní je jasné, že díky neschopnosti katalyzátoru nastávají potíže s regeneracemi.
Úspěšnost regenerace pozorované přes OBD rozhraní (1334/11)
Zda se saze úspěšně vypalují a jaký podíl obsahu náplně filtru tvořil nespalitelný popílek, lze vypozorovat z logu nahraného při servisní regeneraci. Zde je záznam klesajícího odporu při průtoku (přepočet Mercedes Benz). I když škála nemá jasný popis (chyba SW diagnostického přístroje), je pozorovatelné, že se tlak/odpor při průtoku během regenerace rapidně snižuje. Regenerace proběhla úspěšně.
Vynucená servisní regenerace filtru s neznámým obsahem (1334/12)
Pokud je filtr ve vozidle, koncovka výfuku je ještě čistá (neporušený filtr), nechá se testem sledování protitlaku ve výfuku (v DPF) před a po regeneraci zjistit více věcí:
1. Jaký je obsah filtru (sazí i popílku) při příjmu vozidla
2. Jaké jsou dosahované teploty ve výfuku (před filtrem a ve filtru částic)
3. Jak dlouho trvá ohřev DPF
4. Kam až klesne protitlak ve výfuku po regeneraci
Zde je vidět, že ani před regenerací nebyl tlak ve výfuku nijak kritický (modrá). Zcela vlevo je vidět, že přes celkem chladné výfukové plyny 270 - 580 °C před filtrem částic nenechají klesnout teplotu ve filtru pod 550 °C. Při dostřikování v mírné akceleraci dosahuje teplota před filtrem 760 °C díky oxidačnímu katalyzátoru. Ve filtru se udržuje teplota (červená) daleko nad zápalnou teplotou sazí (650 °C). Exotermické hoření nenastává (téměř žádné zaplnění filtru) a proto řídící jednotka po krátkém čase regeneraci ukončí (zatímco otáčky (žlutá) stoupají, obě teploty najednou rázem klesají (zelená a červená) a tlak ve výfuku (modrá) s nimi i s otáčkami (až na 0 hPa (mbar).
Diagnostika osciloskopem:
Pro filtr částic se osciloskop přímo nehodí, protože teploty jsou sledovány diagnostikou a spíše tam je dobré vědět, co si řídící jednotka myslí. Osciloskopem pátráme spíše na komponentech jako je uzavírací klapka sání, EGR ventil, analýza vstřiků a vysokého i nízkého tlaku paliva
