Folytatásos tanmese a részecskeszűrőről
Azt, hogy ez hogyan és miért lehetséges, egy későbbi cikkben
leplezzük le. Most magáról a füstcsíkról, illetve az ellene bevetett
csodafegyverről, a részecskeszűrőről lesz szó. Készítsen nyugodtan egy
pohár italt a gép mellé: hosszú lesz és nyögvenyelős.
A dízelmotor füstölt, füstöl, és füstölni fog. Ennek elsődleges oka,
hogy amíg a benzineseknél az üzemanyagot rendszerint a szívócsőbe
porlasztják, így annak van ideje alaposan elkeveredni a beszívott
levegővel, addig a közvetlenül az égéstérbe fecskendezett gázolaj
szinte azonnal meggyullad. Az üzemanyag és a levegő nem kielégítő
keveredése felelős a dízelekre jellemző két káros kipufogógáz-komponens
keletkezéséért: a gázolajban dús, levegőben szegény területeken a
tökéletlen égés miatt korom, míg az égéstér távoli, sok levegőt és
viszonylag kevés naftát tartalmazó részein a gyors égés miatt
nitogén-oxidok (NO
x) keletkeznek.
A korom képződését leginkább az üzemanyag nagyon finom
elporlasztásával lehet csökkenteni. Ez a mozgatórugója az
egyre nagyobb befecskendezési nyomások (akár 2000 bar) eléréséért
folyó harcnak, és a még több, még apróbb furattal készülő
befecskendező-fúvókák gyártásának. Persze ez mit sem segít, ha a
hengerben nincs elég levegő, amit dízeleknél szinte kizárólag a
turbó
szállít. Már amikor szállítja.
Részecskeszűrő metszete. A jobb alsó sarokban látszanak a nyomásszenzorhoz vezető fémcsövecskék
A gázra lépést követő első 1-2 (...3) másodpercben például nem
nagyon. Ez azonban az úton előttünk keresztben érkező betonkeverőt vagy
dolomittal rakott Kamazt nem nagyon hatja meg. A vezető tapossa a gázt,
a vezérlőegység pedig
kétségbeesetten sprickolja a hengerekbe a gázolajat annak biztos
tudatában, hogy a bejutott mennyiség egy része oxigén híján úgysem ég
majd el, hanem fekete füstfelhő formájában távozik a
kipufogócsövön.
Pedig nem is ezek a látható koromrészecskék a legveszélyesebbek,
hanem a jóval kisebb, szabad szemmel észrevehetetlen összetevők. A
különös kockázat, hogy utóbbiak felülete parányi méretükhöz képest igen
nagy, így
megkötik az elégetlen üzemanyagból és motorolaj-maradványokból
képződő, rákkeltő szénhidrogéneket, amelyek aztán a
koromrészecskékkel együtt viszonylag nagy koncentrációban jutnak a
tüdőbe, onnan esetleg a vérbe is.
Csapdaszűrő lamellái
Eddig így volt. Az utóbbi években ugyanis
örvendetes, eddig példa nélküli fordulat ment végbe a
dízelmotorok kipufogógáz-utókezelésében. Nem azért, mert valahol,
valamilyen bizottság vagy törvény kötelezővé tette volna, és nem is az
autógyárak közismerten nagylelkű, karitatív, környezettudatos
politikája miatt. Önök kényszerítették ki. Önök, Tisztelt Potenciális
Dízelautó-Vásárlók, Önök mértek végleges csapást a fekete füstfelhőre,
és így a rákot okozó koromrészecskék döntő részére.
A négyzet keresztmetszetű csatornák eleje
és vége felváltva zárt
És hiába bizonygatta néhány német autógyártó, hogy
de hát a határértékek szűrő nélkül is betarthatók (és így pár
száz euróval olcsóbb lehet a tizenötmillás, böszme limuzin), rövid idő
után
egyszerűen ciki lett füstcsíkot húzni. Hálásak vagyunk azért
Önöknek, hogy ma Európában magára valamit is adó autógyár nem mer
piacra dobni dízelautót részecskeszűrő nélkül. A folyamatot újabban
csak tovább gyorsítják az olyan rendelkezések, mint a nyugati
szomszédunknál tavaly decemberben bevezetettek. Ezek szerint adott
légszennyezettségi határérték túllépésekor a részecskeszűrő nélküli
dízelek bizonyos zónákba-városokba nem hajthatnak be (hacsak nem
szállítanak legalább egy-két utast).
Opel részecskeszűrő metszete. (1. Kipufogógáz a motortól 2. Szűrő 3. Hőmérőszonda 4. Nyomásszenzorhoz vezető cső 5. Tisztított kipufogógáz)
Maga az ötlet legalább 25 éves és pofonegyszerű: ha már nem tudjuk
elkerülni a korom keletkezését, tegyünk a kipufogócsőbe egy szűrőt.
Nyugodtan ki lehet próbálni papírzsepivel, -törlővel, mint a
reklámokban. Az egyik próbálkozó előremegy, üresben nyom két-három
kövéret, a másik meg hátul, a rögtönzött szűrővel a kezében
csodálkozik, hogy nem is olyan kevés az a korom, ami egy korszerű, de
szűrő nélküli autóból kijön. Egy jó szűrőben pár száz kilométer alatt
2-5 deka korom gyűlik össze. Mondjuk
néhány szelet párizsi. Hetente. Autónként. Tessék már
felszorozni!
A gyári szűrők általában a katalizátorokban használatoshoz hasonló
kerámiatestek, hosszúkás, négyzet keresztmetszetű csatornáinak elejét
és végét felváltva lezárják. A kipufogógáz tehát
bemegy a csatornába, de kijönni csak egy másikon tud. Így a
gázoknak mindenképpen át kell haladniuk a kerámiatest porózus falán,
közben a koromrészecskék fennakadnak rajta. Ezek úgynevezett zárt
szűrők; nagyon jó hatásfokkal (>95%) az összes gázt megszűrik. Ez
jó. De ha semmit sem teszünk ellene, a lerakódó korom miatt akár néhány
száz kilométer után teljesen eltömődnek.
Nyitott szűrő utólagos beépítéshez
Elsősorban utólagos beszereléshez készülnek
nyitott vagy csapda jellegű szűrők, kerámia helyett gyakran
fémből. Ezeknél speciális lamellák kényszerítik örvénylésre a
kipufogógázt, amitől a koromrészecskék egy része lerakódik. Itt tehát
füstpamacs is van, rák is van, csak kevesebb. Viszont biztosan nincs
gond az eltömődéssel, és a motorelektronikát sem kell piszkálni.
Kívülről a részecskeszűrőt
nem könnyű megkülönböztetni egy mezei katalizátortól. A csőbe
belenézve persze jól látszik a lezárt és nyitott csatornák alkotta
sakktáblaszerű mintázat, egy használt szűrőnél jó esetben az egyik
oldal koromfekete, a másik szép tiszta. Legalább nem kell sokat
töprengeni, hogyan kell visszarakni. Ha nincs kedvünk kiszerelni a
szűrőt, akkor is találunk árulkodó nyomokat: mindenféle csövek és
szenzorok csatlakoznak hozzá, ezekkel később részletesen
foglalkozunk.
Zárt rendszereknél az egyik nagy feladat annak meghatározása,
hogy mikor van tele a szűrő, a másik a lerakódott korom
eltávolítása, a regeneráció.
Utólagos beépítéshez készült részecskeszűrő
A koromkibocsátás erősen függ az útvonaltól, a vezetési
stílusunktól, meg mindenféle hőmérsékleti tényezőtől. Az egyik módszer
szerint a motorvezérlő azokat az időket méri, amiket a motor a
különböző üzemállapotokban eltölt (alapjárat, teljes gáz, különböző
részterhelések, hidegindítás), ebből
próbálja kitalálni, körülbelül mennyi korom lehet a
szűrőben.
Folytatásos tanmese a részecskeszűrőről
A másik módszer legalább első ránézésre precízebbnek tűnik: a
kipufogórendszerben a szűrő előtt és után mérhető gáznyomások
különbségéből számítják a lerakódott anyagmennyiséget.
Minél nagyobb a nyomásesés, annál több a korom. (Két vékony
fémcsövecskének tehát már megvan a funkciója: a forró
kipufogórendszertől és a sós latyaktól biztos távolságban, gyakran a
motortérben elhelyezett nyomáskülönbség-szenzorhoz vezetnek.)
A mérés annál pontosabb, minél jobban húzatjuk a motort és tapossuk
a gázt, de hát
egyetlen autógyár sem teheti kötelezővé minden vásárlójának, hogy
hétfőn, szerdán és pénteken padlógázzal közlekedjen, mert épp mérés
van. A legtöbb gyártó ezért a két módszer valamilyen kombinációját
használja, és hónapokig tartó mérésekkel, a modellek finomhangolásával
próbálják minél pontosabban megbecsülni a korom mennyiségét. Ha tehát
valahol olyan emberekkel találkoznának, akik nagy műgonddal próbálják
egy tízkilós, patikamérlegen billegő katalizátorszerűség tömegét
grammnyi pontossággal meghatározni, legalábbis megvan rá az esély, hogy
nem a bolondok házából, hanem valamelyik autógyárból szöktek el.
Örvénykeltő lamellák csapdaszűrőben
A szűrő tehát előbb-utóbb megtelik. A hivatalos adatlapokon
szereplő, akár 1000 km-es intervallumok elérhetők az automatikus
ürítések között, ez nem kérdés. Kedvezőtlen körülmények között,
szélsőségesen idióta vezetési stílusban viszont akár 1-200 km alatt
telepakolható a filter. Nyilván lesz olyan, aki a teljesítménynövelés
katalizátoros autóknál bevált, kifinomult, jó magyar módszerével
próbálkozik
("áttolom rajt' a pajszert, oszt' kész"). Rá bizonyosan
hibalámpa és hibakódok tömkelege vár, hiszen a nyomáskülönbség-szenzor
jeléből a motorvezérlő nagyon hamar kisakkozza, hogy ezért vagy azért
megsérült a szűrő, és nem tudja ellátni a feladatát.
A rövid bevezető után, legközelebb a részecskeszűrő regenerációjának
európaibb formáival, valamint az ilyen autók használatával,
kezelésével, karbantartásával foglalkozunk részletesen.