Dyzeliniai varikliai, nepaisant išpopuliarėjusių elektros ir hibridinių technologijų, vis dar išlieka svarbūs transporto sektoriuje. Siekiant sumažinti tokio tipo variklių taršą, pramonė diegia įvairias emisijų kontrolės sistemas. Viena pagrindinių – DPF (kietųjų dalelių filtras). Tuo pat metu dažnam šiuolaikiniam dyzeliniam varikliui būdingas ir turbokompresorius, užtikrinantis didesnę galią bei našumą. Tačiau kas įvyksta, kai šie du komponentai – DPF ir turbina – dera tarpusavyje? Kaip filtras veikia turbininį variklį, ir ar iš tikrųjų jis sukuria papildomų problemų? Apžvelkime išsamiau, kokia yra DPF paskirtis, su kokiais iššūkiais susiduriama bei kokie galimi sprendimai, išlaikant pusiausvyrą tarp ekologijos ir dinamikos.
DPF (Dyzelinių dalelių filtras) – tai specialus filtravimo elementas, sulaikantis kietąsias daleles, atsirandančias degant dyzeliniam kurui. Jis veikia kaip barjeras, neleidžiantis suodžiams patekti į atmosferą. Surinkti suodžiai vėliau regeneruojami (sudeginami) didesnėje temperatūroje, taip atlaisvinant filtrą ir atkuriant jo pralaidumą. Tokia filtracija yra esminė, kad dyzeliniai automobiliai galėtų atitikti griežtus Euro emisijų standartus ir apskritai sumažintų aplinkos taršą.
DPF konstrukcija paprastai būna keramikinė ar kitokio atsparaus lydinio, turinti porėtą struktūrą, kuri efektyviai sulaiko net mažiausias kietąsias daleles. Sistema kontroliuojama variklio valdymo bloko (ECU), kuris nustato, kada pradėti regeneracijos ciklą (paprastai išmetamosios dujos pakaitinamos, kad suodžiai oksiduotųsi ir sudegtų). Proceso metu sukuriamas aukštesnis temperatūros lygis, o pats filtras vėl iš dalies išsivalo, atgauta pralaida sumažina išmetamųjų dujų priešslėgį.
Turbokompresorius savo veikimui išnaudoja išmetamųjų dujų srautą. Kuo intensyvesnis išmetimo srautas ir kuo mažesnis priešslėgis, tuo lengviau veikia turbininė sparnuotė ir efektyviau suspaudžiamas oras į variklio cilindrus. Taigi, kilusi mintis paprasta: jei DPF filtras užsikemša, turbina nebegauna laisvo išmetamųjų dujų pliūpsnio ir patiria padidintą išmetimo priešslėgį. Toks scenarijus gali turėti keletą pasekmių:
Svarbu suvokti, kad tinkamai veikiantis DPF filtras, atliekantis reguliarias regeneracijas ir neužsikimšęs, neturėtų pernelyg riboti turbinos veikimo. Būtent klaidingas mitas, neva DPF visada „dusina“ turbiną, gimsta tuomet, kai filtras būna stipriai apleistas arba jo eksploatacija neprižiūrima.
1. Neišbaigta DPF regeneracija
Kai automobilis dažnai naudojamas trumpoms miesto atkarpoms, variklis nespėja
pasiekti reikiamos temperatūros pilnai regeneracijai. Dėl to DPF kaupia
suodžius, didėja priešslėgis, o turbina ima veikti mažiau
efektyviai. Taip pat kyla Check Engine ar DPF lemputės užsidegimas.
2. Netinkami tepalai ir degalai
Dyzeliniai varikliai reikalauja specifinių žemą peleningumą (low SAPS)
turinčių tepalų, kad mažiau susidarytų kietųjų dalelių ir pelenų, kaupiančiųsi
DPF struktūroje. Naudojant prastos kokybės dyzeliną ar ne tuos tepalus,
padidėja filtro užterštumas, o turbinos švarus darbas taip pat gali nukentėti
dėl apnašų susikaupimo.
3. Suodžiai ties turbinos sparnuote
Jeigu DPF labai užsikemša ir padidėja išmetimo temperatūra, gali imti
kauptis apnašos ant turbinos sparnuotės ar VNT (Variable Nozzle
Turbine) mechanizmo (jei variklis su kintamos geometrijos turbinine sistema).
Neretai tai sukelia turbo lag padidėjimą ar net wastegate
(arba VNT sparnelių) užstrigimą.
Neretai dalis vairuotojų DPF filtrą pasirenka tiesiog pašalinti, ypač jei susiduria su dažnomis problemomis ar brangiu filtro keitimu. Tačiau teisės aktai griežtai draudžia eksploatuoti gatvėse automobilį, iš kurio pašalintos taršos mažinimo sistemos. Taigi, kiekvienas toks sprendimas paprastai yra neteisėtas ir gali lemti techninės apžiūros ar baudų problemas.
Alternatyvos:
ECU programavimas – svarbi grandis, valdanti DPF regeneracijos intervalus, įpurškimo strategiją, net turbokompresoriaus darbą. Jei programinė įranga nėra tinkamai sukalibruota, ji gali pernelyg dažnai ar atvirkščiai – per retai paleisti regeneraciją, sukeldama filtrui nenatūrų apkrovimą. Tinkamai subalansuotas ECU užtikrins, kad DPF ir turbina veiktų drauge, išlaikant galios ir ekologijos pusiausvyrą.
Kai kurie tiuningo specialistai siūlo išjungti DPF ar modifikuoti jo veikimą (vadinamasis DPF off), bet, kaip minėta, tai nėra legalu keliuose. Verčiau rinktis kvalifikuotą remapą, pagerinant degimo procesą, bet nepašalinant filtravimo funkcijos.
Tai klausimas, kurį dažnai užduoda tiuningo entuziastai. Atsakymas – taip, galima. DPF pats savaime, jeigu jis tvarkingas ir neužsikimšęs, nesukelia masinio galios nuostolio. Moderniuose dyzeliniuose varikliuose, ypač su kintamos geometrijos turbina bei tikslia kuro įpurškimo sistema, dar galima padidinti sukimo momentą ir AG skaičių, neišjungiant DPF. Raktas – protingas ECU derinimas ir aukštos kokybės degalų naudojimas, palaikant puikią variklio ir DPF būklę.
Keista, bet tvarkingas DPF gali netiesiogiai veikti turbiną teigiamai. Kuo švaresnės išmetamosios dujos, tuo mažiau suodžių dalelių nusėda ant turbininio sparnuotės arba VNT mechanizmo. Taigi, tinkamai prižiūrimas filtras padeda išvengti apnašų kaupimosi, dėl kurio turbina gali užstrigti ar prarasti efektyvumą. Tad DPF – ne tik būtina ekologinė priemonė, bet ir papildoma apsauga nuo suodžių srauto, galinčio pakenkti turbininei sistemai.
DPF (kietųjų dalelių filtras) ir turbina – du esminiai modernių dyzelinių variklių komponentai, kurie, priešingai nuomonei, gali sėkmingai koegzistuoti. Pagrindinis veiksnys, lemiantis ar bus problemų, – tinkama DPF priežiūra ir teisingas regeneracijos ciklų užtikrinimas. Nei filtras, nei turbokompresorius nedusina variklio, jeigu jie prižiūrimi, naudojamas kokybiškas kuras bei laikomasi techninių priežiūros intervalų.
Tačiau, kai DPF užsikemša arba išvis pašalinamas, kyla klausimų ne tik dėl teisinio reglamentavimo pažeidimų, bet ir dėl galimų neigiamų pasekmių turbinos bei variklio patvarumui. Vertėtų nepamiršti, kad suodžių filtravimo sistema realiai apsaugo nuo mikrodalelių patekimo toliau į išmetimo mazgus, kur kaupimasis gali sukelti ankstyvą turbinos nusidėvėjimą.
Galiausiai, svarbu ieškoti tvaraus kompromiso: saugoti aplinką, išlaikyti dyzelinio turbininio variklio dinamiką bei atitikti galiojančius emisijų standartus. Nuosekli filtrų priežiūra, laiku atliekamos regeneracijos, tinkamas variklio valdymo programavimas – šie veiksniai užtikrins, kad ir DPF, ir turbina veiks harmonijoje, o vairuotojas nesusidurs su galingumo praradimu ir, tuo pačiu, išliks ekologiškesnis keliuose.