Pan Janusz odebrał z salonu nowego hybrydowego SUV-a pod koniec 2022 r. i do marca 2026 r. przejechał swoim samochodem zaledwie 28 tys. km, gdy na wyświetlaczu pojawił się komunikat wzywający do serwisu. Zapaliła się też kontrolka silnika. Samochód wciąż był na gwarancji, pan Janusz pojechał więc do serwisu.
Powiedzieć, że diagnoza mechaników w autoryzowanym warsztacie go zdziwiła, to nic nie powiedzieć: stwierdzili, że w jego samochodzie jest problem z katalizatorem, a w zasadzie to z filtrem GPF, który w tym modelu jest zintegrowany z katalizatorem w jednej obudowie. Kontrolkę zgaszono, zalecono tankowanie paliwa premium. Pan Janusz opuścił warsztat z zaleceniem w rodzaju "jeździć, obserwować, jak znów się zaświeci, to zobaczymy". Mechanik prosto w oczy powiedział mu, że choć auto jest na gwarancji, to nie są to tanie rzeczy i nie ma pewności, że będzie zgoda na darmową wymianę tego elementu w ramach gwarancji. "A w ogóle to jakby pan trochę bardziej cisnął, to może by nie było problemu".
Pan Janusz ma 58 lat, przestrzega ograniczeń prędkości i chlubi się tym, że od lat nie dostał ani jednego mandatu, jeździ głównie po Warszawie, gdzie na drogach jest coraz więcej "trzydziestek". Jak tu "cisnąć"?
Skąd się wzięły filtry GPF i w jakich samochodach występują?
Rudy Wijanarko / Shutterstock
Filtr cząstek stałych (GPF) w benzyniaku nie musi mieć przyłączonych licznych sond irurek tak jak DPF w dieslu
Pierwsze filtry DPF (Diesel Particulate Filter) — filtry cząstek stałych w samochodach wyposażonych w silniki Diesla — pojawiły się w seryjnych samochodach już w drugiej połowie lat 90. XX w. Praktycznie obowiązkowe stały się w 2006 r. w związku z zaostrzeniem norm czystości spalin; w przypadku niektórych producentów w okresie przejściowym klienci mogli nawet wybierać pomiędzy autami bez filtra DPF i "nowocześniejszymi", nieco droższymi wersjami z DPF. Kto wybrał DPF, ten często żałował.
O filtrach cząstek stałych w samochodach benzynowych nie myślano jeszcze przez parę lat po wprowadzeniu DPF-ów. Kolejne zaostrzenia norm emisji spalin wymusiły jednak masowe stosowanie bezpośredniego wtrysku paliwa; okazało się wtedy — ku zdziwieniu badaczy zajmujących się emisją spalin — że efektem ubocznym działania bezpośredniego wtrysku paliwa w silnikach benzynowych jest podwyższona emisja cząstek stałych. Tyle że w dieslach czarny dymek (to po prostu sadza) wydobywający się z rury wydechowej przed erą filtrów DPF można było zobaczyć na oko.
W przypadku silników benzynowych, nawet tych bez filtra i z bezpośrednim wtryskiem paliwa, czarnego dymu nie zobaczysz, ponieważ cząsteczki sadzy w benzyniakach są o wiele drobniejsze. Wbrew pozorom te drobniejsze cząstki są nawet bardziej szkodliwe dla ludzi i zwierząt niż te duże — dieslowskie. Benzyniaki emitują głównie słynne cząsteczki PM 2.5 oraz mniejsze, które wdychane z łatwością przenikają do krwi.
Pierwsze seryjne filtry cząstek stałych w benzyniakach — nazwane filtrami GPF (od słów Gasoline Particulate Filter) pojawiły się w seryjnych samochodach ok. 2016 r. i... szybko stały się powszechne. Wprawdzie dziś wciąż pojawiają się silniki bez bezpośredniego wtrysku benzyny i bez filtra GPF, ale to już rzadkość.
Tak więc jeśli masz w miarę nowy samochód benzynowy z bezpośrednim wtryskiem benzyny, to pewnie masz też filtr GPF. Filtry GPF stosowane są też w benzynowych hybrydach z wtryskiem bezpośrednim. Co ciekawe, właśnie w hybrydach problemy z filtrem GPF pojawiają się stosunkowo często, coraz częściej.
Czym się różni filtr GPF od filtra DPF?
3DMI / Shutterstock
Benzynowy filtr cząstek stałych zintegrowany z katalizatorem
Zasada działania filtrów cząstek stałych w benzyniakach jest podobna do działania dieslowskich filtrów DPF, a jednak z założenia filtr benzynowy jest mniej kłopotliwy. A raczej powinien być. To dlatego, że masa cząstek stałych zawartych w spalinach benzyniaka z wtryskiem bezpośrednim jest nawet 10 razy mniejsza niż masa cząstek stałych zawartych w spalinach silnika diesla. Napełnianie filtra DPF postępuje więc wolniej niż dieslowskiego filtra cząstek stałych. No i w benzyniakach dużo łatwiej o osiągnięcie temperatury rzędu 600 st. C niezbędnej do wypalenia sadzy, która — w odpowiednich warunkach — łatwo zamienia się w dwutlenek węgla oraz wodę i opuszcza układ.
W silnikach benzynowych niepotrzebne są więc skomplikowane strategie wspomagające regenerację (oczyszczanie) filtra, nie ma żadnych dodatkowych wtryskiwaczy, w wielu modelach jest to system całkowicie pasywny — nie ma nawet specjalnego trybu regeneracji filtra, podczas którego sterownik sztucznie próbuje podwyższyć temperaturę w wydechu. Są jednak i problemy — np. ten, że w spalinach auta benzynowego jest znacznie mniej tlenu niż w spalinach diesla; po prawdzie prawie go nie ma, a jest potrzebny do utleniania sadzy tworzonej przez cząstki stałe. Niemniej maksymalna temperatura w wydechu benzyniaka może być nawet dwa razy wyższa niż w dieslu, co jest bardzo pomocne.
Aż niemal standardem stały się hybrydy i mikrohybrydy, które zużywają coraz mniej paliwa i które coraz mniej energii zawartej w paliwie zamieniają w ciepło. Filtry GPF stają się coraz większym problemem.
Czy samochód hybrydowy lubi jazdę po mieście? Jeśli ma filtr GPF, to nie
Paradoksalnie, najbardziej narażeni na problemy z filtrami GPF są obecnie właściciele hybryd. Jest tak dlatego, że w hybrydach — i z każdą kolejną, bardziej oszczędną i "dopracowaną" generacją hybryd jest tak bardziej — znaczna część jazdy miejskiej odbywa się przy wyłączonym silniku spalinowym. Silnik włącza się i wyłącza, w wielu wypadkach nawet 60 proc. miejskich przejazdów odbywa się na prądzie "samoładowanym" — czyli odzyskiwanym z hamowania i produkowanym w krótkich chwilach pracy silnika spalinowego.
W tych warunkach silnik spalinowy jest wiecznie niedogrzany — a w chwilach, gdy pracuje, oczywiście produkuje cząsteczki stałe przechwytywane przez filtr; bardzo rzadko i na krótko pojawiają się warunki do wypalenia zebranej sadzy — a jak już wiemy, potrzebna jest do tego temperatura w wydechu rzędu 600 st. C. I pojawiają się kłopoty. Ale pojawiają się one wcześniej albo później — to zależy od kilku rzeczy.
Cztery rzeczy, które przyspieszają wystąpienie problemów z filtrem GPF
Na problemy z filtrem GPF trzeba sobie zasłużyć bardziej niż na problemy z filtrem DPF w dieslach, ponieważ filtr wypełnia się cząsteczkami sadzy z reguły wolniej, nawet jeśli jest mniejszy. Niemniej przyczyny problemów zasadniczo są takie:
- niedogrzanie silnika wynikające z założeń konstrukcji: silniki, aby być coraz bardziej oszczędne, coraz częściej wyłączają się podczas jazdy — wystarczy zdjąć nogę z gazu i milkną;
- jazda na krótkich odcinkach — nie ma warunków do wypalania cząsteczek sadzy
- jazda miejska — w ruchu miejskim, przy niedużych prędkościach, szczególnie duży udział w napędzaniu auta hybrydowego ma silnik elektryczny; także w autach niehybrydowych w mieście temperatura w układzie wydechowym jest zwykle dość niska
- jazda mało dynamiczna, oszczędna; przy tej kwestii szczególnie warto się zatrzymać.
Warto przy tym zauważyć, że sam fakt korzystania z samochodu głównie w mieście nie przesądza o wystąpieniu problemów — taksówkarze pokonują hybrydami setki tysięcy km i nie wiedzą nawet, że mają w samochodzie GPF; ale jest tak dlatego, że ich samochody prawie nie stygną i jednak dość często jeżdżą dynamicznie.
Czy oszczędna jazda to wróg filtrów GPF w benzyniakach?
Większość współczesnych samochodów ma wbudowane różne samouczki dotyczące oszczędnej jazdy, niektóre auta mają aplikacje, które oceniają styl jazdy kierowcy: im wolniej i spokojniej jeździsz, tym niższe jest twoje zużycie paliwa i wyższa ocena za oszczędną jazdę. Paradoksalnie, dla samochodu — zwłaszcza eksploatowanego głównie w mieście i na krótkich odcinkach — jest to bardzo szkodliwe.
Mechanik, który radził panu Januszowi, aby ten bardziej "cisnął", ma całkowitą rację, ale oczywiście nie może oficjalnie tego zalecić: wystarczy odpowiednio mocno "deptać" pedał gazu, by żadnych problemów z katalizatorem czy filtrem cząstek stałych nie było. W sytuacji, gdy ktoś porusza się swoim samochodem głównie w "strefie 30" i karnie stosuje się do ograniczeń, a jeszcze rozpędza się statecznie, oszczędzając paliwo, prędzej czy później będzie miał problemy z filtrem GPF. Niektórzy użytkownicy takich aut, którzy zaczynają mieć problemy z GPF, zauważają, że ostrzegawcza kontrolka sygnalizująca usterkę silnika zapala się po kilku spokojnie przejechanych trasach "do sklepu po bułki", a gaśnie, gdy samochód przejedzie choć kilkadziesiąt km za miastem. Z czasem jednak kontrolka zapala się częściej.
Jakie są objawy zatkania filtra GPF?
Najczęściej pierwszym objawem jest włączenie się żółtej kontrolki silnika, której towarzyszy jakiś komunikat o usterce. Ale komunikat może być mylący, gdy mówi o problemie ze sterowaniem silnika albo automatyczną skrzynią biegów — bo w niektórych autach tak to działa. Nieliczne benzynowe samochody mają dedykowaną kontrolkę filtra GPF sygnalizującą jego wypalanie albo przepełnienie — mają je np. auta marki Hyundai. Charakterystycznej kontrolce może towarzyszyć komunikat np. "Sprawdź układ wydechowy".
Z zapaloną kontrolką często można jeździć przez długi czas, choć w końcu pojawią się problemy np. z podwyższonym zużyciem paliwa — też nie w każdym modelu. Niestety, silniki benzynowe są ogólnie wrażliwe na wzrost ciśnienia w układzie wydechowym — bardziej niż diesle. A ponieważ zatkany filtr cząstek stałych jest barierą dla przepływu gazów, nie da się w nieskończoność jeździć z coraz bardziej zatkanym filtrem. Skończy się to albo interwencją sterownika, który uruchomi tryb awaryjny, "utnie moc" i zmusi nas do naprawy auta, albo uszkodzeniem silnika — np. głowicy lub uszczelki pod głowicą.
Jak "naprawić" zatkany filtr cząstek stałych w benzyniaku?
- Najczęściej filtry GPF w benzyniakach to układy pasywne, całkowicie uzależnione od temperatury wydechu i przepływu gazów; w niektórych autach benzynowych system działa na podobnej zasadzie jak w dieslach i w razie potrzeby uruchamia tryb wspomagania regeneracji filtra. Jedna ze strategii wypalania filtra stosowana przez producentów zakłada, że przy dużej prędkości, gdy kierowca zdejmuje nogę z gazu, nie dochodzi do rozłączenia napędu — wtrysk odcina dostawę paliwa do silnika, ale silnik wciąż pracuje na dość wysokich obrotach i tłoczy przez wydech gazy zawierające w tym momencie dużo tlenu — to idealny moment na szybkie wypalanie sadzy w filtrze, który w wyniku szybkiej jazdy osiąga temperaturę o wiele wyższą niż minimalna niezbędna do wypalenia sadzy. Z tej przyczyny w samochodach z manualną skrzynią biegów nie tyle jazda przez długi czas z dużą prędkością, lecz jazda dynamiczna z wciskaniem i odejmowaniem gazu (hamowaniem silnikiem) najszybciej oczyszcza filtr.
- Doskonałym sposobem na wsparcie filtra GPF w samochodzie jest regularny, niekoniecznie bardzo długi, za to szybki (jednak wcale nie trzeba łamać ograniczeń prędkości obowiązujących na polskich drogach ekspresowych i autostradach) przejazd ekspresówką. Pół godziny intensywnej jazdy w umiarkowanie gęstym ruchu powinno wystarczyć, by sadza się wypaliła. Jeśli filtr jest już mocno zatkany, naturalne wypalenie jest trudniejsze i zajmuje więcej czasu, w ekstremalnych przypadkach nie jest to już możliwe. Jeśli ktoś regularnie, choćby raz w tygodniu, pokonuje trasy rzędu kilkudziesięciu km lub dłuższe, może nigdy nie doświadczyć problemów z filtrem cząstek stałych.
- Filtry GPF mogą być też oczyszczane warsztatowo: albo stacjonarnie, bez wyjmowania filtra z samochodu, albo w specjalnych "pralkach"; w każdym jednak przypadku wypalanie filtra na stanowisku jest dużym obciążeniem termicznym dla silnika (to samo dotyczy diesli) — o wiele mniej ryzykowne są regularne przejazdy pozamiejskie.
- Jeśli chodzi o czyszczenie filtra w specjalnej "pralce", jest to stosunkowo niedrogie rozwiązanie (koszt rzędu 400-800 zł) w porównaniu do ceny nowego filtra, ale nie w każdym przypadku jest możliwe. Bywa, że wydajność tak czyszczonego filtra w porównaniu do nowego filtra jest mniejsza. Producenci samochodów zalecają tej metody, a niektórzy wprost ją odradzają.
Pan Janusz będzie wymieniał filtr GPF, a potem... samochód
Pan Janusz zauważył, że faktycznie — tak jak mówił mechanik — dłuższe i "mocniejsze" przejazdy jego hybrydowym SUV-em gaszą natrętną kontrolkę, ale gdy potem wraca do swojego normalnego trybu używania auta — powoli, w 95 proc. w mieście, bez łamania ograniczeń prędkości — kontrolka wraca, a na wyświetlaczu pojawia się komunikat o konieczności wizyty w serwisie. I tak jest coraz częściej. — To absurd — mówi — że gdy firmowa apka mojego samochodu świeci na zielono i chwali mnie za oszczędną jazdę, pojawia się też żółta kontrolka na wyświetlaczu auta, która jest wezwaniem do warsztatu.
Pan Janusz musi wymienić filtr GPF, za który — tak się dogadał w ASO — zapłaci połowę oficjalnej ceny, bo przyznaje, że jego styl jazdy może mieć wpływ na tę sytuację, ale i importer nie chce eskalować konfliktu; potem zamierza pozbyć się oszczędnej hybrydy i kupić inny samochód, ale jeszcze nie wie, jaki. Może używany, ale bez filtra albo nowy — ale też koniecznie bez filtra. Liczba dostępnych marek i modeli nie jest jednak w tym wypadku zbyt duża.
