E34: Zasada działania podgrzewania filtra powietrza

Szczegóły: Opublikowano: 19. April 2026

Oczyszczanie spalin odnosi się do procesów, które oczyszczają spaliny mechanicznie, katalitycznie lub chemicznie po opuszczeniu przez nie komory spalania. Oczyszczanie ma na celu przekształcenie zanieczyszczeń powstałych podczas spalania w nieszkodliwe spaliny. Do elementów układu oczyszczania spalin należą między innymi katalizatory i filtry cząstek stałych. Obecnie oba komponenty mogą być montowane zarówno w silniku benzynowym z wtryskiem bezpośrednim, jak i w silniku wysokoprężnym. W układzie wydechowym mogą być zainstalowane np.

Katalizatory

Katalizatorem najczęściej stosowanym obecnie w konwencjonalnych silnikach benzynowych jest regulowany katalizator trójfunkcyjny. Zadaniem katalizatora jest przekształcenie na drodze reakcji chemicznej zanieczyszczeń pochodzących z procesu spalania paliwa w nietoksyczne spaliny. W połączeniu ze sterownikiem silnika i sondą lambda następuje precyzyjna regulacja mieszanki paliwowo-powietrznej, aby katalizator był w stanie zredukować emisję szkodliwych związków.

Katalizator składa się z ceramicznego lub metalowego korpusu o strukturze plastra miodu z kilkoma tysiącami kanalików. Na kanaliki nakładana jest porowata warstwa pośrednia (tzw. washcoat), zawierająca tlenek aluminium, która powiększa powierzchnię około 7000 razy. Dodatkowo na warstwie pośredniej znajduje się warstwa katalityczna z metalami szlachetnymi: rodem, palladem i platyną.

Szkodliwe spaliny z silnika są doprowadzane do katalizatora przez kolektor wydechowy i przepływają przez kanaliki w nośniku ceramicznym lub metalowym. Kontakt spalin z warstwą katalityczną wywołuje reakcję chemiczną. Na metalach szlachetnych platynie i palladzie tlenek węgla i węglowodory są utleniane do dwutlenku węgla, a na rodzie tlenki azotu są redukowane do azotu (N2). Określenie katalizator trójfunkcyjny oznacza, że po osiągnięciu temperatury roboczej zachodzą jednocześnie obok siebie trzy przemiany chemiczne. W ten sposób tlenek węgla (CO), węglowodory (HC) i tlenki azotu (NOx) są przekształcane w azot (N2), dwutlenek węgla (CO2) i wodę (H2O).

Działanie katalizatora jest monitorowane przez drugą sondę lambda, nazwaną również sondą monitorującą, znajdującą się za katalizatorem. Sonda monitorująca mierzy zawartość tlenu w spalinach i przesyła zmierzoną wartość do sterownika. Sterownik porównuje sygnały z sond umieszczonych przed oraz za katalizatorem i w ten sposób może ocenić działanie katalizatora.

Przeczytaj także: Jak wymienić filtr powietrza w Oplu Astrze?

Filtry cząstek stałych

Filtr cząstek stałych jest montowany w układzie wydechowym silnika Diesla w celu zmniejszenia emisji sadzy. Filtr cząstek stałych (DPF) przechowuje cząstki stałe, które nie mogą być całkowicie spalone w silniku. Te nanocząsteczki są bardzo szkodliwe dla ludzi i środowiska.

Wnętrze filtra cząstek stałych składa się z ceramicznego filtra z wieloma kanalikami. Kanaliki mają porowate ścianki i są zamknięte na przemian. Dzielą się one na kanaliki wlotowe i wylotowe. Podczas przepływu spalin przez ścianki filtra cząstki sadzy osadzają się na ściankach. Porowate ścianki zapewniają dobry efekt filtracji i wysoki stopień separacji.

Rosnąca liczba osadzonych cząstek sadzy zwiększa ciśnienie w układzie spalinowym. Stopień obciążenia lub opory przepływu filtra cząstek stałych są monitorowane przez sterownik silnika. Czujnik różnicy ciśnienia rejestruje dane przed i za filtrem cząstek stałych i przesyła je do sterownika silnika. Jeśli różnica ciśnienia przekracza określoną wartość, sterownik inicjuje regenerację w celu spalenia cząstek.

Aby cząstki sadzy zostały spalone, temperatura spalin w filtrze cząstek stałych musi zostać podniesiona do 600 - 650°C. W tym celu sterownik silnika aktywuje dodatkowy wtrysk paliwa lub wtrysk wtórny podczas aktywnej regeneracji, co prowadzi do wzrostu temperatury spalin. W zależności od pojazdu i systemu regeneracja może być przeprowadzana co 400-700 km.

Aby uniknąć temperatur powyżej 700°C, temperatura jest monitorowana przez czujnik temperatury spalin tuż przed filtrem cząstek stałych. Popiół powstający podczas regeneracji nie jest całkowicie usuwany przez strumień spalin i dlatego gromadzi się w filtrze. Może to doprowadzić do zatkania filtra i konieczności jego wyczyszczenia lub wymiany.

Przeczytaj także: Wymiana osłony filtra powietrza w Fiacie 126p

Metody regeneracji filtra cząstek stałych

W zależności od producenta pojazdu i systemu istnieją różne metody regeneracji filtra cząstek stałych:

Regeneracja pasywna następuje, gdy temperatura spalin w filtrze cząstek stałych osiągnie poziom 350 - 500°C podczas jazdy autostradą ze zwiększoną prędkością.
Regeneracja aktywna jest realizowana przez system zarządzania silnikiem. Po osiągnięciu granicy obciążenia filtra cząstek stałych, temperatura spalin zostaje specjalnie podniesiona do 600-650°C przez sterownik silnika, aby spalić cząstki sadzy.

Filtr cząstek stałych i katalizator utleniający mogą być zamontowane w jednej obudowie jako filtr cząstek stałych z powłoką katalityczną. W tej kombinacji katalizator montowany jest przed filtrem cząstek stałych. Jeden komponent łączy funkcję katalizatora utleniającego i filtra cząstek stałych. W ten sposób węglowodory (HC) i tlenek węgla (CO) mogą zostać przekształcone w wodę (H2O) i dwutlenek węgla (CO2), a cząsteczki sadzy mogą zostać odfiltrowane ze spalin.

Kolejnym zadaniem katalizatora utleniającego jest zmiana stosunku azotu (NO) do dwutlenku azotu (NO2) w celu umożliwienia pasywnej regeneracji filtra DPF i zwiększenia wydajności katalizatora SCR. Podczas przepływu spalin przez katalizator procesy chemiczne powodują wzrost ich temperatury. Przepływ spalin przekazuje ciepło do filtra cząstek stałych.

Katalizator magazynujący NOx stosowany jest w silnikach Diesla i silnikach benzynowych z bezpośrednim wtryskiem. Katalizator posiada warstwę katalityczną z substancji takich jak tlenek potasu czy tlenek baru, które wiążą cząsteczki tlenku azotu. Gdy tylko katalizator magazynujący osiągnie określoną zdolność absorpcyjną, sterownik silnika smaruje mieszankę paliwowo-powietrzną, zwiększając w ten sposób temperaturę spalin.

Selektywna redukcja katalityczna (SCR) jest jednym z najnowszych i najbardziej zaawansowanych rozwiązań w zakresie redukcji zanieczyszczeń w spalinach samochodowych. Technologia ta jest stosowana od 2014 roku i spełnia normy emisji spalin EURO 6. Poprzez dodanie mocznika (AdBlue) do strumienia spalin, tlenki azotu (NOx) są przekształcane w azot (N2), parę wodną (H2O) i niewielką ilość CO2 w katalizatorze magazynującym NOx poprzez selektywną reakcję katalityczną.

Przeczytaj także: Wymiana filtra powietrza w BMW E90 320d krok po kroku

mierzy zawartość tlenu resztkowego w spalinach i przesyła do sterownika silnika sygnał elektryczny do regulacji składu mieszanki. Do zapewnienia idealnego współczynnika konwersji katalizatora konieczne jest optymalne spalanie. W tym celu w silnikach benzynowych stosuje się mieszankę o składzie 14,7 kg powietrza do 1 kg paliwa (mieszanka stechiometryczna). Taka optymalna mieszanka nosi nazwę greckiej litery λ (lambda).

są montowane w różnych punktach układu wydechowego, zarówno w pojazdach z silnikiem wysokoprężnym, jak i benzynowym. Czujnik temperatury spalin rejestruje temperaturę, np. przed katalizatorem lub filtrem cząstek stałych, i przesyła tę informację w postaci sygnału napięciowego do sterownika silnika.

Sterownik silnika potrzebuje tych informacji, aby kontrolować skład mieszanki lub regenerację filtra cząstek stałych, a tym samym skutecznie ograniczać emisję zanieczyszczeń. Czujnik ciśnienia spalin, nazywany również czujnikiem różnicy ciśnienia, stosuje się w silnikach Diesla do monitorowania filtra cząstek stałych. Wraz ze wzrostem osadów sadzy i popiołu zmienia się różnica ciśnienia w filtrze cząstek stałych. Czujnik różnicy ciśnienia mierzy różnicę między ciśnieniem spalin na wejściu a ciśnieniem spalin na wyjściu filtra cząstek stałych. Wartość ta jest wykorzystywana przez elektroniczny sterownik silnika jako dodatkowa informacja do obliczania czasu regeneracji filtra.

Czujnik NOx (czujnik tlenku azotu) składa się z sondy i sterownika, połączonych ze sobą na stałe za pomocą wiązki kablowej. Czujnik jest zamontowany w układzie wydechowym i służy do wykrywania tlenków azotu w spalinach. Czujnik NOx jest ważnym elementem układu oczyszczania spalin służącym do redukcji stężenia NOx. Jest stosowany w pojazdach z silnikiem wysokoprężnym z układem SCR (selektywna redukcja katalityczna) na bazie mocznika. Czujnik gwarantuje zachowanie zgodności z rygorystycznymi wartościami emisji określonymi w normie Euro 5. Czujnik NOx umożliwia optymalne dozowanie AdBlue w układzie silnika, a tym samym skuteczną redukcję szkodliwych dla środowiska tlenków azotu. Jeśli układ SCR jest wyposażony w czujnik NOx na wejściu i na wyjściu.

Diagnostyka układu wydechowego

Przed rozpoczęciem diagnostyki sterownika w pojeździe należy najpierw przeprowadzić oględziny całego układu wydechowego. Uszkodzenia zewnętrzne są zazwyczaj zauważalne już po nietypowych dźwiękach i mogą być spowodowane pęknięciami lub rdzą na rurach, przyłączach lub tłumikach. Dźwięki z wnętrza elementów systemu można zlokalizować poprzez potrząsanie lub ostukanie danego elementu. Oczywiście należy również sprawdzić również dobre dokręcenie śrub, osłony i mocowania gumowe. Nie można zapomnieć również o czujnikach spalin, które mogą być zamontowane w różnych miejscach układu.

Do kontroli działania układu wtryskowego lub układu oczyszczania spalin jest niezbędne odpowiednie urządzenie diagnostyczne. Działanie poszczególnych komponentów do oczyszczania spalin jest monitorowane przez czujniki, a informacje są przesyłane do odpowiedniego nadrzędnego sterownika systemu. Występujące usterki są zapisywane w pamięci sterownika silnika. Można je odczytać za pomocą odpowiedniego urządzenia diagnostycznego. W zależności od pojazdu i systemu w urządzeniu diagnostycznym można wybrać i wyświetlić dodatkowe funkcje, np. parametry lub test urządzeń wykonawczych.

Dane uzyskane z komunikacji ze sterownikiem są podstawą do właściwej lokalizacji usterki i skutecznej naprawy. Dodatkowo można sprawdzić i ocenić parametry spalin poprzez pomiar z rury wydechowej. Za pomocą tej funkcji można odczytać i skasować kody błędów zapisane w pamięci sterownika. Dodatkowo można też wyświetlać informacje o poszczególnych kodach usterek. Do zlokalizowania usterki można wykorzystać różne dokumenty z informacji o pojeździe. Tutaj do rozwiązania problemu można użyć np. Za pomocą pomiaru w rurze wydechowej można zmierzyć i ocenić emisję spalin bezpośrednio w układzie wydechowym.

Najczęstsze usterki w BMW

Wielu kierowców BMW tłumaczy awarie swoich samochodów złymi drogami, surowym klimatem lub niską jakością paliwa. Poniżej przedstawiamy przegląd najczęstszych usterek w autach BMW:

Problemy z automatycznymi światłami: Automatyczne światła to wygodna funkcja, która sama ocenia poziom oświetlenia i włącza reflektory w razie potrzeby. W praktyce jednak system ten nie zawsze działa prawidłowo - czasami światła pozostają włączone nawet w dzień, co prowadzi do rozładowania akumulatora.
Szybko rozładowujący się akumulator: BMW słyną z zaawansowanej elektroniki, ale to właśnie ona często powoduje szybkie rozładowanie akumulatora. Pierwszym sygnałem ostrzegawczym jest niemożność odblokowania samochodu - wtedy pozostaje użyć kluczyka mechanicznego.
Korodujące felgi aluminiowe: Aluminiowe felgi BMW nadają samochodom wyjątkowy wygląd, ale niestety często jako pierwsze padają ofiarą korozji. To nie tylko kwestia estetyki - z czasem rdza może wpływać na wyważenie kół.
Problemy z pompą paliwa: Awarie pompy wysokiego ciśnienia paliwa to kolejna częsta dolegliwość. Objawy są dobrze znane: silnik powoli wchodzi na obroty, samochód szarpie przy dużej prędkości, a uruchomienie staje się trudne.
Zawodna elektronika: Elektronika to jedno z najbardziej problematycznych miejsc w BMW. Od zacinających się szyb po nagłe awarie systemów pokładowych - problemy zdarzają się często.
Zużyte klamki drzwi: Niektórzy właściciele - zwłaszcza modeli takich jak X5 - skarżą się, że klamki drzwi przestają działać prawidłowo. Z zewnątrz unoszą się jak należy, ale drzwi się nie otwierają.
Nieszczelna uszczelka filtra oleju: Uszczelka między filtrem oleju a silnikiem to kolejne słabe ogniwo BMW. Z czasem traci elastyczność, pęka i zaczyna przepuszczać olej.
Problemy z nagrzewnicą: Niesprawne podnośniki szyb to nie jedyny problem wpływający na komfort jazdy. Nagrzewnica i układ chłodzenia są ze sobą ściśle powiązane, dlatego usterka jednego z tych elementów często wpływa na drugi.
Zacinające się podnośniki szyb: Jeśli silnik w BMW ma tendencję do przegrzewania się, to w kabinie bywa odwrotnie - zbyt chłodno. Winne są często elektryczne podnośniki szyb, które nagle przestają działać i nie pozwalają zamknąć okien.
Kapryśny układ chłodzenia: Układ chłodzenia to jeden z kluczowych elementów każdego samochodu - odpowiada za utrzymanie odpowiedniej temperatury silnika i zapobiega jego przegrzaniu. Niestety, w BMW właśnie ten układ często sprawia problemy.
Uszkodzone cewki zapłonowe: Nieprawidłowa praca silnika jest odczuwalna od razu: przyspieszenie staje się ospałe, moc pojawia się z opóźnieniem, a na desce rozdzielczej zapala się kontrolka „Check Engine”. W wielu przypadkach winne są uszkodzone cewki zapłonowe.
Hałas w systemie zmiennych faz rozrządu: System zmiennych faz rozrządu BMW ma na celu poprawę osiągów silnika i zmniejszenie zużycia paliwa. Jednak jego słabym punktem pozostaje zawór Vanos, który z czasem zaczyna wydawać nieprzyjemne dźwięki.

tags: #e34 #podgrzewanie #filtra #powietrza #zasada #działania