Filtro de Partículas Diesel - Regeneraciones - 2ª parte

[Sardinero]

Hace unos días puse en esta sección del foro unos enlaces a algunos artículos técnicos que explicaban el funcionamiento del filtro de partículas (DPF). He estado tomando unas notas para mi uso personal y, comoquiera que todos ó casi todos los coches fabricados actualmente están equipados de algún sistema de control de emisiones, se me ha ocurrido subir aquí esas notas, por si alguien estuviese interesado en el tema.

 

Es un escrito extenso, pero me tomo la libertad de aconsejar su lectura para conocer el funcionamiento de estos sistemas y cómo adaptar nuestra forma de conducir a ellos. Es muy posible que en el futuro los fabricantes diseñen equipos mejores, pero hoy por hoy son estos los que tenemos.

 

Normativa y sistemas anti-contaminación

 

La normativa anti-contaminación actualmente en vigor en Europa es la Euro VI, pero fue la anterior Euro V la que inició las restricciones a las emisiones contaminantes desde su entrada en vigor en 2009, imponiendo, en consecuencia, el control de las emisiones de los coches. Para cumplir estas normas, los motores diesel actuales recurren generalmente a dos sistemas: El Filtro de Partículas (DPF – Diesel Particulate Filter) o el AdBlue . Ambos son similares, pero el segundo usa un aditivo químico junto con el filtro.

 

El DPF es, en realidad, una “trampa” para retener las partículas sólidas resultantes de la combustión. Los coches equipados con DPF llevan este filtro instalado cerca del motor, para que los gases de la combustión lleguen suficientemente calientes al filtro y se facilite la incineración de las partículas. Además, llevan un convertidor catalítico de oxidación (catalizador) integrado en el DPF.

 

En otros sistemas, el filtro está instalado lejos del motor, por lo que los gases se enfrían mientras pasan por el tubo de escape y las temperaturas necesarias para quemar las partículas solo pueden ser alcanzadas mediante el uso de aditivos químicos (AdBlue).

 

El entorno en que los motores diesel están más afectados por la emisión de partículas es mientras circulan en ciudad, con paradas y arrancadas frecuentes y a regímenes bajos que no dan tiempo para subir la temperatura de los escapes, factor clave para incinerar las partículas.

 

Algunos folletos de propaganda de motores TDI en Europa contienen el aviso siguiente: "Por favor, tenga en cuenta que las condiciones de circulación en el interior de las ciudades y las Islas del Canal pueden no ser las óptimas para el uso de la tecnología DPF. Por lo tanto, le aconsejamos que considere esto antes de adquirir un vehículo con DPF”. (Nota mía: Las Islas del Canal son unas islas británicas situadas en el Canal de la Mancha que, por sus reducidas dimensiones, no permiten que los vehículos calienten suficientemente sus escapes).

 

Funcionamiento del DPF

 

Los gases producidos en la cámara de explosión del motor diesel contienen partículas sólidas que, al pasar por el DPF en su camino a la atmósfera, quedan atrapadas en él. Esta es la razón de que los vehículos equipados con estos filtros no emitan humos negros. El DPF se va “cegando” paulatinamente con las partículas que, alcanzado un cierto nivel (aproximadamente el 45%), han de ser incineradas. Esta operación, que se denomina “regeneración” y puede ser pasiva, activa ó realizada voluntariamente por el conductor, se lleva a cabo elevando la temperatura de los escapes, lo que convierte las partículas en una muy pequeña cantidad de ceniza, que permanece en el filtro.

 

La saturación del filtro por las partículas es también la razón de que VAG recomiende en los coches equipados con DPF el uso de aceite lubricante con referencia “507 00”, aceite que produce pocas cenizas y maximiza la vida del DPF.

 

Es también posible que este tipo de aceites estén específicamente formulados para gestionar adecuadamente el combustible que acaba por llegar al aceite después de la post-inyección que eleva la temperatura de los escapes (ver más adelante).

 

Regeneración pasiva

 

Esta operación ocurre automáticamente en recorridos sostenidos por vías rápidas, cuando la temperatura de los escapes se mantiene alta (aproximadamente entre 350ºC y 500ºC) y las partículas se queman sin intervención de la ECU (“Engine Control Unit”). El conductor no participa en ella ni la nota. Si el coche no realiza este tipo de recorridos, o lo hace a regímenes de motor bajos que no elevan esa temperatura, las partículas se acumulan en el filtro y lo van cegando, por lo que la ECU realiza una regeneración “activa”.

 

Regeneración activa

 

Cuando la carga de partículas en el filtro alcanza un nivel pre-establecido (usualmente el 45%, como ya se ha dicho), la ECU desconecta la válvula EGR y efectúa una pequeña inyección en los cilindros después de la inyección principal (post-inyección), lo que eleva la temperatura de los escapes hasta unos 600ºC-650ºC. Los gases así sobrecalentados pasan al DPF y queman las partículas.

 

Durante la regeneración activa, el ordenador del coche incrementa también la presión del turbo, para compensar cualquier pérdida de potencia del motor, y aumenta el régimen de revoluciones. Si apagamos el motor en medio de una regeneración y la interrumpimos, podremos oler a goma quemada debajo del coche. Lamentablemente, los coches no suelen tener algún tipo de indicador que nos diga que se está efectuando una regeneración.

 

Por experiencia personal (A6 2.0 TDI Multitronic DPF) puedo decir que si la regeneración activa ocurre mientras circulamos por ciudad, notaremos que el motor se queda acelerado exactamente a 1.500 rpm y tira del coche, por lo que este se vuelve incómodo de conducir. A la vez, emite un sonido más bronco de lo habitual y su funcionamiento se vuelve áspero. Si en esta situación apagamos el motor, huele efectivamente a quemado.

 

Si durante la regeneración activa el coche realiza paradas y arranques frecuentes, el proceso se complica. Al parar el conductor el coche o moderar el régimen del motor, la ECU no puede completar la regeneración y la aborta temporalmente. Al arrancar y alcanzar de nuevo unos 60 kms/h, la ECU trataría de reiniciar otra regeneración durante unos 15 minutos. Hay que tener en cuenta que, después de estos dos intentos fallidos de 15 minutos, los niveles de partículas en el DPF habrán sobrepasado el 45% citado.

 

Cuando se alcanzase el 50-55% de carga, la ECU trataría de reiniciar otra regeneración durante 15 minutos y, si no fuese posible completarla, realizaría un último intento de 15 minutos. Después, se iluminaría el chivato del DPF en el cuadro.

 

Es ahora, y solo ahora, cuando encontramos en el Manual de Instrucciones del coche (del mío, al menos) una instrucción clara de actuación para regenerar el filtro “voluntariamente”, que no transcribo porque supongo que todos la conocemos.

 

Si el conductor ignora el chivato y sigue conduciendo en su forma acostumbrada y sin posibilidad de regeneración del DPF, la carga seguirá aumentando hasta llegar al 75%. En este momento, se encenderán en el cuadro otros chivatos además del DPF (gestión del motor y bujías de precalentamiento), el coche presentará fallos de funcionamiento y la única posibilidad de regeneración será en un taller equipado adecuadamente.

Si, aún así, el conductor siguiese circulando y la carga del DPF llegase al 95% (45 gramos), ya no habrá remedio, y el coche necesitará un nuevo filtro.

 

Hace tiempo alguien puso en el foro un cuadro donde se explicaban de forma secuencial las distintas fases de las regeneraciones activas, desde la inicial “pasiva” hasta el punto final en que es necesario reemplazar el DPF. Estaba muy bien expuesta y yo guardé una copia, pero no tiene la calidad suficiente para subirla aquí. Si el compañero que puso el esquema lee esto y es tan amable de subirlo de nuevo, creo que se lo agradeceríamos todos.

 

Las conclusiones que podemos obtener son las ya expuestas: un coche equipado con DPF no es aconsejable si se va a mover principalmente por ciudad.

 

A veces, se puede encender el chivato del DPF por avería de un sensor del sistema, sin que esto signifique que el filtro esté sobrecargado. He leído en diversos foros que el sensor de presión diferencial del DPF ha fallado ocasionalmente en vehículos del grupo VAG. Mi propio coche tuvo este problema, y la secuencia de encendido de chivatos fue la misma que se ha expuesto para el caso de alcanzar el 75% de carga del filtro. Muy preocupado llevé el coche al concesionario, donde me informaron que había fallado el citado sensor y que el DPF estaba limpio. La reparación recuerdo que no fue cara y no ha vuelto a repetirse.

 

Nota muy importante: Si la regeneración no se completa, el combustible extra inyectado no arderá y pasará al cárter, deteriorando la calidad del lubricante y haciendo subir su nivel. Por ello, es conveniente comprobar este nivel de vez en cuando para tomar medidas si aumentara en exceso, lo que podría dañar el motor. (Nota mía: Hay repetidos casos de este tenor tanto en ASI como en otros foros).

 

Durante la vida del coche, las pequeñas cantidades de cenizas que dejan las sucesivas regeneraciones se van acumulando en el filtro y, finalmente, lo ciegan y debe ser renovado. Se han citado distintas cifras a este respecto, y se dice que los DPF’s están diseñados para alcanzar los 120.000 kms., pero muchos, correctamente regenerados, están alcanzando kilometrajes superiores. En los EEUU parece ser que VAG recomienda inspeccionar el filtro a los aproximadamente 200.000 kms (120.000 millas).

 

El sistema que hemos descrito es del tipo usado por el grupo VAG, pero también tienen problemas similares derivados del tipo de conducción los vehículos de Peugeot y Citroën, que equipan un FAP (“Filtro Activo de Partículas”) con aditivo (AdBlue). Ford también usa un sistema similar. También VAG usa este sistema en sus motores de alto cubicaje vendidos en los EEUU.

 

AdBlue (Aditivo químico)

 

Este sistema funciona a partir de la adición de un compuesto químico líquido al combustible, para disminuir la temperatura necesaria para quemar las partículas. Este aditivo se almacena en un tanque separado y se mezcla con el combustible de forma automática en cada relleno.

 

El uso de este aditivo baja la temperatura mínima de ignición de las partículas a unos 500ºC, en vez de 600ºC – 650ºC, lo que significa que la regeneración puede ser efectuada a regímenes intermedios que generen menos calor en los escapes. El proceso de regeneración suele durar entre 5 y 10 minutos y, usualmente, el conductor no lo percibe.

 

El aditivo se pasa al tanque de combustible por medio de una bomba, de forma que se alcance una concentración de 10 ppm. En términos prácticos, esto significa que 1 litro de aditivo sirve para 2.800 litros de combustible.

 

Experiencia del “AA” (”Automovile Association” en Gran Bretaña)

 

Los registros de asistencia en carretera de este Club automovilista evidencian fallos de regeneración del filtro en ambos sistemas, también en coches que se mueven mayoritariamente por autovía. En las cajas de cambios actuales, con muchas marchas (6 y 7) y largos desarrollos finales, orientadas mayormente a la economía, las revoluciones del motor en 6ª ó 7ª pueden ser tan bajas (a menudo bastante por debajo de las 2.000 rpm) que no se genere suficiente temperatura en los escapes. Estas situaciones pueden ser evitadas conduciendo ocasionalmente de forma un poco más “agresiva” en marchas cortas.

 

El “AA” no tiene evidencia de que estos problemas estén desapareciendo; antes bien, los modelos actuales de coches parecen sufrir los mismos problemas de DPF si no son conducidos “correctamente” que los fabricados en los años en que los primeros DPF fueron introducidos.

 

Anulación del DPF

 

Para evitar los problemas antedichos, se ha pregonado en ocasiones la anulación del DPF – y la obligada reprogramación de la ECU para evitar las post-inyecciones – pero esta operación conlleva el incumplimiento de las normas anti-contaminación para las que fue homologado y fabricado el vehículo, por lo que, casi invariablemente, convierte en ilegal su uso, aparte de los posibles problemas técnicos: Se sabe de algún caso en que, al no modificar adecuadamente la ECU, el intenso calor originado por el exceso de combustible inyectado durante los intentos de regeneración fundió literalmente los cristales de los pilotos situados encima de la zona de los escapes.

 

Por otra parte, el seguro debe ser notificado de cualquier modificación que se realice al vehículo, lo que, a cambio, invalidará la póliza porque el coche será ilegal. A su vez, un vehículo con el DPF anulado tendrá más dificultades para pasar la prueba de emisiones de la ITV que otro vehículo fabricado para cumplir una norma de emisiones de fecha anterior.

 

Un saludo,

[panadero_es]

Fantástico aporte. Gracias por las molestias que te has tomado y por compartirlo con nosotros.

 

 

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[DeNamberGuan]

Muy buena info

 

A tener en cuenta sobre todo lo de no recomendado DPF para circulación intensiva por ciudad, que ya podían avisarlo en los conces.

 

Gracias

[usansolo]

Como saber si nuestro coche lleva o no lleva dpf y de que tipo?

 

El mio es a4 b6 1900 tdi 131 cv.

 

A veces al bajar he notado ese olor a goma quemada, al principio pensaba que era algo del ambiente, ahora no se si es del coche y el famoso fpd.

[Joan1965]

Fantástica info, muchas gracias.

La semana pasada sufrí yo el problema del sensor y la secuencia de iluminación de los pilotitos en el cuadro, 260€ la broma.

[hienipa]

Muchas gracias por la información.

En mi coche A6 3,0 TDI se enciende el chivato del filtro de partículas cada diez o doce días, se mantiene uno o dos días y se vuelve a apagar. ¿ Por qué será esto ?

[MCM_8400]

Muy buen aporte, muy bien traducido. muchas gracias

 

La verdad es que podia indicar cuando va a hacer una regeneracion, o cuanto falta para hacerla, para no cortarle a medias. Es un incordio, cuando vas a parar el motor y ves que esta a 1000rpms a medio regenerar y jodiendote el aceite...

[JUB]

Gran aporte!!

 

Muchas gracias por toda esa info, Sardinero.

[jose_bkw]

?????? muy bueno. Gracias