粒子フィルターとは何か、その仕組みは？

ディーゼル排気を浄化するフィルターは不可欠ですが、その仕組みを知らないと簡単に誤解を招くことがあります。

2021年にディーゼル車を運転している場合、おそらくディーゼル微粒子フィルターが装備されています。それが何か、どのように機能するか、いつ作業を行っているかさえ知らないかもしれません。ディーゼル微粒子フィルターは約20年間ディーゼル燃料車に設置されており、その維持方法を知ることでエンジンを清潔かつスムーズに稼働させることができます。

ここでは、微粒子フィルターの概要と、その維持および清掃方法について詳しく説明します。

車の微粒子フィルターとは？

ディーゼル微粒子フィルター（DPF）は車に適合したフィルターで、排気ススを捕捉して貯蔵するように設計されています。ススは燃焼過程の自然な部分ですが、大きな塊はエンジンに危険であるため、フィルターはこのリスクを除去します。過去にはディーゼル車のみが微粒子フィルターを装備していましたが、一部のガソリン車メーカーも自社車両にそれらを設置し始めています。DPFがない車は、特に加速時に排気管から黒煙が噴出することで識別できます。これはディーゼル車が悪名高かった特徴です。

ただし、フィルターには限られた容量しかないため、定期的にススを除去する必要があり、これをDPFの「再生」と呼びます。

聞いたことがない場合、「ディーゼル微粒子フィルターはいつ導入されたのか」と疑問に思うかもしれません。微粒子フィルターはしばらく前から存在し、2009年に排気エミッションに関するユーロ5規制が導入され、自動車のCO2排出量を削減するために事実上義務化されました。ユーロ5規制に準拠する2009年以降のすべての車は、排出量を削減するためにDPFを装備する必要があります。

ディーゼル微粒子フィルターの仕組みは？

ススは燃焼過程の副産物の一つです。環境および人や動物に有害であるため、フィルターの役割は、ディーゼル微粒子が大気中に放出される前に排気ガスから捕捉して除去することです。

運転中、排気製品は異なる端で閉塞された一連のチャネルの壁を通り抜けます。ここでスス粒子が捕捉されます。フィルターはまたススを除去し、それを高温に曝すことで行います。これによりススが燃焼し、非常に細かい灰の残留物のみが残ります。ただし、灰が多すぎるとフィルター内に蓄積し、最終的に詰まりを引き起こす可能性があるため、フィルターを清掃する再生プロセスが存在します。詰まりは非常に高温に曝され、生成された無害な製品は排気ガスとともに放出されます。環境や車に損害はありません！

しかし、すべてがディーゼルに関するものですが、ガソリンエンジンも微粒子フィルターを装備していますか？過去にはディーゼル車のみが微粒子フィルターを装備していましたが、ガソリン車用のガソリン微粒子フィルター（GPF）も開発されました。ガソリン微粒子フィルターはほぼ同じように機能しますが、ススはありません：燃焼製品は依然として過熱され、有害物質を除去して二酸化炭素を残します。同時に、望ましくない窒素酸化物と炭化水素は二酸化炭素、水、窒素に変換され、廃棄物をはるかに害の少ないものにします。フィルターがその役割を果たした後、排気ガスは三元触媒コンバーターを通過し、排気が最新のEU排出基準に準拠し、有害汚染物質の排出量が削減されることを保証します。したがって、ディーゼルおよびガソリン微粒子フィルターはほぼ同じように機能し、燃焼過程の有害な製品が環境に入らないようにします。

ディーゼル微粒子フィルターの再生とは？

微粒子フィルターの再生プロセスは、その適切な機能を保証するために不可欠です – 基本的には微粒子フィルターの清掃です。ススでいっぱいになったときに完全に再生できることを確認することも、DPFを維持する最良の方法です。満杯になると、ダッシュボードに警告が表示されます。再生には受動的と能動的の2種類があります。

受動的再生は、車が高速で長距離を走行するとき、例えば高速道路で発生します。これはエンジンがより高い回転数で作動するためです。これらの長距離高速走行により、排気温度がより高いレベルに上昇し、フィルター内の過剰なススを清潔に燃焼させます。これを確実にするために、ドライバーは定期的にディーゼル車を30〜50分間、高速道路またはA道路で持続速度で走行させ、フィルターの清掃を助けることがよく推奨されます。

しかし、問題はすべてのドライバーが定期的にこの種の運転をしないことです。この問題を解決するために、メーカーは車に代替の再生形態、つまり能動的再生を装備しました。

能動的再生には、フィルターが所定の限界（通常は全容量の約45〜50%）に達したときに、車両のECU制御を介して自動的に追加燃料が噴射されることが含まれます。この追加燃料は排気温度を上昇させ、貯蔵されたススを燃焼させます。まるで長距離高速走行で行われるように。ただし、旅行はプロセスを完了するのに十分な長さである必要があり、旅行が短すぎるとプロセスが完全に終了しない可能性があるため、困難に直面する可能性があります。その場合、警告灯はフィルターがまだ部分的に詰まっていることを示し続けます。約10分間、時速40マイル以上で運転すれば、再生サイクルを完了し、ライトを消すのに十分であるはずです。

能動的再生が進行中であることを知らせるいくつかの兆候があります。

それらは：

両方の再生タイプが機能しない場合はどうすればよいですか？

警告灯が消えない、赤くなる、または追加のDPFライトが点灯する場合は、そのままにしないでください。多くの危険なガスを空気中に放出するだけでなく、エンジンに損傷を与えるリスクもあります。修理には非常に費用がかかる可能性があります。

一部のガレージは強制再生サービスを提供しており、基本的には詰まったDPFを清掃します。これは通常約100ポンドかかり、100%保証された解決策ではありませんが、通常は過剰なススを除去し、DPFが機能し自動再生することを可能にし、後でさらなる問題を防ぐことができます。

適切な再生の失敗が、ほとんどのディーゼル微粒子フィルターの問題の原因です：詰まり、排気エミッションの増加、エンジンパフォーマンスの低下、時には車を制限された「帰宅モード」にすることさえあります。

したがって、現代のディーゼル車所有者は、運転習慣と実践を通じてディーゼル微粒子フィルターを維持する重要性を認識する必要があります。

ディーゼル微粒子フィルターの詰まりの原因は？

微粒子フィルターの故障は、特定の運転スタイルによってしばしば引き起こされます。低速での短距離走行がディーゼル微粒子フィルター詰まりの主な原因です。これが、自動車メーカーが都市部で短距離のみ走行したいドライバーにディーゼルではなくガソリン車を選ぶことをしばしば推奨し、なぜ「都市車」のほとんどがディーゼルではない理由です。

不適切なメンテナンスも微粒子フィルターの問題を引き起こす可能性があります。手入れの行き届いていない車のディーゼル微粒子フィルターは、よく維持されたフィルターよりも早く故障する可能性があります。微粒子フィルターの寿命は難しい質問ですが、少なくとも100,000マイルは持つべきです。メンテナンス中に適切に維持されない場合、これは半分に減少する可能性があります。これには正しいタイプのオイルの使用も含まれます。一部のオイルには実際にフィルターを詰まらせる添加物が含まれているため、使用しているオイルと車のサービス時に使用されるオイルを確認してください。

微粒子フィルターは法的要件ですか？

はい、車が2009年以降に製造された場合はそれが必要です。所有者は捕まった場合罰金を科せられる可能性があり（車には1,000ポンド、バンには2,500ポンドまで）、DPFの除去は自動車保険を無効にする可能性もあります。

車検を通すためにディーゼル微粒子フィルターは必要ですか？

ディーゼル微粒子フィルターのチェックは2014年2月から車検テストの一部です。フィルターが取り外された場合、車は車検に失敗します。DPFの除去は時に警告灯を点灯させることがあり、それ自体が車検の不合格点です：テスト中にダッシュボードの警告灯が点灯したままではいけません。

微粒子フィルターが故障しました – 新しいフィルターの費用はいくらですか？

ディーゼル微粒子フィルターは非常に高価です。メーカー直接の新品は1,000ポンドから3,500ポンドかかる可能性があり、ディーゼル車の運転に関連するコスト節約を潜在的に帳消しにする可能性があります。

車が古くなるにつれて、交換用DPFのコストが車の価値を上回る可能性があります – そして、より古く、走行距離の高い車が新しいDPFを必要とする可能性が最も高いです。

中古市場のDPFもありますが、適切な型式認定があり、メーカーの仕様に適合していることを確認する必要があります。そうでない場合、正しく機能せず、修理により多くの費用がかかる可能性があります。