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。

エンジンが正しく呼吸できるように、ラムダセンサーを確認してください。

記憶の片隅に隠されたどこかで、「ラムダ」という言葉が何かを思い出させるかもしれません。ラムダを表す記号「λ」は、さらに記憶を呼び起こすかもしれません。ラムダは数学や物理学で任意の波長を示す用語であり、長い間英国の教育課程の一部でした。しかし、これがあなたの車と何の関係があるのでしょうか？

ラムダセンサーは、その動作の一部から名前が付けられており、エンジンの異なるモードでの出力波形を測定して、排気からどれだけの酸素が出ているかを確認します。

基本的に、このセンサーはガソリンと空気の比率、つまり排気ガス中の酸素量を測定します。これは、ガソリンの量が正確に調整され、触媒コンバーターがそれを浄化できることを確認するためです。

完全に機能するラムダセンサーには多くの利点があり、問題がある場合には多くのトラブルを引き起こす可能性があります。ですから、正しい波長にいることを確認するために、ラムダセンサーとは何か、その仕組み、そして不良の検出方法についての詳細なガイドをご紹介します。

ラムダセンサーは、1970年代にボルボによって初めて開発された小さなセンサーです。ラムダセンサーの位置はすべての車で同じで、排気マニホールドと触媒コンバーターの間の車の排気系にあります。原理的には、ラムダセンサーは酸素センサーと同じです。新しい車には2つのラムダセンサーまたはO2センサーが搭載されている場合もあり、2つ目は触媒コンバーターの直後に配置されます。ディーゼル車にもガソリン車同様にラムダセンサーがあります。

ラムダセンサーは触媒コンバーターと連携して動作し、触媒コンバーターを通過する排気ガスを「信号」として送ります。センサーはガソリンと空気の比率を測定し、噴射されるガソリンの量が正確に必要な量であり、触媒コンバーターによって浄化できることを確認します。この空燃比は理論空燃比、またはラムダ比（センサーの名前の由来）です。

では、ラムダセンサーはどのように機能するのか？

ラムダセンサーは酸素量を測定し、エンジンシリンダーに送られる燃料量を空気と燃料の混合比を最適化して調整します。この最適化された空燃混合比により、エンジンは最高の性能で作動できます。ラムダセンサーは触媒コンバーターの前に位置しているため、燃焼後の未燃焼炭化水素中の空気と燃料の量を測定できます。したがって、空気が多すぎる（より多くの燃料を噴射する必要がある）か、炭素原子や有害排出物が多すぎる（より多くの空気が燃料と反応する必要がある）かを判断できます。また、車から排出される燃焼過程の有害で有毒な副産物を除去する触媒コンバーターが正しく機能していることも確認します。

データが収集されると、電子制御ユニット（ECU）に送信され、ECUは放出されるガスの量を制御して汚染物質の排出を減らします。

燃焼過程では、常に適切な量の空気と燃料の反応がなければなりません。混合気中の空気量が少ない場合、エンジンは「リッチ」状態になり、未燃焼燃料が過剰になります。未燃焼燃料は汚染を生み出し、これは避けようとしていることです。一方、燃料混合気中の空気が多すぎる場合、それは「リーン」状態です。リーンな燃料混合気は、より多くの窒素酸化物汚染物質を生成する傾向があり、これも避けるべき有毒物質です。これはまた、エンジンの性能低下やエンジン損傷の可能性を引き起こすことがあります。

同様に、ラムダセンサーは燃料消費量と性能にも影響します。エンジンに過剰な燃料が噴射されると、明らかに給油頻度が増加します。したがって、正しいラムダセンサーの読み取り値を得ることは非常に重要です。

ラムダセンサーのテスト方法は？

ラムダセンサーがまだ機能しているかテストするのは非常に簡単です。

排気テスターまたは4ガス排出ガス分析器でラムダセンサーを確認できます。これは排出ガステストと同様の方法で行われ、ガレージでも実施可能です。ラムダ値は、60秒間にわたる排気ガス組成の変化を調べて計算されます。

マルチメーターを使用することもできます。センサーの信号線に並列に接続し、1Vまたは2Vに設定します。エンジンを始動すると、0.4Vから0.6Vの間の読み取り値が表示されるはずです。エンジンが適温に達すると、読み取り値は0.1Vと0.9Vの間で交互に変動するはずです。

最後に、ラムダセンサーをテストするために特別に設計された装置もあります。マルチメーターと同様に、テスターを信号線に接続し、適切な温度に達すると、LEDスケールを使用して読み取り値が表示されます。

ラムダセンサーは何を読み取るべきか？

これは非常にシンプルです – 1を読み取るべきです。1未満（λ <1）の場合、空燃混合気がリッチであることを意味し、1より大きい（λ> 1）場合、混合気がリーンであることを意味します。

ラムダセンサーが故障する理由は？

ラムダセンサーの故障にはいくつかの問題があります。ヒーター要素は抵抗材料で、電子の流れに抵抗して熱を生成し、これが早期故障の最も一般的な原因です。抵抗が燃えて回路が開くと、センサーが故障します。ここではセンサーを交換する必要があります。検出電極をPCMに接続する電気回路が故障した場合も、センサーの誤動作を引き起こします。センサー外部からの汚染物質（道路やエンジン自体からのもの）が蓄積し、空気の入り口を塞ぎ、排気ガスの酸素レベルを評価できなくなることもあります。

不良ラムダセンサーの症状

ラムダセンサーが故障すると、ECUにデータが送信されず、ECUは誤った情報を使用します。これにより、燃料消費量が増加し、その後、汚染物質の排出が増加する可能性が高いです。また、触媒コンバーターが詰まり、交換が必要になることも意味します。