क्या पुराने वाहनों में बाद में पार्टिकुलेट फ़िल्टर लगाया जा सकता है?

किसी पुराने वाहन में बाद में पार्टिकुलेट फ़िल्टर लगाना तकनीकी रूप से कुछ डीज़ल वाहनों में संभव है; लेकिन इसका मतलब एग्ज़ॉस्ट लाइन पर सिलेंडर वेल्ड करना नहीं है। एक सफल रेट्रोफ़िट के लिए इंजन मैनेजमेंट का पुनः प्रोग्रामिंग, दबाव और तापमान सेंसरों का एकीकरण तथा वाहन की वास्तविक उपयोग प्रोफ़ाइल के अनुकूलता आवश्यक है। अनुमोदित सिस्टम केवल थोड़े ही वाहन मॉडलों को कवर करते हैं; बिना प्रमाणन के लगाए गए फ़िल्टर पंजीकरण और निरीक्षण के लिहाज़ से अमान्य होते हैं।

रेट्रोफ़िट का ठीक-ठीक मतलब क्या है?

डीज़ल रेट्रोफ़िट, एग्ज़ॉस्ट से निकलने वाले उत्सर्जन को साफ़ करने के लिए इंजन में बाद में एक उत्सर्जन नियंत्रण उपकरण जोड़ने की प्रक्रिया है। यह एकमात्र विकल्प भी नहीं है: इंजन को अधिक आधुनिक यूनिट से बदलना (री-पावर), बड़े ओवरहाल से सुधारना या वैकल्पिक ईंधन पर स्विच करना भी रेट्रोफ़िट के दायरे में माने जाने वाले दृष्टिकोणों में शामिल हैं। लेकिन हमारा विषय सबसे प्रचलित वाला है: एग्ज़ॉस्ट लाइन में जोड़ा गया पार्टिकुलेट फ़िल्टर।

डीज़ल पार्टिकुलेट फ़िल्टर (DPF) एक शोधन उपकरण है जो एग्ज़ॉस्ट गैस में मौजूद कालिका कणों को अपनी छिद्रयुक्त सिरेमिक दीवारों से छानकर पकड़ता और अपने भीतर संग्रहित करता है। महत्वपूर्ण बात यह है: फ़िल्टर केवल संग्रहित करता है, स्थायी रूप से साफ़ नहीं करता। जमा हुई कालिका, रीजनरेशन नामक प्रक्रिया से जलाई जाती है। पैसिव रीजनरेशन में जब एग्ज़ॉस्ट तापमान पर्याप्त रूप से ऊंचा होता है तो कालिका लगातार जलती है; एक्टिव रीजनरेशन में सिस्टम में ईंधन का छिड़काव करके या इलेक्ट्रिक हीटर का उपयोग करके बाहर से गर्मी दी जाती है। यानी फ़िल्टर अकेले एक यांत्रिक हिस्सा नहीं, बल्कि तापमान प्रबंधन पर निर्भर एक सिस्टम है। रेट्रोफ़िट परियोजनाओं की सफलता या असफलता भी पूरी तरह इसी निर्भरता से उत्पन्न होती है।

पुराने वाहन में DPF लगाने की तकनीकी पूर्व शर्तें क्या हैं?

फ़िल्टर से अधिक, उसके आस-पास के सिस्टम की बात की जानी चाहिए। तीन अनिवार्य शीर्षक हैं: इंजन मैनेजमेंट, सेंसर एकीकरण और एग्ज़ॉस्ट ज्यामिति।

इंजन मैनेजमेंट और रीजनरेशन की समस्या

DPF के काम करने के लिए एग्ज़ॉस्ट तापमान का बहुत ऊंचे स्तर तक पहुंचना आवश्यक है; इसका मतलब है इंजन नियंत्रण रणनीति में बदलाव। कारखाने में DPF के साथ डिज़ाइन किए गए इंजन, रीजनरेशन के दौरान ईंधन इंजेक्शन टाइमिंग, हवा की अधिकता और टर्बो व्यवहार को इसके अनुसार समायोजित करते हैं। एक पुराने इंजन में यह नियंत्रण रणनीति नहीं होती और मौजूदा टर्बो, रीजनरेशन की आवश्यक गर्मी सह नहीं पा सकता। संक्षेप में, फ़िल्टर को कारखाने के एक सिस्टम पैकेज के हिस्से के रूप में इंजीनियर किया गया है; इसे अकेले खरीदकर नहीं लगाया जाता।

सेंसर एकीकरण

आधुनिक सिस्टम फ़िल्टर पर दबाव के गिरावट की निगरानी करके अनिवार्य रीजनरेशन का समय गणना करते हैं। पुराने वाहनों में ये सेंसर और इंजन नियंत्रण इकाई (ECU) में उन्हें पढ़ने के लिए इनपुट नहीं होते। इलेक्ट्रॉनिक्स केवल अनुमान के आधार पर रीजनरेशन की योजना बना सकता है; कितनी सूट जमा हुई है, इसे माप नहीं सकता। इसके अलावा, पुराने डिस्ट्रीब्यूटर-पंप वाले इंजनों में रीजनरेशन के लिए निकास तापमान को कृत्रिम रूप से बढ़ाने वाला कोई तंत्र भी नहीं होता। परिणाम: यदि ड्राइवर वाहन को पर्याप्त रूप से तनाव में नहीं डालता - विशेषकर छोटी दूरी के शहरी उपयोग में - तो फ़िल्टर बंद हो जाता है और यह डिवाइस और इंजन को नुकसान पहुंचा सकता है। शहरी उपयोग, रेट्रोफ़िट DPF के लिए उपयुक्त नहीं माना जाता।

निकास तापमान का डेटा आवश्यक है

गंभीर प्रमाणन कार्यक्रम इस तथ्य को संख्याओं के साथ अनिवार्य बनाते हैं। कैलिफ़ोर्निया का नियामक यह शर्त लगाता है कि निष्क्रिय (पैसिव) फ़िल्टर लगाने से पहले उम्मीदवार इंजन पर कम से कम 24 घंटे के वास्तविक संचालन के दौरान निकास तापमान मापा और दर्ज किया जाए; प्रमाणन की एक नमूना शर्त यह अपेक्षा करती है कि निकास तापमान समय के कम से कम 25% तक 260 डिग्री सेल्सियस से ऊपर बना रहे। यह सीमा प्राप्त नहीं की जा सकती तो निष्क्रिय फ़िल्टर रीजनरेशन नहीं कर सकता और बंद हो जाता है। यानी समस्या का उत्तर वाहन के ब्रांड में नहीं, बल्कि उसके निकास की थर्मल प्रोफ़ाइल में छिपा है।

क्या पेट्रोल वाहनों में बाद में GPF लगाया जा सकता है?

संक्षिप्त उत्तर नहीं। पेट्रोल पार्टिकुलेट फ़िल्टर (GPF) सीधे इंजेक्शन वाले (GDI) पेट्रोल इंजनों के निकास में लगाया जाता है और यह कैटेलिटिक कन्वर्टर, ऑक्सीजन सेंसर और इंजन मैप के साथ निकट एकीकरण में काम करता है। बाद में लगाए गए GPF को इन सबसिस्टम के साथ सही ढंग से काम करने योग्य बनाना व्यावहारिक रूप से संभव नहीं है; एक साथ समन्वयित किए जाने वाले बहुत अधिक सबसिस्टम होते हैं। कारखाने में GPF के साथ निर्मित वाहन में फ़िल्टर, इंजन से निकलते ही समस्त नियंत्रण तर्क में निहित होता है; बाद में यह एकता स्थापित करना, एक नए वाहन के विकास के समान इंजीनियरिंग का काम है।

तकनीकी ऊपरी सीमा कहाँ खींची गई है, इसका एक संदर्भ भी है: सीधे इंजेक्शन वाले पेट्रोल वाहन में विशेषज्ञ संस्थाओं द्वारा मूल्यांकित, बाद में लगाया गया एक GPF प्रयोगशाला चक्रों में Euro 6c पार्टिकुलेट संख्या सीमा से नीचे जा सकता है। यह दर्शाता है कि फ़िल्टर स्वयं कारगर है; लेकिन प्रयोगशाला परिस्थितियों में, ECU और सेंसर पैकेज के अनुकूल होकर। दैनिक उपयोग और निरीक्षण में यह परीक्षण अकेले दोहराना संभव नहीं है।

प्रमाणित रेट्रोफ़िट सिस्टम कौन से वाहन कवर करते हैं?

रेट्रोफ़िट कानूनी रूप से केवल तभी अर्थ रखता है जब डिवाइस एक स्वतंत्र प्रमाणन से गुजरे। कैलिफ़ोर्निया का सत्यापन कार्यक्रम इस वर्गीकरण का सबसे स्पष्ट उदाहरण है: डिवाइस पार्टिकुलेट कमी के स्तरों के आधार पर श्रेणीबद्ध होते हैं। Level 1 कम से कम 25% पार्टिकुलेट कमी प्रदान करने वाले डीजल ऑक्सीकरण कैटेलिस्ट, Level 2 कम से कम 50% कमी प्रदान करने वाले फ़्लो-टाइप फ़िल्टर और Level 3 कम से कम 85% या उससे अधिक कमी प्रदान करने वाले वॉल-फ़्लो फ़िल्टर को कवर करता है। डिवाइस को लगाने के लिए प्रमाणन की समस्त शर्तें पूरी होनी चाहिए; उदाहरण शर्तों में इंजन का 1993-2006 मॉडल वर्षों के बीच निर्मित होना, EGR का न होना और मूल प्रमाणित कॉन्फ़िगरेशन में होना शामिल है।

यूरोप की ओर तस्वीर अधिक विखंडित है। जर्मनी में TUV संस्थाएं मंजूरीशुदा बाद में लगाए गए पार्टिकुलेट फ़िल्टरों के तकनीकी अनुमोदन और पंजीकरण के बारे में मार्गदर्शन प्रदान करती हैं; यानी सही सिस्टम के साथ पंजीकरण संभव है। इसके विपरीत, कारों का क्षेत्र बहुत सीमित है: इंग्लैंड की मान्यता प्राप्त रेट्रोफ़िट योजना स्पष्ट रूप से बताती है कि Euro 3 और उससे पहले के पेट्रोल या Euro 5 और उससे पहले के डीज़ल कारों के लिए कोई मंजूरीशुदा सिस्टम उपलब्ध नहीं है; Euro 6 से पहले के डीज़ल कारों के लिए कोई सिस्टम नहीं है और अपेक्षा भी नहीं है। यह दिखाता है कि मंजूरीशुदा रेट्रोफ़िटिंग मुख्य रूप से भारी वाहनों, बसों और विशिष्ट इंजन श्रेणियों पर केंद्रित है।

बिना अनुमोदन लगाया गया फ़िल्टर अमान्य क्यों होता है?

कैलिफ़ोर्निया में इंजन के प्रमाणित कॉन्फ़िगरेशन में हर बदलाव, छूट प्राप्त किए बिना, कानून के विरुद्ध है; बिना अधिकार लगाया गया फ़िल्टर वाहन को एग्ज़ॉस्ट निरीक्षण से अमान्य कर देता है। जर्मनी में, अनुमोदन प्रमाणपत्र के बिना फ़िल्टर वाहन निरीक्षण में स्वीकार नहीं किया जाता। सामान्य नियम यह है: पंजीकरण और निरीक्षण की दृष्टि से केवल दस्तावेज़ित और अनुमोदित रेट्रोफ़िट ही मान्य होता है। मिस्त्री द्वारा एग्ज़ॉस्टवाले से वेल्ड करवाया गया एक सिरेमिक सिलिंडर, न उत्सर्जन श्रेणी को बदलता है और न निरीक्षण परिणाम को। बल्कि इसके विपरीत दिशा में भी एक जोखिम है: इंग्लैंड में DPF का हटा दिया जाना या उसके बॉडी पर दिखाई देने वाले वेल्डिंग के निशान, वाहन के वार्षिक निरीक्षण (MOT) में तुरंत असफल होने के लिए पर्याप्त मानदंड है।

क्या रेट्रोफ़िट वास्तव में वाहन की Euro श्रेणी बढ़ा देता है?

यह पेज का सबसे अधिक भ्रमित करने वाला प्रश्न है और इसका उत्तर क्षेत्रीय है। यूरोपीय संघ में निम्न उत्सर्जन क्षेत्रों (LEZ) में एक वाहन की उत्सर्जन श्रेणी, DPF जैसे अनुमोदित उत्सर्जन नियंत्रण उपकरण के साथ रेट्रोफ़िट द्वारा बढ़ाई जा सकती है। लंदन के उदाहरण में, यदि रेट्रोफ़िट उपकरण आवश्यक उत्सर्जन मानक (उदाहरण के लिए Euro 4) को पूरा करने के लिए प्रमाणित है, तो वाहन क्षेत्र में प्रवेश कर सकता है। इसके विपरीत, नीदरलैंड जुलाई 2013 से अपने पर्यावरण क्षेत्रों में पूर्ण Euro 4 शर्त मांगता है और रेट्रोफ़िट किए गए वाहनों को अनुमति नहीं देता। यानी वही भौतिक फ़िल्टर एक शहर में दरवाज़ा खोलता है, दूसरे में नहीं; निर्णायक क्षेत्र का स्वीकृति नियम होता है।

भारी वाहनों के मामले में तस्वीर अधिक सकारात्मक है। फ़्लीटें DPF और SCR (चयनात्मक उत्प्रेरक अपचयन) लगाकर उत्सर्जन को Euro 6/VI समकक्ष तक लाने के लिए रेट्रोफ़िट समाधानों का लाभ उठाती हैं। शोध साहित्य में एक Euro 5 कार को नीचे लगाई गई SCR यूनिट के साथ रेट्रोफ़िट किया गया और NOx उत्सर्जन मापा गया। यूरोपीय आयोग का 2020 का मूल्यांकन भी यह निष्कर्ष निकालता है कि रेट्रोफ़िटिंग, वायु गुणवत्ता के कारण यातायात प्रतिबंधित क्षेत्रों तक पुराने वाहनों की पहुंच में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकती है। फिर भी सतर्क रहना ज़रूरी है: Euro श्रेणी वाहन के पंजीकरण में दर्ज एक आधिकारिक प्रमाणपत्र है। एक अनुमोदित रेट्रोफ़िट, निम्न उत्सर्जन क्षेत्र तक पहुंच जैसे विशिष्ट अधिकार प्रदान कर सकता है; लेकिन यह हर जगह और हर उद्देश्य के लिए पंजीकरण में दर्ज Euro श्रेणी को नहीं बदलता।

रेट्रोफ़िट कितना टिकता है और किन चीज़ों का खर्च आता है?

यानी लक्षित समूह ऐसे वाहन हैं जिनका इंजन अभी युवा है लेकिन एमिशन श्रेणी पुरानी हो चुकी है। आधिकारिक आंकड़ों की तुलना में, दोनों रेट्रोफिट तकनीकों के बीच का अंतर बहुत स्पष्ट है:

DPF पार्टिकुलेट मैटर को 90% तक कम करता है, लेकिन इस प्रदर्शन की कीमत भी आनुपातिक है। जानने योग्य अतिरिक्त बातें: DPF का उपयोग अल्ट्रा-लो-सल्फर डीजल (ULSD) ईंधन के साथ किया जाना चाहिए और यह 1995 के बाद के डीजल इंजनों में सर्वोत्तम परिणाम देता है। निर्माता सुझाते हैं कि फिल्टर को लगभग हर 160,000 किमी (100,000 मील) पर साफ किया जाए; वारंटी आमतौर पर 160,000–240,000 किमी की सीमा में होती है। रेट्रोफिट DPF लगाए गए वाहनों की औसत आयु 7–12 वर्ष की सीमा में होती है; यानी लक्षित वाहन वे हैं जिनके इंजन अभी नए हैं लेकिन उत्सर्जन श्रेणी पुरानी हो चुकी है। लागत-प्रभावशीलता के मोर्चे पर, अमेरिकी पर्यावरण संरक्षण एजेंसी का विश्लेषण DOC और उत्प्रेरित DPF रेट्रोफिट को प्रति टन हटाए गए प्रदूषक के आधार पर 18,700–87,600 $ की सीमा में रखता है; बस बेड़ों पर किए गए अध्ययन भी पुष्टि करते हैं कि DPF पार्टिकुलेट एमिशन को तेज़ी से और किफायती लागत में कम करता है।

जाम, निरीक्षण और दीर्घकालिक जोखिम

रेट्रोफिट DPF की सबसे आम खराबी जाम होना है, और इसकी जड़ ऊपर बताई गई थर्मल अपर्याप्तता में है। पैसिव फिल्टर के लिए यदि एग्जॉस्ट तापमान सीमा तक नहीं पहुंचता तो उपकरण रीजनरेशन नहीं कर सकता; अत्यधिक जाम, ठीक से प्रलेखित इंजन रखरखाव के बावजूद देखा जा सकता है। फैक्ट्री-फिट सिस्टम में ड्राइवर को सचेत करने वाली DPF लैंप और ECU मॉनिटरिंग होती है; रेट्रोफिट में यह ढांचा अक्सर नहीं होता। समस्या ड्राइवर के ध्यान में आए बिना बढ़ती है और फिल्टर तथा इंजन को नुकसान हो सकता है। सिरेमिक फिल्टरों की नियमित सफाई भी आवश्यक है; सामान्य सुझाव सफाई के लिए लगभग 120,000 किमी और रीजनरेशन के लिए ड्राइविंग परिस्थितियों के आधार पर औसतन हर 500 किमी के अंतराल की ओर इशारा करते हैं।

निरीक्षण के मामले में भी इसके विपरीत सोचने वाले हैं: कुछ लोग फिल्टर हटाकर और ECU मैप बदलकर (चिप ट्यून) समस्या को खत्म करने की कोशिश करते हैं। यह रास्ता दो दृष्टियों से बंद है। पहला कानूनी: रोड-लीगल ट्रकों में DPF हटाना अवैध है। दूसरा व्यावहारिक: वार्षिक निरीक्षणों में DPF जांच मानक बन चुकी है और शोर तथा धुएं के एमिशन मापने वाले परीक्षणों में फिल्टर रहित या खराब फिल्टर वाले वाहनों को पकड़ने की संभावना अधिक होती है। इसके अलावा, निरीक्षणों में पार्टिकुल नंबर (PN) मापन जोड़ने की बहसें जारी हैं; यानी निगरानी समय के साथ ढीली नहीं होगी, बल्कि कड़ी होने की ओर है।

निर्णय के लिए एक व्यावहारिक ढांचा

आप रेट्रोफिट मूल्यांकन को चार सवालों तक सीमित कर सकते हैं:

1. क्या आपके वाहन के लिए अनुमोदित, प्रलेखित कोई सिस्टम मौजूद है? Euro 6 से पहले के डीजल पैसेंजर वाहनों में यह बहुत संभवतः नहीं है।
2. क्या आपके वाहन की वास्तविक एग्जॉस्ट तापमान प्रोफाइल रीजनरेशन का समर्थन करती है? कम दूरी का, शहरी उपयोग इसका समर्थन नहीं करता।
3. क्या आपका क्षेत्र रेट्रोफिट किए गए वाहनों को स्वीकार करता है? नीदरलैंड के उदाहरण में यह स्वीकार नहीं है, लंदन में प्रमाणित उपकरण के साथ यह संभव है।
4. कुल लागत - उपकरण, इंस्टॉलेशन, आवधिक सफाई - आपको क्या लाभ देती है? एक पैसेंजर वाहन में 5.000-7.000 डॉलर का निवेश अक्सर वाहन के मूल्य के अनुपात में नहीं होता।

निष्कर्ष वाक्य स्पष्ट होना चाहिए: एक पुराने वाहन में पार्टिकुलेट फिल्टर लगाना, सही इंजन, सही उपयोग प्रोफ़ाइल और सही अनुमोदन के त्रय के एक साथ मिलने पर एक वैध इंजीनियरिंग समाधान है; जब इन तीन में से कोई एक अनुपस्थित होता है, तो यह पैसे और समय की हानि से आगे न बढ़ने वाला एक प्रयास भर है। भारी वाहनों और बेड़े के क्षेत्र में मूल्य सिद्ध यह तकनीक, पैसेंजर वाहन मालिक के लिए केवल असाधारण परिस्थितियों में ही अर्थपूर्ण है।

स्रोत

• Heavy-Duty DECS Installation and Maintenance FAQ
• Diesel particulate filters (DPF)
• Air Quality in Indiana: Retrofit Technology
• What is Retrofit?
• Which retrofit is valid?
• European Union: Low Emission Zones (LEZ)
• Clean Vehicle Retrofit Accreditation Scheme
• Study on retrofit technologies
• Evaluation of NOx emissions of a retrofitted Euro 5 passenger car
• Gasoline Particulate Filter (GPF) Technical Summary
• Particulate Filter Retrofit: Rules & Tips
• Diesel Retrofit Technology: Cost Analysis
• How an Aftertreatment System Works
• Diesel particulate filters and the MOT's integrity
• Is a DPF Delete Legal?
• How to comply with LEZ using retrofit