Có Thể Lắp Thêm Bộ Lọc Hạt Bụi Cho Xe Cũ Sau Này Không?

Chia sẻ trang này
Việc lắp thêm lọc hạt cho một chiếc xe cũ về mặt kỹ thuật là khả thi đối với một số xe diesel; tuy nhiên, điều này không có nghĩa là chỉ hàn một chiếc vào đường ống xả. Một lần chuyển đổi thành công đòi hỏi việc lập trình lại bộ điều khiển động cơ, tích hợp cảm biến áp suất và nhiệt độ, cũng như sự phù hợp với hồ sơ sử dụng thực tế của xe. Các hệ thống được chứng nhận chỉ áp dụng cho một số ít dòng xe; còn những bộ lọc lắp không đúng quy cách thì không có giá trị về mặt đăng ký và kiểm định.
Những điểm nổi bật
- Chi phí chuyển đổi DPF nằm trong khoảng 5.000–7.000 $, thời gian lắp đặt kéo dài 6–8 giờ.
- Đối với chuyển đổi được chứng nhận, có thể yêu cầu đo nhiệt độ xả trên 260 °C trong ít nhất 25% thời gian trong quá trình vận hành thực tế.
- Việc lắp thêm GPF cho xe xăng về thực tế không phải là một giải pháp khả thi.
- Ở một số khu vực, xe đã chuyển đổi có thể vào vùng phát thải thấp; tuy nhiên điều kiện chứng nhận thay đổi tùy theo quốc gia.
- Ở Anh, không có hệ thống chuyển đổi được chứng nhận nào dành cho xe du lịch diesel trước Euro 6.
Chuyển đổi (Retrofit) thực sự có nghĩa là gì?
Chuyển đổi diesel là quá trình bổ sung một thiết bị kiểm soát khí thải vào động cơ nhằm làm sạch lượng khí thải thoát ra từ ống xả. Đây cũng không phải là lựa chọn duy nhất: thay động cơ bằng một khối động cơ hiện đại hơn (repower), cải thiện thông qua đại tu lớn, hoặc chuyển sang nhiên liệu thay thế cũng là những cách tiếp cận được xếp vào phạm trù chuyển đổi. Nhưng vấn đề của chúng ta là dạng phổ biến nhất: bộ lọc hạt được bổ sung vào đường ống xả.
Lọc hạt diesel (DPF) là một thiết bị xử lý khí thải, thu giữ và lưu giữ các hạt bồ kết trong khí xả bằng cách lọc chúng qua những bức tường gốm xốp. Điểm mấu chốt là: bộ lọc chỉ lưu giữ chứ không làm sạch vĩnh viễn. Bồ kết tích tụ được đốt cháy thông qua quá trình gọi là tái sinh. Trong tái sinh thụ động, bồ kết cháy liên tục khi nhiệt độ xả đủ cao; còn trong tái sinh chủ động, nhiệt được cung cấp từ bên ngoài bằng cách phun nhiên liệu vào hệ thống hoặc sử dụng bộ gia nhiệt điện. Nói cách khác, bộ lọc không đơn thuần là một chi tiết cơ khí, mà là một hệ thống phụ thuộc vào việc quản lý nhiệt độ. Thành công hay thất bại của các dự án chuyển đổi cũng hoàn toàn bắt nguồn từ sự phụ thuộc này.
Những điều kiện kỹ thuật tiên quyết để lắp DPF cho một chiếc xe cũ là gì?

Điều cần nói đến không phải là bản thân bộ lọc, mà là toàn bộ hệ thống xung quanh nó. Có ba tiêu đề bắt buộc: quản lý động cơ, tích hợp cảm biến và hình học hệ thống xả.
Quản lý động cơ và vấn đề tái sinh
Để DPF hoạt động, nhiệt độ xả cần đạt đến những giá trị rất cao; điều này cũng đồng nghĩa với việc thay đổi chiến lược điều khiển động cơ. Những động cơ được thiết kế với DPF ngay từ nhà máy sẽ điều chỉnh thời điểm phun nhiên liệu, lượng khí dư và hành vi của turbo tương ứng trong quá trình tái sinh. Một động cơ cũ không có chiến lược điều khiển này, và chiếc turbo hiện có có thể không chịu được nhiệt độ mà quá trình tái sinh đòi hỏi. Nói ngắn gọn, bộ lọc được thiết kế như một phần của một gói hệ thống hoàn chỉnh ngay từ nhà máy; không thể mua về và lắp đặt một cách độc lập.
Tích hợp cảm biến
Các hệ thống hiện đại tính toán thời gian tái sinh bắt buộc bằng cách theo dõi sự sụt áp trên bộ lọc. Các xe cũ không có những cảm biến này và bộ điều khiển động cơ (ECU) cũng không có cổng đọc dữ liệu từ chúng. Phần điện tử chỉ có thể lên kế hoạch tái sinh dựa trên ước lượng; không thể đo được lượng muội bám tích tụ nhiều hay ít. Ngoài ra, các động cơ bơm phân phối cũ cũng không có cơ chế nâng nhiệt độ khí thải một cách nhân tạo để tái sinh. Kết quả: nếu người lái không vận hành xe đủ mạnh - đặc biệt trong điều kiện sử dụng nội thành quãng đường ngắn - bộ lọc sẽ bị tắc và điều này có thể gây hại cho thiết bị cũng như động cơ. Sử dụng trong nội thành không được coi là phù hợp cho DPF lắp thêm.
Bắt buộc phải có dữ liệu nhiệt độ khí thải
Các chương trình phê duyệt nghiêm túc biến thực tế này thành con số bắt buộc. Cơ quan quản lý của California yêu cầu trước khi lắp một bộ lọc thụ động, nhiệt độ khí thải phải được đo và ghi lại trong ít nhất 24 giờ vận hành thực tế trên động cơ ứng viên; một điều kiện phê duyệt mẫu quy định nhiệt độ khí thải phải duy trì trên 260 °C trong ít nhất 25% thời gian. Nếu không đạt được ngưỡng này, bộ lọc thụ động không thể tái sinh và sẽ bị tắc. Nghĩa là câu trả lời cho vấn đề không nằm ở thương hiệu xe, mà nằm ở hồ sơ nhiệt của hệ thống xả.
Có Thể Lắp GPF Sau This Cho Xe Xăng Không?
Câu trả lời ngắn gọn là không. Bộ lọc hạt xăng (GPF) được lắp trên hệ thống xả của động cơ xăng phun trực tiếp (GDI) và hoạt động tích hợp chặt chẽ với bộ xúc tác, các cảm biến oxy và bản đồ động cơ. Trên thực tế không thể đảm bảo một GPF lắp thêm hoạt động đúng cách cùng với các hệ thống con này; có quá nhiều hệ thống con cần được hiệu chỉnh đồng bộ với nhau. Trên một xe sản xuất với GPF tại nhà máy, bộ lọc được nhúng vào toàn bộ logic điều khiển ngay từ đầu ra của động cơ; thiết lập sự toàn vẹn này sau này là một công việc kỹ thuật gần với việc phát triển một chiếc xe hoàn toàn mới.
Cũng có một tham chiếu về giới hạn kỹ thuật được vẽ ở đâu: trên một xe xăng phun trực tiếp, một GPF lắp thêm do các tổ chức chuyên môn đánh giá có thể giảm xuống dưới giới hạn số lượng hạt Euro 6c trong các chu kỳ phòng thí nghiệm. Điều này cho thấy bản thân bộ lọc có hiệu quả; nhưng là trong điều kiện phòng thí nghiệm, tương thích với bộ ECU và gói cảm biến. Không thể lặp lại thử nghiệm này một mình trong sử dụng hàng ngày và khi kiểm định.
Các Hệ Thống Retrofit Được Phê Duyệt Bao Gồm Những Xe Nào?
Retrofit chỉ có ý nghĩa về mặt pháp lý khi thiết bị vượt qua một cuộc phê duyệt độc lập. Chương trình xác minh tại California là ví dụ rõ nhất về sự phân loại này: các thiết bị được xếp hạng theo mức độ giảm hạt. Level 1 bao gồm các bộ xúc tác oxy hóa diesel giảm ít nhất 25% hạt, Level 2 là các bộ lọc dòng chảy giảm ít nhất 50%, còn Level 3 là các bộ lọc dòng qua tường (wall-flow) đạt mức giảm 85% hoặc phát thải thấp hơn. Để thiết bị có thể được lắp đặt, toàn bộ các điều kiện phê duyệt phải được đáp ứng; các điều kiện ví dụ có thể kể đến là động cơ phải được sản xuất trong các năm mẫu 1993-2006, không sử dụng EGR và ở cấu hình gốc đã được chứng nhận.
Ở phía châu Âu, bức tranh phức tạp hơn. Tại Đức, các tổ chức TÜV hướng dẫn về việc phê duyệt kỹ thuật và đăng ký các bộ lọc hạt bụi lắp thêm đã được phê duyệt; nghĩa là việc đăng ký với hệ thống đúng là khả thi. Ngược lại, phía xe du lịch rất hẹp: Chương trình retrofit được công nhận của Anh nêu rõ rằng không có và cũng không được phê duyệt hệ thống nào cho xe xăng Euro 3 trở về trước hoặc xe diesel Euro 5 trở về trước; đối với xe du lịch diesel trước Euro 6 thì không có hệ thống và cũng không được kỳ vọng. Điều này cho thấy retrofit được phê duyệt phần lớn tập trung vào xe hạng nặng, xe buýt và một số cấp động cơ cụ thể.
Tại sao bộ lọc lắp không đúng quy trình lại vô hiệu?
Ở California, mọi thay đổi đối với cấu hình động cơ đã được chứng nhận đều trái luật trừ khi có được sự miễn trừ; một bộ lọc lắp trái phép sẽ khiến xe không qua được kiểm tra khí thải. Tại Đức, một bộ lọc không có giấy chứng nhận phê duyệt sẽ không được chấp nhận trong kỳ kiểm định xe. Quy tắc chung là: Điều duy nhất có giá trị về đăng ký và kiểm định là một bản retrofit đã được chứng minh và phê duyệt. Một xi-lanh gốm mà thợ hàn tại tiệm ống xả làm ra không thay đổi được mức phát thải lẫn kết quả kiểm định. Thậm chí còn có một rủi ro theo hướng ngược lại: Ở Anh, việc DPF đã bị tháo bỏ hoặc có vết hàn lộ rõ trên thân là một tiêu chí đủ để xe lập tức trượt kỳ kiểm định hàng năm (MOT).
Retrofit có thực sự nâng cấp được phân hạng Euro của xe không?
Đây là câu hỏi gây nhầm lẫn nhất trong trang và câu trả lời mang tính khu vực. Trong Liên minh châu Âu, tại các vùng phát thải thấp (LEZ), mức phát thải của một xe có thể được nâng cấp bằng retrofit với thiết bị kiểm soát khí thải đã được phê duyệt như DPF. Lấy ví dụ Luân Đôn, nếu thiết bị retrofit được chứng nhận đáp ứng tiêu chuẩn phát thải yêu cầu (ví dụ Euro 4) thì xe có thể vào khu vực. Ngược lại, Hà Lan từ tháng 7/2013 yêu cầu đầy đủ điều kiện Euro 4 tại các vùng môi trường và không cho phép xe retrofit. Nghĩa là cùng một bộ lọc vật lý, ở thành phố này là tấm vé thông hành, ở thành phố kia thì không; yếu tố quyết định là quy tắc chấp nhận của vùng đó.
Phía xe hạng nặng, bức tranh khả quan hơn. Các đội xe tận dụng giải pháp retrofit, lắp DPF và SCR (xúc tác khử chọn lọc) để đưa phát thải xuống mức tương đương Euro 6/VI. Trong tài liệu nghiên cứu, một xe du lịch Euro 5 đã được retrofit với bộ phận SCR lắp dưới gầm và phát thải NOx được đo lường. Đánh giá năm 2020 của Ủy ban châu Âu cũng kết luận rằng retrofit có thể đóng vai trò quan trọng trong việc cho phép xe cũ tiếp cận các khu vực hạn chế giao thông vì chất lượng không khí. Tuy vậy, vẫn cần thận trọng: Phân hạng Euro là một chứng chỉ chính thức ghi trong hồ sơ đăng ký xe. Một retrofit đã được phê duyệt có thể mang lại một số quyền cụ thể như tiếp cận vùng phát thải thấp; nhưng nó không thay đổi phân hạng Euro trong hồ sơ ở mọi nơi và cho mọi mục đích.
Retrofit bền được bao lâu và tốn những gì?
Hãy nói bằng những con số. So sánh với dữ liệu chính thức, sự khác biệt giữa hai công nghệ retrofit rất rõ ràng:
| Công nghệ | Giảm PM | Chi phí đơn vị | Thời gian lắp đặt |
|---|---|---|---|
| Chất oxy hóa xúc tác diesel (DOC) | 40% | 1.000–1.500 $ | 1–2 giờ |
| DPF | 90% | 5.000–7.000 $ | 6–8 giờ |
DPF giảm hạt bụi 90% nhưng cái giá của hiệu suất này cũng tương xứng. Những điều cần biết thêm: DPF phải được sử dụng với nhiên liệu diesel lưu huỳnh siêu thấp (ULSD) và cho kết quả tốt nhất trên các động cơ diesel sản xuất sau năm 1995. Nhà sản xuất khuyến nghị làm sạch bộ lọc khoảng mỗi 160.000 km (100.000 dặm); bảo hành thường trong khoảng 160.000–240.000 km. Tuổi trung bình của các xe trang bị DPF retrofit trong khoảng 7–12 năm; nghĩa là đối tượng mục tiêu là những xe động cơ còn trẻ nhưng hạng khí thải đã lạc hậu. Về tính hiệu quả chi phí, phân tích của Cục Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ đặt DOC và DPF xúc tác retrofit trong khoảng 18.700–87.600 $ cho mỗi tấn chất gây ô nhiễm giảm được; trong khi đó, các nghiên cứu trên đội xe buýt xác nhận rằng DPF làm giảm lượng phát thải hạt nhanh chóng và với chi phí hợp lý.
Tắc nghẽn, kiểm định và rủi ro dài hạn
Hư hỏng phổ biến nhất của DPF retrofit là tắc nghẽn và gốc rễ nằm ở sự thiếu hụt nhiệt mà chúng ta đã mô tả ở trên. Đối với bộ lọc thụ động, nếu nhiệt độ khí xả không đạt đến ngưỡng thì thiết bị không thể tái sinh; tắc nghẽn quá mức có thể xảy ra ngay cả khi bảo dưỡng động cơ được ghi chép đầy đủ. Hệ thống nguyên bản có đèn báo DPF và giám sát ECU để cảnh báo người lái; trên bản retrofit, cơ sở hạ tầng này hầu như không có. Sự cố âm thầm lớn dần và bộ lọc lẫn động cơ có thể bị hư hại. Việc làm sạch định kỳ các bộ lọc gốm cũng là bắt buộc; khuyến nghị thông thường chỉ ra khoảng 120.000 km cho việc làm sạch, và tùy điều kiện vận hành, trung bình mỗi 500 km cho tái sinh.
Về phía kiểm định cũng có những người nghĩ ngược lại: một số người cố gắng loại bỏ vấn đề bằng cách tháo bộ lọc và thay đổi bản đồ ECU (chip tune). Con đường này bị chặn theo hai hướng. Thứ nhất là pháp lý: việc tháo DPF trên xe tải hợp pháp lưu hành là bất hợp pháp. Thứ hai là thực tế: kiểm tra DPF đã trở thành tiêu chuẩn trong các kỳ kiểm định hàng năm, và các bài đo tiếng ồn cùng khí thải khói có khả năng cao phát hiện ra những xe không có bộ lọc hoặc có bộ lọc bị lỗi. Ngoài ra, cuộc tranh luận về việc bổ sung đo số hạt (PN) vào kiểm định vẫn đang tiếp diễn; nghĩa là công tác kiểm định sẽ không nới lỏng theo thời gian mà ngày càng chặt chẽ hơn.
Một khung thực tế để ra quyết định
Bạn có thể rút gọn việc đánh giá retrofit thành bốn câu hỏi:
- Liệu có hệ thống đã được phê duyệt và chứng nhận cho xe của bạn không? Trên xe diesel du lịch trước Euro 6, rất có thể là không.
- Hồ sơ nhiệt độ khí xả thực tế của xe bạn có hỗ trợ tái sinh không? Đi quãng ngắn, sử dụng trong đô thị là không hỗ trợ.
- Khu vực bạn sinh sống có chấp nhận xe retrofit không? Ví dụ Hà Lan không chấp nhận, còn ở London có thể thực hiện với thiết bị được chứng nhận.
- Tổng chi phí - thiết bị, lắp đặt, vệ sinh định kỳ - mang lại cho bạn điều gì? Mức đầu tư 5.000-7.000 $ trên một xe con thường không tương xứng với giá trị của xe.
Câu kết luận cần rõ ràng: Lắp bộ lọc hạt trên xe cũ là một giải pháp kỹ thuật hợp pháp khi cả ba yếu tố đúng động cơ, đúng hồ sơ sử dụng và đúng phê duyệt cùng hội tụ; còn khi thiếu một trong ba yếu tố đó, nó chỉ là một nỗ lực không vượt qua được việc mất tiền và thời gian. Công nghệ này đã được chứng minh giá trị ở phía xe nặng và đội xe, nhưng đối với chủ xe con, nó chỉ có ý nghĩa trong những trường hợp ngoại lệ.
Nguồn tham khảo
- Câu hỏi thường gặp về lắp đặt và bảo trì DECS xe nặng
- Bộ lọc hạt động cơ diesel (DPF)
- Chất lượng không khí ở Indiana: Công nghệ cải tạo
- Cải tạo là gì?
- Loại cải tạo nào hợp lệ?
- Liên minh châu Âu: Vùng phát thải thấp (LEZ)
- Chương trình công nhận cải tạo xe sạch
- Nghiên cứu về các công nghệ cải tạo
- Đánh giá khí thải NOx của một xe con Euro 5 được cải tạo
- Tóm tắt kỹ thuật về bộ lọc hạt xăng (GPF)
- Cải tạo bộ lọc hạt: Quy định & Mẹo
- Công nghệ cải tạo diesel: Phân tích chi phí
- Hệ thống xử lý sau hoạt động như thế nào
- Bộ lọc hạt diesel và tính toàn vẹn của kỳ kiểm tra MOT
- Tháo bỏ DPF có hợp pháp không?
- Cách tuân thủ LEZ bằng cải tạo