Filtrul de particule diesel (DPF) este considerat una dintre cele mai pretențioase componente ale autoturismelor diesel moderne. Este complex și, în același timp, foarte scump. Cum este construit un filtru DPF? Cum trebuie condus un autoturism echipat cu DPF pentru a evita defecțiunile? Și cum poate fi protejat filtrul împotriva înfundării?
Primele filtre de particule au apărut pe autoturismele diesel încă din anii 1980, pentru a elimina fumul negru tipic al motoarelor diesel. La acea vreme erau folosite doar sporadic.
Niciun motor nu este capabil să amestece și să ardă complet combustibilul și aerul. Din reziduurile arderii incomplete se formează funinginea și alte particule solide, alcătuite din carbon, hidrocarburi, sulfați, oxizi de sulf, metale și apă.
Norma Euro 4 (2005–2006) a redus la jumătate limita de emisii de particule pentru autoturismele diesel, de la 0,05 g/km (Euro 3) la 0,025 g/km, iar norma Euro 5 (2009–2011) a coborât-o la doar 0,005 g/km – un nivel care, în practică, poate fi atins numai cu un filtru de particule. Producătorii auto au revenit astfel la o soluție deja cunoscută, iar filtrul de particule a devenit un echipament standard al autoturismelor diesel.
Soluțiile tehnice au evoluat în două direcții. Majoritatea producătorilor au folosit filtre DPF „uscate”, în timp ce producătorii francezi (Renault, Peugeot, Citroën) au introdus filtrele FAP, numite „umede”, deoarece funcționează cu un aditiv adăugat în combustibil, care ușurează arderea funinginii.
Cum este construit un filtru DPF?
Filtrul de particule face parte din sistemul de evacuare și este montat după convertorul catalitic, cu care seamănă și ca aspect: este o carcasă metalică rotundă sau plată.
Experiența acumulată de-a lungul anilor arată că, atunci când filtrul este amplasat aproape de motor, se înfundă mai rar. Este logic: cu cât gazele de eșapament sunt mai fierbinți, cu atât funinginea arde mai ușor.
Funcționarea filtrului este controlată de calculatorul motorului (ECU), care primește informații de la senzorul de presiune diferențială, ce măsoară presiunea înainte și după filtru, precum și de la senzorii de temperatură a gazelor de eșapament montați înainte și după filtru.
În interiorul carcasei metalice se află un monolit ceramic cu o structură foarte complexă, format din numeroase canale paralele, închise alternativ la un capăt: canalele de intrare sunt închise la capătul dinspre țeava de eșapament, iar cele de ieșire la capătul dinspre motor. Gazele de eșapament sunt obligate să treacă prin pereții poroși ai canalelor, care rețin particulele solide. Pereții sunt acoperiți cu platină și cu alte metale prețioase, motiv pentru care filtrele de particule sunt atât de scumpe.
Se poate curăța filtrul de particule singur?
În principiu, filtrul a fost proiectat ca un element autonom, care se curăță singur. Particulele reținute în pereții filtrului ard în timpul rulării normale, atunci când temperatura gazelor de eșapament ajunge la 400–600 °C. Dacă filtrul începe să se înfunde, problema ar trebui rezolvată prin regenerarea activă: calculatorul injectează combustibil suplimentar pentru a crește temperatura gazelor și a arde funinginea.
În practică, acest lucru nu funcționează întotdeauna, deoarece motoarele nu lucrează mereu în parametri optimi. Scăpările de gaze din camera de ardere, consumul ridicat de ulei sau injectoarele defecte accelerează înfundarea filtrului.
Unii producători au încercat să elimine problema complicând construcția sistemului. Un exemplu sunt motoarele diesel Toyota D-CAT, echipate cu un filtru complex, care îndeplinea și funcții preluate mai târziu de catalizatoarele SCR, precum și cu un injector suplimentar în sistemul de evacuare, destinat arderii funinginii. Această soluție a prelungit considerabil durata de viață a filtrului, dar nu a eliminat complet problema, iar filtrele de acest tip s-au dovedit mult mai scumpe decât cele obișnuite.
Concluzie
Sunt, așadar, filtrele de particule autonome? Pe de o parte da, pentru că nu au nevoie de nimic în plus (cu excepția aditivului, în cazul filtrelor FAP). Pe de altă parte, autoregenerarea are loc complet numai atunci când motorul este în stare perfectă de funcționare și stilul de conducere este adecvat. În caz contrar, un filtru înfundat poate duce la reparații costisitoare – iar soluția sigură este curățarea profesională a filtrului.