Filtr cząstek stałych GPF i benzyna - na czym polega jego działanie?

Przez lata na rynku motoryzacyjnym mówiło się przede wszystkim o szkodliwości silników wysokoprężnych. Stąd nad jakością ich spalin inżynierowie bardzo intensywnie pracowali jeszcze od końca lat dziewięćdziesiątych. Niestety kilka lat temu okazało się, że w czasie w którym diesle kneblowane filtrami cząstek stałych i konwerterów katalitycznych stały się naprawdę czyste, silniki benzynowe zostały sporo w tyle.

Skutek tej sytuacji było dość dobrze widać po wprowadzeniu w życie nowego cyklu badana spalania WLTP. Na dość długi czas w gamie niektórych modeli zniknęły nie diesle, a... benzyniaki. Sytuacja bardzo jasno pokazała, że motory zasilane bezołowiową same z siebie nie staną się ekologiczne i nie będą w stanie spełniać wyśrubowanych norm emisji spalin. A to zmobilizowało producentów do działania.

Filtr cząstek stałych GPF - benzyna też go wymaga!

Na czym polega problem cząstek stałych w benzyniaku? Choć bezpośredni wtrysk paliwa jest nazywany ekologicznym dobrodziejstwem, niestety potęguje ilość sadzy wytwarzanej podczas eksploatacji. A wszystko za sprawą mieszanki paliwowej, która jest nierównomiernie rozprowadzona w cylindrze. Skutkiem okazuje się nie tylko często omawiane osadzanie się nagaru w silniku, ale też zwiększona emisja cząstek stałych do atmosfery poprzez układ wydechowy.

Problem sadzy wydalanej przez benzyniaki był znany producentom. Jako pierwszy postanowili go zniwelować inżynierowie Mercedesa. Filtr w roku 2014 stał się częścią 455-konnego silnika benzynowego 4.6 litra V8 biturbo montowanego m.in. w klasie S. Decyzja dotycząca zastosowania technologii w jednym z topowych motorów sprawiła, że o wynalazku naprawdę niewiele się mówiło. Mercedes w ten sposób wygrał jednak dość ważną rzecz. Stworzył sobie bezpieczne pole do testów na klientach. W końcu gdyby coś poszło nie tak z filtrem, łatwiej jest wezwać na akcję naprawczą kilkaset czy kilka tysięcy modeli S500, niż kilkadziesiąt lub kilkaset tysięcy A klas.

Dwa lata później na podobne rozwiązanie zdecydował się Volkswagen. Układ GPF (Gasoline Particular Filter) według zapowiedzi Niemców ma wyłapywać podczas jazdy nawet 90 proc. cząsteczek sadzy. Co więcej, dziś powoli staje się standardem w niemieckiej gamie. Jednak nie tylko silniki z serii TSI otrzymują ekologiczny kaganiec. Ten jest znany również w gamie francuskich modeli, a wszystko za sprawą takich jednostek jak 1.2 PureTech czy 1.3 TCe.

Filtr GPF - doświadczenie i… inne warunki pracy!

Jak filtr cząstek stałych sprawdza się w benzyniakach w praktyce? W chwili obecnej doświadczenia rynkowe z rozwiązaniem są zbyt krótkie, aby można było wysunąć odpowiedź ostateczną. Tak naprawdę system jest szerzej stosowany od zaledwie dwóch lat, a do tego proces największej popularyzacji dopiero znajduje się przed nim. W GPF cieszyć mogą mimo wszystko dwie rzeczy. Pierwszą jest doświadczenie jaką producenci wyciągnęli podczas wieloletnich prac nad DPF. To nieoceniona wiedza, która mogła pozwolić wydłużyć życie osadników stosowanych w benzyniakach.

Drugi aspekt dotyczy specyfiki pracy silnika benzynowego. Otóż z automatu wytwarza on spaliny o dużo wyższej temperaturze od diesli. Co to daje? W ten sposób dużo łatwiej w układzie wydechowym wytworzyć warunki sprzyjające przeprowadzeniu procesu wypalania sadzy. Dzięki temu procedura może być inicjowana częściej i wymagać krótszych okresów obciążenia silnika. Poza tym prawdopodobieństwo że zostanie przerwana przez kierowcę jest mniejsze, a tym samym trwałość GPF-ów powinna być wyższa.