DPF (Diesel Particulate Filter)

Dieselové motory mají ve výfukových plynech poměrně vysoký obsah karcinogenních mikročástic. Tato emisní složka nejde odbourat pomocí klasického katalyzátoru, a proto byl vyvinut tzv. filtr pevných částic, který je schopen zachytit více jak 95% těchto uhlíkových mikročástic.

Filtr pevných částic je většinou označován jako DPF (Diesel Particulate Filter) nebo FAP (Filtre A Particules). Toto zařízení umožňuje vznětovým motorům dosáhnout nižší produkce pevných částic a plnit tak emisní předpisy. V každém vznětovém motoru vznikají při spalování paliva pevné částice (saze), jejich množství je odvislé od kvality spalování. Ta závisí na mnoha parametrech motoru, jako jsou přívod nasávaného vzduchu, způsob vstřikování paliva a rozložení plamene, ale i složení a kvalita paliva.

Princip:

Filtr pevných částic tvoří keramické těleso s voštinovou strukturou vytvořenou z karbidu křemíku, které je umístěno v kovovém plášti. Tělesem filtru procházejí výfukové plyny skrze pórovitou keramickou stěnu, ve které jsou pevné částice zachycovány. Aby nedocházelo k zanesení a ucpání filtru, jsou zachycené částečky spalovány a přeměňovány na oxid uhličitý (CO2) – tzv. regenerace filtru.

Regenerace filtru (tzv. vyhoření) je automatický proces trvající několik minut a nijak neovlivňující vnější projev motoru. Vlastní proces spalování pevných částic se děje při teplotách 600 – 650 °C. Takových teplot však dosahují spaliny u vznětových motorů jen při maximálním zatížení. Proto je dosažení zápalné teploty řešeno dvěma způsoby:

Systém s přídavným aditivem
Z přídavné nádržky je automaticky dávkováno aditivum přímo do palivové nádrže při každém jejím dotankování. Aditivum v nádržce vystačí přibližně na 100.000 km podle výrobce a jeho množství je kontrolováno elektronikou. V případě sníženého množství aditiva je řidič vyzván k návštěvě servisu.

Systém bez aditiva
Tento systém pracuje bez jakýchkoliv aditiv a je bezúdržbový. Existují dva režimy činnosti:
pasivní regenerace – při teplotách výfukových plynů 350 – 500°C dochází katalytickým spalováním automaticky k přeměně zachycených pevných částic na CO2
aktivní regenerace – přibližně po 1000 ujetých kilometrech je prostřednictvím krátkodobé změny spalovacího procesu zvýšena teplota výfukových plynů na 600°C a dojde ke spálení zachycených částic ve filtru

 

 

 

Historie:

Filtr pevných částic byl používán u stacionárních strojů již v roce 1980. Do automobilů se dostal mnohem později, dá se říct, že až s boomem vznětových motorů pro osobní vozy a se zpřísněním emisních předpisů. První standardně montovaný filtr pevných částic se objevil u nové generace motorů HDi (Peugeot a Citroen) až v roce 2000. Jeho prosazení do sériové výroby lze považovat za stejně významný krok, jako bylo zavedení katalyzátorů.

Co jste nevěděli:

Lze používat bionaftu, když má automobil filtr pevných částic?
Bionaftu (RME – Rapeseed Methylester) nelze z technických důvodů používat pro vozidla vybavená filtrem pevných částic. Bionafta má totiž vyšší reakční teplotu než motorová nafta, díky tomu by mohla být regenerace neúplná. V důsledku častějších výskytů regeneračních fází

Co jsou pevné částice?
V každém vznětovém motoru vznikají při spalování nafty pevné částice (saze, particulate matter, PM). Částice jsou tvořeny množstvím nejrůznějších látek. Základ tvoří částice uhlíku o velikosti přibližně 0,05 mikrometru, na niž jsou nabaleny různé uhlovodíky, voda a sulfidy pocházející ze zbytků paliva a oleje. Dále je zde malé množství oxidů kovů vznikajících oděrem uvnitř motoru. Pevné částice jsou karcinogenní, proto jsou nebezpečné.

 

 

Text: Jan Sajdl