Filtr GPF - czym się różni od DPF?

W praktyce niemal każdy producent od 2018 roku musi wyposażyć w takie urządzenie samochód, który jest napędzany silnikiem benzynowym z wtryskiem bezpośrednim. Taki rodzaj zasilania powoduje, że samochody benzynowe są bardzo ekonomiczne i tym samym emitują mało CO2.  Drugą stroną medalu jest wysoka emisja cząstek stałych, tzw. sadzy. To cena, jaką musimy płacić za ekonomiczność nowoczesnych aut oraz walkę z dwutlenkiem węgla.

Cząstki stałe są wyjątkowo toksyczne i szkodliwe dla organizmów, dlatego normy emisji Euro 6 i wyższe regularnie obniżają ich zawartość w spalinach. Dla producentów samochodów jednym z tańszych i skutecznym rozwiązaniem problemu jest montaż filtrów GPF. 

GPF to skrót od angielskiego Gasoline Particulate Filter. Niemiecka nazwa to  Ottopartikelfilter (OPF). Są to nazwy analogiczne do DPF (ang. Diesel Particulate Filter lub niem. Dieselpartikelfilter). Analogiczny jest także cel stosowania - filtr cząstek stałych ma za zadanie wyłapywać ze spalin sadzę i gromadzić ją we wnętrzu. Po napełnieniu filtra sadza ta jest wypalana z jego wnętrza poprzez odpowiedni proces sterowania układem zasilania. 

Największa różnica pomiędzy DPF a GPF

I tu dochodzimy do największej różnicy, czyli już samej pracy filtra w warunkach rzeczywistych. Otóż silniki benzynowe pracują w taki sposób, że spaliny mają wyższą temperaturę. Co za tym idzie, sam proces wypalania sadzy może przebiegać rzadziej, bo już w czasie normalnej eksploatacji sadza jest częściowo z filtra GPF usuwana. Do tego nie trzeba aż tak wyśrubowanych warunków jak w przypadku DPF. Z powodzeniem GPF wypala się nawet w mieście, pod warunkiem, że nie działa system star&stop. 

Druga różnica to przebieg wspomnianego procesu. W dieslach jest on uruchamiany przez podanie większej, niż jest w stanie spalić silnik, dawki paliwa. Jej nadmiar trafia z cylindrów do układu wydechowego, gdzie w wyniku wysokiej temperatury jest spalana, a tym samym tworzy się wysoka temperatura w samym filtrze DPF. Ta z kolei powoduje wypalanie sadzy. 

W silniku benzynowym proces wypalania sadzy przebiega w taki sposób, że mieszanka paliwo-powietrze zostaje zubożona, co tworzy jeszcze wyższą niż w normalnych warunkach temperaturę spalin. To umożliwia pozbycie się sadzy z filtra. 

Ta różnica pomiędzy tzw. procesem regeneracji filtra DPF a GPF jest o tyle istotna, że w przypadku diesla nieudany przebieg tego procesu kończy się nierzadko przedostaniem się nadmiaru paliwa do układu smarowania. Olej napędowy miesza się z olejem smarującym, rozrzedza go, zmienia jego skład i nie dość, że podnosi poziom, to jeszcze naraża silnik na wyższe tarcie. W silniku benzynowym nie ma konieczności podawania nadmiaru paliwa, ale nawet w takiej sytuacji benzyna szybko odparowałaby z oleju. 

Pozwala to podejrzewać, że filtry GPF będą przysparzać kierowcom mniej kłopotów niż DPF. Warto przy tym dodać, że konstruktorzy silników i ich układów oczyszczania spalin mają już ponad 20 lat doświadczenia w temacie filtrów cząstek stałych i są to dopracowane konstrukcje. Obecnie ich trwałość, pomimo pracy w dużo mniej korzystnych warunkach (jeszcze wyższe ciśnienie wtrysku) niż dawniej, jest znacznie większa niż na początku lat 2000. 

Co może być problemem?

Sam fakt, z którego wynika stosowanie filtra GPF. Rosnące ciśnienie wtrysku, zubażanie mieszanki i jej słaba jednorodność (mieszanka powstaje tuż przed zapłonem) powoduje, że silnik z wtryskiem bezpośrednim tworzy cząstki stałe, w przeciwieństwie do silnika z wtryskiem pośrednim, który ich nie wytwarza. Praca w takich warunkach powoduje, że sam silnik i jego części są narażone na przyspieszone zużycie, duże obciążenie termiczne, niekontrolowane samozapłony paliwa. Mówiąc prostym językiem - silniki benzynowe, które potrzebują filtra GPF mają tendencję do "samodestrukcji", gdyż głównym ich celem jest wytwarzanie jak najmniejszych ilości CO2. 

Dlaczego więc nie pozostać przy wtrysku pośrednim?

Tu wracamy do źródła problemu - emisja CO2. Gdyby nikomu nie przeszkadzało wyższe zużycie paliwa i tym samym CO2, to nie byłoby problemu. Niestety, i tu na producentów aut są nałożone restrykcje. Ponadto, silniki z wtryskiem pośrednim nie są tak wydajne i elastyczne jak te z wtryskiem bezpośrednim. Przy podobnym zużyciu paliwa nie są w stanie zapewnić zbliżonych osiągów - mocy maksymalnej, momentu obrotowego przy niskich obrotach. Natomiast słabe i nieekonomiczne silniki coraz mniej interesują klientów.

Mówiąc bezpośrednio - jeśli nie chcesz mieć problemu z GPF i wtryskiem bezpośrednim, kupując nowy samochód, wybierz miejskie autko z małą jednostką lub SUV-a Mitsubishi. Sprzedaż aut tej marki pokazuje, jak niewiele osób się na to decyduje. Choć brzmi to brutalnie, to głównie klientów można obwiniać za to, w co sami się wpędzili.