Филтър за твърди частици (DPF)

Дизеловият филтър за твърди частици, познат повсеместно като DPF, е компонент за последваща обработка на изгорелите газове, който улавя фините сажди от дизеловото горене, преди да напуснат ауспуха. Дизеловите двигатели, понеже изгарят гориво в нееднороден, на места обогатен пламък, неизбежно образуват твърди частици — саждеви въглеродни частици, отдавна свързвани с черния дим и с увреждания на дихателната и сърдечно-съдовата система. DPF е устройството, благодарение на което съвременните дизели са видимо чисти, тъй като улавя огромната част от масата на тези частици.

Във вътрешността на металния му корпус стои клетъчно тяло, обикновено от керамика кордиерит или силициев карбид, оформено в хиляди малки успоредни канали. При разпространената конструкция с филтриране през стените редуващите се канали са запушени в противоположните си краища, което принуждава изгорелите газове да преминат през порестите стени на каналите. Газът минава, но саждевите частици са твърде големи и се отлагат по стените, където се натрупват с времето. Това е изключително ефективно и отстранява над деветдесет и пет процента от броя на частиците, но уловените сажди постепенно запушват филтъра и повишават противоналягането в ауспуха, затова той трябва периодично да се прочиства.

Прочистването на филтъра се нарича регенерация и работи чрез изгаряне на натрупания въглерод до въглероден диоксид. Пасивната регенерация протича непрекъснато, когато температурата на изгорелите газове е достатъчно висока, например при бързо движение по магистрала, често подпомогната от азотен диоксид, действащ като окислител. Когато количеството сажди стане твърде голямо без такива условия, двигателят задейства активна регенерация: впръсква допълнително гориво, забавя момента на запалване или използва горелка надолу по потока, за да повиши температурата на газовете до около 550–600 градуса по Целзий и целенасочено да изгори отлагането — процес, който трае няколко минути.

Тази зависимост от топлината е източникът на най-честия проблем на DPF в реална експлоатация. Автомобил, използван само за кратки, студени пътувания на къси разстояния, може никога да не достигне температурата, нужна за завършване на регенерация; филтърът бавно се запушва, появяват се предупредителни лампи и колата може в крайна сметка да откаже да регенерира без принудителен цикъл в сервиз или, в тежки случаи, без скъпо почистване или замяна на филтъра. На собствениците на такива автомобили обикновено се препоръчва да правят периодично по-продължително пътуване с по-високи скорости. Керамиката натрупва и негорима пепел от маслените присадки през живота си, поради което се предписват специални дизелови масла с ниско съдържание на пепел.

Монтиран на практика на всички дизелови автомобили след стандарта Евро 5 от 2009 година и допълнително затегнат при Евро 6, DPF е едно от няколко устройства, работещи в съгласие. Той се занимава конкретно с твърдите частици, докато селективната каталитична редукция с дозиране на AdBlue се справя с азотните оксиди, а окислителният катализатор обработва неизгорелите въглеводороди и въглеродния оксид. Аналогът при бензиновите двигатели, разработен заради нарастването на частиците от бензинови двигатели с директно впръскване, е бензиновият филтър за твърди частици.