Филтър за твърди частици при бензинови двигатели (GPF)

Филтърът за твърди частици при бензинови двигатели, съкратено GPF и наричан понякога PPF, е елемент от изпускателната система, който улавя микроскопичните частици сажда, образувани от съвременните бензинови двигатели. Той е бензиновият еквивалент на филтъра за твърди частици при дизела, който се монтира на дизеловите коли вече от години. Появата му отразява една неудобна истина за съвременните бензинови двигатели: макар че бензиновото горене дълго време се смяташе за чисто от сажди, преходът към директно впръскване отново породи проблем с твърдите частици, който вече трябва да се контролира.

Нуждата възникна именно заради бензиновото директно впръскване. Когато горивото се впръсква направо в горивната камера, а не във всмукателния канал, остава по-малко време то да се смеси равномерно с въздуха и част от капчиците изгарят в локални зони с прекалено богата смес. Това непълно горене образува фина сажда, включително много малки ултрафини частици, които тревожат здравните регулатори. С масовото навлизане на директното впръскване заради ползите му за ефективността и мощността бензиновите двигатели започнаха да отделят такъв брой частици, каквито по-старите двигатели с впръскване в колектора не отделяха, което предизвика регулаторна реакция.

Самият филтър е пчелна структура, обикновено от кордиерит или силициев карбид, с голям брой малки успоредни канали. Съседните канали са запушени в противоположните си краища, което принуждава отработените газове да преминават през порестите стени на каналите. Стените пропускат газа, но улавят твърдите частици сажда, като често постигат намаление на броя частици с над 90 процента. Уловената сажда се натрупва с времето и трябва периодично да се изгаря в процес, наречен регенерация.

Съществено предимство на GPF пред дизеловия му аналог е свързано с регенерацията. Бензиновите двигатели работят много по-горещо, като температурата на отработените газове често е достатъчно висока, за да изгаря натрупаната сажда непрекъснато и пасивно по време на нормално каране, така че в повечето случаи филтърът се самопочиства без специална намеса. Това избягва много от проблемите с активната регенерация, свързани с дизеловите филтри, при които кратките пътувания при студен двигател могат да попречат на филтъра да достигне нужната температура за прочистване и да доведат до запушване. GPF често е вграден в същия корпус като катализатора, за да се спести място и да се използва вече наличната там топлина.

Филтрите за твърди частици при бензинови двигатели се разпространиха масово от етапа Euro 6d на европейските норми за емисии, когато бяха въведени по-строги ограничения за броя частици при бензиновите коли, за да се изравнят с дизеловите. В ежедневието те до голяма степен не изискват поддръжка, макар че като всяко ограничение в изпускателната система създават съвсем малко съпротивление на потока, а повреден или замърсен филтър в крайна сметка може да наложи подмяна.

GPF принадлежи към семейство устройства за последваща обработка на газовете и се разбира най-добре чрез сравнения и връзки. Той е пряк аналог на филтъра за твърди частици при дизела, съществува главно за да управлява саждите от директното впръскване, работи заедно с катализатора, който обработва газообразните замърсители, и беше наложен в широка употреба от стандарта за емисии Euro 6.