Filtr pevných částic benzinových motorů (GPF)

Filtr pevných částic benzinových motorů, zkráceně GPF a někdy označovaný jako PPF (petrol particulate filter), je komponent výfukového systému, který zachycuje mikroskopické sazové částice produkované moderními benzinovými motory. Jde o benzinovou obdobu filtru pevných částic dieselových motorů (DPF), který se u naftových aut používá řadu let. Jeho příchod odráží nepohodlnou pravdu o dnešních benzinových motorech: ačkoli se spalování benzinu dlouho považovalo za prakticky bez sazí, přechod na přímé vstřikování přinesl zpět problém s pevnými částicemi, který je nyní třeba řešit.

Potřeba vznikla právě kvůli přímému vstřikování benzinu. Když se palivo vstřikuje rovnou do spalovacího prostoru namísto do sacího kanálu, zbývá méně času na jeho rovnoměrné promísení se vzduchem a část kapek shoří v lokálně přebohatých oblastech. Toto nedokonalé spalování produkuje jemné saze včetně velmi malých ultrajemných částic, které znepokojují hygienické orgány. S tím, jak se přímé vstřikování rozšířilo díky své účinnosti a výkonovým přednostem, začaly benzinové motory vypouštět taková množství částic, jaká dřívější motory se vstřikováním do sání neznaly, a regulatorní reakce na sebe nenechala čekat.

Samotný filtr má podobu voštinové struktury, obvykle z kordieritu nebo karbidu křemíku, s velkým počtem drobných paralelních kanálků. Sousední kanálky jsou střídavě uzavřeny na opačných koncích, takže výfukové plyny jsou nuceny procházet porézními stěnami mezi nimi. Stěny propouštějí plyn, ale zachycují pevné sazové částice, často s účinností přes 90 procent z hlediska počtu částic. Zachycené saze se postupně hromadí a musejí se občas vypálit při procesu zvaném regenerace.

Velkou výhodou GPF oproti naftovému protějšku je právě regenerace. Benzinové motory pracují při výrazně vyšších teplotách a teplota výfukových plynů často dosahuje hodnot, při kterých nahromaděné saze průběžně a pasivně shoří už za běžné jízdy, takže se filtr ve většině podmínek čistí sám bez zvláštního zásahu. Tím se vyhne řadě potíží spojených s aktivní regenerací u DPF, kde krátké studené jízdy mohou bránit dosažení teploty nutné k vypálení, což vede k ucpávání. GPF bývá také často integrován do společného pouzdra s katalyzátorem, aby se ušetřilo místo a využilo teplo, které je tam již k dispozici.

Filtry pevných částic benzinových motorů se rozšířily od stupně Euro 6d evropské emisní normy, kdy byly zavedeny přísnější limity počtu částic i pro benzinová auta, aby se srovnala s naftovými. V běžném provozu jsou prakticky bezúdržbové, ovšem jako každé omezení výfukového toku přinášejí drobnou ztrátu průtoku a poškozený nebo zanesený filtr může nakonec vyžadovat výměnu.

GPF patří do rodiny zařízení pro dodatečnou úpravu výfukových plynů a nejlépe se mu porozumí v širších souvislostech. Je přímou obdobou DPF, vznikl hlavně kvůli sazím z přímého vstřikování, pracuje vedle katalyzátoru, který se stará o plynné škodliviny, a do širokého použití jej dovedla emisní norma Euro 6.