Filtar krutih čestica (DPF)

Filtar krutih čestica, sveopće skraćeno DPF, dio je za naknadnu obradu ispušnih plinova koji hvata sitnu čađu nastalu izgaranjem dizela prije nego što izađe iz ispušne cijevi. Dizelski motori, budući da gorivo izgaraju u nehomogenom, mjestimično bogatom plamenu, neizbježno stvaraju krute čestice, čađave čestice ugljika odavno povezane s crnim dimom te sa štetnim učincima na dišni i krvožilni sustav. DPF je upravo uređaj koji je suvremene dizele učinio vidljivo čistima, hvatajući golemu većinu te mase čestica.

Unutar metalnog kućišta nalazi se saćasti monolit, obično od keramike kordijerita ili silicijeva karbida, oblikovan u tisuće malih usporednih kanala. U uobičajenoj izvedbi s protokom kroz stijenku naizmjenični su kanali začepljeni na suprotnim krajevima, pa ispušni plin mora prolaziti kroz porozne stijenke kanala. Plin se provuče, ali su čestice čađe prevelike pa se talože na stijenkama, gdje se s vremenom nakupljaju. To je vrlo učinkovito i uklanja znatno više od devedeset pet posto broja čestica, no zarobljena čađa postupno začepljuje filtar i podiže protutlak u ispuhu, pa se mora povremeno čistiti.

Čišćenje filtra naziva se regeneracija i odvija se sagorijevanjem nakupljenog ugljika u ugljikov dioksid. Pasivna regeneracija odvija se neprekidno kad su temperature ispuha dovoljno visoke, kao pri bržoj vožnji autocestom, često uz pomoć dušikova dioksida koji djeluje kao oksidans. Kad opterećenje čađom previše naraste bez takvih uvjeta, motor pokreće aktivnu regeneraciju: ubrizgava dodatno gorivo, zakašnjava paljenje ili koristi plamenik nizvodno kako bi temperaturu ispuha podigao na oko 550 do 600 Celzijevih stupnjeva i namjerno spalio talog, što traje nekoliko minuta.

Upravo je ta ovisnost o toplini izvor najčešće poteškoće DPF-a u stvarnoj uporabi. Automobil koji se vozi samo na kratkim, hladnim relacijama s mnogo zaustavljanja možda nikada neće postići temperaturu potrebnu za dovršetak regeneracije; filtar se polako začepljuje, pale se kontrolne lampice, a vozilo se na koncu može odbiti regenerirati bez prisilnog ciklusa u radionici ili, u lošijim slučajevima, bez skupog čišćenja ili zamjene filtra. Vlasnicima takvih vozila obično se savjetuje povremena dulja vožnja većom brzinom. Keramika tijekom vijeka skuplja i nesagorivi pepeo iz uljnih aditiva, zbog čega se propisuju posebna dizelska motorna ulja s niskim udjelom pepela.

Ugrađen u praktički sve dizelske automobile od norme Euro 5 iz 2009. i dodatno pooštren pod normom Euro 6, DPF je jedan od nekoliko uređaja koji djeluju zajedno. On se bavi isključivo krutim česticama, dok selektivna katalitička redukcija, doziranjem AdBlue-a, svladava dušikove okside, a oksidacijski katalizator obrađuje nesagorjele ugljikovodike i ugljikov monoksid. Istovrijednica za benzinske motore, koja odgovara na porast čestica iz benzinskih jedinica s izravnim ubrizgavanjem, jest benzinski filtar krutih čestica.