Filtar čestica za benzinske motore (GPF)

Filtar čestica za benzinske motore, skraćeno GPF (a ponekad nazivan i PPF), ispušni je sklop koji hvata mikroskopske čestice čađe nastale u modernim benzinskim motorima. Riječ je o benzinskome ekvivalentu filtra čestica za dizelske motore koji se već godinama ugrađuje u dizelske automobile. Njegova pojava odražava neugodnu istinu o suvremenim benzinskim motorima: iako se izgaranje benzina dugo smatralo čistim od čađe, prelazak na izravno ubrizgavanje goriva ponovno je uveo problem čestica koji se sada mora kontrolirati.

Potreba je nastala upravo zbog izravnoga ubrizgavanja benzina. Kada se gorivo raspršuje izravno u prostor izgaranja, a ne u usisni kanal, ostaje manje vremena da se ravnomjerno pomiješa sa zrakom, pa neke kapljice izgaraju u lokalno bogatim džepovima. To nepotpuno izgaranje stvara finu čađu, uključujući vrlo male ultrafine čestice koje zabrinjavaju zdravstvene regulatore. Kako se izravno ubrizgavanje proširilo zbog svojih prednosti u učinkovitosti i performansama, benzinski motori počeli su ispuštati broj čestica kakav stariji motori s ubrizgavanjem u kanale nisu imali, što je potaknulo regulatorni odgovor.

Sam je filtar saćasta struktura, obično od kordierita ili silicijeva karbida, s velikim brojem malih usporednih kanala. Susjedni kanali začepljeni su na suprotnim krajevima, prisiljavajući ispušni plin da prođe kroz porozne stijenke kanala. Stijenke propuštaju plin, ali zarobljavaju krute čestice čađe, često postižući smanjenje broja čestica veće od 90 posto. Zarobljena čađa nakuplja se s vremenom te se mora povremeno spaliti u postupku koji se naziva regeneracija.

Značajna prednost GPF-a nad dizelskim parnjakom tiče se regeneracije. Benzinski motori rade mnogo toplije, a temperature ispuha često su dovoljno visoke da nakupljenu čađu spaljuju neprekidno i pasivno tijekom uobičajene vožnje, pa se filtar sam čisti bez posebnoga zahvata u većini uvjeta. Time se izbjegavaju brojne neugodnosti aktivne regeneracije svojstvene dizelskim filtrima, kod kojih kratke vožnje na hladnome mogu spriječiti filtar da dosegne temperaturu potrebnu za čišćenje, što vodi do začepljenja. GPF se često ugrađuje u isto kućište s katalizatorom radi uštede prostora i iskorištavanja već prisutne topline.

Filtri čestica za benzinske motore postali su uobičajeni od stupnja Euro 6d europskih propisa o emisijama, kada su strože granice broja čestica primijenjene na benzinske automobile kako bi se izjednačili s dizelskima. U svakodnevnoj su uporabi uglavnom bez održavanja, premda, kao i svako ograničenje protoka u ispuhu, nameću vrlo mali gubitak, a oštećeni ili onečišćeni filtar može na kraju zahtijevati zamjenu.

GPF pripada obitelji uređaja za naknadnu obradu ispuha i najbolje ga je razumjeti usporedbom i povezivanjem. Izravan je parnjak filtra čestica za dizelske motore, postoji ponajprije radi upravljanja čađom iz izravnoga ubrizgavanja, surađuje s katalizatorom koji obrađuje plinovite onečišćivače te ga je u široku uporabu uvela norma Euro 6.