Benzin-részecskeszűrő (GPF)

A benzin-részecskeszűrő – rövidítve GPF (Gasoline Particulate Filter), néha OPF vagy PPF néven is – olyan kipufogórendszer-elem, amely felfogja a modern benzinmotorok által termelt mikroszkopikus koromrészecskéket. A dízelautókon évek óta alkalmazott dízel-részecskeszűrő benzines megfelelője. Megjelenése a mai benzinmotorok kínos igazságát tükrözi: bár a benzin égését sokáig koromtól mentesnek tartották, a közvetlen befecskendezésre való áttérés újra előhozta a részecskeproblémát, amelyet most már kezelni kell.

Az igény kifejezetten a közvetlen befecskendezésű benzinmotorok miatt merült fel. Amikor az üzemanyagot egyenesen az égéstérbe porlasztják, nem pedig a szívócsatornába, kevesebb idő marad arra, hogy egyenletesen összekeveredjen a levegővel, és egyes cseppek helyileg dús keverékű zónákban égnek el. Ez a tökéletlen égés finom kormot termel, köztük az egészségügyi szabályozók által aggályosnak tartott, igen apró, ultrafinom részecskéket. Ahogy a közvetlen befecskendezés hatékonysági és teljesítménybeli előnyei miatt elterjedt, a benzinmotorok olyan részecskeszámot kezdtek kibocsátani, amelyet a korábbi szívócsöves befecskendezésű motorok nem, és ez váltotta ki a szabályozói választ.

Maga a szűrő méhsejt szerkezetű, jellemzően kordieritből vagy szilícium-karbidból, sok kis párhuzamos csatornával. A csatornákat felváltva, ellentétes végükön lezárják, így a kipufogógázt a porózus csatornafalakon átáramlani kényszerítik. A falak átengedik a gázt, de megfogják a szilárd koromrészecskéket, gyakran a részecskeszám 90 százaléknál is jobb csökkentését elérve. A felfogott korom idővel felhalmozódik, és időnként el kell égetni egy regenerációnak nevezett folyamatban.

A GPF jelentős előnye a dízeles megfelelőjéhez képest éppen a regenerációt érinti. A benzinmotorok sokkal melegebben járnak, kipufogógáz-hőmérsékletük gyakran elég magas ahhoz, hogy a felgyülemlett kormot normál vezetés közben folyamatosan és passzívan elégesse, így a szűrő a legtöbb körülmény között külön beavatkozás nélkül megtisztítja magát. Ezzel elkerülhető a dízelszűrőknél megszokott aktív regenerációs gond, ahol a rövid, hideg utak megakadályozhatják, hogy a szűrő elérje a tisztuláshoz szükséges hőmérsékletet, és így eltömődéshez vezethetnek. A GPF-et gyakran a katalizátorral közös házba is integrálják, hogy helyet takarítsanak meg és kihasználják az ott már meglévő hőt.

A benzin-részecskeszűrők az európai kibocsátási szabályozás Euro 6d fokozatától váltak általánossá, amikor szigorúbb részecskeszám-határértékeket vezettek be a benzinautókra, hogy a dízelekkel egy szintre hozzák őket. A mindennapi használatban jórészt karbantartásmentesek, bár minden kipufogásbeli szűkülethez hasonlóan ők is okoznak némi áramlási veszteséget, egy sérült vagy elszennyeződött szűrő pedig idővel cserét igényelhet.

A GPF az utókezelő berendezések családjába tartozik, és összehasonlítás, valamint kapcsolódás révén érthető meg leginkább. A dízel-részecskeszűrő közvetlen megfelelője, elsősorban a közvetlen befecskendezésből származó korom kezelésére létezik, a gáz halmazállapotú szennyezőket kezelő katalizátorral együtt működik, és az Euro 6-os kibocsátási szabvány tette széles körben elterjedtté.