Filtru de particule diesel (DPF)

Filtrul de particule diesel, prescurtat universal DPF, este o componentă de post-tratare a gazelor de evacuare care captează funinginea fină produsă de arderea diesel înainte ca aceasta să iasă pe țeava de eșapament. Motoarele diesel, fiindcă ard combustibilul într-o flacără neomogenă, local bogată, creează inevitabil particule, acele particule de carbon asociate de mult cu fumul negru și cu efecte nocive asupra aparatului respirator și cardiovascular. DPF-ul este dispozitivul care a făcut motoarele diesel moderne vizibil curate, reținând marea majoritate a acelei mase de particule.

În interiorul carcasei sale metalice se află un monolit tip fagure, de obicei din ceramică de cordierit sau carbură de siliciu, format din mii de canale paralele mici. În varianta uzuală, cu curgere prin perete, canalele alternative sunt astupate la capete opuse, silind gazele de evacuare să treacă prin pereții poroși ai canalelor. Gazul se strecoară, dar particulele de funingine sunt prea mari și se depun pe pereți, unde se acumulează în timp. Procedeul este foarte eficient, reținând cu mult peste nouăzeci și cinci la sută din numărul de particule, dar funinginea captată înfundă treptat filtrul și crește contrapresiunea la evacuare, așa că filtrul trebuie curățat periodic.

Curățarea filtrului se numește regenerare și funcționează prin arderea carbonului acumulat, transformându-l în dioxid de carbon. Regenerarea pasivă are loc continuu, atunci când temperaturile gazelor de evacuare sunt suficient de ridicate, ca la o rulare rapidă pe autostradă, ajutată adesea de dioxidul de azot care acționează ca oxidant. Când încărcarea cu funingine devine prea mare fără astfel de condiții, motorul declanșează regenerarea activă: injectează combustibil suplimentar, întârzie aprinderea sau folosește un arzător în aval pentru a ridica temperatura gazelor în jurul a 550 până la 600 de grade Celsius și a incinera deliberat depunerea, proces care durează câteva minute.

Această dependență de căldură este sursa celei mai frecvente dificultăți a DPF-ului în condiții reale. O mașină folosită doar pentru drumuri scurte, reci, în trafic de tip oprește-pornește, poate să nu atingă niciodată temperatura necesară pentru a finaliza o regenerare; filtrul se înfundă încet, apar martorii de avertizare, iar vehiculul poate ajunge să refuze regenerarea fără un ciclu forțat în service sau, în cazuri grave, fără un filtru curățat ori înlocuit, costisitor. Posesorilor unor astfel de vehicule li se recomandă de obicei o rulare ocazională, susținută, la viteză mai mare. Ceramica acumulează de-a lungul vieții și cenușă necombustibilă din aditivii uleiului, motiv pentru care se prescriu uleiuri de motor specifice diesel, cu conținut redus de cenușă.

Montat practic pe toate autoturismele diesel de la norma Euro 5 din 2009 și impus și mai strict prin Euro 6, DPF-ul este unul dintre mai multe dispozitive care lucrează împreună. El se ocupă în mod specific de particule, în timp ce reducerea catalitică selectivă, cu dozare de AdBlue, combate oxizii de azot, iar un catalizator de oxidare tratează hidrocarburile nearse și monoxidul de carbon. Echivalentul pentru motoarele pe benzină, care răspunde creșterii particulelor de la motoarele pe benzină cu injecție directă, este filtrul de particule pe benzină (GPF).