Filtru de particule pentru motoare pe benzină

Filtru particule pentru motoare pe benzină

Datorită temperaturii de evacuare mai ridicate și a principiului de ardere diferit, filtrul de particule de funingine din motoarele pe benzină este curățat continuu în condiții normale. Spre deosebire de motorină, regenerarea nu necesită o creștere a dozei de combustibil, deci nu există pericolul diluării uleiului cu benzină.

Standardele Euro 6c și 6d privind emisiile de eșapament includ o nouă validare a valorilor măsurate în funcționare efectivă. Modificările tehnice necesare impuse de reguli mai stricte includ utilizarea filtrelor de particule pentru motoarele cu injecție directă pe benzină. În practică, acest lucru înseamnă pentru aproape toate unitățile pe benzină, cu excepția celor mai simple motoare din mașinile mici și a motoarelor atmosferice din uzinele hibride.

Deși acest lucru pare să fie legat de noua metodologie de măsurare, nu este. Sosirea ei a fost cunoscută de ceva timp în avans și este legată de alinierea condițiilor pentru motoarele diesel și pe benzină.

Același principiu, practică diferită – Filtru de particule pentru motoare pe benzină

Deoarece filtrele de particule au același scop pentru motoarele pe benzină și diesel, principiul lor de bază de funcționare este același. Acesta constă în plasarea unei căptușeli ceramice în țeava de eșapament, care într-o structură foarte fină, colectează particule fine, invizibile individual din gazele de eșapament prin combinarea gazelor prin jaluzea și pasaje.

Așa-numitul senzor de presiune diferențială compară debitul de evacuare în amonte și în aval al filtrului pentru a determina nivelul de încărcare a filtrului. Când filtrul este încărcat peste nivelul normal de funcționare, electronica de comandă a motorului trebuie să inițieze o aprindere forțată sau regenerarea filtrului pentru a asigura funcționalitatea mașinii.

Un filtru simplu de particule de funingine are mai multe abrevieri diferite în lumea mașinilor pe benzină, dar toate înseamnă același lucru: GPF, care în engleză înseamnă „Filtru de particule pe benzină”. Spre deosebire de motoarele diesel, abrevierea germană este diferită, și anume OPF („Ottopartikelfilter”). Acest lucru, de exemplu, apare în textele lui Skoda, care, având în vedere schimbul de tehnologie cu VW german, ne poate surprinde. Terminologia franceză pe de altă parte, nu face nicio distincție între filtrele pe benzină și cele pe motorină. O denumire alternativă pentru combinația de filtru și catalizator într-un singur corp (cGPF) este un catalizator cu patru căi care subliniază faptul că o nouă funcție a fost adăugată catalizatorului cu trei căi existent.

Filtru particule pentru motoare pe benzină – Regenerarea filtrelor sperie mașinile diesel moderne. Pentru a arde DPF (filtru de funingine diesel), este necesar să creșteți temperatura gazelor de eșapament prin creșterea cantității de injecție de combustibil – indiferent dacă este injectat direct în butelii sau printr-un injector special în gazele de eșapament. Prin urmare, mașina este mai greu de condus și consumă mai mult. În plus, eventuala întrerupere a regenerării duce la umplerea suplimentară a filtrului.

Nu este cazul unui filtru pe benzină numit GPF. Inginerii producătorilor de automobile jură că, odată cu utilizarea normală a mașinilor pe benzină cu GPF, nu va exista deloc o regenerare forțată. Această afirmație este susținută de două argumente fizice. Pe de o parte, motoarele pe benzină au o temperatură de evacuare mai mare, astfel încât GPF se va încălzi și la o temperatură mai mare în timpul funcționării și va avea șanse mai mari de a arde continuu în timpul conducerii. Pe de altă parte, pornirea filtrului va ajuta la modul de frânare a motorului – adică la deplasarea fără accelerație cu treapta cuplată. În această situație, motorul pompează doar aerul de admisie fără a injecta combustibil. Concentrația naturală de oxigen este suficientă pentru ca particulele încălzite să ardă în filtrul încălzit.

Cu toate acestea, regenerarea forțată a GPF poate fi aplicată în continuare – de obicei la declanșări scurte cu motor rece. Din multe alte motive, un motor pe benzină cu injecție directă nu este o soluție ideală pentru astfel de aplicații, dar situația de pe piață este că majoritatea mașinilor noi au o acționare mai potrivită, adică un motor cu injecție directă sau într-o versiune hibridă sau electrică pură.

Regenerarea este exact opusul DPF

Ca și în cazul turbodieselului, filtrul înfundat trebuie ars prin creșterea artificială a temperaturii de evacuare și aprinderea particulelor. Motorul pe benzină nu trebuie să mărească doza de combustibil care poate fi apoi diluată cu ulei sau în cazul în care regenerarea nu reușește să înfundeze filtrul.

Soluția este exact opusă: amestec slab. Benzina într-un motor pe benzină nu este utilizată doar pentru combustie, ci și pentru răcirea camerei de ardere sau a țevilor de eșapament. De exemplu, proprietarii de Audi si VW mai vechi cu motoare 1.2 HTP și 1.2 TSI cu opt supape știu despre această problemă în practică. Unitățile de comandă ale acestor motoare își răcesc convertizorii catalitici relativ mici sub sarcină prin creșterea umplerii combustibilului și, prin urmare, aceste motoare au un consum incredibil de mare de combustibil atunci când conduci foarte repede. Regenerarea GPF are ca rezultat aplicarea opusă a aceluiași principiu în care filtrul permite intenționat încălzirea filtrului la o temperatură mai ridicată prin reducerea dozei de combustibil.

Nu știi că îl ai în mașină

Există două site-uri de configurare GPF. În general mai puțin adecvat, dar uneori mai de dorit din punct de vedere structural, este instalarea acestuia la începutul secțiunii orizontale a conductei de evacuare de sub mașină.

Acest aspect poate fi recunoscut numai printr-o inspecție amănunțită a feței inferioare a mașinii sau dintr-un catalog de piese.

Filtru particule pentru motoare pe benzină – Cu toate acestea, este mai răspândit și mai practic să plasați filtrul cât mai aproape de motor, adică vertical în spatele colectorului de evacuare și a turbocompresorului (dacă mașina are unul, ceea ce este în majoritatea cazurilor). În acest caz, filtrul este plasat într-un pachet comun cu catalizatorul și înlocuiește catalizatorul de oxidare existent. Un astfel de aranjament se numește uneori cGPF (filtru închis de funingine) și asigură încălzirea rapidă și ușoară a filtrului la temperatura de funcționare. Un profan nu are nicio șansă să-l recunoască – cu excepția cazului în care examinează cablajul senzorului în detaliu sau observă conductele care duc la senzorul de presiune diferențială.

Designerii au folosit fitre cGPF, de exemplu, au modernizat VW Golf cu un motor 1.0 TSI, în același mod a procedat și Fiat la noile motoare turbo de 1,0 și 1,3 litri, Ford Focus, Kia Ceed sau Renault la noua generație a acestora de motoare pe benzină. Micul avantaj este că această arhitectură îi obligă pe ingineri să se ocupe eficient de alte părți – folosind colectoare de evacuare compacte răcite cu apă și plasând turbocompresorul cât mai aproape de motor. Acest lucru aduce avantaje suplimentare în munca practică.

Designul compact este tipic pentru cGPF, fiind răspunsul la întrebarea de care mulți oameni interesați de o mașină nouă pe benzină se îngrijorează. Filtrul de particule diesel va arde aproape întotdeauna în mod natural în apropierea motorului, durata de viață a acestuia ar trebui să fie egală cu convertorul catalitic cu trei căi obișnuit și, dacă are loc o înlocuire a cGPF, costul și efortul de înlocuire vor fi comparabile cu catalizatorii existenți. Până în prezent, cGPF poate fi distrus numai dacă șoferul ignoră consumul excesiv de ulei.

Nu ne putem lipsi de el

De fapt, prezența unui filtru de funingine într-o mașină cu benzină este singurul dezavantaj practic. Conform primei experiențe, mașinile echipate cu GPF nu „accelerează” așa cum suntem obișnuiți – în special modurile tranzitorii, când șoferul are nevoie de o accelerație bruscă după o călătorie lină.

Cu toate acestea, trebuie avut în vedere faptul că standardele Euro 6c și 6d impun acum ca autoturismul real (testul RDE) să nu depășească emisiile măsurate de oxizi de azot și particule de peste 2,1 ori. În aceste condiții, nu este posibil să se injecteze cât de mult combustibil poate arde în motor pentru a atinge puterea necesară, dar totul trebuie să fie atent monitorizat și dozat.