Jak działa filtr DPF/FAP i dlaczego się zapycha?

Od około 2000 roku przepisy ekologiczne wymagają od producentów samochodów montowania filtrów cząstek stałych w silnikach diesla. Cząstki stałe powstają w wyniku niecałkowitego spalania oleju napędowego i składają się głównie z węgla oraz węglowodorów — ich rozmiar to ułamki mikrometra. Filtry DPF/FAP wyeliminowały charakterystyczny czarny dym z rury wydechowej, ale w jeździe miejskiej — na krótkich trasach — bywają źródłem poważnych problemów eksploatacyjnych.

Filtr cząstek stałych DPF/FAP to najskuteczniejsza metoda ograniczania emisji cząstek stałych stosowana już po spalaniu, montowana w układzie wydechowym razem z katalizatorem, tworząc razem kompletny układ oczyszczania spalin.

Filtry mają zwykle okrągły przekrój i wykonane są z ceramicznego kordierytu, węglika krzemu, związków tytanowo-aluminiowych lub porowatej pianki metalowej. Wewnątrz naprzemiennie zaślepione, kwadratowe kanały wymuszają przepływ spalin przez porowate ścianki, na których osadzają się cząstki stałe. Część filtrów ma dodatkowo powłokę katalityczną z tlenków metali lub platyny, obniżającą temperaturę potrzebną do regeneracji.

Spotyka się dwa główne systemy: mokry — oparty na dodatku paliwowym (m.in. Peugeot/Citroën oraz część Volkswagenów), wymagający uzupełnienia specjalnego płynu co 80–240 tys. km, z regeneracją co 500–800 km trwającą 3–5 minut w temperaturze ok. 400°C; oraz suchy — stosowany w większości pojazdów, oparty na powłokach katalitycznych zamiast dodatku paliwowego, wymagający temperatury rzędu 600°C.

Regeneracja filtra może przebiegać na trzy sposoby. Pasywna — samoistne wypalanie cząstek podczas jazdy trasowej w temperaturze powyżej 350°C. Aktywna — celowe podniesienie temperatury spalin poprzez zmianę momentu wtrysku i pracy turbosprężarki, trwające 5–10 minut w temperaturze powyżej 600°C. Wymuszona — ostateczność wykonywana w warsztacie, stosowana przy filtrach zapchanych nawet w 70%, gdy regeneracja samoistna czy aktywna nie są już możliwe.