Filtr GPF w samochodzie benzynowym — czym jest i jak działa?

Filtr GPF — co to jest?

Filtr GPF montuje się dziś w samochodach miejskich, kompaktowych, jak również autach sportowych. Co do zasady, filtr GPF (ang. Gasoline Particulate Filter) lub OPF (niem. Ottopartikelfilter) jest urządzeniem takim samym jak filtry DPF lub FAP, które od ponad dwudziestu lat znamy z diesli. Jego zadaniem jest wyłapywanie cząstek sadzy, które generuje silnik w procesie spalania.

Głównie tyczy się to silników benzynowych z wtryskiem bezpośrednim. Wraz z rozwojem wydajności jednostek benzynowych i popularnością motorów z wtryskiem bezpośrednim, pojawił się problem z sadzą, która w takich ilościach nie występuje w jednostkach z wtryskiem pośrednim.

Przy silnikach z wtryskiem bezpośrednim wysokie ciśnienie wtrysku, podobnie jak temperatura pracy benzyniaka sprawiają, że w procesie spalania powstają cząstki stałe. Co gorsza, najwięcej sadzy wytwarza się wówczas, kiedy proces spalania jest całkowicie prawidłowy.

Największy problem mają z tym nowoczesne silniki, kiedy zadaniem inżynierów jest jak najniższa emisja CO2. W praktyce jest tak, że im skuteczniejsza redukcja emisji dwutlenku węgla tym silniki produkują więcej szkodliwych cząstek stałych. Ta zależność jest identyczna dla silników benzynowych i wysokoprężnych.

Wprowadzenie norm emisji spalin Euro 6 i Euro 6d-temp, o których więcej w artykule pt. ““, spowodowało, że producenci stanęli przed zadaniem redukcji ilości sadzy emitowanej przez silniki, jednocześnie przy obowiązku utrzymania niskiego limitu emisji CO2. Rozwiązaniem stosowanym przez wielu producentów jest właśnie filtr GPF.

Nie znajdziemy go między innymi w silnikach Skyactiv-G od Mazdy. Inne rozwiązanie gwarantujące podobny efekt skutkuje jednak wyższymi cenami samochodów.

W jakich warunkach pracuje filtr GPF?

W przypadku filtrów DPF dopracowywano je przez lata. Mimo iż producenci początkowo mieli spore problemy, z czasem dostosowano samochody do pracy w zmiennych warunkach. Pomogły też oleje niskopopiołowe.

Objawy i skutki zapchania filtra GPF

Zapchany filtr GPF może powodować szereg problemów eksploatacyjnych. Najczęściej kierowcy zauważają spadek mocy silnika, zwiększone zużycie paliwa oraz pojawienie się kontrolki check engine. W skrajnych przypadkach samochód może przejść w tryb awaryjny, ograniczając osiągi. Długotrwałe ignorowanie tych objawów może prowadzić do poważniejszych awarii silnika lub konieczności kosztownej wymiany filtra.

Eksploatacja i konserwacja filtra GPF

Aby wydłużyć żywotność filtra GPF, warto regularnie wykonywać dłuższe trasy, które umożliwiają pełne wypalenie zgromadzonej sadzy. Unikaj częstej jazdy na bardzo krótkich dystansach, szczególnie w warunkach miejskich. W przypadku pojawienia się objawów zapchania, nie zwlekaj z wizytą w serwisie. Warto również stosować paliwo wysokiej jakości oraz przestrzegać zaleceń producenta dotyczących oleju silnikowego.

Zresztą pojawiło się wiele firm, które zajmują się naprawą oraz regeneracją filtrów cząstek stałych. Coraz większą świadomość mają także kierowcy, którzy wiedzą, że z czasem należy wypalić nagromadzone w filtrze cząstki stałe. Z drugiej strony trzeba mieć na uwadze, że niektórzy kierowcy rezygnują z diesli właśnie z uwagi na filtr DPF.

Przy filtrze GPF jest nieco inaczej, ponieważ pracuje on w innych warunkach. Wyższa jest temperatura spalin, a silnik częściej wchodzi na wyższe obroty. Inaczej przebiega też wypalanie sadzy.

W dieslach odbywa się to przez podanie większej dawki paliwa, co skutkowało wzrostem temperatury, a w konsekwencji wypalaniem sadzy. W przypadku benzyniaków wzrost temperatury powoduje podanie mniejszej dawki paliwa. Poza tym benzyna ma tendencję do odparowywania. Jeżeli nawet jej nadmiar trafi do układu smarowania, to paliwo szybko odparuje.

Łatwiejszy proces wypalania może oznaczać, że kierowcy nie będą musieli udawać się na przejażdżkę poza miastem, jak dzieje się to w autach z filtrem DPF. Wystarczy kilkadziesiąt minut jazdy w warunkach miejskich. Jednak problem pojawi się w sytuacji, kiedy auto będzie eksploatowane na krótkich dystansach. Spowoduje to, że wielokrotnie proces wypalania sadzy nie zostanie ukończony.

Czy można spodziewać się awarii filtrów GPF?

Awaria filtrów GPF nie jest więc niczym pewnym. Wydaje się, że doświadczenie producentów z filtrami cząstek stałych w silnikach wysokoprężnych zaprocentuje przy konstrukcjach benzynowych. Zwłaszcza że łatwiej tu o wypalanie sadzy, co jednak nie wyklucza zapchania filtra, zwłaszcza przy eksploatacji auta na krótkich dystansach.

Niewykluczone, że same filtry GPF nie będą generować problemów. Te mogą wynikać z zasilania oraz sterowania procesem spalania współczesnych silników benzynowych z wtryskiem bezpośrednim. Już teraz pracują one bowiem na limicie, czego dowodem jest spalanie superstukowe.

Silniki z wtryskiem bezpośrednim pracują na ubogiej mieszance, co negatywnie przekłada się na ich trwałość. Niestety, motory z filtrem GPF mają jeszcze uboższą mieszankę. W związku z tym, jeżeli nawet filtry GPF nie odmówią posłuszeństwa, może się to dotyczyć silników z nimi współpracujących.