Filtr pevných částic: nafťáky bez sazí (jak to funguje)

Stejně jako kdysi bylo v automobilovém průmyslu přelomem zavedení katalyzátoru, je stejně významným okamžikem rozmach filtru pevných částic. Ten totiž téměř stoprocentně odstraňuje z výfukových plynů karcinogenní pevné částice označované jako saze (+ přehled emisních norem).
Filtr pevných částic: nafťáky bez sazí (jak to funguje)

Euro 4 je o polovinu přísnější

Od roku 2005 začne na území Evropy platit nová emisní norma Euro 4, která oproti současné Euro 3 káže snížit produkci pevných částic v naftovém motoru na polovinu (ale i snížení oxidů dusíku NOx). Toho lze u mnoha současných motorů dosáhnout pouze použitím filtru pevných částic, který má velmi prostou funkci: zadržet tyto pevné částice v jakémsi „sítku“. Filtr se přidává do výfukového potrubí podobně jako oxidační katalyzátor, takže zabraňuje „sazím“ uniknout ven.

Některé nové motory (např. 3.0 TDI v Audi A6 a A8) zvládají normu Euro 4 i bez filtru pevných částic, nicméně saze produkují nadále, jen v omezené míře. S filtrem jsou dosahované výsledky podstatně lepší, např. PSA uvádí, že jejich filtr zvládne odstranit z výfukových plynů více než 95 procent všech pevných částic. Když si pak za výfuk dáte třeba bílý kapesník, měl by zůstal bílý; u současných motorů s normou Euro 3 však beznadějně zčerná. Ostatně znáte to všichni: když řidič nafťáku sešlápne plyn, z výfuku se občas vyvalí saze, až to hezké není.

Přehled emisních norem

Benzín

EWG 1
(1992)

EG 2
(1996)

Euro 3
(2000)

Euro 4
(2005)

CO

2,72

2,2

2,3

1

HC

 

 

0,2

0,1

HC + NOx

0,97

0,5

 

 

NOx

 

 

0,15

0,08

Nafta

EWG 1
(1992)

EG 2
(1996)

Euro 3
(2000)

Euro 4
(2005)

CO

2,27

1

0,64

0,5

NOx

 

 

0,5

0,25

HC + NOx

 

0,7 (0,9 DI)

0,56

0,3

Pevné částice

0,19

0,08 (0,1 DI)

0,05

0,025

Poznámka: DI označuje normu pro motory s přímým vstřikem benzínu. Emise jsou měřeny v g/km. Zdroj: www.kfztech.de

První byl PSA

Mezi první výrobce, kteří začali svoje motory dodávat s filtrem pevných částic, patří koncern PSA. Jejich filtr je tvořen stejně jako většina dalších křemičitou sloučeninou, která vytváří porézní filtr podobný včelí plástvi. Po průchodu výfukových plynů se velké pevné částice, které filtrem nemohou projít, zachytí. Potud je vše fajn, jenže: filtr se postupně ucpává a výfukové plyny mají stále méně šancí „projít“. Aby se nemusel filtr čistit ručně, používá PSA malou fintu: jednou za čas zvýší teplotu výfukových plynů natolik (550 °C), aby se pevné částice dodatečně spálily.

Poznámka: Filtr pevných částic nepatrně snižuje výkon, stejně jako katalyzátor a ostatně jakákoliv další překážka ve výfukovém potrubí.

Protože při běžném spalování nafty výfukové plyny takovou teplotu nemají, vstřikuje se při regeneraci do motoru více paliva. Po dvou předvstřicích a dvou hlavních vstřicích přichází dva dodatečné, které se používají pouze při zmíněné regeneraci. Tím dojde ke zvýšení teploty hoření o 200 a 250 °C. Část nespálených uhlovodíků, které vzniknou při tomto dodatečném vstřiku, se spálí v oxidačním katalyzátoru na vstupu do filtru pevných částic, což zvýší teplotu o dalších sto stupňů. Hoření pevných částic je podporováno aditivem na Eolys II, které se vstřikuje do paliva v nádrži.

Kompletní obnova filtru trvá zhruba dvě minuty a provádí se cca každých 500 km, přičemž interval je variabilní a závisí na znečištění filtru. Bohužel filtry v motorech HDI nejsou bezúdržbové, tj. je nutné je po čase vyměnit. U první generace FAP (označení filtru v motorech HDI) je nutná výměna po 80 000 km, u filtrů druhé generace pak po 120 000 km. Rovněž je nutné v autorizovaném servisu doplňovat aditivum podporující hoření sazí.

Bez údržby

Oproti tomu Opel začal pro svoje motory CDTi (zatím 1.9 CDTi Ecotec) nabízet bezúdržbový filtr (DPF), který není třeba měnit, takže zůstává ve výfukovém potrubí po celou dobu životnosti motoru. Funkce filtru je stejná jako u koncernu PSA, nicméně k obnově není nutné aditivum. Místo toho konstruktéři přistoupili k pokrytí filtrační „plástve“ drahými kovy, které funkci aditiva nahrazují. Při spalování pevných částic se teplota výfukových plynů zvyšuje na 600 °C. Spalování sazí závisí na znečištění filtru – jakmile dojde k částečnému ucpání a tedy přetlaku, řídící jednotka spustí regeneraci. Podobně jako u FAP řidič nic nepostřehne.

Poznámka: I PSA pracuje na bezúdržbovém filtru, který by měl dojít k sériové produkci co nevidět.

Filtr pevných částic zavádí i další výrobci jako Volkswagen, u něhož se filtr objevil poprvé v Passatu s motorem 2.0 TDI 100 kW (tento motor není dodáván na českém trhu). Filtr je tvořen křemíkovou sloučeninou, přičemž po zanesení se částice spálí při teplotě 500 °C. Vzhledem k tomu, že dvě třetiny vznětových motorů VW splňují Euro 4 i bez filtru, Volkswagen bude nabízet filtr u většiny motorů jen jako příplatkovou výbavu. Filtry přidávají nebo budou přidávat k motorům i další výrobci, namátkou BMW (celá pětková řada), Mercedes-Benz, Audi, Ford, ale i japonští výrobci jako Honda (Accord), Mazda či Toyota (Avensis).

Filtr za lepší ovzduší

Je evidentní, že filtr pevných částic významnou měrou přispívá ke snížení rakovinotvorných látek v ovzduší. Bohužel norma Euro 4 stále není tak přísná, aby ji moderní naftové motory nedokázaly splnit bez filtru. Proto mnohé automobilky budou nabízet filtr pouze jako výbavu příplatkovou, nikoliv jako standardní. Pokud budete chtít více chránit ovzduší, připlatíte si cca 400 eur. Např. BMW dodává filtry do všech nafťáků pětkové řady, do trojkové už ale nikoliv; i bez filtru totiž trojka splní Euro 4. Zkrátka i další roky se budou prodávat automobily, kterým půjdou saze z výfuku; jen už ne v takové míře.

TEST Jeep Compass 2,0 MultiJet: Horal mezi praktičtějšími crossovery

Jeep Compass 2,0 MultiJet

Nový Jeep Compass chce na rozdíl od hranatého předchůdce více cílit na městské zákazníky a bodovat svým stylem. Přesto mezi konkurenty zůstává drsnější variantou.

12.  12.  2017 | Milan Lažanský | 2 příspěvky
Test ojetiny Škoda Citigo: Skvělé auto s jednou velkou chybou

Ojetina: Škoda Citigo 1.0 MPI

Ceny ojetých minivozů koncernu Volkswagen klesají pod osmdesát tisíc. Jak jsou na tom se spolehlivostí?

10.  12.  2017 | David Rusol | 32 příspěvků
Minitest Renault Espace 1,8 TCe: Jak v obrovi slouží motor Alpine A110?

Renault Espace 1.8 TCe (minitest)

Renault Espace patří do kategorie velkých MPV. Tedy takových aut, která by mnohým často velmi hodila, ale nakonec si je koupí jen málokdo. Renault nyní připravil verzi, která je z mnoha hledisek velmi zajímavá.

9.  12.  2017 | Radek Pecák | 13 příspěvků