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.

bazar

VW Touareg 3
Rok výroby: 2010
Stav: 242 522 km
Cena: 300 000 Kč
VW Golf Plus 2
Rok výroby: 2011
Stav: 142 596 km
Cena: 236 000 Kč
VW Passat 2
Rok výroby: 2012
Stav: 161 359 km
Cena: 252 000 Kč
VW Golf 1,6
Rok výroby: 2014
Stav: 84 159 km
Cena: 300 000 Kč
VW Lupo 1,7
Rok výroby: 2000
Stav: 186 955 km
Cena: 36 000 Kč
VW CC 2
Rok výroby: 2012
Stav: 107 629 km
Cena: 430 000 Kč
Nabídka dalších vozů
Test Renaultu Koleos: Druhý pokus je o dost lepší, ale není ozdob moc?

Renault Koleos

Tentokrát jsme se v naší recenzi zaměřili na druhou generaci Renaultu Koleos. Od předchůdce se vzdálil mílovými kroky.

17.  8.  2017 | Milan Lažanský | 4 příspěvky
Test Suzuki Ignis: Nejlevnější čtyřkolka boduje i tam, kde byste nečekali!

Suzuki Ignis

Naší recenzí tentokrát prošlo Suzuki Ignis - nejlevnější čtyřkolka na českém trhu.

13.  8.  2017 | Milan Lažanský | 34 příspěvků
Test ojetiny BMW Z4 (E85): Divoký design, ale také poctivá mechanika

Ojetina: BMW Z4

Příchod BMW Z4 způsobil po uhlazeném Z3 docela šok. Pod rozbouřenou karoserií se ale skrývá osvědčená technika. Na co si dát pozor?

12.  8.  2017 | David Rusol | 7 příspěvků