Il sistema Diesel Particulate Filter DPF è costituito da due componenti principali:
- Catalizzatore ossidante;
- Filtro del particolato.
Generalmente è sistemato centralmente sul sottoscocca (versioni euro 4), ma nei veicoli che rispettano la Normativa Euro 5 i monoliti sono spostati in prossimità del vano motore al posto del pre-catalizzatore (quest’ultimo è eliminato in questa configurazione).
I materiali del filtro e la sua configurazione geometrica costituiscono un elemento chiave nei sistemi DPF: devono essere difatti oggetto di attenta valutazione della
contropressione allo scarico, l’efficienza di trattenere il particolato, la facilità di rigenerazione e la durata nel tempo delle prestazioni offerte.
Normalmente il materiale utilizzato per realizzare i filtri DPF, che equipaggiano le vetture attuali, è il carburo di silicio che consente:
- elevata efficienza di filtrazione;
- perdita di carico ridotta;
- buona resistenza alle sollecitazioni termiche,meccaniche e chimiche;
- grande capacità di immagazzinamento del particolato per limitare la frequenza della rigenerazione attiva.
La struttura del filtro DPF è realizzata da canali ostruiti alternativamente che permette di ottenere una superficie filtrante di alcuni metri quadrati. Lo scopo del filtro è quello di forzare il moto dei gas esausti attraverso le pareti porose dell’elemento filtrante permettendo così la rimozione meccanica delle particelle di particolato (PM). Dopo ogni rigenerazione attiva, rimane sempre una quota parte di residuo solido del particolato (le ceneri) non bruciato che determina la vita di un filtro DPF. Normalmente la vita del filtro DPF dura 250.000 Km, ma può ridursi in base al profilo guida del cliente, del consumo olio del motore e del numero di rigenerazioni.
Il sistema DPF (Diesel Particulate Filter) è costituito dai seguenti particolari a seconda della normativa EURO di omologazione del veicolo:
Euro 4
- Doppio catalizzatore ossidante + filtro DPF;
- 2 sensori di temperatura gas di scarico;
- 1 sensore di pressione differenziale;
- Centralina controllo motore con strategie specifiche;
- Spia DPF + messaggio visivo sul quadro strumenti.
Euro 5
- Singolo catalizzatore ossidante + Filtro DPF;
- 1 sensore di temperatura gas di scarico;
- 1 sensore di pressione differenziale (con due punti di misura);
- 1 sensore sonda lambda;
- Centralina controllo motore con strategie specifiche;
- Spia DPF + messaggio visivo sul quadro strumenti.
Il Filtro DPF essendo un filtro meccanico, dove le polveri sono intrappolate, richiede di una pulizia periodica, che, come detto in precedenza, prende il nome di “Rigenerazione Attiva”.
Si possono avere tre tipi di rigenerazione attiva del Filtro DPF:
- rigenerazione spontanea;
Con la rigenerazione spontanea il particolato brucia naturalmente all'interno del filtro. Le condizioni di guida influenzano direttamente la temperatura dei gas di scarico, e di conseguenza la temperatura interna del filtro.
Le soglie d’intervento sono:
- temperatura gas di scarico : 280°C < T > 500°C;
- rapporto NO2/PM : molto superiore a 10.
Le soglie necessarie per attivare in modo spontaneo la rigenerazione spontanea sono difficili da raggiungere nei normali profili guida in campo automobilistico. Occorrerebbe un impiego "racing".
- rigenerazione comandata;
La rigenerazione comandata è gestita autonomamente dalla centralina motore, durante la marcia su strada, attraverso un insieme di comandi atti ad aumentare la temperatura dei gas di scarico fino alla soglia di combustione del particolato.
Ad ogni attivazione della rigenerazione comandata la centralina motore:
- interrompe il ricircolo dei gas di scarico (EGR);
- pilota la turbina in modo da mantenere il valore di coppia motore costante;
- attiva la post iniezione (che riscalda direttamente i gas di scarico).
- rigenerazione service.
La rigenerazione service è gestita dalla Centralina Gestione Motore ma è attivata esclusivamente da un operatore (Tecnico d'Officina) mediante l’utilizzo della strumentazione diagnostica. Tale rigenerazione deve essere attivata a seguito dell’accensione della spia avaria motore (MIL) e in presenza del codice errore relativo.
VANTAGGI & SVANTAGGI
VANTAGGI DEL DPF:
- Semplicità generale del Sistema;
- Nessun utilizzo di additivi.
SVANTAGGI DEL DPF:
- Diluizione dell'Olio Motore;
- Alte temperature di rigenerazione.