Serwis pod patronatem magazynu
Wiele benzynowych silników po downsizingu produkuje na tyle dużo sadzy, że ma trudności ze spełnieniem norm emisji spalin. Konieczne stało się stosowanie filtrów cząstek stałych GPF. Czy przysparzają tyle samo problemów co DPF w dieslu?
Kilkanaście lat temu spaliny z silników benzynowych uważano za właściwie wolne od cząstek stałych. Przynajmniej jeżeli porównywać poziom ich emisji z jednostkami wysokoprężnymi.
Zmieniło się to po wprowadzeniu – paradoksalnie – nowoczesnych jednostek z bezpośrednim wtryskiem paliwa i wysokim poziomem turbodoładowania, charakterystycznymi dla downsizingu.
W takich silnikach w dużym stopniu uległ skróceniu czas formowania mieszanki, co utrudnia jej dokładne, czyli całkowite spalenie. W efekcie poziomy emisji cząstek stałych zaczęły być zauważalne także tu.
W dodatku zaostrzono dopuszczalne poziomy emisji cząstek stałych przez silniki benzynowe i innego wyjścia już nie było – jako pierwszy filtr cząstek stałych Mercedes S 500 dostał już w 2014 roku. Następne były silniki 1.5 TSI koncernu VW i 1.2 PureTech od PSA. Z czasem rozwiązanie trafiło także do wielu innych jednostek.
Filtry cząstek stałych do silników benzynowych, określane skrótem GPF (Gasoline Particle Filter), różnią się od tych stosowanych w dieslach. Mniejsze wielkości cząsteczek sadzy wymagają stosowania gęstszego sita. Jednocześnie wyższe temperatury spalania znacznie upraszczają proces wypalania sadzy. Nie ma konieczności stosowania żadnych dodatkowych elementów wyposażenia, typu piątego wtryskiwacza czy układu dawkowania płynów wspomagających wypalanie.
Filtry cząstek stałych okryły się złą sławą zwłaszcza w pierwszych dieslach, w których je stosowano – często się zapychały, trudno było przeprowadzić skutecznie proces samooczyszczania.
W silnikach benzynowych filtr pełni tę samą rolę i wygląda bardzo podobnie, ale pracuje w innych warunkach. Zwiększenie temperatury spalin potrzebne do wypalenia osadów wymaga zmniejszenia dawki paliwa (a nie dodatkowych dawek jak w dieslach), nie ma więc wpływu np. na rozcieńczanie oleju benzyną czy zwiększenie spalania. W przypadku jednostek benzynowych nie powinno więc być żadnych problemów z pracą układu chociażby w jeździe miejskiej.
Ogólnie temperatura spalin jest dużo wyższa, co spowalnia osadzanie sadzy. I na razie nie słychać o awariach, choć trzeba przyznać, że samochody w nie wyposażone ciągle mają stosunkowo nieduże przebiegi. Najstarsze są 7-latkami, popularyzacja nastąpiła jakieś 5 lat temu, zatem mówimy w praktyce o przebiegach 100-150 tys. km.
Pamiętajmy, że silniki wyposażone w filtr sadzy wymagają specjalnego oleju, tzw. niskopopiołowego LowSAPS.
O ile GPF sam z siebie nie jest kłopotliwy, może mieć wpływ na inne podzespoły. Wymaga stosowania czujników (np. poziom zapełnienia) – a te nierzadko mają tendencję do wprowadzania wadliwych danych. W takich sytuacjach mogą pojawić się informacje np. o konieczności serwisu filtra.
Co więcej – zbyt częste lub zbyt duże zubażanie mieszanki w celu wypalenia sadzy, czego efektem często mogą być usterki innych czujników, wtryskiwaczy, układu dolotowego z turbo itd., jest bardzo obciążające dla silnika – i tu potencjalnie może pojawić się większy problem.
GPF-y bardzo źle znoszą zatem usterki wpływające na właściwe przygotowanie mieszanki paliwowo-powietrznej – to zresztą cecha wpisana wręcz w naturę współczesnych benzynowych silników po downsizingu. Kłopoty z GPF-em mogą więc wynikać z niesprawności innych elementów, zresztą podobnie jak w DPF-ach w dieslach.
Niemiecki automobilklub ADAC przeprowadził testy aut z silnikami benzynowymi wyposażonymi w filtr sadzy, spełniającymi normę emisji Euro 6d-Temp. Próby wykonano według cyklu pomiarowego WLTP oraz uzupełniono testem w rzeczywistych warunkach drogowych (RDE).
Badania wypadły dla aut bardzo korzystnie. Zarówno na stanowisku testowym, jak i podczas prób drogowych zmierzone emisje okazały się w większości przypadków wielokrotnie niższe od dopuszczalnych norm.
Nie oszukujmy się, każdy kolejny element w wylocie – od turbo przez tłumik, katalizator czy filtr – odbiera szansę na uzyskanie czystego, rasowego dźwięku z wydechu.
Filtr GPF to dodatkowy element spowalniający przepływ spalin, ma więc pewien wpływ na ograniczenie maksymalnych osiągów, które mógłby rozwijać silnik.
Na niektóre rynki, np. USA, tworzone są wersje, w których GPF jest usuwany, czasami zostaje np. puszka po filtrze z elementem kontrolującym ciśnienie spalin. Przepisy w Stanach nie wymuszają jeszcze stosowania tego elementu.
Benzynowe filtry GPF nie przysparzają takich problemów jak odpowiedniki z diesli – zwłaszcza tych pierwszych, w których je stosowano. Wówczas narodziła się cała gałąź usług motoryzacyjnych, polegająca na ich usuwaniu i korygowaniu oprogramowania pokładowego tak, aby nie wykazywało błędów z tym związanych. W silnikach benzynowych takiego trendu nie ma, co przynajmniej pośrednio pokazuje, że nie przysparzają one poważnych eksploatacyjnych problemów.
Ale... oczywiście takie usługi też są obecne na rynku. Pamiętajmy, że po ich wykonaniu otrzymujemy samochód z normą „Euro 0” – jak się wyda, straci on dowód rejestracyjny.
