Καταλυτικά συστήματα: Από τα DPF στα OPF και GPF!

Τα φίλτρα παρακράτησης των σωματιδίων έχουν αρχίσει να τοποθετούνται σχεδόν σε κάθε βενζινοκινητήρα νέας γενιάς…

Κάτι οι αυστηρότερες προδιαγραφές ρύπων, κάτι ο νέος κύκλος μετρήσεων WLTP και οι κατασκευαστές τοποθετούν ο ένας μετά τον άλλο φίλτρα συγκράτησης μικροσωματιδίων και στους βενζινοκινητήρες. Ειδικά στους turbo άμεσου ψεκασμού: από την Mercedes S500 του 2016, τους νέους TSI και TFSI του VW Group, τους PureTech της PSA, τον 1.0 Ecoboost στο νέο Ford Focus, με πιο πρόσφατο παράδειγμα τoν τρίλιτρο της BMW M2 Competition που το φίλτρο περιγράφεται ως OPF ή Otto Particulate Filters. Συχνά αυτά τα φίλτρα αναφέρονται και ως GPF ή Gasoline Particulate Filters.

Σε γενικές γραμμές ένα OPF λειτουργεί όπως ένα DPF (Diesel Particulate Filter) με την γνωστή διαδικασία αναγέννησης που ουσιαστικά ξεμπουκώνει το φίλτρο από τα μικροσωματίδια (PM) που έχει παρακρατήσει μέσα του. Η βασική διαφορά έχει να κάνει με το υψηλότερο πορώδες του OPF λόγω των ελαφρύτερων υποστρωμάτων που επιτρέπουν το πιο γρήγορο πέρασμα μιας και τα καυσαέρια της βενζίνης έχουν υψηλότερη θερμοκρασία (400C – 700C). Οι diesel λειτουργούν με περίσσεια οξυγόνου σε αντίθεση με τους βενζίνης όπου υπάρχει στοιχειομετρικό μίγμα, κάτι που σημαίνει πως σε συνθήκες φορτίου δεν υπάρχει οξυγόνο στην εξαγωγή.

Για αυτό το λόγο η καύση των PM είναι «παθητική» (δεν χρειάζεται η «προθέρμανση» των καυσαερίων με έξτρα καύσιμο, βλέπε άρθρο για τα DPF) και συμβαίνει σε συνθήκες χαμηλού φορτίου και κυρίως μακράς επιβράδυνσης (π.χ. σε μεγάλες κατηφόρες). Από τα όσα γνωρίζω μέχρι τώρα, το GPF γεμίζει ανά μικρά τακτικά χρονικά διαστήματα με αέρα/οξυγόνο που στην συνέχεια αυταναφλέγεται με την αιθάλη μέσα στο φίλτρο. Ένα γεμάτο DPF περιέχει περίπου 8 g αιθάλης ανά λίτρο όταν ένα GPF χωρά 1 g/l. Κάτι που δεν αποτελεί πρόβλημα μιας και οι GDI εκπέμπουν 10-30 φορές λιγότερα PM από τους diesel. Όταν ένα αυτοκίνητο κινείται στην πόλη η αναγέννηση εξαναγκάζεται με τεχνητό τρόπο μέσω της λογισμικού του κινητήρα.

Υπενθυμίζεται πως στους diesel κινητήρες και κατά το Euro 1 του 1992 τα PM ήταν της τάξεως των 0,14 g/km. Στα Euro 5 & 6 (το EU6 ισχύει από το 2015) τα PM δεν ξεπερνούν τα 0,005 g/km υπογραμμίζοντας την μεγάλη πρόοδο στα καταλυτικά συστήματα. Το ίδιο ισχύει και για τους βενζινοκινητήρες οι οποίοι από τα EU5 &EU6 οφείλουν να έχουν μέγιστα PM στα 0,005 g/km.

Εδώ να πούμε πως ο βασικός λόγος παραγωγής PM στους νέους κινητήρες είναι ο άμεσος ψεκασμός (GDI ή Gasoline Direct Injection) που ωστόσο βελτιώνει την απόδοση και την κατανάλωση καυσίμου. Παρότι παράγουν περισσότερα PM από ότι οι κινητήρες PFI (Port Fuel Injection) ή MPI (με ψεκασμό στον αυλό εισαγωγής). Και για αυτό (αλλά και για μικρότερη κατανάλωση) βλέπουμε κάποια μοτέρ με διπλό ψεκασμό (στον κύλινδρο + στον αυλό, όπως ο νέος δίλιτρος της Toyota), ενόψει και της προδιαγραφής Euro 6c, όπως έχουμε γράψει για τον κύκλο WLTP και RDE.

Audi, «διπλός» ψεκασμός για το νέο 1.8 TFSI!

Toyota D-4S, πως λειτουργεί [vid]

Τι πρέπει να κάνετε όταν βγαίνει άσπρος, μαύρος ή μπλε καπνός από την εξάτμιση του αυτοκινήτου σας; [vid]

Ετικέτες

Nίκος Ι. Mαρινόπουλος

Πρόκειται για τον δημιουργό και συντονιστή του καρότου με τις περισσότερες τεχνολογικές βιταμίνες σε όλον τον κόσμο!

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *

Back to top button
Close
Close