Tutto sul DPF (Diesel Particulate Filter)

Discussione in 'Schede Tecniche' iniziata da MichaelAR, 31 Marzo 2015.

  1. #1MichaelAR,31 Marzo 2015
    Ultima modifica di un moderatore: 28 Dicembre 2015
    Ciao a tutti. Leggevo e scrivevo ieri in un thread dove si chiedevano opinioni riguardanti il funzionamento del filtro DPF. Mi sembra che non ci sia una discussione focalizzata sulla spiegazione diretta di ciò che riguarda il DPF, pertanto, spero di fare cosa utile nel darvi qualche informazione io. ;)

    Quotidianamente trovo gente che non sa bene cosa sia sto benedetto DPF-FAP. Ebbene già queste due sigle indicano un sistema con medesimo scopo ma raggiunto con delle differenze, e non andrebbero confuse (cosa che viene puntualmente fatta da meccanici, addetti del settore, venditori d'auto ecc...)

    In poche righe, il FAP è una tipologia di filtro antiparticolato, brevettato da PSA (Gruppo Peugeot-Citroen) e montato sulle loro motorizzazioni a gasolio. Differisce dagli altri filtri antiparticolato per il fatto che in esso, la combustione delle polveri viene fatta grazie ad una sostanza chiamata genericamente "cerina", che riesce ad agglomerarsi con le particelle di particolato e ne abbassa il punto di infiammabilità (450 °C anzichè 600 °C). La cerina è contenuta in un serbatoio, che si svuota mediamente in 70 o 80 mila km. Quindi necessita di rabbocco a quel chilometraggio.
    Quindi, rispetto al DPF (che spiegherò sotto), il FAP ha il vantaggio di rigenerarsi più facilmente (Temp=450 °C), ma ha lo svantaggio di avere una durata inferiore, un sistema più complesso, e la necessità di fare il "pieno" di cerina quando necessario.

    Il DPF è quella tipologia di filtro antiparticolato che viene adottata dalla maggioranza dei costruttori d'automobili (gruppo FCA- di cui fa parte Alfa Romeo- compreso). Viene adottato da tantissime case perchè è il sistema più semplice, nella realtà dei fatti, per far fronte alle normative antinquinamento.
    I primi passi di applicazione del DPF sulle vetture furono fatti assieme ai diesel EURO 4, sui quali però, essendo stato aggiunto in seguito e non essendo parte integrante del progetto del propulsore, qualche grattacapo di troppo lo diede.
    Diventa indispensabile, il DPF, a partire dalla norma EURO 5, introdotta qualche anno fa ed ormai superata dall'EURO 6.

    Dov'è posto il DPF?
    All'inizio, il DPF era posto sotto il pianale della vettura, lungo la marmitta, ben lontano dal motore. Questo perchè appunto questo filtro fu aggiunto in corso d'opera, ma non è la posizione corretta, quella appena citata, perchè lontana dal motore, quindi lontana dal calore, e, siccome il DPF per fare il suo lavoro ha bisogno di calore.... si può facilmente capire che questo era la base dei problemi avuti nei primi DPF EURO 4...
    Col passare del tempo, le case, appurato il problema, cambiarono la posizione del DPF, mettendolo il più vicino possibile al motore, o meglio ai collettori di scarico dello stesso. Nasce cosi il CCDPF (closed couple DPF) un DPF in blocco col catalizzatore, posto immediatamente a valle dei collettori di scarico. Ecco che sparisce il pre-catalizzatore, in luogo del CCDPF appunto.

    Com'è fatto il DPF?
    Immaginiamo un tubo, con all'interno una serie di canali ostruiti alternativamente, le cui superfici hanno il compito di fermare il particolato. Questa "maglia" di canali è fatta di carburo di silicio, che garantisce adeguata filtrazione, adeguati valori di resistenza termica, e basse perdite di carico.
    C'è da dire che ogni motore deve avere un proprio filtro, la cui struttura interna viene studiata per aver il miglior rendimento con lo specifico motore. Infatti ogni motore genera quantitativi diversi di particolato,necessita di valori di contropressione diversi, e quindi il filtro va studiato in base al motore sul quale lavora. Quindi non è intercambiabile.
    Come detto sopra, nei CCDPF, il filtro antiparticolato è posto a valle del catalizzatore, in maniera solidale, formando un gruppo unico.

    Quanto dura il DPF?

    La durata teorica si aggira sui 250 mila km, momento considerato come la fine della vettura, infatti anche i motori ci vengono venduti come testati per minimo 250 mila km... E' il kilometraggio che le case indicano come vita della vettura... Anche se sappiamo bene che le vetture durano molto di più volendo...
    Comunque sia, la vita del DPF dipende da una serie di fattori...
    1- numero di rigenerazioni;
    2- qualità gasolio
    3- qualità olio motore
    4- quantità particolato incombusto
    5- dimensionamento dpf

    Sicuramente il DPF dura più del FAP, ma non sempre "vive" per 250 mila km. Quando si intasa troppo, va cambiato.

    A cosa serve il DPF?

    Il suo compito è quello di trattenere il particolato, che, una volta bruciato, viene espulso in particelle molto più piccole (da PM10 diventano PM2,5). In parole povere, la fumata nera tipica del diesel in accelerazione e sotto carico non la si vede più. Nemmeno quando rigenerando espelle il PM2,5 vediamo fumate, perchè le dimensioni di quanto emesso non sono visibili all'occhio umano... Lasciamo perdere il discorso polmoni perchè li si apre un altro mondo dubbioso sulla reale efficacia del trasformare le PM10 in PM2,5...
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    Come funziona il DPF?

    Il DPF, intrappola il particolato, accumulandolo fin quando diventa necessario bruciarlo ed espellerlo per svuotare il filtro.
    Sul DPF troviamo un sensore di temperatura e uno di pressione.
    La rigenerazione del DPF si innesca quando la centralina misura, tramite il sensore di pressione, una determinata percentuale di intasamento, e quando la temperatura dei gas di scarico porta il filtro alla soglia dei 600 °C.
    Tale soglia è fondamentale perchè, fisicamente, senza additivi, sotto tale temperatura il particolato non può bruciare.
    Ma è facile arrivare a 600°C e mantenerli? No, ecco perchè, nel 99% dei casi, c'è bisogno di un aiutino chiamato gasolio...
    Esistono infatti diversi tipi di rigenerazione:
    1- Spontanea: condizioni di T>600°C automatica dettata dallo stile di guida (difficile, bisognerebbe correre in pista per ore)
    2- Comandata: (quella che succede al 99 % degli automobilisti che non fanno la 24h di le mans): condizioni di T<600°C ma abbastanza alta che per arrivare ai 600°C accade che:
    La centralina ECU, letta la percentuale di intasamento e la temperatura vicina a quella giusta, rende possibile la rigenerazione, iniettando gasolio in eccesso (oltre le fasi del ciclo diesel) il quale se ne va nello scarico, dove si incendia, portando alla soglia adatta la temperatura del DPF e consentendo quindi alle ceneri di bruciare. Tale rigenerazione dura mediamente 10-15 minuti su strada extraurbana e non va interrotta spegnendo la macchina.
    In caso di spegnimento della vettura, la rigenerazione si interrompe e la centralina memorizza questo fatto. In seguito all'interruzione o comunque nel caso in cui la vettura faccia 5 km alla volta, si accende una spia che invita il conducente a mettersi nelle condizioni di poter far svolgere la rigenerazione. E' importante dar retta alla spia perchè altrimenti poi la faccenda si complica con il 3° tipo di rigenerazione.
    3- Rigenerazione Service: dopo un certo numero di key-off (spegnimenti vettura durante la rigenerazione o prima che questa parta) la centralina, che prima aveva dato l'avvertimento della spia di cui sopra, rileva l'impossibilità di effettuare la rigenerazione comandata, nel frattempo il livello di intasamento sale, e bisogna ricorrere alla rigenerazione service. Si va in officina, e tramite diagnosi, si permette questo tipo di rigenerazione conosciuta anche come forzata. Il motore se ne sta bello su di giri per 20 minuti- mezz'ora, con una nuvola di fumo bianco attorno... il tutto a caro prezzo.

    La cadenza delle rigenerazioni dipende da molti fattori quali ad esempio:
    - Tipo di percorsi
    - Temperature di esercizio del motore (frequenti spostamenti a freddo generano più particolato)
    - Tipo di guida
    - Qualità del gasolio
    - Tipo olio
    - Intasamento fisiologico del filtro col tempo e i km (prima o poi non riuscirà più a rigenerarsi)


    E' importante ricordare che, oltre alla percentuale di intasamento prevista, la temperatura del motore deve essere a 90 °C, ecco perchè tragitti corti non permettono le rigenerazioni comandate.

    Come capire quando il filtro si sta rigenerando?
    1- la ventola del radiatore gira al massimo (e si sente pure a finestrini chiusi al minimo).
    2- durante il rilascio completo dell'acceleratore, il cdb, nel visualizzare il consumo istantaneo, rivela una maggior lentezza nel passare dal consumo xx,xx a quello di 50 km-l (valore ad acceleratore rilasciato).
    Esempio: marcia normale: c. istan= 14,1 km/l --- rilasciamo acceleratore --- (tempo 1 secondo) ---- 50 km/l.
    rigenerazione dpf in corso: c. istan= 10,3 km/l --- rilasciamo acceleratore --- (dopo 1 sec= 15 km/l) (dopo 2 sec= 23 km/l) (dopo 3 sec= 50 km/l)
    3- consumo istantaneo maggiore soprattutto in accelerazione
    4- motore più "fiacco" in ripresa da regimi bassi (a causa di interventi vari che la ECU fa principalmente sulle fasi dell'iniezione, in parole povere si ritardano le iniezioni e di conseguenza il rendimento non può essere quello ottimale)
    5- se uno stesse a misurare la temperature dei gas di scarico alla marmitta, questi sarebbero ben più caldi del normale.
    6- si può sentire un'odore diverso dei gas di scarico
    7- non si nota nessun cambiamento nella fumosità dello scarico (il PM10, trasformato in PM2,5 praticamente non si nota all'occhio umano)
    8- il rumore del motore è più cupo del solito.
    9- lancetta del gasolio scesa a fine rigenerazione

    Perchè l'auto spinge meno, cambia rumore, e consuma di piu?
    Tutto ciò perchè la centralina motore:
    1- lavora sui tempi delle iniezioni di gasolio che fanno funzionare il motore ritardandole (rumore diverso);
    2- lavora sulla pressione di iniezione (la abbassa);
    3- chiude la valvola egr (o in alcuni casi la tiene aperta leggermente);
    4- lavora sulla pressione del turbo
    5- attiva l'iniezione supplementare di gasolio a fine di ogni ciclo.

    Perchè il cdb mi dice di cambiare olio così presto?
    Alla fine di ogni rigenerazione, una piccola quantità di gasolio va a finire nella coppa dell'olio perchè non è riuscito ad arrivare a bruciare. Ecco che col tempo l'olio viene contaminato dal gasolio. Ed ecco che la centralina, grazie ad un algoritmo che tiene conto di diverse cose quali il numero di rigenerazioni, i km percorsi, le condizioni nelle rigenerazioni ecc ecc, ad un certo punto ci avvisa con una spia lampeggiante ed un messaggio sul cdb, della necessità di cambiare olio motore ed ovviamente filtro. Questo può accadere a 5000 a 10000 a 20000 km, non c'è una regola, ma è appunto la centralina che capisce quando è ora di cambiare olio, perchè eccessivamente contaminato. Ignorare tale avviso è pericoloso perchè può causare problemi di lubrificazione e anche di autocombustione, quest'ultimo evento è la fine del motore che autoalimentandosi va in fuorigiri, brucia tutto l'olio finchè non fonde, e spegnerlo è quasi impossibile.

    Quanto dura la rigenerazione e come bisogna guidare durante una rigenerazione?
    Il modo corretto per concludere la rigenerazione, è quello di mantenersi oltre i 2000 giri, per avere le dovute temperature e la corretta "spinta" del flusso del gas di scarico.
    Il che non significa stare a 4000 giri. Ciò è inutile, e rappresenta uno stress notevole per la turbina, che si trova temperature altissime date dal motore che spinge e dal particolato che brucia sotto di lei.
    Sfatiamo il mito della rigenerazione da fermi al minimo... Dopo un determinato tempo nel quale il motore è al minimo, la centralina motore ECU interrompe la rigenerazione. Cessano le condizioni di temperatura e pressione del flusso nel sistema di scarico.

    Spero sia utile a chi ha o avrà una vettura con DPF!!!

     
    A Pierrr78, marceruben e (utente cancellato) piace questo elemento.
  2. Sto caricando...


  3. Molto utile far chiarezza su questo particolare cosí poco conosciuto. :)
     
  4. veramente utile... avessi la certezza dell'esclusione da centralina e body... leverei tutto!!!
    la turbina ne gioverebbe sicuramente...
     
  5. Pare che sia possibile con gli ultimi aggiornamenti.
     
  6. si può escludere dal body?
     
  7. Si. Esatto.
     
  8. qualche notizia in più?
     
  9. E' stata approntata una mappa che riesce finalmente ad eliminare le rigenerazioni via sw.

    Nulla di particolare.
     
  10. Quindi niente tubi dritti e via dicendo?
     
  11. Esatto, se NON vuoi rimuoverlo anche fisicamente.

    Il problema era che te lo rimuovevano fisicamente ma non via sw.