IL FILTRO ANTI-PARTICOLATO NEI MOTORI DIESEL

on Lunedì, 15 Aprile 2019. Posted in Blog

Descrizione, analisi dei valori diagnostici e soluzione tecniche delle anomalie.

IL FILTRO ANTI-PARTICOLATO NEI MOTORI DIESEL

Il filtro antiparticolato, comunemente chiamato FAP o DPF, è un filtro meccanico costituito da un supporto monolitico poroso, questo filtro è installato nel circuito di scarico dei veicoli con motore Diesel già a partire dal 2002 (FAP Gruppo PSA).

Questo sistema di filtraggio dei gas di scarico consente di bloccare e trattenere le particelle inquinanti solide: PM10 (fumo nero); prodotte dalla combustione, lasciando passare tutto quello che è gas di scarico.

La ceramica porosa del filtro ha la capacità di trattenere una quantità definita di PM10, oltre quella capacità il filtro andrebbe in saturazione.  Per evitare la saturazione, la centralina motore avvia periodicamente una strategia per liberare il filtro dal PM10 accumulato, questa strategia si chiama: rigenerazione spontanea. La strategia consiste nell’aumentare temporaneamente la temperatura dei gas di scarico, solitamente tramite post-iniezioni, cioè iniezioni di gasolio a valvole di scarico aperte. Il gasolio iniettato in queste condizioni esce direttamente bruciando all’interno del filtro DPF. La combustione del gasolio all’interno del DPF ne fa aumentare notevolmente la temperatura. Le temperature elevate che si creano all’interno del DPF sgretolano il PM10 riducendolo di dimensioni. Così ridotto di dimensioni il particolato accumulato ha la possibilità di fuoriuscire dallo scarico liberando totalmente il filtro.

FAP o DPF

Esistono due sigle per indicare il filtro antiparticolato. Il primo filtro ad essere installato nei veicoli di serie è stato il FAP del gruppo PSA. La particolarità di questo filtro è quella di lavorare in combinazione con un additivo a base di cerio (cerina). Nei veicoli dotati di FAP è presente un serbatoio ausiliario contenete l’additivo a base di cerina. La cerina viene iniettata nel serbatoio carburante ad ogni rifornimento. La capacità di questo serbatoio garantisce una percorrenza attorno ai 120.000 Km. Il PM10 tende a ridursi di dimensione se sottoposto a temperature superiori a 650°C, infatti il DPF, che non utilizza additivi, rigenera a questa temperatura; l’aggiunta di cerina al carburante abbassa la temperatura di rigenerazione a circa 450°C. Questa strategia accorcia i tempi che servono per una rigenerazione completa del filtro e di conseguenza riduce pure il consumo di carburante utilizzato nelle post-iniezioni; diversamente da quello che avviene nel DPF dove, a causa delle temperature elevate da raggiungere, la rigenerazione può durare anche per più di 30 minuti.

Da precisare che la rigenerazione si avvia solo quando ci sono i presupposti: motore in temperatura di esercizio, veicolo a velocità costante, giri motore superiori a 1800; ogni volta che si frena la rigenerazione si blocca per poi riprendere; se si spegne il motore prima che la rigenerazione sia completata questa riprenderà solo dopo che saranno soddisfatti tutti i presupposti. Tragitti brevi ripetuti nel tempo non portano alla rigenerazione completa del filtro, con i rischio che questo si intasi irrimediabilmente. In questo caso la rigenerazione spontanea non sarà più possibile, si dovrà ricorre ad una rigenerazione forzata da praticare in officina con apposita attrezzatura. Non solo, si potrebbe presentare una condizione ancor più grave del filtro intasato, la diluizione del olio motore: ripetute post-iniezioni a valvole di scarico aperte comporta il lavaggio del cilindro con parte del gasolio iniettato. Questo gasolio cola attraverso le pareti del cilindro verso la coppa dell’olio. Questo gasolio finisce per mescolarsi all’olio presente in coppa facendone aumentare pericolosamente il livello e con la diluizione si ha il deterioramento delle caratteristiche dell’olio stesso.  In presenza di veicoli con DPF o FAP buona norma verificare sempre il livello dell’olio motore. Se il livello dovesse presentarsi superiore al limite massimo è opportuno sostituirlo per non incorrere a spiacevoli inconvenienti di tipo meccanico.

Prendendo in esame i valori che leggiamo nella diagnosi, nella sezione dei parametri molte volte possiamo trovare una valore espresso in grammi di cenere. Questo valore è da ritenersi approssimativo in quanto non c’è nessun sensore che possa dare un valore in grammi, ma si tratta di calcolo aritmetico che la centralina esegue mediante i valori ricevuti. Il parametro che invece fa più fede ed è l’unico da tenere in considerazione è quello della contropressione allo scarico o pressione differenziale. Tale pressione viene ricavata mediante un sensore di pressione collegato al filtro anti-particolato per informare la centralina motore della differenza di pressione prima e dopo il filtro. Logico pensare che più la pressione letta da questo sensore è alta e più il filtro risulterà intasato. Arrivato ad un certo valore la centralina comanderà la rigenerazione spontanea per liberare il filtro.

La verifica dell’intasamento del filtro la si può ricavare dai valori letti del sensore differenziale:

  1. a motore spento e quadro acceso, solitamente si ha una pressione di 0 mbar, nessuna differenza di pressione.
  2. a motore in moto con regime minimo, dovrebbe avere pressione tra i 4 ed i 6 mbar, solo se il filtro è completamento pulito;
  3. accelerando gradualmente vedremo la pressione aumentare fino ad arrivare a 100 mbar.

Tali pressioni sono da ritenersi come valori guida.

Valori di pressione differenziale superiori a 12/15 mbar al minimo stanno ad indicare un filtro pieno da rigenerare.

A questo punto è consigliabile provocare una rigenerazione spontanea: portare il veicolo su strada e ricreare la giusta condizione per la rigenerazione. Guidiamo il veicolo ad una velocità superiore agli 80 km/h con marcia inferiore rispetto al totale delle marce disponibili: se cambio manuale a 5 marce, usare la 4 marcia; se cambio a 6 marce, usare la 5 marcia. A tale regime per più di 20 minuti dovrebbe avvenire la rigenerazione. Per evitare situazioni di Start-stop è consigliabile percorrere strade extraurbane a scorrimento veloce, meglio se autostrada. Per motivi tecnici è sconsigliata la rigenerazione forzata con veicolo fermo (rigenerazione statica).

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