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Come funziona il filtro anti-particolato?

Argomenti tecnici

In linea di massima, è possibile descrivere il filtro anti particolato (FAP o DPF) come una trappola che mantiene imprigionate le particelle di fuliggine (particolato) generate in fase di combustione del motore Diesel. Durante le fasi di iniezione infatti, non sempre tutto in gasolio iniettato riesce a miscelarsi con l’aria introdotta nel cilindro ed a bruciare completamente (fase attiva del ciclo).

 
Il gasolio che non brucia completamente, si trasforma in particolato. I moderni sistemi di iniezione common-rail, unitamente ai sistemi di sovralimentazione sempre più efficaci (turbocompressori a geometria variabile) hanno permesso di ridurre la generazione di particolato, anche se questa non può essere nulla.
I filtri antiparticolato sono appunto dei filtri posti a valle del turbocompressore, sul condotto di scarico, ed hanno la funzione di trattenere le particelle di inquinante generate dalla fase di combustione del motore Diesel. Cosa avviene dopo un certo numero di chilometri o di ore di funzionamento? Succede quello che succede normalmente ad ogni filtro; si intasa.
 
Il sistema di gestione elettronica del motore, è studiato per poter effettuare automaticamente delle pulizie del filtro quando è necessario, tali pulizie prendo il nome di “rigenerazione del filtro anti-particolato. Come fa il sistema di gestione elettronica a sapere quando il filtro è intasato?
A tale scopo, sul corpo metallico del filtro stesso, sono posti due piccoli condotti collegati ad un sensore differenziale di pressione (o a due distinti sensori di pressione) che rilevano appunto lo sbilanciamento di pressione tra il valore che viene letto prima del filtro ed il valore che viene letto dopo il filtro.
 
Valori di sbilanciamento che superano una determinata soglia, rilevano un intasamento del filtro stesso e fanno scaturire i processi di rigenerazione attuati dalla centralina EDC. Vediamo un pochino più nel dettaglio come. Per avviare il processo di rigenerazione del filtro, sono necessarie temperature di circa 600°C che vengono raggiunte attraverso le cosi dette post-iniezioni.
 
Le post-iniezioni, sono delle iniezioni di gasolio effettuate dalla EDC non nella fase attiva (fase di combustione) ma mentre il pistone è in basso, questo per fare fuoriuscire il gasolio nel condotto di scarico ed avviare un processo di postcombustione che porta il filtro antiparticolato alla temperatura necessaria alla sua rigenerazione con conseguente ristabilimento della contropressione.
 
La centralina EDC però, non si limita a creare le post-iniezioni, interviene anche su vari parametri per mantenere costante l’erogazione di coppia del motore (nel caso sia in situazione di erogazione di coppia). Uno dei parametri sul quale avviene la correzione è la fase (o le fasi) di iniezione principale che viene ridimensionata.
 
Anche la pressione del turbo viene controllata per mantenerla su livelli più bassi (il gasolio iniettato nel collettore di scarico dopo la fase attiva, porterebbe ad un aumento della temperatura e velocità dei gas di scarico con conseguente aumento del regime di rotazione della turbina e quindi della pressione di sovralimentazione).
 
Altri parametri sui quali interviene la ECU durante le fasi di rigenerazione, sono la parzializzazione del flusso del ricircolo dei gas di scarico (EGR) e la posizione della valvola a farfalla posta sul condotto di aspirazione. Questi ultimi due interventi hanno principalmente lo scopo di controllare le temperature presenti all’interno del circuito di scarico per un corretto funzionamento della fase di rigenerazione del filtro.
 
Sul corpo del filtro stesso, è fissato anche un sensore di temperatura che serve come segnale di feedback alla centralina EDC per regolarne i valori. Il processo di rigenerazione del filtro ha una durata di circa una dozzina di minuti. Durante questa fase è preferibile non arrestare il motore per non compromettere il processo di pulizia filtro.

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