Фильтр GPF чем он отличается от DPF?
На практике с 2018 года практически каждый производитель вынужден оснащать автомобили таким устройством., тыс. т Рыба приводится в действие бензиновым двигателем с непосредственным впрыском. Этот вид заправки делает бензиновые автомобили очень экономичными и поэтому выделяют малоСО2. Другая сторона медали — это высокий выброс твердых частиц, так называемый сажа. Это цена, которую мы должны заплатить за экономию современных автомобилей и борьбу с углекислым газом.
Твердые частицы чрезвычайно токсичны и вредны для организма. w, поэтому стандарты выбросов Евро 6 и выше регулярно снижают их содержание в выхлопных газах. Для производителя в машине Одно из более дешевых и эффективных решений проблемы — сборка фильтра. в GPF.
GPF — это аббревиатура t из английского бензинового сажевого фильтра. Немецкое имя Оттопартикельфильтр (ОБТК). Эти названия аналогичны DPF (дизельный сажевый фильтр или немецкий Dieselpartikelfilter). Схожая цель использования — сажевый фильтр предназначен для улавливания сажи из выхлопных газов и ее сбора внутри. После заполнения фильтра сажа сжигается изнутри фильтра с помощью соответствующего процесса управления энергосистемой.
Самый большой разница между DPF и GPF
И вот мы подошли к самому большому р. тепло, то есть работа самого фильтра в реальных условиях. Ot что бензиновые двигатели работают так b что выхлопные газы имеют более высокую температуру. В результате сам процесс сжигания сажи может происходить реже, потому что даже при нормальной работе сажа частично удаляется из фильтра GPF. Для этого не нужны такие жесткие условия. как и в случае с DPF. Успешно ГПФ выгорает даже в городе, если звездная система не работаетОстанавливаться.
Второй разница в ходе упомянутого процесса. В дизелях он запускается при подаче большего количества топлива, чем двигатель может сжечь. Его избыток идет из цилиндра в выхлопной системе, где в результате высокой температуры он сгорает, и таким образом создается высокая температура в самом фильтре DPF. Это, в свою очередь, сжигает сажу.
В бензиновом двигателе процесс выгорания сажи работает так b что топливно-воздушная смесь обеднена, что создает еще более высокую температуру выхлопных газов, чем при нормальных условиях. Это удаляет сажу из фильтра.
Это г разница между так называемыми Процесс регенерации DPF и GPF фильтра настолько важен, что в случае с дизелем неудачное протекание этого процесса часто заканчивается попаданием лишнего топлива в систему смазки. Дизельное топливо смешивается со смазочным маслом, разжижает его, изменяет свой состав и не только повышает уровень, но и подвергает двигатель большему трению. Нет необходимости добавлять лишнее топливо в бензиновый двигатель, но даже в этом случае бензин быстро испарится из масла.
Это позволяет подозревать, что фильтры GPF доставят водителям меньше хлопот. в чем DPF. Стоит добавить, что инженеры w и их расположение Они имеют более чем 20-летний опыт работы в области фильтров для очистки выхлопных газов. в твердых телах, и это сложные конструкции. В настоящее время их срок службы, несмотря на работу в гораздо менее благоприятных условиях (даже при более высоком давлении впрыска), чем раньше, намного выше, чем в начале 2000-х годов.
В чем может быть проблема?
Тот самый факт, с которым rego из-за использования фильтра GPF. Повышение давления впрыска, бедная смесь и ее плохая однородность (смесь образуется непосредственно перед зажиганием) заставляют двигатель с прямым впрыском образовывать твердые частицы, в отличие от двигателя с непрямым впрыском, который ry не производит их. Работа в таких условиях означает, что сам двигатель и его части подвергаются ускоренному износу, высокой тепловой нагрузке и неконтролируемому самовоспламенению топлива. М. простым языком — бензиновые двигатели, тыс. т При необходимости фильтр GPF имеет тенденцию к «самоуничтожению», так как основной Их основная цель — производить как можно меньше CO2.
Так почему бы не придерживаться непрямого впрыска?
Здесь мы возвращаемся к первоисточнику за проблемой — выбросы СО2. Если бы никого не беспокоил повышенный расход топлива и, следовательно, выброс CO2, это не было бы проблемой. К сожалению, и вот для производителя есть ограничения на автомобили. Кроме того, двигатели с непрямым впрыском не так эффективны и гибки, как двигатели с прямым впрыском. При одинаковом расходе топлива они не могут обеспечить аналогичную производительность. w — максимальная мощность, крутящий момент на малых оборотах. С другой стороны, заказчик все меньше интересуется слабыми и неэкономичными двигателями. в.
М. прямое вождение — если вы не хотите проблем с GPF и прямым впрыском, купите новую машину г, выбирайте городской автомобиль с небольшим агрегатом или внедорожник Mitsubishi. Продажа автомобилей этой марки показывает, как мало b решает это сделать. Как бы сурово это ни звучало, это главное это не клиент их можно обвинить в том, во что они вложили себя.
Фильтры твердых частиц для бензиновых автомобилей (GPF)
Твердые сажевые частицы присутствуют в выхлопных газах любого автомобиля: как дизельного, так и бензинового. У дизеля дым в выхлопе появляется в основном на мощностных режимах, на разгоне. А у бензинового двигателя— при запуске и прогреве, изредка на других режимах. Сажа в выхлопе обладает канцерогенным действием, так как на поверхности сажевых частиц адсорбируются недогоревшие углеводороды различного вида.
Предыстория. Причина появления
Впервые массово сажевые фильтры начали устанавливать в 2004 году, при введении норм EURO 4, естественно, на дизели. Однако, в связи с введением в 2009 году норм ЕВРО 5а, производителей обязали ограничивать содержание твердых частиц и в выхлопах от бензина.
Предельные значения по присутствию твердых частиц были сжаты в 10 раз согласно новому стандарту от 2014 года. По этой причине использование сажевых фильтров для бензиновых двигателей стало прямой необходимостью.
Сказался постепенный переход бензиновых двигателей на непосредственный впрыск, что привело к увеличению количества сажи в выхлопе по сравнению с впрыском MPI. У устройств с непосредственным впрыском капельки топлива при низких температурах с трудом переходят в газообразное состояние перед сгоранием. Причина заключается в прямом и поэтому слишком коротком пути от форсунки до камеры сгорания.
Постоянно ужесточающиеся экологические нормы привели к запуску в серию фильтров сажевых частиц для бензиновых автомобилей. Фильтр назвали GPF (Gasoline Particulate Filter) — бензиновый фильтр твердых частиц, что похоже на название DPF — (Diesel Particulate Filter) — соответственно, дизельный фильтр твердых частиц.
Сравнение фильтров для дизеля и бензина
Между дизельным и бензиновым сажевыми фильтрами много общего, хотя знак равенства между ними ставить нельзя. Перечислим общие черты:
Существенной разницей является только то, что дизельный вариант прожигается (регенерируется) периодически, а бензиновый сажевый фильтр на постоянной основе на штатных режимах работы двигателя (пассивная регенерация). Сервисная очистка реализуется только при наличии большого количества загрязнений и, в отличие от дизеля на холостом ходу двигателя, обедненной смеси или при увеличении угла зажигания, что поднимает температуру ОГ до 600-700 градусов, достаточных ой для эффективной регенерации.
Бензиновый сажевый фильтр в теории обладает тем же ресурсом, что и автомобиль в целом. Рассчитан на пробег около 240 000 километров. Исключения из правил случаются при использовании неподходящего моторного масла или несоблюдении условий эксплуатации автомобиля. К последним относятся прежде всего качество топлива, количество холодных пусков и городские пробки.
Конструкторы стремятся повысить ресурс фильтров, в том числе повышая давление впрыска топлива. В таких случаях последнее сгорает более полно и сажи образуется меньше. Сегодня достигнуты давления порядка 350 бар.
Качество используемого моторного масла особенно важно, так как в бензиновый сажевый фильтр попадает не только сажа, но и остатки сгоревшего ей смазки. Его количество и, соответственно, количество золы, остающейся в фильтре, влияет на ресурс. Чем больше двигатель расходует масла, тем больше золы, которая в отличие от сажи не сгорает и забивает фильтр необратимо. Чем более зольная смазочная жидкость используется в эксплуатации, тем больше необратимых загрязнений. Именно поэтому в автомобили, оборудованные сажевыми фильтрами рекомендуются исключительно малозольные масла.
Советы владельцу
Необходимо использовать исключительно предписанные инструкцией масла с низким показателем зольности и имеющие допуск от производителя автомобиля. Такие масла сейчас доступны на российском рынке:
Очистка фильтра от сажи называется регенерацией. Она может быть следующих видов:
Все эти масла представлены в ассортименте Liqui Moly GmbH серией Тор Тес. За последний год появилось второе поколение линейки Тор Тес, серии 6000. Выпущены в розничную продажу Top Tec 6100 0W-30, Top Tec 6200 0W-20, Top Tec 6300 0W-20 и Top Tec 6600 0W-20. Это сверхсовременные решения для бензиновых и дизельных двигателей с фильтрами твердых частиц, непосредственным впрыском и турбиной. Эти масла построены по принципу ресурсосбережения, то есть одновременно для экономии топлива и повышения ресурса автомобиля в целом. Их применение способствует общему снижению расходов на эксплуатацию автомобиля.
Как работает фильтр твердых частиц (GPF) на бензиновых моторах Mercedes
Решил немного разобраться в работе фильтра твердых частиц, который установлен на бензиновых 2л. моторах Мерседес M264. Как он работает, в чем особенности и отличия от дизельных фильтров твердых частиц (DPF), какие есть нюансы эксплуатации моторов с таким фильтром, как он регенерируется… К слову этот GPF (Gasoline Particulate Filter) установлен и на 1,5л версиях m264 и на 3л. М256 и на новых 1,5л. и 2л M254 (представлен на новом C-Class).
Начнем с того, что впервые этот фильтр появился еще в 2017-м на S500 рест. и уже тогда было заявлено, что данный фильтр будет стоять и на будущем M264.
Фильтр легко увидеть открыв капот. Буквально сразу за турбиной вы увидите уродливый бочонок с несколькими датчиками — это он 🙂 Установили его нам чтобы нормы выхлопа соответствовали стандарту Euro-6d и Euro-7, который предъявляет существенно более строгие требования к выхлопу бензиновых ДВС. К слову, современные бензиновые моторы с непосредственным впрыском высокого давление (200 и более bar) действительно грязнее своих предшественников и подобные фильтры собирают вполне реальные продукты горения. Об этом дальше.
Начнем с конструкции. Тут и далее я буду сравнивать бензиновый фильтр твердых частиц (далее просто «фильтр») и дизельный т.к. о дизельном мы знаем значительно больше, да и просто интересно отметить в чем между ними разница 🙂
Я частично опираюсь на официальный документ Даймлера с результатами испытаний GPF на M278 (на S500). Вы можете ознакомиться с ним сами, чтобы узнать все нюансы и условия испытаний. Ниже у меня краткое изложение:
Как и дизельный, бензиновый фильтр расположен на выпуске и первым (после турбины) встречает выхлопные газы. Его задача прогнать через себя выхлоп задержав крупные частицы после процесса горения (далее просто сажи). Тут у обоих фильтров идентичная схема: выхлоп проходит через «лабиринт» где проходя через стенки крупные частицы застревают оседая на стенках этого самого фильтра. В обоих случаях фильтр может самоочищаться за счет «прожига» накопившейся сажи. На этом сходства заканчиваются. Если дизельный фильтр выполнен на основе керамики, то бензиновый выполнен на основе Кордиерита так как такой фильтр является более стойким к высоким температурам (т.к. температура отработавших газов бензинового ДВС выше). Кроме того, прожиг фильтра для бензинового мотора проходит немного иначе.
В случае с бензиновым мотором есть несколько важных нюансов. С одной стороны, накопление твердых частиц происходит значительно медленнее чем в случае с дизелем. С другой, бензиновые моторы значительно более чувствительны к противодавлению которое создает забитый фильтр. При этом само наличие фильтра и даже небольшое количество сажи на нем проблем с противодавлением не создает.
Тем не менее, при определенных условиях сажа может продолжать накапливаться забивая поры, тем самым инициируя поверхностную фильтрацию. В таком случае противодавление начинает расти. Например увеличение даже до 1 g/l сажи приводит к перепаду противодавления (на этом участке) до 2,5 раз.
Очевидно, что повышенного оседания сажи на фильтре необходимо избегать т.к. это приводит к повышению противодавления и снижению мощности. К счастью, в отличии от дизеля, выхлоп бензинового ДВС изначально содержит значительно меньше твердых частиц (примерно в пять раз ниже по PM и на порядок ниже по PN). Соответственно повышенное отложение сажи на фильтре бензинового мотора может происходить только в специфических, «пограничных» режимах эксплуатации. К таким режимам (читай причинам приводящим к повышенному отложению) относятся: частые холодные пуски и постоянная(!) работа мотора при низких нагрузках. Последнее приводит к тому, что для очистки фильтра («прожига») просто не создается необходимых условий. Дело в том, что прожиг происходит в момент прекращения подачи топлива. В этот момент кислород (свежий воздух) подается на фильтр и происходит экзотермическая реакция и процесс окисления. Для этого должны быть созданы определенные условия, в частности подходящая высокая температура в фильтре (которая в «овощном» режиме езды там не создается). Температура и время прожига определяются системой исходя из «понимания» (по датчикам), сколько сажи скопилось к моменту, когда возможен «прожиг». Например, при старте прожига при температуре в фильтре 700°C, температура далее повышается до 1150°C (значительно выше чем на дизеле) из-за реакции. Интересно, что в ходе испытаний (см ниже) основной этап прожига произошел фактически сразу же, как только прекратилась подача топлива и поступил кислород.
От части, чтобы исключить потенциальный риск частой низкой температуры фильтра, Даймлер перенес его из под днища (в первых версиях в т.ч. и на S500) в моторный отсек, поближе к «горячим» элементам мотора.
Интересно взглянуть на результат длительного теста в разных условиях. Взяли 3 машины, две проехали по 100 тыс. в загородных условиях и одна 40 тыс. в городских при постоянной низкой нагрузке. К этому добавилась эксплуатация при низких температурах. В итоге при шоссейной эксплуатации противодавление выросло на 12%, а при городской на 50%. Важно понимать, что замеры делались точечно, в разных местах фильтра и это нельзя отнести ко всему фильтру. См. ниже
Производитель утверждает, фильтр не обслуживаемый и в ручной чистке не нуждается (она вообще не предусмотрена конструкцией). Кроме того, ситуация когда фильтр полностью забьется тоже исключена.
Выводы.
Вывод из этого всего очень простой: по возможности не забывайте навалить и покрутить мотор в S или S+! Дальше система все сделает сама. Прожиг, а точнее даже окисление на бензине происходит проще и быстрее чем на дизеле.
GPF (Gasoline Particulate Filter) – What Is It And What Does It Do?
Since September 2018 GPF has applied to all new GDI/Petrol (Gasoline Direct Injection) cars with a specific conformity factor. Its purpose and introduction are to restrict the level of emissions exiting from the exhaust in a similar way that DPF works on diesel models.
Why are manufacturers equipping their vehicles with particulate filters?
Legislation, Governments, pressure to tackle climate change and reduce pollutant emissions are the driving force behind the changes. Depending on the country you are in when reading this, different regulations apply but in short, lowering emissions globally requires a significant and strategic process.
“A dramatic increase of vehicle production and critical rise of environmental pollutions, global warming, climate, greenhouse and transportation growth make countries around the world unite to find effective solutions. Thus, they agree the situation requires very strict, urgent actions in law and regulations to reduce passenger vehicle pollutions.”
Pshtiwan M. Sharif et al 2019 IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 469 0120701
https://docplayer.net/95024849-Worldwide-emission-standards-and-related-regulations.html
Worldwide emissions standards and regulations have also stepped up to ensure manufacturers are not complacent.
“(WLTP) is the new protocol regulation and requirement process to measure exhaust emissions in the real world with the real driving emissions (RDE) Test. EU is the first to introduce the (WLTP) as a legally binding procedure to achieve uniform test protocol throughout the world. The (WLTP) is taking in to consideration optional equipment of the vehicle for everything that increases the vehicles fuel consumption and its emissions, the type approval will become a lot more complex. In fact, every vehicle gets its own CO2 rating based on its equipment, body type, aerodynamic properties and mass.”
Pshtiwan M. Sharif et al 2019 IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 469 012070
https://caremissionstestingfacts.eu/nedc-how-do-lab-tests-work/
Keep it real legal!
If you consider that companies openly advertise DPF removal on diesel vehicles (which is illegal), it is likely that the advice will be similar for the GPF; to remove the system altogether, or to remove the internals and weld it closed. If companies do not offer legal products, then customers are only left with one choice; Revo believe that choice should, at least, be legal.
The latest generation 2.0TSI engine (Gen3) is equipped with a GPF and has formed part of an extensive and in-depth research and development program. This focussed on the implications of this filter in regards to ECU calibration changes. There have been some substantial changes in factory form to keep in line with the latest Euro 6.2 emissions laws, which we will most likely see across more vehicles in time. Most notable is the introduction of the GPF and the change to the single port injection system.
Increased restriction from Governments globally on emissions means that GPF (Gasoline Particulate Filter) is here to stay. Revo stand firm on creating products that are legal. We don’t want our products to incriminate our customers, which is why we don’t create products that are illegal or ‘for track use only’.
Throughout the development of Revo’s performance ECU software for the 2.0 gen3 engine, close monitoring of the GPF system has been an essential step in finding the limitations and tuning potential of the newer DNU engines.
So, what exactly is GPF?
Referred to as GPF, PPF or OPF it applies to petrol engines only. Gasoline Particulate Filters (GPF) are derived from Diesel Particulate Filters (DPF) found in all-new diesel engine powered vehicles.
Gasoline particulate filters (GPF) are used to remove particulate matter from the exhaust gas from a gasoline direct injection (GDI) engine.
GDI vehicles are becoming more popular due to the regulations to reduce CO2 emissions, at the forefront is legislation like Euro 6.2.
However, a GDI engine has a higher emission of particulate matter than a port fuel injection gasoline engine. GPF controls the particulate emission by trapping the particulate matter, ultimately making the cars we drive cleaner to the environment.
Filter tech.
It comprises of a honeycomb-like filter structure made from synthetic ceramic material. The filter captures soot particles as the exhaust gasses pass through.
This soot is then burnt and the filter regenerated when the exhaust temperature is high. In most cases the filter is operated under a constant trap and regenerate cycle in a passive manner. Whereas a DPF traps soot and then needs a special engine mode to regenerate.
GPF filters are highly efficient, capturing in excess of 90% of airborne particulates which would otherwise be released into the atmosphere.
While the GPF and DPF technologies are closely related, there are a number of differences in the filter configuration, operation and control strategy, which are due to the differences in the operating conditions, and the particulate emission rates and composition between gasoline and diesel engines.
Could you remove GPF altogether?
Sure, a few tools and a bit of time will see to that. Or you can purchase a delete pipe for ‘off-road use only’. Removing any DPF/GPF will allow exhaust gasses to flow more freely, potentially improving performance.
However, removing the GPF will more than likely deem your car illegal for road use. As the car will no longer meet the emissions standards intended set by certain countries. Removal can also trigger an EML/ECU warning.
“Removing the GPF will deem your car illegal and will most likely trigger an EML/ECU warning.”
It’s always an easy option for many aftermarket tuners to suggest removing emissions-based components, especially as it is significantly cheaper to remove than it is to design products that work with the GPF.
If you’re racing a car it isn’t needed, but for a road car it’s a LEGAL requirement.
However, if it’s a road car that’s a completely different consideration and if you intend on using it as a daily though you could be in for problems.
If Governments are coming down hard on manufacturers, they will be looking out for people removing them after purchase. Revo’s mission is to develop products that are road-legal, and don’t require you to break the law to enjoy.
You also need to consider that if you do remove, or ever need to replace the GPF it’s likely to be an expensive exercise based on the known costs of DPF replacement. Our extensive software development takes protecting the GPF into account.
Revo’s 2019 Cupra R logging figures on the hub dyno after extensive road miles testing GPF.
Two types of GPF.
Drivetrain layout means two types of GPF found in VAG 2.0T vehicles. The 4WD vehicles have two smaller GPF’s, whereas the 2WD vehicles have a single larger one. This is largely due to the space restrictions with the propshaft on 4WD models.
“Revo does not support the Removal of GPF!”
What’s the ‘real’ tuning impact?
GPF causes additional restrictions inflow – that is THE key limiting factor they bring. Essentially the car isn’t getting the same amount of air through the cylinders (compared to a non-GPF at the same boost level) and airflow is critical to making power of course.
NEW Revo Stage 1 software is designed to work in harmony with your Gasoline Particulate Filter.
However, this is a non-removable restriction that we must work with to get the best from the car and the software. And, following our extensive testing it actually isn’t as restrictive (in terms of producing increased performance) as we had first anticipated it might be.
At the time of writing this there isn’t much real-world information available about the GPF as it’s such a new introduction.
GPF also mutes the car’s exhaust tone. As aftermarket car tuners we’re all about those addictive exhaust notes; fortunately, Milltek produce a ‘GPF/OPF-back exhaust system’ so you can do something about improving the noise with an aftermarket solution that still allows you to retain the GPF and abide by the necessary laws.
The BIG question.
“What impact does GPF actually have on performance?” Well, our extensive software development has surpassed our own expectations. We answer that question in much more depth, here.
Our Cupra R under development in conjunction with GPF.
