Il dettaglio troppo spesso trascurato nel criticare, a torto o a ragione, i motori delle moderne auto e la loro complessità nei filtri e sistemi di trattamento dei gas di scarico, è la loro “pulizia” e il minore impatto in termini di inquinamento. Non solo, dispositivi come il filtro antiparticolato sono diretti a ridurre gli effetti nocivi dell’inquinamento sulla salute.
Inizialmente noti per la loro introduzione sulle auto con motori diesel (intorno al 2005, entrata in vigore dell’Euro 4), con l’arrivo dello standard Euro 6 anche le auto con motori benzina hanno adottato, in sempre più casi, il filtro del particolato.
FILTRO ANTIPARTICOLATO E MOTORI BENZINA, PERCHÉ SERVE
Il GPF – Gasoline Particulate Filter si è reso necessario in virtù dei sistemi di iniezione diretta di carburante, che iniettano la benzina direttamente in camera di combustione. Si tratta di una caratteristica da molti anni utilizzata sui motori benzina, talvolta abbinata a un’iniezione indiretta, che permette di incrementare le prestazioni e ridurre i consumi.
Tuttavia, tra i vari aspetti negativi dell’iniezione diretta, vi è la produzione dal processo di combustione di una quantità di particolato molto superiore rispetto a motori alimentati a iniezione indiretta. Il minor tempo disponibile per creare una miscela tra aria e carburante in camera di combustione fa sì che il particolato residuo nei gas di scarico sia superiore.
Questa quantità di particolato necessitava di un trattamento perché i propulsori fossero in regola con le prescrizioni delle norme Euro 6. Da qui l’adozione del filtro.
FILTRO DEL PARTICOLATO, DIFFERENZE TRA BENZINA E DIESEL
Molti dei problemi legati al filtro DPF sui motori diesel non sono presenti nel caso del GPF. Questo è dovuto al diverso processo di combustione e alle temperature in gioco. Dal rischio di intasamento del filtro, minimo, alle strategie di iniezione post-combustione per bruciare, nelle fasi di rigenerazione attiva del filtro antiparticolato, i depositi, le differenze tra filtri antiparticolato sono molte.
COS’È IL PARTICOLATO E PERCHÉ FA MALE ALLA SALUTE
Ma facciamo un passo indietro, per dire quanto il particolato rilasciato in atmosfera possa essere nocivo per la salute dell’essere umano. Con il termine particolato identifichiamo sostanze ultasottili, particelle il cui ordine di grandezza è di micron. Il particolato PM10, ad esempio, individua particelle in grado di arrivare fino ai bronchi. Il PM2,5, particelle ancora più piccole, è in grado di raggiungere gli alveoli dei polmoni, con il rischio di trasferimento al sangue.
Approfondisci: Filtro antiparticolato: come funziona, problemi e pulizia
COME FUNZIONA IL FILTRO ANTIPARTICOLATO GPF
L’installazione del filtro del particolato sui motori è pensata per essere la più vicina possibile al collettore di scarico, così da sfruttare le elevate temperature del processo di combustione. Come sui filtri del particolato adottati sui motori diesel, anche il GPF si caratterizza per la presenza di una struttura a nido d’ape dotata di microfori. Ciascun canale è chiuso – in modo alternato – a un’estremità e, materialmente, blocca il particolato.
I gas di scarico in ingresso del filtro depositano il particolato nella porzione chiusa dei condotti. A valle del filtro, dai fori aperti, fluiscono i gas di scarico ripuliti. Ovviamente, non è solo la conformazione fisica del filtro a renderlo efficace ma anche i materiali nei quali è realizzato.
Qui entra in gioco il materiale ceramico che è la cordierite, ideale per le caratteristiche di stabilità termica e ridotta deformabilità in presenza di elevate temperature. I costi di produzione ridotti e l’elevata durata contribuiscono a eleggerlo come materiale ideale per realizzare il filtro.
LA RIGENERAZIONE PASSIVA DEL FILTRO GPF
Un’altra sostanziale differenza tra il funzionamento del filtro antiparticolato sui motori benzina rispetto a quelli diesel, è nella differenza di inquinanti presenti nei gas di scarico. Il GPF opera, infatti, in assenza di NOx, ossidi di azoto che rappresentano, invece, uno dei principali inquinanti da trattare sui diesel. Questo porta a strategie di rigenerazione differenti, con il filtro sui motori benzina che non richiede iniezioni di carburante ulteriori per bruciare i depositi accumulati dal GPF.
Leggi anche: Il particolato è prodotto anche dall’usura dei freni
La stessa quantità di particolato prodotta dai motori benzina è minore rispetto ai diesel e rende l’intero processo di post-trattamento dei gas di scarico più “semplice”. Resta invariata la strategia di controllo dell’efficacia del filtro, gestita mediante sensori di pressione. Rilevano la pressione dei gas in entrata del filtro e in uscita. La differenza tra questi due valori indica eventuali problemi o intasamento del filtro stesso.
La maggior temperatura prodotta dalla combustione su un motore benzina, di circa 900° C contro i 400° C su un motore diesel, fa sì che l’accumulo di particolato possa essere bruciato all’interno del filtro in modo indiretto. Senza richiedere, cioè, un’iniezione di carburante dedicata, come avviene sui diesel. Temperature, composizione chimica dei gas di scarico (assenza cioè di ossigeno sui benzina rispetto ai diesel), rendono i filtri GPF progettualmente diversi dal DPF adottato sui motori diesel. A essere uguale è l’obiettivo: rendere più puliti i gas immessi in atmosfera e nocivi per gli esseri umani.
***
CONTINUA A LEGGERE SU FLEETMAGAZINE.COM
Per rimanere sempre aggiornato seguici sul canale Telegram ufficiale e Google News.
Iscriviti alla nostra Newsletter per non perderti le ultime novità di Fleet Magazine.
