Czym jest filtr GPF i dlaczego sprawia, że samochody brzmią gorzej?

Stanowi benzynowy odpowiednik popularnego DPF-a. Filtr GPF również ma wyłapywać cząstki stałe ze spalin, tyle tylko, że w samochodach zasilanych benzyną. Niestety, jego zastosowanie negatywnie wpływa na brzmienie modeli sportowych.

O ile DPF jest obowiązkowy w nowych samochodach wysokoprężnych od 2006 roku, czyli wraz z pojawieniem się normy Euro 5, o tyle „kariera” filtra GPF (Gasoline Particulate Filter – z języka angielskiego) lub OPF-u (Ottopartikelfilter – z języka niemieckiego) trwa znacznie krócej. Stosuję się go od września 2018 roku, co na producentach wymogli ustawodawcy.

Zbiegło się to w czasie z zastąpieniem starego cyklu testowego NEDC (New European Driving Cycle) trudniejszym reżimem WLTP (Worldwide Harmonised Light Vehicles Test Procedure). Wtedy pojawiła się norma Euro 6c, zastąpiona przez Euro 6d. W rezultacie emisje cząstek dla samochodów benzynowych musiały zostać mocno zmniejszone, co doprowadziło do powstania GPF-u.

Filtr GPF zwykle znajduje się za katalizatorem, wewnątrz metalowej obudowy, która często wygląda niczym dodatkowy tłumik. Po jej otwarciu można zauważyć ceramiczną strukturę plastra miodu, podobną do tej w DPF-ie (TUTAJ przeczytasz ja zmniejszyć zużycie paliwa).

Kiedy do jego wnętrza dostają się spaliny, filtr GPF zatrzymuje nadmiar podtlenku azotu, tlenku węgla oraz cząstek węglowodorów. Wszystkie one są spalane w wysokiej temperaturze. W wyniku tego procesu wydzielają się woda, azot oraz dwutlenek węgla. Filtr GPF odpowiada za zmniejszenie ilości cząstek stałych w spalinach o 90-95%.

Czy filtr GPF wymaga konserwacji?

Filtry cząstek stałych w silnikach wysokoprężnych mają niezbyt dobrą reputację. Otóż zatykają się z czasem, co w szczególności dotyczy samochodów użytkowanych na krótszych dystansach i przy niższych prędkościach.

Z kolei GPF nie sprawia takich problemów. Wynika to z wyższej temperatury silnika benzynowego, a więc i spalin, co pomaga w spalaniu cząstek stałych. Po drugie, silniki benzynowe zwykle emitują mniejsze ich ilości.

Badania wykazały jednak, że silniki benzynowe mogą być nawet bardziej szkodliwe niż Diesle. Powód? Nanocząsteczki, które są znacznie mniejsze niż cząstki oleju napędowego (100 wobec 10 mikronów średnicy). Ponieważ są one tak mikre, mogą wnikać głębiej w płuca człowieka.

Niezależnie od tego, filtr cząstek stałych nie wymaga konserwacji, co akurat jest dobrą wiadomością. Teraz czas na te gorsze.

Skutek uboczny numer 1 – brzmienie

Powszechne stosowanie GPF-u to dobra wiadomość z punktu widzenia ochrony środowiska, czemu nie sposób zaprzeczyć. Ale powoduje on przynajmniej dwa efekty uboczne (TUTAJ przeczytasz o tym, jak umiejscowienie silnika wpływa na konstrukcję samochodu).

Po pierwsze, przyczynia się do redukcji hałasu, co wynika z faktu, że jest dodatkowym ograniczeniem w układzie wydechowym. W rezultacie auta z filtrem GPF cechują się mocniej stłumionym dźwiękiem niż ich odpowiedniki bez tego urządzenia.

Jak zauważył to Matt Becker, będący jednym z inżynierów Astona Martina, filtr GPF szczególnie utrudnia „zaprogramowanie” wszystkich dodatkowych huków i hałasów. W rezultacie układy wydechowe nie wygrywają już takich melodii jak wcześniej.

Przykład to choćby Porsche 911 GT3 RS (991.2), które po zastosowaniu filtra GPF straciło część ze swojego ostrego brzmienia, przywodzącego na myśl potrząsanie wiadra pełnego gwoździ. Owszem, nadal to auto wydaje z siebie donośne tony, jednak zostały one pozbawione wcześniejszego, niczym niezakłóconego wycia blisko maksymalnych obrotów.

Inny, zdecydowanie rzadszy przykład stanowi Jaguar F-Type R, któremu GPF jednak pomógł. Wcześniej wydawał on z siebie nadmiernie maszynowe dźwięki, natomiast po zastosowaniu tego rozwiązania na pierwszy plan zaczęło z kolei wychodzić piękne dudnienie silnika V8.

Filtr GPF: skutek uboczny numer 2 – zużycie paliwa

Filtr GPF, zamontowany w układzie wydechowym, stanowi dodatkowy opór dla spalin wydostających się z silnika. I choć nie mówi się o tym głośno, w niektórych samochodach jego zastosowanie powoduje zwiększone zużycie paliwa (TUTAJ poznasz podstawy aerodynamiki samochodu).

Tak się dzieje np. w przypadku 280-konnej Alfy Romeo Giulii, w której po przejściu na filtr GPF zapotrzebowanie na benzynę podczas jazdy autostradą z przepisową prędkością wzrosło nawet o 2 l/100 km. Takie rewelacje możemy przeczytać na niektórych forach właścicieli samochodów tej włoskiej marki.