Rigenerazione FAP/DPF

FAP

Il filtro antiparticolato, denominato FAP dal gruppo PSA e DPF da tutti gli altri costruttori è un dispositivo adottato sui motori diesel a partire dalla normativa Euro 3 ed è diventato obbligatorio con l’implementazione con l’adozione della normativa antinquinamento Euro 5 per abbattere le emissioni inquinanti.
Tra questi due dispositivi, c’è una differenza sostanziale:

il FAP necessita di un additivo che si miscela automaticamente al gasolio per facilitare la raccolta e successivamente eliminare il particolato, il DPF no (ma vedremo che con la normativa Euro 6 anche nei DPF è necessario un additivo, l’ADBLUE). 

Il FAP

Il nome FAP (Filtres à Particules) è la definizione commerciale dei filtri antiparticolato, utilizzati dalle vetture del gruppo Peugeot-Citroen (Gruppo PSA). Questa tipologia di filtri è stata la prima ad essere installata su vetture di produzione. Successivamente il loro utilizzo è stato esteso alla motorizzazione 2.0 HDI con conseguente istallazione su un maggior numero di vetture, comprese le vetture della Joint-venture FIAT-PSA (Ulisse-Phedra).

In campo tecnico, il FAP appartiene alla tipologia di filtri che utilizzano vari additivi per essere rigenerati, a base di ossidi di cerio (la cosiddetta CERINA).

Essendo tali filtri i primi storicamente istallati a bordo di autovetture, sono anche quelli dove le problematiche, ed i metodi di manutenzione e riparazione, sono più noti.
Con il nome di FAP si classifica quindi quella tipologia di filtri che utilizzano un additivo per eseguire la rigenerazione attiva.

In questo caso, la rigenerazione del filtro (ossia la sua pulizia interna, la riduzione del PM10 in PM 2,5 tramite combustione interna) avviene tramite la CERINA, l’ossido di cerio.

La CERINA abbassa la temperatura di infiammabilità del particolato da 600-650°C a 450°C, e con essa la frequenza di rigenerazioni del filtro antiparticolato e la temperatura a cui avvengono, con benefici legati alla minore produzione di nanoparticelle dannose per la salute.

Per far partire la rigenerazione del filtro, la centralina opera post iniezioni di carburante, innalzando la temperatura del sistema di scarico e dare il via alla combustione delle particelle solide accumulatesi nel FAP.

La cerina è contenuta in un apposito serbatoio e viene miscelata con il gasolio direttamente nel serbatoio del carburante. I 5 litri di CERINA con cui l’auto esce dalla fabbrica sono sufficienti per i primi 70.000 – 80.000 Km, dopodiché è necessario fare rifornimento, che va effettuato esclusivamente da personale specializzato.

Il FAP è dunque un semplice filtro meccanico, nel quale non sono presenti metalli pregiati a fare da catalizzatori per le reazioni chimiche legate alla rigenerazione.

Il DPF

PSA ha brevettato il principio di funzionamento del FAP, che richiede quindi l’utilizzo della cerina. Per questo motivo le altre case costruttrici hanno sviluppato un procedimento diverso, il DPF (Diesel Particulate Filter) che non utilizza l’additivo perché innalza maggiormente la temperatura dei gas di scarico, fino a 600-650°C.

All’interno, i filtri sono molto simili, sono infatti costituiti da un involucro tubolare in acciaio inox con all’interno una rete particolare o una serie di tubicini o lamelle; 

L’innalzamento della temperatura viene effettuato attraverso una serie di post-iniezioni con conseguenti post-combustioni, che in parte avvengono nei collettori di scarico e nei catalizzatori ossidanti;
tali valori di temperatura sono più che sufficienti a bruciare completamente il PM10 accumulato nel filtro.

Per agevolare il processo di combustione del particolato, sulle pareti del filtro sono inseriti dei metalli nobili che operano da catalizzatori.

Questo sistema non richiede quindi il rifornimento dell’additivo che oltre ad essere un prodotto pericoloso per la salute umana, è anche piuttosto costoso.

Per contro il DPF lavora a temperature di innesco rigenerazione più elevate.
Inoltre, il filtro senza additivo, a causa della maggiore post-iniezione richiesta soffre di una certa contaminazione (diluizione) dell’olio motore.

In funzione del numero delle rigenerazioni e quindi dello stile di guida adottato, l’olio motore può deteriorarsi più rapidamente del normale a causa delle diluizioni dovuta al gasolio.

Alla base della metodologia di rigenerazione del DPF vi è il sistema di iniezione multiple common-rail (MultiJet).