Fap - Dpf smog autoLa circolazione delle auto rappresenta una delle principali cause di inquinamento atmosferico, inteso come modificazione dell’aria apportata dalle emissioni di gas, polveri sottili e fumi, estremamente dannosi per la salute dell’uomo.

Sebbene l’introduzione di una normativa più inflessibile abbia permesso nel tempo di migliorare sensibilmente la qualità dell’aria rispetto agli scorsi decenni, tuttavia le emissioni inquinanti pericolose continuano ad essere ricondotte soprattutto alle auto.

I cosiddetti gas di scarico vengono prodotti dalla combustione della miscela aria-benzina, ma anche da quella aria-gasolio, e sono poi emessi dal motore nell’aria.

Il carburante è composto da atomi di idrogeno e di carbonio, mentre l’aria da ossigeno: se la combustione fosse realmente completa, tutti gli atomi si combinerebbero totalmente, diventando un un gas inerte, ma dallo scarico viene emessa anche una certa quantità’ di sostanze inquinanti.

Di cosa si tratta? Principalmente di ossido di carbonio, idrocarburi incombusti, ossidi di azoto, eccetera; essi rendono incompleta la combustione perché una certa quantità di azoto si combina con l’ossigeno.

L’aumento esponenziale del parco circolante, ha indotto a creare ed installare, dispositivi che riducano notevolmente il tasso di tossicità e inquinamento dei gas prodotti dalle nostre vetture, obbligando le diverse case costruttrici a rendere le proprie auto in regola, con le norme di sicurezza ambientali sempre più rigide (giustamente).

 

Fap e Dpf: differenze e funzionamento

l DPF (o FAP per il gruppo PSA) è l’acronimo con cui viene chiamato il Diesel Particulate Filter o Filtro Anti Particolato, dispositivo adottato sui motori diesel a partire dalla normativa Euro 3 e divenuto obbligatorio con la norma Euro 5 per abbattere le emissioni inquinanti. Tra questi due dispositivi FAP e DPF 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

Fap - Dpf filtro antiparticolato

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).

fap dettaglioIn campo tecnico, il FAP appartiene alla tipologia di filtri che utilizzano vari additivi per essere rigenerati, a base 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.

Come detto in precedenza, la rigenerazione del filtro è il processo di combustione del particolato depositato al proprio interno tramite l’addito CERINA che forma agglomerati di particolato più grandi, che quindi non sfuggono alle trappole antiparticolato.

La CERINA inoltre 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, portando in temperatura il sistema di scarico per permettere l’avvio della 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. Il 5 litri di cerina con cui l’auto esce dalla fabbrica sono sufficienti per i primi 70.000 – 80.000 chilometri, 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

Questo tipologia di filtro antiparticolato detta DPF (Diesel Particulate Filter) non utilizza l’additivo perché innalza maggiormente la temperatura dei gas di scarico, fino a 600-650°C.

dpf schemaL’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 particolato accumulato nel filtro.

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

Il sistema senza additivo ha il vantaggio di non richiedere il rifornimento dell’additivo che, oltre ad essere un prodotto pericoloso per la salute umana, è anche piuttosto costoso.

Per contro il filtro senza additivo 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 guida adottata, 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).

 

Pro e Contro

Il FAP a il vantaggio di funzionare a temperature inferiori al DPF e di generare minori contropressioni allo scarico, ma lo svantaggio con la necessità dell’additivo cerina e di una durata inferiore rispetto al DPF.

Il DPF ha quindi il vantaggio di una minore complessità rispetto al FAP, dovuta anche al funzionamento senza additivi. Di contro si attiva a temperature più elevate e può provocare la diluizione dell’olio lubrificante.

FAP  DPF 

service markBassa temperatura di rigenerazione

service markBasse contropressioni

service unmarkBassa durata

service unmarkComplessità generale del sistema

service markSemplicità generale del Sistema

service markNessun utilizzo di additivi

service unmarkDiluizione dell'Olio Motore

service unmarkAlte temperature di rigenerazione

 

I catalizzatori SCR

Perchè si utilizza il catalizzatore SCR sui motori diesel?
Le elevate temperature di combustione dei motori diesel provocano la reazione dell’azoto presente nell’aria (che è composta al 79% circa da questo gas) con l’ossigeno: perciò troviamo nei gas di scarico gli ossidi di azoto, indicati di solito come NOx. Le forme molecolari che può assumere sono il monossido NO, il diossido di azoto NO2 (irritante per mucose e vie respiratorie), il triossido N2O3 e il pentossido N2O5 (molto solubili in acqua, danno origine alle piogge acide).

SCR ad blueI limiti molto stringenti imposti dalle normative Euro 6 per gli NOx hanno reso necessario l’impiego dei catalizzatori SCR (Selective Catalyst Reduction), che abbattono gli ossidi di azoto, trasformandoli in azoto e vapore d’acqua, grazie all’iniezione dell’additivo AbBlue e ai setti porosi in ceramica ricoperti di vanadio di cui sono costituiti questi dispositivi.

Grazie alle particolari proprietà dei metalli che formano il catalizzatore SCR e all’energia termica dei gas di scarico, le molecole di ossido di azoto vengono “smontate” in azoto e ossigeno (che reagisce con l’idrogeno formando molecole d’acqua).

Affinché avvenga questa reazione, è necessario introdurre nel catalizzatore SCR l’Adblue: è una soluzione composta al 32,5% da urea e al 67,5% da acqua distillata. L’iniezione avviene a monte del catalizzatore, in una percentuale di 3-5% rispetto al gasolio, quindi il consumo si aggira tra 1 e 1,5 litri ogni 1.000 chilometri.

L’AdBlue si mescola ai gas di scarico formando ammoniaca (NH3): la riduzione chimica (acquisizione di elettroni) che ne segue trasforma gli ossidi di azoto e l’ammoniaca in azoto molecolare (N2) e acqua, composti ovviamente innocui.  La reazione con l’ossigeno avviene in un catalizzatore ossidante a valle del catalizzatore SCR. Questo dispositivo favorisce appunto l’ossidazione dei gas che lo attraversano. Qui l’ammoniaca, l’ossigeno e gli ossidi di azoto vengono trasformati in azoto e acqua.

SCR schema

Il catalizzatore SCR, nei motori Peugeot - Citroën, è installato a monte del filtro antiparticolato: secondo PSA, questa scelta determina importanti vantaggi di funzionamento sia per la trappola per ossidi di azoto (oltre 90% di conversione) sia per il FAP (rigenerazioni più rapide).

Di seguito riportiamo un valido video che espone in maniera chiara e approfondita il funzionamento e le caratteristiche del catalizzatore SCR.

 

 

lo sapevi che

La Normativa Europea ha deciso che le auto diesel dovevano diminuire il valore del PM10 emesso dal tubo di scappamento perchè dannoso alle vie respiratorie di chi le inala.

Cosa è il PM10? 
Il PM10 è una "unità di misura" della dimensione delle polveri, ovvero il diametro della molecola volatile presa in esame, PM signifiva parte per milioni.

Come fa a produrre PM10 l' automobile?mp10
Soprattutto nei motori diesel, la goccia di gasolio spruzzata nella camera di combustione non riesce a bruciare tutta la sua parte esterna si combina con l'ossigeno mentre la parte interna diventa carbonio, la cui dimensione è quella del PM10.

Perchè il PM10 prodotto dai combustibili fossili è dannoso?
Il PM10 come visto è carbonio che si deposita nei bronchi e nelle vie aeree superiori portando irritazione e nel peggiore dei casi infezioni

 

sismi fapIl filtro antiparticolato è un componente delicato che necessita di una attenta e costante manutenzione per evitare un possibile malfuzionamento. Tra i principali problemi che può accusare il FAP troviamo sicuramente il suo intasamento: quando arriva il momento di pulire il filtro, il software dedicato attiva una spia luminosa che appare sulla strumentazione. Uno dei principali problemi del filtro antiparticolato riguarda l’intasamento dello stesso. Quando è il momento di pulire il filtro, il guidatore viene avvisato mediante l’accensione di una spia luminosa.

Come accennato in precedenza, per attivare la rigenerazione è meglio percorrere una strada extraurbana per una mezz’ora ad una velocità compresa tra i 60 ed i 90 km/h. Il software che deve monitorare il FAP se rileva un’otturazione attiva la pulizia del filtro iniettando una maggiore quantità di gasolio ottenendo in questo modo un aumento della temperatura e bruciando di conseguenza il pericoloso PM10. Se non si riuscirà a percorrere strade extraurbane quando indicato dall’apposita spia, il proprietario della vettura sarà costretto ad un'operazione più invasiva e soprattutto da dover effettuare da professionisti.

Con apposite strumentazioni e l'utilizzo di macchinari specifici, Sismi è in grado di effettuare manutenzione, ripristino e rigenerazione di FAP e catalizzatori fino a raggiungere una resa pari al 95% rispetto al nuovo. Il processo di rigenerazione consiste in un metodo di pulizia termico, in ambiente pressurizzato, in assoluto rispetto delle normative a tutela dell'ambiente. L'integrità del filtro rimane inalterata e il ciclo di rigenerazione può essere ripetuto più volte sullo stesso filtro e per tutti i tipi di veicoli (auto, furgoni, bus e camion).

Stati di intasamento Fap / Dpf
fap rigenerazione 1 fap rigenerazione 2 fap rigenerazione 3 
Esausto Rigenerato Con nuovo monolito

 

 

Partner service
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sismi generica smallservice markIdroguide, elettroguide e scatole sterzo

service markPiantoni EPS

service markPompe idroguida meccaniche ed elettriche EPHS

service markPompe ABS (Unità Idraulica ed Elettronica)

service markSemiassi e giunti

service markAlberi di trasmissione

service markTurbine

service markPinze freno

service markRigenerazione FAP

service markComponenti elettrici

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