Głównym źródłem emisji zanieczyszczeń do atmosfery są zanieczyszczenia komunikacyjne odpowiedzialne za emisje tlenków azotu, tlenków węgla, metali ciężkich (głównie ołów zawarty w paliwach samochodowych). Najczęściej i najbardziej zanieczyszczają atmosferę: dwutlenek siarki, tlenki azotu oraz pyły, wszystkie substancje gazowe, stałe lub ciekłe. W związku z tym Komisja Europejska postanowiła wprowadzić nowe dyrektywy dotyczące emisji spalin z pojazdów mechanicznych. Zaostrzając normy emisji dwutlenku węgla z pojazdów mechanicznych KE zobowiązała koncerny samochodowe do redukcji emisji CO2 średnio do 125 g/km, wyłącznie poprzez rozwiązania technologiczne, obecnie średnia emisja w przemyśle motoryzacyjnym wynosi około 160 g/km. Koncerny motoryzacyjne aby sprostać tym wymogom oraz przystosowaniu się do zaczynającej obowiązywać normy Euro 4 w konstrukcji układów wydechowych zastosowali filtry cząstek stałych FAP. W związku z tym, iż jest to stosunkowo nowe pojęcie w motoryzacji i wielu użytkowników samochodów spotyka się z nim po raz pierwszy chcielibyśmy przybliżyć zasadę działania tego urządzenia.
Cząstki stałe o średnicy rzędu 0,09 mikronów składają się głównie z węgla i węglowodorów. Zasada działania FAP polega na wychwytywaniu i gromadzeniu cząstek na filtrze, a następnie na ich okresowym spalaniu. Naturalne spalanie cząstek następuje w temperaturze ok. 550°C, podczas gdy temperatura spalin wynosi 150°C na końcu układu wydechowego. Proponowane rozwiązanie uwzględnia te dwa parametry dzięki:
- wtórnemu wtryskowi w fazie rozprężenia, co powoduje dopalanie w cylindrze i zwiększa temperaturę spalin z 200 do 400°C.
- dodatkowemu dopalaniu dzięki katalizatorowi utleniającemu umieszczonemu przed filtrem, który przetwarza niespalone węglowodory pochodzące z wtórnego wtrysku. Temperatura może wzrosnąć o 100°C (to jest z 400 do 500°C)
- domieszce substancji Eolys do paliwa. Ten związek zawierający cerynę obniża naturalną temperaturę spalania cząstek do 450°C.
System FAP składa się:
- z płaszcza zawierającego wstępny katalizator oraz nośnik filtracyjny o porowatej konsystencji, z węglika krzemu, który wychwytuje w sposób ciągły cząstki ze spalin. Czujniki kontrolują ciśnienie nasycenia filtra oraz temperaturę gazów przed i za systemem
- oprogramowania w kalkulatorze silnika. Oprogramowanie steruje regeneracją filtra poprzez wtórny wtrysk, co 400 do 500 km w zależności od stanu nasycenia filtra i zapewnia autodiagnozę systemu. Przez cały okres regeneracji filtra,
zasilanie powietrza przebiega obwodowo dla uniknięcia przechodzenia przez wymiennik powietrze/powietrze i chłodzenia, i wręcz przeciwnie w celu przechodzenia przez podgrzewacz dla zwiększenia temperatury mieszanki doprowadzanej do komory spalania i uzyskania cieplejszych spalin;
- urządzenia dodawania domieszki do paliwa złożonego z systemu pobierania, z systemu
wtryskiwania preparatu Eolys do głównego zbiornika i ze specjalnego modułu obliczeniowego. Eolys jest przechowywany w dodatkowym zbiorniku umieszczonym w pobliżu zbiornika paliwa. Jest wtryskiwany proporcjonalnie do objętości paliwa. Przykładowo przy pełnym wypełnieniu zbiornika paliwa (60 l) system wtryskuje 37,5 ml roztworu zawierającego 1,9 g ceryny. Zbiornik preparatu
Eolys o pojemności 5 l jest wystarczający dla przebiegu rzędu 80.000 km. Czyszczenie filtra i napełnianie dodatkowego zbiornika zawierającego Eolys jest przeprowadzane, co 80.000 km w autoryzowanym serwisie.
Filtr zatrzymuje niespalone cząstki wyrzucane przez silnik i zapewnia ich spalanie. Poziom emisji cząstek z silnika HDi, który i tak jest już bardzo niski dzięki technologii bezpośredniego wtrysku do wspólnego kolektora "common rail" osiąga w ten sposób wartości normy ochrony środowiska, które będą obowiązywać w Unii Europejskiej.
System FAP został opracowany dzięki wspólnemu kolektorowi silnika HDi, który poprzez samą tylko zasadę działania, pozwala kontrolować poszczególne etapy spalania. Regulacja temperatury spalin dzięki dodatkowemu spalaniu daje możliwość sterowania regeneracją filtru.
System FAP jest, zatem jednym z elementów ogólnej strategii zmniejszania szkodliwych emisji, prowadzonej przez koncerny samochodowe. System zapewnia silnikowi Diesel HDi decydujący atut ekologiczny uzupełniając jego wewnętrzne, korzystne parametry dodatkową eliminacją cząstek i spalin. Parlament Europejski chce również, aby niezależne stacje obsługi miały swobodny dostęp do informacji potrzebnych do przeprowadzenia naprawy auta, tak, aby podczas całego okresu eksploatacji samochód spełniał równie wysokie standardy dotyczące ochrony środowiska.