GPF-Filter - Funktionsweise, häufige Probleme, Wartung

Noch vor einigen Jahren dachte kaum jemand über Rußfilter in Benzinfahrzeugen nach. Ihr Einsatz schien nur für Dieselmotoren sinnvoll, bei denen Ruß sichtbar und problematisch war. Mit der Verschärfung der Umweltanforderungen und der raschen Verbreitung der Direkteinspritzungstechnologie begannen jedoch auch Benzinmotoren, Partikel in Mengen zu produzieren, die eine Filterung erforderten. Dies veranlasste die Automobilkonstrukteure, über einen Partikelfilter für Benzin, den GPF (Gasoline Particulate Filter), nachzudenken.

Seine Aufgabe ist es, die Menge der in die Atmosphäre gelangenden Abgase zu reduzieren. Zunächst wurde er nur in einzelnen Modellen von Premium-Marken verbaut, heute ist er jedoch Standard in den meisten modernen Benzinfahrzeugen in Europa. Wie sich ein Partikelfilter in Benzinmotoren von einem DPF unterscheidet, wie er funktioniert und welche Schwachstellen er hat, erfahren Sie in diesem Artikel.

Welche Fahrzeuge sind mit einem GPF-Filter ausgestattet?

Der GPF-Filter wird vor allem in Benzinmotoren mit Direkteinspritzung (GDI) verwendet, was durch die Besonderheiten der Verbrennung des Kraftstoffs in diesen Motoren erklärt wird.

In klassischen Benzinmotoren wird der Kraftstoff im Ansaugkrümmer zerstäubt, wo er sich mit Luft vermischen und teilweise verdampfen kann, bevor er in den Brennraum gelangt. Dies sorgt für eine vollständigere Verbrennung des Gemisches und damit für weniger Ruß.

Bei Motoren mit Direkteinspritzung, die mit einem Druck von bis zu 200–350 bar arbeiten, wird der Kraftstoff hingegen direkt in den Brennraum eingespritzt. Dadurch:

• Ein Teil der Tropfen kann nicht verdampfen
• Es entsteht eine lokale Kraftstoffüberflutung
• Es kommt zu einer unvollständigen Verbrennung
• Es entsteht eine spürbare Menge Ruß, sogar mehr als bei einigen Dieselmotoren.

Aus diesem Grund verpflichten die europäischen Normen (Euro 6c, 6d-TEMP und weiter) die Automobilhersteller, Partikelfilter für Benzinmotoren in Modelle mit diesem Einspritzsystem einzubauen.

Heute sind GPF in folgenden Fahrzeugen zu finden:

• Mercedes-Benz (M264, M260 und andere turbogeladene Benziner)
• Audi (TSI/TFSI, vor allem ab 2017)
• Volkswagen (TSI, einschließlich Golf, Passat, Tiguan)
• BMW (Baureihe B48/B58 – 2,0, 3,0 Benzin)
• Peugeot / Citroën (1.2 PureTech 110/130)
• Hyundai / Kia (1.0–1.6 T‑GDi)
• Toyota (2.0 Dynamic Force, 2.4T D‑4ST und andere)

Diese Fahrzeuge sind mit modernen Turbobenzinmotoren mit Direkteinspritzung ausgestattet, die weniger Kraftstoff verbrauchen, aber nach einem komplexen Prinzip arbeiten: Der Kraftstoff wird unter hohem Druck direkt in die Zylinder eingespritzt. Dies trägt zur Senkung des Verbrauchs, zur Verbesserung der Dynamik und zur Erfüllung der Umweltanforderungen bei. Allerdings hat diese Technologie einen Nebeneffekt: Es entstehen feste Rußpartikel, die gefiltert werden müssen. Genau dafür wird ein Benzin-DPF-Filter benötigt.

Unterschied zwischen DPF und GPF

Obwohl beide Filter architektonisch sehr ähnlich sind, ist der GPF-Filter kein DPF für Benzin, da er nach anderen Parametern arbeitet:

Verursacht der GPF Probleme für Autofahrer?

Ja, obwohl der Partikelfilter in Benzinmotoren normalerweise „unsichtbar” arbeitet, weist er eine Reihe von Besonderheiten auf:

• Bei kurzen Stadtfahrten wird er nicht warm – der Ausbrennprozess wird nicht gestartet
• Gibt häufig Fehlermeldungen (P0420, P244A) – aufgrund von Druckschwankungen und mangelndem Luft-/Gasdruck
• Empfindlich gegenüber dem Zustand des Differenzdrucksensors
• Der Kraftstoffverbrauch kann aufgrund einer fehlerhaften Regeneration steigen
• Die Motorleistung sinkt bei Verstopfung
• Eine Diagnose mit Spezialgeräten ist erforderlich

Was ist eine GPF-Ausbrennung?

GPF-Ausbrennen ist ein Prozess, bei dem angesammelter Ruß bei hohen Temperaturen verbrannt wird, ohne dass der Fahrer eingreifen muss:

• Die passive Ausbrennung wird bei einer Temperatur von ≥ 600–650 °C beim Beschleunigen oder beim Fahren ohne Kraftstoffeinspritzung in den Auspuff (Dezeleration) aktiviert.
• Der Ruß wird in CO₂ und H₂O umgewandelt, wodurch der Partikelfilterkanal im Benzin gereinigt wird.
• Aktive Regeneration (bei Benzin) – selten aufgrund des Risikos einer Erhöhung von NOₓ.
• Über einen Differenzdrucksensor überwacht das System die Notwendigkeit einer Regeneration.

Pflege des GPF: Tipps

So pflegen Sie den GPF und beugen Problemen vor:

• Fahren Sie regelmäßig auf der Autobahn (mindestens 20 Minuten bei Drehzahlen > 3000).
• Tanken Sie an hochwertigen Tankstellen
• Überwachen Sie den Zustand des Abgassystems und des Druckdifferenzsensors
• Identifizieren Sie den Check-Engine-Fehlercode so schnell wie möglich
• Überprüfen Sie die Abgase bei der Diagnose
• Verwenden Sie nur vom Hersteller empfohlenes Öl
• Verwenden Sie einen OBD2-Scanner, um den Regenerationsstatus und die Sensoren zu überprüfen

Typische Probleme und Lösungen

Wann sollte der GPF deaktiviert werden?

Wenn der Filter ständig Probleme verursacht – jedes Mal Fehlermeldungen erscheinen, das Auto abschaltet, Leistungsverlust auftritt – sollten Sie eine Deaktivierung des GPF in Betracht ziehen.

Warum wird empfohlen, den GPF nicht wie den DPF zu reinigen?

In vielen Fällen kann der DPF oder FAP mit Hilfe von hydropneumatischen Prüfständen wie dem MS 900, die Wasser und Druckluft zur Reinigung der Filterkanäle kombinieren, effektiv wiederhergestellt werden. Dieser Ansatz eignet sich hervorragend für Dieselpartikelfilter, da diese über stabilere und dickere Wabenstrukturen aus Cordierit oder Siliziumkarbid verfügen, die für hohe Belastungen und Durchflussmengen ausgelegt sind. Bei einem GPF-Filter sieht die Situation anders aus:

• Der GPF hat viel dünnere und empfindlichere Kanäle als der DPF – Benzin muss gründlicher gereinigt werden.
• Die Waben bestehen aus Materialien, die für höhere Verbrennungstemperaturen ausgelegt sind, aber nicht für den Kontakt mit Flüssigkeiten unter Druck.
• Wasser und Luft, die mit starken Impulsen zugeführt werden, können die Keramikstruktur beschädigen oder zerstören.
• Selbst wenn der Filter nach dem Spülen optisch unversehrt ist, kann er seine Durchlässigkeit verlieren oder Mikrorisse aufweisen, was zu unsichtbaren Funktionsstörungen führt.

Anstelle des Spülens des GPF ist bei starker Verschmutzung Folgendes ratsam:

1. Ausbrennen des Rußes, sofern der Verschmutzungsgrad dies zulässt
2. Oder – Ausbau des Filters mit anschließender Neuprogrammierung, sofern dies in der Region hinsichtlich der Emissionsvorschriften zulässig ist

Warum sollten Sie sich an STS wenden?

Das Unternehmen STS ist auf die Wartung und Reparatur von hochtechnologischen Fahrzeugsystemen spezialisiert, insbesondere auf die Diagnose und Deaktivierung moderner Abgasreinigungssysteme. Unsere Vorteile:

1. Verwendung zertifizierter Software
2. Eigene elektronische Werkstatt
3. Garantie auf die durchgeführten Arbeiten
4. Wartung von PKWs und LKWs

Wartungskosten

Die Preise können je nach Fahrzeugmodell und Komplexität variieren, liegen derzeit jedoch in etwa im folgenden Bereich:

Der GPF-Filter reduziert wirksam die Partikelemissionen, erfordert jedoch eine aktive Wartung: Regeneration, Diagnose, Empfindlichkeit gegenüber dem Zustand der Drucksensoren. Seine Temperatur kann bei Spitzenlasten tatsächlich über 1100 °C erreichen. Wenn das System ausfällt, hilft die professionelle Deaktivierung durch STS in Warschau.