DPFフィルターの構造とは？PMを捕集する仕組み

DPFフィルターはディーゼル車の排気ガスに含まれるPM（粒子状物質）を捕集するためのフィルターです。その内部は「ハニカム構造」と呼ばれる緻密な構造になっており、効率よくPMを捕集できるよう設計されています。

フィルターの構造を理解することで、なぜ詰まりが起きるのか・どのように洗浄・交換が必要になるのかがわかります。

DPFフィルターの基本構造

DPFフィルターは円筒形の本体の中に、ハニカム（蜂の巣）状の細かいチャンネルが無数に並んだ構造をしています。排気ガスはこのチャンネルを通過する際にPMが壁面に付着・捕集されます。

本体は金属製のケースに収められており、排気管の途中に取り付けられています。エンジンに近い位置ほど排気温度が高くなるため、再生効率も上がります。

ハニカム構造の仕組み

ハニカム構造の特徴は以下の通りです。

入口と出口が交互に塞がれている

ハニカムの各チャンネルは入口と出口が交互に塞がれています。排気ガスは入口が開いているチャンネルに入り、多孔質の壁を通過して隣のチャンネルから出ます。この際にPMが壁面に捕集されます。

多孔質の壁

チャンネルの壁は小さな穴が無数に開いた多孔質構造になっています。ガスは通過できますが固体のPMは通過できないため、効率よく捕集されます。

ポイント：DPFはガスは通すがPMは通さない「ふるい」のような構造です。

フィルターの素材

DPFフィルターには主に以下の素材が使用されています。

コーディエライト

セラミック系素材で、比較的安価で軽量です。熱衝撃に弱い面があるため、急激な温度変化に注意が必要です。

炭化ケイ素（SiC）

高価ですが熱衝撃に強く耐久性が高い素材です。輸入車や高性能車に多く採用されています。

DPFフィルターが劣化・損傷するとどうなる？

フィルターが劣化・損傷すると以下の問題が発生します。

・PMを捕集できなくなり排ガス規制に違反する

・エンジン警告灯・DPF警告灯が点灯する

・排気に黒煙が増える

・再生が正常に行われなくなる

フィルターが割れたり溶けたりするほどの重大な損傷の場合は交換が必要です。

フィルターの寿命と交換目安

DPFフィルターの寿命は使用環境によって大きく異なりますが、適切なメンテナンスを行った場合で　　　　　10万〜20万km程度が目安です。

以下の場合は交換の検討が必要です。

・洗浄を繰り返しても改善しない

・フィルターにひび割れや溶損がある

・警告灯が頻繁に点灯する

まとめ

DPFフィルターはハニカム構造の多孔質セラミックフィルターで、排気ガスのPMを効率よく捕集する仕組みです。フィルターが詰まると再生で対応できますが、劣化・損傷が進むと交換が必要になります。

日常的な高速走行と定期的なメンテナンスでフィルターを長持ちさせることが重要です。