OPF (Otto fijnstoffilter) en fijnstof.

01.Andere brandstof, nieuwe filters - oude problemen?

Het idee is hetzelfde, maar de uitvoering is anders. Met de invoering van de Euro 6d TEMP-emissienorm mogen benzinemotoren nu nog maar ongeveer tien procent van de gebruikelijke hoeveelheid roet uitstoten.

Voor voertuigen op benzine gelden nu dus dezelfde voorschriften als voor dieselvoertuigen.

Dit betekent dat in de toekomst ook in benzinevoertuigen een deeltjesfilter zal moeten worden ingebouwd – als extra onderdeel naast de katalysator. Een complete oplossing wordt geboden door de 4-weg katalysator, die een deeltjesfilter en katalysator in één component bevat.

Een benzinedeeltjesfilter vermindert en vangt namelijk de roetdeeltjes (ultrafijne deeltjes) uit de uitlaatgassen, die schadelijk zijn voor de gezondheid en het milieu, en verlaagt de emissiewaarden in combinatie met een katalysator.

En natuurlijk raken benzinedeeltjesfilters na verloop van tijd ook verstopt.

02.OPF - Structuur en verschillen met dieselroetfilters.

Qua constructie verschilt een OPF slechts weinig van een dieselroetfilter. Het keramische lichaam is voorzien van afwisselend afgedichte honingraten. Het keramische oppervlak is voorzien van een zeer hittebestendige coating. Bovendien is een zogenaamde washcoat met een coating van edelmetaal aangebracht. De uitlaatgassen die met het oppervlak in contact komen, worden hierin chemisch afgebroken en oxideren uiteindelijk. De vaste deeltjes worden afgezet en afgebrand door de uitlaatgastemperatuur. Door het poreuze keramiek kunnen alleen gereinigde en gefilterde uitlaatgassen het Otto-deeltjesfilter verlaten.

03.Waarom is een roetfilter nu ook belangrijk in benzineauto's?

Waarom moeten Otto-deeltjesfilters nu plots toch van een filter worden voorzien? Waarom moeten er plotseling residuen worden gereduceerd?

Roetende, sterk vervuilende dieselauto’s behoren al lang tot het verleden dankzij het gebruik van moderne verbrandingsprocessen en roetfilters. Wij hebben hieraan een belangrijke bijdrage kunnen leveren met ons innovatieve DPF-reinigingsproces.

Het wordt echter steeds duidelijker dat bij benzinevoertuigen met hun moderne, sterk geladen benzinemotoren met directe inspuiting – of juist daardoor – bij de verbranding ook de fijnste deeltjes vrijkomen. Hier wordt een groot deel van het roet geproduceerd door de verbranding van motorolie in de koudstartfase. Bij de invoering van directe inspuiting verbrandt de in de verbrandingskamer ingespoten brandstof niet volledig en ontstaat roet. De deeltjes die door benzinemotoren worden uitgestoten, zijn echter veel kleiner dan die welke door dieselmotoren worden uitgestoten. Door hun inhaleerbare karakter vormen deze ultrafijne deeltjes een groot gevaar voor onze gezondheid. De automobielindustrie streeft er dan ook naar zo zuinig mogelijke benzinemotoren te produceren met een hoge inspuitdruk en een hoge turbolaaddruk. Pas bij dergelijke auto’s komt het verschijnsel van de ultrafijne deeltjes steeds meer op de voorgrond.

In feite is het probleem de laatste jaren alleen maar duidelijker geworden door de toenemende verspreiding van turbomotoren met directe inspuiting. Het probleem hierbij is dat deze de brandstof moeilijk kunnen omzetten in een gasvormige aggregatietoestand tijdens de koude-startfase.

Dit leidt op zijn beurt tot een relatief onzuivere verbranding, die op haar beurt leidt tot een grotere roetvorming.

De reactie van de wetgever hierop was de invoering van grenswaarden voor de deeltjesuitstoot van benzinemotoren als onderdeel van de Euro 6-emissienorm – deze geldt sinds september 2018 voor alle nieuw ingeschreven auto’s.

Dit betekent dat benzinemotoren nu aan dezelfde grenswaarden voor deeltjes moeten voldoen als dieselmotoren.

Met de invoering van de OPF/ BPF kunnen nu ook de bij de verbranding in benzinemotoren ontstane fijne deeltjes doeltreffend worden afgevangen en de hoge emissies worden verminderd. Vertaald met www.DeepL.com/Translator (gratis versie)

04.Sinds wanneer zijn benzinemotoren uitgerust met roetfilters (OPF)?

Met de invoering van de Euro 6-emissienorm moeten nu ook benzinevoertuigen aan strengere grenswaarden voldoen. De Euro 6-emissienorm omvat grenswaarden voor koolwaterstoffen (HC), stikstofoxiden (NOx), koolmonoxide (CO), niet-methaanhoudende koolwaterstoffen (NMHC), zwevende deeltjes en deeltjes. De Euro 6-emissieklasse wordt onderverdeeld in Euro 6b, Euro 6c, Euro 6d-Temp en Euro 6d:

Nieuw ontworpen benzinevoertuigen en voertuigen met een nieuwe typegoedkeuring moeten sinds 2017 voldoen aan de Euro 6c-norm, vanaf 9/2019 aan de Euro 6d-TEMP-norm en vanaf 01/2021 aan de Euro 6d-norm. De grenswaarden van de Euro 6-norm blijven ongewijzigd. Bij de WLTP-meetprocedure mogen dieselauto’s de NOx-grenswaarde van 80 mg per kilometer niet overschrijden en benzineauto’s 60 mg per km. Om aan de normen te voldoen, worden OPF’s gebruikt voor benzineauto’s en DPF’s voor dieselauto’s. Daarnaast zijn katalysatoren of katalytische bekledingen nodig om de schadelijke uitlaatgassen af te breken en te reinigen door middel van zogenaamde katalyse.

Er zijn ook overeenkomstige termijnen voor voertuigen die reeds zijn gebouwd en in productie zijn. Oudere, reeds ingeschreven voertuigen vallen hier niet onder. Hier is er nog geen concept / rechtsgrondslag voor een eventuele retrofit.

05.Moet ik mijn benzinemotor nu ook met een OPF uitrusten?

Wat betekent dit voor bestuurders die al met een benzinemotor rijden maar geen roetfilter hebben? Kunnen zij verwachten dat zij het filter achteraf moeten aanbrengen – en dus diep in de buidel moeten tasten?

Nee! Bestaande voertuigen vallen niet onder de nieuwe regelgeving. Aanpassing van het OPF is momenteel niet gepland en niet mogelijk.

Dit komt omdat een filter – als een keramisch lichaam met fijne poriën – onvermijdelijk de tegendruk verhoogt. Daarom zouden alle processen, van de inspuiting tot de dimensionering van de katalysator, moeten worden aangepast, hetgeen niet gemakkelijk mogelijk is in het kader van een retrofit.

In plaats daarvan bestaat de technische oplossing van de toekomst erin steeds meer zogenaamde vierwegkatalysatoren te installeren, waarbij de roetfilter reeds in de gebruikelijke driewegkatalysator is geïntegreerd.

06.Raken benzinedeeltjesfilters (OPF) ook verstopt?

Regeneratie opties:

Met de invoering van deze technologie beschikken benzinevoertuigen nu ook over een eigen regeneratiemodus van het roetfilter, zoals dat ook bij dieselvoertuigen het geval is.

Aan de ene kant is er de voortdurende regeneratie
Een geïnitieerde regeneratie (bv. in geval van verhoogde differentiële druk, cyclisch)
En de werkplaats regeneratie / gedwongen regeneratie

Het valt nog te bezien welke oplossing voor de reiniging/regeneratie van uitlaatgassen de afzonderlijke fabrikanten zullen gebruiken.

OPF reiniging

Net als DPF’s, waarvan oorspronkelijk werd aangenomen dat ze onderhoudsvrij waren, bereiken ook OPF’s hun opvangcapaciteit na een bepaald aantal kilometers. Aangenomen wordt dat zij ongeveer 160.000 tkm /10 jaar meegaan. Bij de verbranding worden de ultrafijne deeltjes met minimale afmetingen echter geacht zo optimaal te verbranden door het hete benzine-uitlaatgas, dat slechts een minimale hoeveelheid vaste stof in het filter hoeft te worden opgevangen. Daardoor zou het veel langer moeten duren voordat zij het OPF verstoppen of het filter zijn maximale verzadigingsgraad bereikt.

DPF of OPF: de filters zijn opvangbakken voor de roet- en asdeeltjes die bij de verbranding vrijkomen.

Voertuigen die slechts zeer korte afstanden afleggen en vaak een koude start maken, zullen hier eerder hun maximumcapaciteit bereiken, maar waarschijnlijk ook voertuigen met directe injectie.

Hoe defecten in sensortechnologie en add-on-onderdelen, alsmede de kwaliteit van brandstof en olie, de levensduur van benzinedeeltjesfilters zullen beïnvloeden, zal in de komende jaren duidelijk worden.

Op dit gebied moet nog veel educatief werk worden verricht wegens leemten in de informatie en een gebrek aan ervaring7.

Barten GmbH werkt als gespecialiseerd reinigingsbedrijf voor roetfilters al aan een aangepast, grondstofbesparend, kwaliteitszeker en goedkoop reinigingsalternatief voor benzinedeeltjesfilters.

07.Otto-deeltjesfilter: technische oplossing met toekomst.

Veel voertuigfabrikanten zijn al begonnen de huidige benzinemotoren uit te rusten met roetfilters. Het is een feit dat, wanneer de filter wordt gemonteerd, het verbruik toeneemt, maar de CO2-uitstoot daalt.

Moeten miljoenen bezitters van benzineauto’s zich met betrekking tot de DPF-reiniging dus aan soortgelijke uitdagingen verwachten als dieselrijders?

Om op deze vraag een duidelijk antwoord te kunnen geven, is zeker meer onderzoek nodig.

Als we deskundigen mogen geloven, komt de levensduur van benzinedeeltjesfilters echter overeen met de levensduur van het desbetreffende voertuig. Sommige fabrikanten geven hierover meer specifieke informatie – en stellen een periode van 15 jaar voordat de aankoop van een nieuw OPF noodzakelijk wordt.

Technisch gezien hebben benzinemotoren ten opzichte van diesels het voordeel dat zij in kortere tijd een hoge uitlaatgastemperatuur bereiken, waardoor de automatische regeneratie van het roetfilter eerder – d.w.z. vaker – in gang kan worden gezet.

Tijdens de regeneratie worden – net als bij de DPF – roetdeeltjes die zich in het filter hebben afgezet, door het passeren van heet uitlaatgas verbrand tot kleine asresten.

Deze frequentere regeneratie betekent dat de actieve regeneratie van het DPF veel minder vaak nodig is in vergelijking met een motor met compressieontsteking.

Maar ook al lijkt de hoeveelheid as in het OPF langzamer toe te nemen, vroeg of laat komt het moment dat professionele reiniging of filtervervanging noodzakelijk is.

Dat is precies waar wij bij Barten GmbH goed op voorbereid zijn. Wij ontwikkelen voortdurend nieuwe en innovatieve oplossingen voor het reinigen van benzinedeeltjesfilters.

08.Ultra-fijne deeltjes: een nieuw soort lading.

Het gaat hier om ultrafijne deeltjes, die tegelijk een nieuw soort vervuiling voor mens en milieu vormen. Deze zijn zo klein dat hun massa (en dus ook hun gewicht) bijna onmeetbaar is. Dit is ook de reden waarom deze nieuwe gevaren tot dusver zo weinig aandacht hebben gekregen – zij zijn eenvoudigweg niet naar behoren waargenomen!

Het aantal van deze ultrafijne deeltjes in uitlaatemissies is echter zo hoog dat zij een bedreiging vormen voor onze gezondheid en het milieu als wij niet voldoende tegenmaatregelen nemen. Het lastige hierbij is dat de ultrafijne deeltjes door hun minimale grootte bijzonder inhaleerbaar zijn: zij worden niet door de neus gefilterd, kunnen snel en gemakkelijk het menselijk lichaam binnendringen, gaan ten slotte door de longblaasjes en zijn dus bijzonder gevaarlijk – op lange termijn bevorderlijk voor de ontwikkeling van hart- en vaatziekten. Wat nodig is, is snelle actie!

09.Wat zijn de benamingen voor benzinedeeltjesfilters?

• GPF is de afkorting van “gasoline particulate filter”.
• OPF (benzinedeeltjesfilter)
• BPF (benzinedeeltjesfilter)
• Andere benamingen voor benzinedeeltjesfilters zijn:
• ORPF (benzinedeeltjesfilter)
• BRPF (benzinedeeltjesfilter)
• RF (roetfilter)
• RPF (roetdeeltjesfilter)