nieuws

Roetfilter nodig voor DI benzinemotor?

Techniek

Het is al een tijd bekend dat niet alleen diesels roet produceren, maar ook direct ingespoten benzinemotoren. Daarom vallen ze bij de Euro 6-normen onder gelijke beperkingen. De organisatie Transport & Environment liet nog maar eens uitzoeken door TüV Nord hoe erg het is met dat benzine-roet. En beveelt aan dat fabrikanten filters gaan monteren.

Roetfilter nodig voor DI benzinemotor?

Voor het gemak nemen zowel de EU als Transport & Environment aan dat de deeltjes die DI benzinemotoren uitstoten even schadelijk zijn als die van diesels. Met name als het gaat om de kleinste deeltjes, die de menselijke ademhaling niet of nauwelijks kan filteren uit de lucht die we ademen.
Daarom kijken de milieubeschermers vooral naar de Euro 6-normen voor aantallen deeltjes, naast die voor de uitgestoten massa aan deeltjes. Hier gaan de alarmbellen rinkelen, de deeltjesaantallen liggen bij DI benzinemotoren erg hoog. Veel hoger dan bij diesels.

Onverbrande druppels

Waarom ontstaan bij directe inspuiting deeltjes, en hebben motoren met inspuiting in de inlaat daar geen last van? Bij indirecte inspuiting zijn er ook in Euro 6 geen deeltjesnormen.
Indirecte injectie geeft de straal van minuscule druppeltjes uit de injector tijd om te verdampen, tijdens de mengselvorming voordat de verbranding start. Bij directe injectie is daarvoor nauwelijks tijd.
Net als bij diesels verbranden die druppeltjes, tenzij ze heel erg klein zijn, niet altijd volledig. Bij de kern van de druppeltjes komt te weinig zuurstof, daaruit ontstaat een onvolledig verbrand roetdeeltje.
In het algemeen verbranden de benzinedruppels wel sneller dan dieseldruppels. Er blijft een kleinere onverbrande kern over, dus een kleiner roetdeeltje.

Drie auto’s, drie tests

Transport & Environment bood TüV Nord drie auto’s aan om te testen. Allemaal gebruikte, goed onderhouden 2013-modellen met tien- tot vijftienduizend kilometer op de teller.
Het gaat om een Ford Focus 1.0 EcoBoost, een Hyundai i40 1.6 GDI en een Renault Mégane 1.2 TCE 115. Daarop liet TüV Nord niet alleen de NEDC-test los, die telt voor de keuring volgens Euro 6-norm. Ze deden ook de nieuwe WLTP-test die in plaats van de NEDC moet komen, en de Amerikaanse FTP06. Daarna werd de FTP06 overgedaan met een deeltjesfilter in de uitlaat, om het effect aan te tonen.

Probleem vanaf 2017?

De Euro 6-norm verschilt van Euro 5 met name in NOx– en deeltjesgrenzen. Diesels komen onder dezelfde, veel lagere NOx-grens als benzineauto’s. Bij deeltjes (roet) komt er niet alleen een grens aan de massahoeveelheid, maar ook het aantal uitgestoten deeltjes. Die massa zat al in Euro 5, maar alleen nog voor diesels.
Vanaf september 2014 gaat Euro 6 in. Autofabrikanten kunnen zich wat betreft deeltjesaantallen voor benzinemotoren indekken door drie jaar uitstel te vragen. Ze mogen dan een ruimere grens hanteren tot 2017, geen 6,0 x 1011 maar 6,0 x 1012. Dat is het aantal uitgestoten deeltjes per kilometer.
Het verschil tussen de net gegeven cijfers is een factor 10. Volgens Transport & Environment halen de nu gemeten auto’s niet de grens die uiterlijk vanaf 2017 geldt. Tenzij er een filter op komt. Kost weinig, zegt T & E, maar een paar tientjes. En toch zijn autofabrikanten ‘onwillig’ om filters te monteren.

Hoe erg is het?

Tja, een beetje getruct zien de metingen er wel uit. Waarom drie testtypes naast elkaar? Omdat in het algemeen de WLTP-cyclus een iets hoger verbruik en meer roet oplevert dan de NEDC, en de FTP06 nog wat meer.
Bij de testkandidaten pakt dat niet overal zo uit. De Ford blijkt nu juist in de FTP06 het laagst te scoren, in de WLTP het hoogst. Bij de Hyundai ligt de laagste score in de WLTP. Wat nog maar eens aantoont hoe lastig het is om een echt representatieve verbruiks- en emissietest uit te werken…
Maar goed, naar de conclusies. Alle auto’s blijven met gemak onder de massagrenswaarde voor deeltjes van Euro 6. Zelfs de Renault, veruit de minst schone van dit stel. Ook in aantallen deeltjes bleven ze allemaal, tot en met de Renault, en ook in de ongunstigste FTP06-test, nog onder de ‘versoepelde’ grens tot 2017.
Als daarna een factor tien minder deeltjes toegestaan wordt moet er wel wat gebeuren. De Ford zit als minst slechte op 23,19 (x 1011) waar 6 is toegestaan, de Renault op 39,74.

Filteren dan maar?

Met een roetfilter erop werd de FTP06-test overgedaan.  Dat scheelt een factor 40 (Hyundai) tot 200 (Renault). Ofwel, de Renault-motor produceert heel veel meer deeltjes dan die van Hyundai, maar niet evenveel meer massa aan roet. Dus de Renault-roetdeeltjes moeten heel klein zijn, groot in aantal maar niet in gewicht.
Na het filter draait de situatie om, nu blijven uit de Hyundai nog de meeste deeltjes komen, en uit de Renault dramatisch veel minder (73,4 tegen 2,4; beide cijfers x 109). Terwijl ze volgens Euro 6 zonder versoepeling wel 600 x 109 zouden mogen uitstoten.
Werkt dus geweldig, zo’n filter. Helaas is niet gemeten of het echt zo is dat het brandstofverbruik met filter niet stijgt, van vitaal belang bij de huidige (en komende) CO2-regels. Onduidelijk blijft ook of “een paar tientjes” voor het filter slaat op de consumentenprijs, of de kostprijs voor de autofabrikant, twee zeer verschillende dingen.
Nog zo’n vraag, de uitlaat van een benzinemotor is warmer dan bij een diesel, maar is dat genoeg om een roetfilter altijd spontaan te laten schoonbranden? Zonder bewaking met drukvalmeting, zonder extra brandstofinjectie zoals bij dieselroetfilters? Kan het zijn dat autofabrikanten liever niet filteren zolang het nog niet moet, omdat een filter auto’s toch weer duurder zou maken?

Reageer op dit artikel