Anderer Treibstoff, neue Filter – alte Probleme?

Die Idee ist die gleiche, die Umsetzung dennoch eine andere. Mit Einführung der Euro 6d TEMP Abgasnorm gilt nun auch für Ottomotoren, dass diese nur noch etwa zehn Prozent der sonst üblichen Rußmenge ausstoßen dürfen.

Mit Benzin betriebene Fahrzeuge unterliegen somit jetzt identischen Anforderungen wie bereits die Dieselfahrzeuge.

Hierdurch wird es zukünftig auch bei Benzinfahrzeugen notwendig – als zusätzliche Komponente zum Katalysator – einen Partikelfilter zu verbauen. Eine Komplettlösung bietet der 4 Wege Katalysator, der in einem Bauteil Partikelfilter und Katalysator beinhaltet.

Denn: Ein Ottopartikelfilter reduziert und fängt die gesundheits- und umweltschädlichen Rußpartikel(Feinstpartikel) aus den Abgasen auf und senkt die Emissionswerte in Kombination mit einem Katalysator.

Und selbstverständlich werden auch Otto-Partikelfilter nach einer Weile verstopfen.

OPF – Aufbau und Unterschiede zu Dieselpartikelfiltern

Im Aufbau unterscheidet sich ein OPF nur geringfügig von einem Dieselpartikelfilter. Der Keramikkörper ist mit wechselseitig verschlossenen Waben versehen. Die Keramikoberfläche ist mit einer stark hitzebeständigen Beschichtung überzogen. Zusätzlich wurde ein sogenannter Washcoat mit einer Edelmetallbeschichtung aufgetragen. Die mit der Oberfläche in Kontakt kommenden Abgase werden in diesem chemisch aufgespalten und oxydieren schließlich. Die festen Partikel lagern sich ab und werden durch die Abgastemperatur abgebrannt. Durch die poröse Keramik können nur gereinigte und gefilterte Abgase den Otto-Partikelfilter verlassen.

Warum ist nun auch in Benzinern ein Partikelfilter wichtig?

Warum müssen Otto-Partikelfilter plötzlich überhaupt mit einem Filter ausgestattet werden? Wieso entstehen auf einmal Rückstände, die reduziert werden müssen?

Rußende, emissionsreiche Dieselautos gehören dank Einsatz moderner Brennverfahren und Partikelfiltern längst der Vergangenheit an. Hierzu konnten wir mit unserem innovativen Verfahren zur DPF Reinigung einen wichtigen Teil beitragen.

Allerdings stellt sich immer mehr heraus, dass auch Benzinfahrzeuge mit ihren modernen, hochaufgeladenen Ottomotoren mit Direkteinspritzung – oder insbesondere aufgrund dieser – bei der Verbrennung feinste Partikel freigeben. Hier entsteht ein Großteil des Rußes durch die Verbrennung von Motoröl in der Kaltstartphase. Durch Einführung der Direkteinspritzung verbrennt nun auch hier der in den Brennraum eingespritzte Kraftstoff nicht vollständig, und es entsteht Ruß. Ausgestoßene Partikel eines Benziners sind im Vergleich zu Dieselpartikel jedoch deutlich kleiner. Aufgrund ihrer lungengängigkeit sind diese Ultrafeinstpartikel eine große Gefahr für unsere Gesundheit. So ist ein allgemeines Bestreben der Automobilindustrie erkennbar, möglichst verbrauchsgünstige Benziner mit hohen Einspritzdrüsen und großem Turbo-Ladedruck herzustellen. Erst bei solchen PKWs tritt das Phänomen der Ultra-Feinstpartikel vermehrt in den Vordergrund.

Die Problematik trat tatsächlich erst in den letzten Jahren durch zunehmende Verbreitung der turboeingeladenen Direkteinspritzer vermehrt in Erscheinung. Problematisch hierbei ist, dass diese in der Kaltstartphase Schwierigkeiten haben, den Kraftstoff in einen gasförmigen Aggregatzustand zu überführen.

Das wiederum resultiert in einer vergleichsweisen unsauberen Verbrennung, die eine stärkere Rußbildung nach sich zieht.

Reaktion hierauf seitens des Gesetzgebers war es, im Zuge der Euro-6-Abgasnorm Grenzwerte für die Partikelemission von Benzinern einzuführen – diese gilt seit September 2018 für alle ab diesem Zeitpunkt neu zugelassenen Autos.

Für die Benzintriebwerke gilt es somit, nun die gleichen Partikelgrenzwerte zu erfüllen wie Dieselmotoren.

Mit der Einführung des OPF/ BPF können nun auch bei Benzinern bei der Verbrennung entstehende Feinstpartikel wirkungsvoll aufgefangen und die hohen Emissionen gesenkt werden.

Seit wann werden Benziner mit Partikelfiltern (OPF) ausgerüstet?

Mit Einführung der Euro 6 Abgasnorm müssen nun auch Benzinfahrzeuge verschärfte Grenzwerte einhalten. Die Euro 6 Abgasnorm beinhaltet Grenzwerte für Kohlenwasserstoffe (HC), Stickoxide (NOx), Kohlenstoffmonoxid (CO), Nichtmethankohlenwasserstoffe (NMHC), Feinstaub und Partikel. Die Schadstoffklasse Euro 6 wird unterteilt in Euro 6b, Euro 6c, Euro 6d-Temp und Euro 6d:

Neu konstruierte Benzinfahrzeuge und Fahrzeuge mit neuer Typengenehmigung müssen seit 2017 die Euro 6c Norm erfüllen, ab 9/2019 die Euro 6d-TEMP und die Euro 6d Norm ab 01/2021. Die Grenzwerte der Euro-6-Norm bleiben gleich. Im Messverfahren WLTP dürfen Diesel-Autos den NOx-Grenzwert von 80 mg pro Kilometer und Benziner 60 mg pro km nicht überschreiten. Um die Normen einhalten zu können, werden bei den Benzinern OPF eingesetzt und bei den Dieselfahrzeugen DPF. Zusätzlich werden Katalysatoren oder katalytische Beschichtungen benötigt, welche die schädlichen Abgase durch die sogenannte Katalyse aufspalten und reinigen.

Für bereits gebaute Fahrzeuge, die in Produktion sind, gibt es ebenfalls entsprechende Fristen. Ältere, bereits zugelassene Fahrzeuge, sind davon nicht betroffen. Hier liegt noch kein Konzept / Gesetzesgrundlage über eine etwaige Nachrüstung vor.

Muss ich meinen Benziner nun auch mit einem OPF umrüsten?

Was bedeutet das für Autofahrer, die bereits einen Benziner fahren, dieser aber über keinen Partikelfilter verfügt? Können sich diejenigen darauf gefasst machen, nachrüsten zu müssen – und somit tief in die Tasche zu greifen?

Nein! So sollen Bestandsfahrzeuge nicht von den Neuregelungen betroffen sein. Die Nachrüstung des OPFs sei aktuell weder vorgesehen noch möglich.

Denn: Durch einen Filter – als feinporiger Keramikkörper – erhöht sich zwangsläufig der Staudruck. Es wäre also notwendig, alle Prozesse von der Einspritzung bis hin zur Dimensionierung des Katalysators darauf abzustimmen, was im Rahmen einer Nachrüstung nicht ohne weiteres möglich ist.

Stattdessen gilt als technische Lösung der Zukunft, vermehrt sogenannte 4-Wege-Katalysatoren zu verbauen, bei denen der Partikelfilter bereits in den üblichen 3-Wege-Kat integriert ist.

Verstopfen auch Otto-Partikelfilter (OPF)?

Zu den Regenerationsmöglichkeiten:

Benzinfahrzeugen steht mit Einführung dieser Technik, nun wie bei den Dieselfahrzeugen auch der fahrzeugeigene Regenerationsmodus des Partikelfilters zur Verfügung.

  • Zum einen gibt es die kontinuierliche Regeneration
  • Eine eingeleitete Regeneration (z.B. bei erhöhtem Differenzdruck, zyklisch)
  • Und die Werkstattregeneration / Zwangsregeneration

Welche Abgasreinigungslösung/ Regenerationsmöglichkeit die einzelnen Hersteller benutzen werden bleibt abzuwarten.

OPF – Reinigung

Wie auch die DPF, die ursprünglich als wartungsfrei geglaubt waren, werden auch die OPF nach einer gewissen Laufleistung ihre Auffangkapazität erreichen. Vermutungen zu Folge werden diese um die 160.000 tkm /10 Jahre halten. Bei der Verbrennung sollen jedoch die entstehenden Ultra-Feinstpartikel von minimalistischer Größe durch das heiße Benziner-Abgas bereits so optimal verbrennen, dass nur ein minimaler Teil Feststoffe im Filter aufgefangen werden muss. Hierdurch soll es wohl wesentlich länger dauern, bis sie den OPF überhaupt zusetzen können bzw. der maximale Sättigungsgrad des Filters erreicht wird.

Ob DPF oder OPF: die Filter sind Auffangbehälter für die aus der Verbrennung entstandenen Ruß- und Aschepartikel.

Fahrzeuge, die nur sehr kurze Strecken und häufige Kaltstartphasen durchlaufen, werden hier eher ihr max. Fassungsvermögen erreichen, vermutlich aber auch Fahrzeuge mit Direkteinspritzung.

Wie sich Defekte in der Sensorik und von Anbauteilen sowie die Qualität von Kraftstoff und Öl auf die Langlebigkeit der Ottopartikelfilter auswirken, wird sich in den nächsten Jahren zeigen.

In diesem Bereich liegt noch viel Aufklärungsarbeit aufgrund von Informationslücken und Erfahrung7smangel vor.

Die Barten GmbH, als Reinigungsfachbetrieb für Partikelfilter, arbeitet schon jetzt an einer angepassten, ressourcenschonenden, qualitätsgesicherten und günstigen Reinigungsalternative für Benzinpartikelfilter.

Otto-Partikelfilter: technische Lösung mit Zukunft

Viele der Fahrzeughersteller haben bereits damit begonnen, die aktuellen Benziner mit Partikelfiltern auszustatten. Dabei gilt es als Fakt, dass gleichzeitig mit dem Einsetzen des Filters der Verbrauch ansteigt, aber die CO2-Emissionen reduziert werden.

Müssen denn nun Millionen der Besitzer eines Benziners mit ähnlichen Herausforderungen hinsichtlich DPF-Reinigung wie Diesel-Fahrer rechnen?

Um hierauf eindeutige Antworten geben zu können, sind sicherlich noch einige Forschungen notwendig.

Schenkt man allerdings Experten Glauben, entspricht die Lebensdauer der Otto-Partikelfilter der etwaigen Lebensdauer des jeweiligen Fahrzeugs. Einige Hersteller machen hierzu konkretere Angaben – und nennen einen Zeitraum von 15 Jahren, bevor die Anschaffung eines neuen OPFs nötig wird.

Von technischer Seite aus gesehen, ist der Benziner verglichen mit dem Diesel im Vorteil, dass dieser in kürzerer Zeit eine hohe Abgastemperatur erreicht, wodurch die automatische Regeneration des Partikelfilters eher eingeleitet werden kann – also öfters erfolgt.

Bei der Regeneration werden – so wie beim DPF – im Filter abgelagerte Rußpartikel durch vorbeiströmendes heißes Abgas zu kleinen Ascheresten verbrannt.

Durch diese häufigere Regeneration wird eine aktive Regeneration des Partikelfilters deutlich seltener nötig, verglichen zu einem Motor einem Selbstzünder.

Doch auch wenn es scheint, als würden sich die Aschemengen im OPF langsamer erhöhen, wird auch hier früher oder später der Zeitpunkt kommen, an dem eine professionelle Reinigung oder der Filter-Austausch notwendig wird.

Genau dafür sehen wir uns von der Barten GmbH bereits bestens gewappnet. Wir erarbeiten kontinuierlich neue und innovative Lösungen zur Reinigung von Otto-Partikelfiltern.

Kontaktieren Sie uns gerne, wenn Sie weitere Informationen erhalten wollen.

Barten OPF Feinstaub Otto Partikelfilter

Weiterführende Informationen

Ultra-Feinstpartikel: eine neuartige Belastung

Hierbei ist von Ultra-Feinstpartikeln die Rede, die zugleich eine neuartige Belastung für Mensch und Umwelt darstellen. Diese sind so klein, dass ihre Masse (somit auch das Gewicht) nahezu unmessbar ist. Dies ist auch zugleich der Grund, weshalb diese neuen Gefahren bisher so wenig Beachtung fanden – sie wurden schlichtweg nicht richtig wahrgenommen!

Die Anzahl dieser Ultra-Feinstpartikeln ist in den Abgasemissionen allerdings so hoch, dass diese für uns – bei nicht ausreichenden Gegenmaßnahmen – eine Gefährdung für Gesundheit und Umwelt darstellen. Tückisch dabei ist, dass die Feinstpartikel bedingt durch ihre minimale Größe besonders lungengängig sind: sie werden von der Nase nicht gefiltert, können schnell und einfach in den menschlichen Körper eindringen, in der Lunge schließlich die Lungenbläschen passieren und sind somit besonders gefährlich – begünstigen langfristig die Entstehung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Was erfordert wird, ist schnelles Handeln!

Was gibt es für Bezeichnungen für Benzin Partikelfilter?

  • GPF ist die Abkürzung für „gasoline particulate filter“.
  • OPF (Ottopartikelfilter)
  • BPF (Benzinpartikelfilter)
  • Weitere Bezeichnungen für Benzin Partikelfilter sind:
  • ORPF (Ottorusspartikelfilter)
  • BRPF (Benzinrusspartikelfilter)
  • RF (Rußfilter)
  • RPF (Rußpartikelfilter)