Anderer Treibstoff, neue Filter – alte Probleme?

Die Idee ist die gleiche, die Umsetzung dennoch eine ganz 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. Und selbstverständlich wird dieser (OPF) auch in Benzinern nach einer Weile verstopfen.

Auch hier stehen Sie schließlich vor der Wahl: kostspielig austauschen oder reinigen lassen?

Otto-Partikelfilter – wieso, weshalb, warum?

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

So gehören rußende Dieselautos dank Einsatz moderner Brennverfahren und Partikelfiltern längst der Vergangenheit an. Hierzu konnten wir mit unserem innovativen Verfahren zur DPF Reinigung einen wichtigen Beitrag leisten.

Allerdings stellt sich nun immer mehr heraus, dass auch Benzinfahrzeuge mit ihren modernen, hochaufgeladenen Ottomotoren mit Direkteinspritzung – oder insbesondere aufgrund dieser – bei der Verbrennung feinste Partikel freigeben.

Ultra-Feinstpartikel: 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!

OPF – warum denn erst jetzt?

Warum wird also erst jetzt vermehrt über den Einsatz eines Partikelfilters für Benziner nachgedacht?

Ganz einfach – so neu wie der Partikelfilter für Dieselfahrzeuge ist auch das Problem.  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.

OPF – Aufbau, Funktion und Unterschiede

Dieselfahrern, die in den letzten Jahren aufmerksam die Entwicklungen im Bereich Dieselpartikelfilter (DPF) mitverfolgt haben, wird diese Partikelfilter-Lösung für Benziner alles andere als neu vorkommen.

Es scheint allerdings doch anders zu sein. Schließlich sind diesmal die Benziner betroffen – jene Autos, die viele als wohltuende, umweltfreundliche Alternative zum verpönten Diesel – schon fast als Rettung der Fahrzeugindustrie – betrachtet haben.

Insbesondere in Aufbau und Funktionalität gibt es einige Differenzen zwischen Otto- und Dieselpartikelfilter.

Beide Arten von Partikelfiltern übernehmen zwar eine identische Funktion: sie stellen sicher, dass bei der Verbrennung entstehende Kleinstpartikel aus Ruß zurückgehalten werden und somit nicht in die Umwelt gelangen können, weisen dabei aber dennoch zahlreiche Unterschiede wie u.a. im Aufbau auf.

Zur Funktion des Filters kann gesagt werden, dass dieser ähnlich wie auch schon ein DPF funktioniert. Die Abgase passieren einen Filter aus poröser Keramik mit wechselseitig verschlossenen Kanälen. Der Abgasstrom wird somit durch das Filter-Material gepresst, sodass sich schließlich Ruß am Partikelfilter ablagert – nicht in die Umwelt austreten kann.

Bedeutender Unterschied im Vergleich zu einem DPF soll laut Hersteller jedoch sein, dass ein Otto-Partikelfilter voraussichtlich keiner Reinigung bedarf.

Bei der Verbrennung sollen die 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, und es dadurch viel länger dauert bis sie den Filter überhaupt zusetzen können bzw. der  maximale Sättigungsgrad des Filters erreicht wird.

Nach Angaben einiger Hersteller sollen OPF 15 Jahre lang halten, bevor sie ausgetauscht werden müssen.

OPF – umrüsten notwendig?

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.

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.