Bliv inden for grænsen

De nyeste EU emissionskrav påvirker automobilindustrien

Den Europæiske Union har for nylig indført Euro 6-regulativer for dieselmotorer. Selvom disse bestemmelser måske kun virker som en enkelt linje i en lang liste over direktiver, er de relevante for hele bilindustrien. Her ser Mark Burnett, vicedirektør for innovationsplatformen for smøremidler og brændstofadditiver på NCH Europe, på hvordan udviklingen af dieselpartikelfiltre (DPF) spiller en stadig større rolle i nedbringelse af niveauerne for skadelige emissioner.

Siden Euro 1 i 1993 har EU reguleret, hvad der kommer ud af udstødningen fra en dieselmotor. De overvåger især niveauerne af nitrogenoxid (NOx) og partikler (PM), almindeligvis kendt som sod.

Som følge heraf har motorfabrikanter investeret meget tid og penge på at forsøge at arbejde inden for disse regler. DPF'er blev udviklet for at fungere sammen med selektive katalytiske reduktionssystemer (SCR) eller EGR-enheder (exhaust gas recirculation), da disse fjerner partikler (PM) fra en dieselmotors udstødningsgas. Fra Euro 5 i 2009 blev disse et lovkrav for alle nye dieseldrevne køretøjer.

PM er et særligt mål for EU, da det er ekstremt skadelige for miljøet og for befolkningen, især i bebyggede områder. PM trænger ind i de følsomme områder i åndedrætssystemet og kan forårsage kræft eller åndedrætssygdomme. Fra et miljømæssigt synspunkt, er PM en af de førende årsager til global opvarmning Sort kulstof, et af de stærkeste lysabsorberende komponenter i PM har et 20 års globalt opvarmningspotentiale. Det er 4000 gange højere end for kuldioxid. Det er derfor let at se, hvorfor EU er ivrige efter at nedbringe mængden af partikler i luften.

De nye regler retter sig mod et ultrafint PM på 0,1 mikron, der er 50 gange mindre end et menneskehår. Dette er en nedgang på 66 procent i niveauerne tilladt i Euro 5. Som følge af de nye regler, forventes der at være en stigning i efterspørgslen af DPF service. I henhold til Euro 6-forordningerne skal alle emissionsstyringssystemer være holdbare for 700.000 km eller syv år for de største køretøjer.

Mens DPF'er kan være ekstremt effektive og kan fjerne op til 95% af skadelige PM-emissioner, er de ganske temperamentsfulde og vil kun fungere under de rigtige forhold. DPF'er kan fungere på to måder. Ved passiv regenerering fanger de sodpartikler og brænder dem ud i løbet af regenereringsprocessen, med temperaturer på over 550 grader Celsius. Dette er dog kun muligt, når køretøjet når den optimale temperatur, typisk ved kørsel på længere strækninger og ved højere hastigheder.

Aktiv regenerering opstår, når sodniveauer i filteret når en fastsat grænse på 45 procent. Køretøjets motorstyringscomputer vil starte en brændstofindsprøjtning efter forbrænding, for at øge udstødningstemperaturen og aktivere regenerering. Cyklusen kan dog kun fuldføres, når køretøjet kører i over ti minutter ved hastigheder på over 60 km/t

Hvis køretøjet kun anvendes til korte ture eller i stop-start-trafik, vil cyklussen ikke blive afsluttet. Det ekstra brændstof, der er blevet sprøjtet ind i cylinderne for processen, vil ikke forbrændes, oliekvaliteten forringes og oliestanden vil stige. Hvis dette fortsætter til niveauer med 75 procent af sod i filteret, blinker advarselslamper på instrumentbrættet, og tvungen regenerering finder sted, hvilket reducerer motorens ydeevne betydeligt. Når niveauet når 85 procent, er det for sent. Hele DPF-systemet skal rengøres eller udskiftes med betydelige omkostninger.

Det er blevet klart, at på grund af det dramatiske fald i tilladte PM-emissioner, at et traditionelt DPF-system alene simpelthen ikke nok længere. Dette er på toppen af det faktum, at mange DPF systemer svigter på grund af uegnede forhold, og en lavere temperatur er nødvendig for at opretholde passende niveauer af PM. Det er her, at tilsætningsstoffer kan hjælpe.

Brændstofadditiver kan reducere den temperatur, hvorved sodpartikler afbrændes i DPF systemer fra ca. 550 til 400 grader Celsius. Dette betyder, at PM'en kan brændes af, selv i langsom trafik, reglerne følges og risikoen for fejl i DPF-systemet reduceres.

Brændstofadditiver, som reducerer aktiv regenerering, har også en gavnlig indvirkning på motorens ydeevne, da snavs tager længere tid at opbygge. Kørere og flådeforvaltere vil typisk opleve øget levetid, lavere brændstofforbrug, forbedringer af køretøjets drejningsmoment og motoreffekt, lavere risiko for brændstofblæsning og reduceret samlet systemtryk.

Selv om de strenge regler i Euro 6 kan synes at være et mareridt for bilindustrien, kan man med forskning og udvikling komme forbi dem. NCH Europes DPF beskyttelsesløsning er et eksempel herpå. Produktet arbejder for at sænke den nødvendige temperatur til regenerering, hvilket betyder, at køretøjer kan overholde forskrifterne, men det reducerer også frekvensen af DPF-systemfejl, især når køretøjer anvendes i byområder.

Der er ingen tvivl om, at reglerne er nødvendige og kommet for at blive. I stedet for at hvile på laurbærrene, bør branchen reagere ved at forny sig og udvikle nye teknologier for at opfylde de nye krav, og se frem til kommende fremskridt.