Å holde seg innen grensen

De siste EU-forskriftene for utslipp påvirker bilindustrien

EU har nylig introdusert Euro 6-forskriftene for dieselmotorer. Selv om disse forskriftene kan virke som et av mange direktiver, så er de relevante for hele bilindustrien. Her ser Mark Burnett, nestleder for Smøremiddel og drivstofftilsetninger innovasjonsplattformen ved NCH Europe, på hvordan utviklinger av dieselpartikkelfiltre (DPF-er) blir stadig viktigere for å redusere nivåene av skadelige utslipp.

Siden Euro 1 i 1992 har EU regulert hva som skal komme ut av eksosen på en dieselmotor. EU overvåker spesielt nitrogenoksidnivåene (NOx) og partikkelstøv (PM) som vanligvis er kjent som sot.

Som et resultat har motorprodusenter investert mye tid og penger ved å prøve å arbeide innen disse forskriftene. DPF-er ble utviklet for å arbeide sammen med selektiv katalytisk reduksjon (SCR) eller eksosgassresirkulering (EGR) enheter, da disse fjerner partikkelstøv (PM) fra eksosgassen i en dieselmotor. Fra Euro 5 i 2009 blir disse et juridisk krav for alle nye dieselkjøretøy.

PM er et spesielt mål for EU, ettersom det er ekstremt skadelig for miljøet og befolkningen, spesielt i utbygde områder. PM penetrerer inn i sensitive regioner av åndedrettsystemet og det kan føre til kreft eller åndedrettslidelser. Fra et miljømessig perspektiv er PM en av de største årsakene til global oppvarming. Svart karbon er en av de sterkeste lysabsorberende komponentene i PM, har et 20 års global oppvarmingspotensial. Det er 4000 ganger mer enn for karbonsidoksid. Derfor er det enklere å forstå hvorfor EU ønsker å redusere PM-nivåene i luften.

De nye forskriftene er rettet mot ultrafine PM av 0,1 mikroner, som er 50 ganger mindre enn et menneskehår. Dette er et 66 prosent fall i nivåene som er tillatt i Euro 5. På grunn av disse nye forskriftene forventes det å skje en vekst i etterspørselen etter DPF-service. I henhold til Euro 6-forskriftene må alle utslippsstyringssystemer kunne vare i 700 000 km eller 7 år for de største kjøretøyene.

Selv om DPF-er kan være svært effektive og fjerne opp til 95 prosent av skadelige PM-utslipp, kan de være ganske svingende og vil kun fungerer under riktige forhold. Det er to modi for at DPF-er skal fungere. I løpet av passiv regenerering, fanger de sotpartikler og brenner dem av i løpet av regeneringsprosessen, med temperaturer som kommer over 550 Celsius. Dette er imidlertid kun mulig når kjøretøyet når optimal temperatur, vanligvis når det kjøres på lengre turer og ved høyere hastigheter.

Aktiv regenerering oppstår når sotnivåene i filteret når en satt grense på 45 prosent. Kjøretøyets motorstyringsdatamaskin vil iverksette en etterforbrenning-drivstoffinjeksjon for å øke eksostemperaturen og trigge regenereringen Men, syklusen kan kun fullføres når kjøretøyet kjøres i over ti minutter ved hastigheter på over 60 kmph.

Hvis kjøretøyet kun kjøres korte avstander eller i stopp-start-trafikk, vil ikke syklusen bli fullført. Det ekstra drivstoffet, som har blitt injisert i sylindrene for prosessen vil ikke brenne av, oljekvaliteten vil svekkes og oljenivået vil stige. Hvis dette fortsetter til nivåer på 75 prosent med sot i filteret, vil varsellys dukke opp på dashbordet og tungen regenerering vil finne sted, og svekke motorens ytelse betydelig. Når nivåene har nådd 85 prosent, er det for sent. Hele DPF-systemet vil måtte rengjøres eller skiftes ut for betydelige kostnader.

Det blir åpenbart at på grunn av det dramatisk fallet i tillatte PM-utslipp, er ikke lenger et vanlig DPF-system nok alene. Dette kommer oppå det faktum at mange DPF-systemer svikter på grunn av upassende forhold og at en lavere temperatur er nødvendig for å opprettholde tilstrekkelige PM-nivåer. Det er her tilsetningsstoffer kan hjelpe.

Drivstofftilsetninger kan redusere temperaturene som sot brennes av ved i DPF-systemene fra rundt 550 til 400 grader Celsius. Dette betyr at PM kan brennes av selv i langsom trafikk, at man kan oppfylle forskriftene og redusere risikoen for svikt i DPF-systemet.

Drivstofftilsetningsstoffer som reduserer aktiv regenerering har også fordelaktige virkninger på motorens ytelse ettersom skitt bruker lenger tid på å bygge seg opp. Sjåfører og flåteledere vil vanligvis oppleve økt serviceliv, lavere drivstofforbruk, forbedringer ved kjøretøyets moment og strømlevering, lavere risikoer for drivstoffutblåsning og redusert generelt systemtrykk.

Selv om de strenge forskriftene i Euro 6 kan virke som et mareritt for bilindustrien, men forskning og utvikling er løsningen på dette. NCH Europes DPF beskyttelsesløsning er et eksempel på dette. Produktet arbeider for å senke temperaturen som er nødvendig for regenerering, noe som betyr at kjøretøy kan overholde forskriftene, men det reduserer også hastigheten på DPF-systemsvikten, spesielt når man kjører i urbane områder.

Det er ikke noen tvil om at forskriftene er nødvendige, og at de har kommet for å bli. Heller enn å hvile på laurbærene våre, så bør bransjen respondere ved å innovere og utvikle nye teknologier for å oppfylle de nye kravene og se frem mot fremtidig fremdrift.