Att hålla sig inom ramen

De senaste EU-förordningarna påverkar fordonsindustrin

Europeiska Unionen har nyligen introducerat Eur 6-förordningar för dieselmotorer. Medan dessa föreskrifter kan verka var en lång rad i en lista med direktiv, är det relevant för hela bilindustrin. Mark Burnett, Vice VD innovationsplattformen för Smörjmedel och Bränsleadditiv på NCH Europe, tittar på hur utvecklingen av dieselpartikelfilter (DPF) är allt viktigare i reducering av nivåerna av farliga utsläpp.

Sedan Euro 1 från 1993, har EU reglerat vad som kommer ut från avgasröret hos en dieselmotor. Det övervakar nivåerna av kväveoxid (NOx) och partikelämnen (PM), mer känt som sot.

Som ett resultat av detta, har motortillverkare investerat en stor andel tid och pengar i att försöka arbeta inom dessa regler. DPF har utvecklats för att arbeta parallellt med selektiv katalytisk reduktion (SCR) eller avgasåterföringsanordningar (EGR), då dessa avlägsnar partikelämnen PM från en dieselmotors avgaser. Från och med Euro 5 år 2009, blev dessa ett lagkrav för alla nya dieselfordon.
Särskilt PM är ett mål för EU då det är extremt skadligt för miljön och befolkningen, speciellt i tätbebyggda områden. PM tränger in i andningsvägarnas känsliga områden och kan orsaka cancer eller luftvägssjukdomar. Ur miljösynpunkt, är PM en av de största ledande orsakerna till global uppvärmning. Svart kol, en av de starkaste ljusabsorberande komponenterna av PM, har en 20-årig potential att bidra till global uppvärmning. Det är 4000 gånger högre än för det som koldioxid har. Det är därför lätt att se varför EU är angeläget om att reducera halterna av PM i luften.

De nya reglerna riktar in sig på ultrafina PM på 0,1 mikroner, vilket är 50 gånger mindre än en människas hårstrå. Detta är en 66-procentig nedgång av nivåerna som tillåts i Euro 5. Med anledning av dessa nya regler, är en ökning av efterfrågan på DPF service. Under Euro 6-reglerna, måste alla utsläppsledningssystem vara hållbara för 700 000 km, eller sju år för de största fordonen.

Medan DPF:er kan vara extremt effektiva och kan avlägsna upp till 95 procent av skadliga PM-utsläpp, så kan de vara rätt aggressiva och kommer bara fungera under de rätta omständigheterna. Det finns två lägen för DPF att arbeta i, under passiv regeneration, så fångar de sotpartiklar och bränner av dem under återvinningsprocessen, med temperaturen stigande till 550 grader celcius. Emellertid är detta bara möjligt när fordonet når den optimala temperaturen, vanligtvis vid körning på under längre sträckor och vid högre hastigheter.

Aktiv regeneration uppstår när sotnivåerna i filtret når en satt gräns på 45 procent. Fordonets motorhanteringsdator kommer att initiera en efterbrännande bränsleinjektion för att öka avgastemperaturen och för att utlösa regeneration. Intervallet kan dock bara fullföljas när fordonet körs för över 10 minuter i hastigheter på över 60 km/h.

Om fordonet bara körs i korta stunder eller i stopp-starttrafik, kommer cykeln inte vara komplett. Det extra bränslet, vilket har sprutats i cylindrarna för processen kommer inte att förbrännas, oljekvaliteten kommer att försämras och oljenivån kommer att stiga. Om detta fortsätter till nivåer av 75 procent sot i filtret, kommer varningsljus att uppstå på instrumentbrädan och tvingad regenerering kommer att köras och därmed sänka motorns prestanda. När nivåerna når 85 procent, är det försent. Hela DPF-systemet skulle behöva rengöras eller ersättas med betydande kostnad.

Det börjar bli tydligt att på grund av den dramatiska nedgången i tillåtna PM-utsläpp, kommer ett traditionellt DPF-system helt enkelt inte vara nog. Lägg till faktum att många DPF-system går sönder på grund av olämpliga förhållanden och att en lägre temperatur behövs för att upprätthålla adekvata nivåer av PM. Det är här additiv kommer in i bilden.

Bränsleadditiv kan reducera temperaturen vid vilken sot brinner av i DPF-system från runt 550 till 400 grader celcius. Detta betyder att PM kan förbrännas även i långsam trafik, nå upp till lagarna och reducera risken av att DPF-systemet går sönder.

Bränsleadditiv som reducerar aktiv regeneration har även en fördelaktig inverkan på motorprestanda då smuts tar längre tid att bygga upp. Förare och fordonsparksansvariga kommer vanligtvis märka utökad livslängd, lägre bränsleåtgång, förbättring av fordonets vridmoment och kraftöverföring, lägre risk för bränsle-blow-by samt reducerat tryck på systemet, generellt.

Även om de strikta reglerna i Euro 6 verkar vara en mardröm för fordonsindustrin, är forskning och utveckling på väg framåt. NCH Europes skyddande lösning av DPF, är ett exempel på detta. Produkten fungerar genom att sänka temperaturen som behövs för regeneration, vilket betyder att fordonen överensstämmer med lagarna, men även minska förekomsten av fel i DPF-systemet, speciellt när fordon körs i stadsmiljö.

Det är inga tvivel om att reglerna är nödvändiga och här för att stanna. Istället för att vila oss på gamla åstadkommanden, bör industrin svara med att vara innovativ och utveckla nya teknologier för att möta de nya kraven och titta framåt mot framtida framgång.