OPF — Über den Benzin-Partikelfilter
Von Dieseln bekannte Partikelfilter werden nun wegen der Anforderungen der Euro-6c- und 6d-Emissionen auch in Benzinern eingesetzt. Es gibt zwei Abkürzungen:
- OPF: Otto Particulate Filter
- PPF: Petrol Particulate Filter
Position im Fahrzeug
Die Abgas-Mess-/Testmethoden haben sich geändert. Statt des „New European Driving Cycle" (NEDC) wird nun der „Worldwide harmonized Light-duty vehicles Test Cycle" (WLTC) verwendet. Grob gesagt wird länger bei höheren Geschwindigkeiten getestet. Die Unterschiede:
Euro-Normen und Anforderungen für Benziner
Nach der Verbrennung entstehende Formen bei Benzinern
Etwa 1% des Abgases gilt als Schadstoffe:
- ca. 0,7% Kohlenmonoxid (CO)
- ca. 0,2% Kohlenwasserstoffe (HC)
- ca. 0,1% Stickoxide (NOx)
- ca. 0,005% Feststoffe (Partikel)
Ist das Gemisch etwas mager, steigt NOx. Ist es fett, steigen HC und CO.
Nach der Verbrennung sprechen wir über 2 Partikelarten: Ruß und Asche.
Rußpartikel: meist aus Kohlenstoff, entstehen, wenn der Kohlenstoff im Kraftstoff nicht vollständig verbrennt. Rußpartikel sind etwas größer als 0,05 Mikrometer und ähneln Diesel. Der bei der Verbrennung entstehende Ruß wird im Partikelfilter gespeichert.
Aschepartikel: größer als Ruß. In Benzinern entsteht Asche aus den Additiven des Motoröls. Zum Beispiel verbrennt die Kurbelgehäuseentlüftung im Motor und bildet Asche. Daher ist die Verwendung des richtigen Öls sehr wichtig. Ruß kann im OPF per Regeneration verbrannt werden, Asche jedoch nicht — sie wird im OPF eingeschlossen. Die neuesten VW-freigegebenen Öle haben einen sehr geringen Aschegehalt.
OPF und Katalysator
Der direkt am Turboauslass platzierte OPF enthält auch einen Katalysator im Inneren. Weiter hinten befindet sich zusätzlich ein Katalysator.
Aufbau
- Der keramische Körper des Benzin-Partikelfilters besteht aus Cordierit (Cordierit-Keramik hat einen sehr niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten, hervorragende Thermoschockbeständigkeit, eine niedrige Dielektrizitätskonstante und hohe thermische und chemische Stabilität).
- Er ist zudem mit Palladium und Rhodium beschichtet und oxidiert Schadgase, um sie unschädlicher zu machen.
- Lambdasonden vor und nach dem OPF messen ständig, berechnen das Gemischverhältnis und übergeben die nötigen Daten an das Steuergerät.
PARTIKELFILTER-REGENERATION
Bei Benzinern entstehen Partikel meist beim ersten Start, besonders beim Kaltstart. Daher erfolgt die Regeneration selten. Sie geschieht auf 3 Arten:
- Passive Regeneration
- Aktive Regeneration
- Service-Regeneration
Das Steuergerät berechnet per Algorithmen Parameter wie Ansauglufttemperatur, Kühlmitteltemperatur, Motordrehzahl und Motorlast, um angesammelte Asche und Ruß zu schätzen.
Passive Regeneration: bei Autobahn- und Hochlastfahrten mit Abgastemperaturen nahe 600 °C reagiert Ruß und wird regeneriert. Kein Eingriff des Steuergeräts.
Aktive Regeneration: hat die passive Regeneration nicht genug Asche verbrannt, startet das per Algorithmen rechnende Steuergerät die aktive Regeneration. Die Partikelleuchte geht an und informiert den Fahrer. In solchen Fällen müssen Sie fahren, bis die Leuchte erlischt (Standard-Autobahnfahrt empfohlen).
Service-Regeneration: Kann der Fahrer die aktive Regeneration nicht abschließen und steigt der Ruß weiter, gehen EPC- und Motorwarnleuchte an und das Auto geht in den Notlauf (Limp Mode). Um weitere Filterschäden zu vermeiden, wird die Leistung reduziert, und die Regeneration muss mit einem Servicegerät erfolgen.
ANSAMMLUNGSSTUFEN
Passive, aktive und Service-Regeneration erfolgen gemäß dem %-Wert in den Tabellen. Auch wenn der erforderliche % nicht erreicht ist, wird zur Sicherheit alle 2000 km eine aktive Regeneration durchgeführt.
Während der aktiven Regeneration:
- Start/Stopp und ACT (Zylinderabschaltung) sind vorübergehend aus.
- Der Leerlauf steigt auf 1000 U/min und kann bei leuchtender Partikelleuchte auf 1450 U/min steigen.
- Bei leuchtender Partikelleuchte wird die Reinigung durch Fahren zwischen 50–120 km/h abgeschlossen, bis die Leuchte erlischt (je nach Beladung 5–20 Minuten).
UNTERSCHIEDE DIESEL- UND BENZINPARTIKEL
Gemeinsamkeiten:
- In beiden entstehen Ruß und Asche.
- Die Partikelgrößen sind ähnlich.
- Regeneration erfolgt aktiv und passiv. Ruß kann durch Oxidation regeneriert werden, Asche in keinem der Systeme.
- Es wird ein aschearmes Öl verwendet.
- Die aktiven Regenerationsarten sind gleich.
- Reicht die aktive Regeneration nicht, ist in beiden Systemen eine Service-Regeneration nötig.
Unterschiede:
- Dieselmotoren erzeugen weit mehr Ruß.
- Bei Benzinern entstehen Partikel meist bei Kaltstart, kalter Außen- und Motortemperatur. Ein Diesel erzeugt Partikel die ganze Zeit, in der er läuft.
- Die für die Regeneration nötige Temperatur zu erreichen, ist beim Diesel schwerer.
- Die Oxidation mit Luftüberschuss während der Regeneration ist beim Diesel einfacher, da immer genug Sauerstoff da ist; beim Benziner ist die Sauerstoffmenge geringer.
- Bei einem fabrikneuen Diesel wird die erste Regeneration zur Kontrolle bei 100 km durchgeführt, beim Benziner gibt es das nicht.
- Beim 180.000-km-Service sollte die Ölaschemenge von Dieselfahrzeugen vom Service ausgelesen und die Beladung geprüft werden. Für Benziner gibt es keine solche Empfehlung.
