4. De andere bestanddelen zij kenmerken van de ideale verbranding
Water H 2 O
Kooldioxyde CO 2
5. Ontstaan schadelijke stoffen
Geen homogene mengsels(gebieden met verschillende lucht-brandstof verhouding)
Dus eerst de buitenlaag(ontstaat vrije koolstof)
Koolstofverbranding wordt gehinderd hierdoor ontstaat roet.
6. Uitlaatgassen
Uitlaatgassen kunnen zichtbaar of onzichtbaar zijn.
Met het blote oog kunnen we stofdeeltjes tot 20 micron zien (ter vergelijking een menselijk haar is ca 70 micron dik). Dit zorgt regelmatig voor een verkeerde inschatting rond het gevaar van uitlaatgassen.
Bij moderne "schone" dieselmotoren is 90% van de uitlaatgasstofdeeltjes kleiner dan 1 micron. Erger nog , een moderne dieselmotor produceert 15 tot 35 maal meer fijne stofdeeltjes.
7. Gevolgen voor gezondheid
Het zijn net de fijne roetdeeltjes die diep doordringen in onze longen en zich daar vastzetten opde longblaasjes. Dit heeft zowel op korte als lange termijn gevolgen voor onze gezondheid :
- op lange termijn : chronische longaandoeningen, problemen met hart en bloedvaten, verhoogd risico op kanker, enz
Roet en andere stofdeeltjes kunnen eenvoudig verwijdert worden dmv een roetfilter. Roetfilters bestaan in verscheidene types, dit om een oplossing te kunnen bieden aan de verschillende omstandigheden waaronder de roetfilters dienen te werken.
8. Maatregelen die roet tegen gaan hebben een negatieve invloed op:
Brandstofverbruik
Stikstofoxide vorming
Geluidsproductie
9. Mogelijkheden tot reduceren schadelijke emissies
Katalysator
Zwavel uit dieselolie
Roetfilters
Uitlaatgas-recirculatie
Reinigingsmaatregelen
Primaire ingrepen
Secundaire ingrepen
10. Katalysator
De emissie is lager dan bij benzinemotoren met 3-weg katalysator.
Katalysator kan pas zijn werk doen als de zwavel uit de brandstof is.
Minder roet,koolstofmonoxyde(CO) en koolwaterstofdeeltjes (HC).
Probleem is stikstofoxiden NOx, de 9 gram per kWh is gehaald.
Minder NOx is meer brandstof.
CO en HC kunnen dmv een katalysator aangepakt worden. De katalysator zal deze stoffen omzetten (oxideren) naar CO2 (kooldioxide) en H2O (water).
11. Soorten katalysatoren
Oxidatiekatalysator
Tweetraps - katalysator
Drietraps - katalysator
12. Katalysator
13. Element typen
Element met los materiaal
Keramische monoliet
Metallieke monoliet
14. Keramisch monoliet
Duizenden kanaaltjes
Voornamelijk monolieten met 62 kanalen per cm 2
Smeltpunt 1400 graden
Uiterst gevoelig voor mechanische spanningen.
15. Metallieke monolieten
Hogere kosten dan keramisch monoliet
Veroorzaakt geluid
Bouwt minder tegendruk op
Oververhitting wordt snel afgevoerd
16. Zwavel uit de dieselolie
Zwavel verbrandt niet.
Zonder zwavel verbeterde verbranding.
Duurder dan normale dieselolie.
Katalysatoren blijven langer heel.
17. Roetfilter of partikelfilter
Een roetfilter is een poreuze wand die de uitlaatgassen doorlaat, maar roetdeeltjes tegenhoudt.
De roetdeeltjes vastkleven aan de wanden van het filtermateriaal.
De poreuze wand zit een in een metalen omhulsel en kan relatief eenvoudig onder de uitlaat worden gemonteerd.
De roetproductie bij dieselvoertuigen is dusdanig groot dat een filter in de regel na 600-1000 kilometer totaal gevuld is met roet.
Het opgevangen roet moet verbrand worden, anders verstopt het. Zonder verbranding van het roet gaat het filter dichtzitten.
Voor filters die in nieuwe auto's worden geleverd hebben fabrikanten verschillende manieren ontwikkeld om dat verstoppen van het filter te voorkomen. Die filters houden 95% of meer van de roetdeeltjes tegen.
18. Roetfilter doorsnede
19. Uitlaatgasrecirculatie
Men houdt de motor beter op temperatuur door warme uitlaatgassen terug te voeren.
Hierdoor minder onverbrande delen in uitlaatgas.
20. Reinigingsmaatregelen
Primaire ingrepen
Secundaire maatregelen
21. Primaire ingrepen aan de motor
Uitlaatgasrecirculatie
Waterinspuiting
Thermische isolatie v/d verbrandingsruimte.
Luchtinblaassysteem
22. Secundaire ingrepen
Uitlaatgasnabehandeling
Roet of Partikelfilter
Keramisch monoliet-filter
Keramische wikkelfilter
23. Secundaire ingrepen
Uitlaatgasnabehandeling
Men moet zo fijn mogelijk filteren maar de motor mag er niet te veel tegendruk van ondervinden.
Dan komen we uit op roetfilters, de technici van alle fabrikanten stoppen liever hun energie in het veranderen van motorinterne of primaire maatregelen.
24. SCR systeem (adblue)
Een SCR-systeem zal het Nox gehalte met 70 tot 80 % doen dalen.
Om het Sox gehalte aan te pakken volstaat het om zwavelarme of zwavelvrije diesel te tanken.
25. De installatie
26. Fabrikanten
verminderen van cilinderinhoud, terwijl koppelcurve behouden blijft door verhogen van de laaddruk (engine downsizing)
variabele compressieverhouding
volledig variabele kleppenaansturing, met mogelijk hieraan gekoppeld
uitschakelen van n of meerdere cilinders bij deellast (cylinder cutout)
weglaten van een gasklep
injectiesystemen op hoge druk & meergats injectoren
DeNOx katalysatoren, zodat mager mengsel motoren kunnen gebruikt worden
reductie voertuigmassa door gebruik van lichtgewicht materialen
