Fakta og forskelle mellem originalt monterede- eller eftermonterede lukkede partikelfiltre - og eftermonterede åbne partikelfiltre, til person- og varebiler.

Originale lukkede partikelfiltre.

Et originalt lukket partikelfilter består af et purrøst keramisk filterelement, monteret i et filterhus, på tværs at røggassens flowretningen. Filterelementet sidder efter en katalysator, enten som separat for-katalysator, eller som katalysator element indbygget i samme filterhus, foran filterelementet. Det er kun røggasserne CO2 og H2O (vanddamp) der kan trænge igennem filterelementet, mens Sodpartikler(C), U-forbrændt brændstof (HC) og Mineraler (askestoffer) fra brændstof og motorolie, holdes tilbage af filterelementet. C og HC brændes af i filteret, og bliver til CO2 og H2O, og kan dermed passere. Dels afbrændes C og HC ved Passiv Regenerering ved almindelig kørsel, og dels ved Aktiv Regenerering, dvs. en kontrolleret afbrænding der fremprovokeres af motorstyringen med jævne mellemrum, og når differenstrykket (modtrykket/modstanden) overstiger en grænse. Den aktive regenerering aktiveres typisk ved at tilføre diesel brændstof (ekstra energi der hæver temperaturen) før katalysator og filter, enten ved direkte dosering ind i udstødning med pumpe, eller ved tilsigtet ”dårlig justering” af diesel indsprøjtning i motoren, der øger mængden af u-forbrændt brændstof i udstødningen. Desuden kan originale lukkede filtersystemer være udstyret med dosseringssystem af additiv, for at filteret bedre kan regenerere og brænde sodpartiklerne af ved kørsel med lav belastning (bykørsel).

Mineralerne fra brændstof og motorolie kan derimod ikke brænde, og ophobes derfor som askestoffer i filteret, som derfor skal renses eller udskiftes efter f.eks.150-200.000km.

For at overvågning og styring af aktiv regenerering kan fungere, er originale lukkede filtre udstyret med temperaturføler og trykdifferens sensor, der er koblet til motorstyringen (ECU).

Pga. den lukkede struktur med filterelement på tværs af flowretningen, kan en originalt filter proppe helt til, så motorlampe lyser og bilen til sidst ikke kan køre.

Eftermonterede lukkede partikelfiltre.

Eftermonterede lukkede partikelfiltre minder meget om originale lukkede partikelfiltre, som beskrevet herover, dvs. opbygget med lukket struktur og udstyret med styring og overvågningssystem, samt evt. dosseringssystem til additiv og evt. brændstof for aktiv regenerering.

Eftermonterede lukkede filtre kan godkendes iht. den danske princip godkendelsesordning, under Færdselsstyrelsen, der kræver minimum 80% Partikel Masse (PM) reduktion og kræver et overvågningssystem med advarselslampe, der advarer chaufføren hvis modtrykket overstiger en grænseværdi. Der er i godkendelsesordningen ikke krav om, at Lukkede Partikelfiltre til eftermontering skal afprøves ved lav belastning, som ved langvarig bykørsel. Godkendelsesordningen er forholdsvis fleksibel overfor hvilke køretøjer og motortyper, filteret monteres på.

Eftermonterede lukkede filtre kan blokere og danne prop hvis regenereringen fejler.

Eftermonterede åbne partikelfiltre.

Eftermonterede åbne partikelfiltre kommer fra det tyske marked, og er opbygget helt anderledes end lukkede filtre, og består af mange langsgående kanaler parallelt med røggassens flowretning. Opbygningen med åben struktur med langsgående kanaler, minder mest af alt om en katalysator, som sidder på dieselbiler. Der sidder altid en katalysator før et åbent partikelfilter, enten som separat for-katalysator, eller indbygget i det samme filterhus, før filterelementet. Åbne filter har ingen sensorer eller styring, og brænder sodpartikler af løbende ved almindelig kørsel. Det betegnes Passiv Regenerering.

HJS CITY Filter
HJS CITY filter er et eksempel på åbent partikelfilter, som HJS oprindeligt udviklede til VW. Det er opbygget af mange filterlommer lavet af finmasket rustfrit net, belagt med sintret metal (komprimeret metalpulver), der giver er porøs filtermembran med stort overfladeareal, der kan opsamle sodpartikler, og brænde dem af løbende ved almindelig kørsel. Røggassen strømmer igennem filtermembranen og ind i lommerne, og ud gennem åbningen i enden af lommerne, der holdes udspilet vha. en rustfri ”spacer”.

For af sikre at filteret ikke kan stoppe helt til ved evt. overbelastning, er lommerne udstyret med små åbninger i bunden, hvor røggassen kan passere hvis modtrykket bliver for stort. Disse bypass, er lovpligtige i Tyskland, og er afpasset i størrelse således, at filteret stadig opnår høj effektivitet, så det kan bestå emissionstest for godkendelse, inkl. 4000km bykørsel simuleret på rullefelt. Kravet for godkendelse i er at filteret reducerer Partikel Massen(PM) med mindst 30%, men i praksis ligger HJS City filter på 50-60% reduktion, da filtrene overdimensioneres for at kunne klare testen med 4000km bykørsel.

HJS CITY filter, opbygget af mange parallelle filterlommer.

Udgangen på HJS CITY filter, hvor man ser bunden af filterlommerne, med små åbninger for by-pass funktion ved forhøjet modtryk.

Passiv Regenerering
Sodpartikler (C) og u-forbrændt brændstof (HC) opfanges og sætter sig på overfladen af de langsgående kanaler, hvorefter partiklerne reagerer på overfladen og brændes af ved almindelig kørsel. Afbrændingen starter allerede ved en temperatur på 200-250°C. Det er ingen sensorer og ingen styring og overvågning af motorstyringen, og processen betegnes derfor som Passiv Regenerering. Når partiklerne brændes af, bliver de til CO2 og H2O, der ledes bagud, og der bliver plads til nye partikter på overfladen. I tilfælde af ekstremt dårligt kørselsmønster med meget korte ture, eller ved ekstra sodudvikling pga. motordefekt eller dårlig vedligeholdelse af dyser, EGR, eller oliespild fra Turbo, kan filteret overbelastes, dvs. at der kommer flere partikler ind i filteret end det kan nå at brænde af. I sådanne tilfælde vil de overskydende partikler blot passere u-forbrændt igennem filteret og bagud.

Herudover er Tyske åbne partikelfiltre til eftermontering, som en ekstra sikkerhed, udstyret med et lovpligtigt by-pass system, der lader en del af røggassen passere, hvis modtrykket stiger. By-pass er små åbninger i filterlommer, hvor røggassen passere. Ved normal drift passere kun en lille mænge røggas gennem  bypass, mens mængden stiger ved højere modtryk gennem filteret. Dvs. et åbent filter kan i princippet ikke stoppe helt til pga. den åbne struktur med by-pass, og selvom filteret skulle blive overbelastet med sod eller motorolie, så vil by-pass begrænse hvor stort modtrykket kan blive.

Det er vigtigt at understrege, at de tyske partikelfiltre til eftermontering skal bestå en meget hård test med 4000km simuleret bykørsel på en prøvestand (Worst case Low Load Scenarie), og herefter stadig kunne fungere og præstere en minimums Partikel Masse(PM) reduktion på 30%, for overhovedet at kunne blive godkendt iht. den tyske godkendelsesordning StVZO. Denne test skiller fårene fra bukkene, og kun de bedste filtre kan blive godkendt. Det betyder i praksis, at åbne partikelfiltre skal være overdimensionere ift. almindelig varieret kørsel, for at kunne klare den skrappe low-load test. Så selvom minimums kravet for godkendelse er 30% Partikel Masse(PM) reduktion, så ligger f.eks. HJS´s City filtre i praksis på 50-60% PM reduktion ved varieret kørsel.

Hvis er åbent filter skulle blive overbelastet og skabe forhøjet modtryk, kan der brændes rent ved en frisk og længere køretur med højere belastning og højere omdrejninger på motoren. Hvis man ønsker at rense det, f.eks. efter 200.000km, kan det gøres ved at afmontere filteret og spule det igennem med vand - forfra og bagfra, så akkumuleret sod og aske skylles ud.

De åbne partikelfiltre skal være godkendt meget specifikt til bestemte køretøjer, beskrevet ved Fabrikat, handelsnavn, typebetegnelse, motor og motorkode, ydelse og emissionsnorm.

Åbne partikelfiltre til eftermontering produceres i stort antal, og har været på det tyske marked siden ca. 2005, og på det danske marked siden 2010. Så der foreligger således et stort erfaringsgrundlag på mange hundrede tusinde filtre afprøvet i virkeligt driftsmønster over en lang periode på 15-20 år. Der har været adskillige tyske filterproducenter på det tyske marked, hvoraf mange nu har lukket produktionen af partikelfiltre, pga. manglende efterspørgsel. Den største af disse, og én af de sidste, er HJS Emission Technology, der udover katalysator og filterudstyr til eftermarkedet, også producerer originalt udstyr til flere bilfabrikanter. F.eks. er flere af HJS´s åbne CITY filtre til eftermontering på VW/AUDI/SEAT/SKODA 100% identiske med de filtre VAG har tilbudt som originalt udstyr til disse biler. HJS har produceret ca. ½ mill åbne CITY filtre siden 2005.

HJS CRT filter.

HJS CRT filter består af et keramisk filterelement med mange langsgående kanaler, og anvendes typisk på større køretøjer som lastbiler, busser og entreprenørmaskiner. Filtrene er typisk udstyret med sensorer, styring og overvågning, og dossering af additiv. De kan opnå 80% PM reduktion, og kan dermed principgodkendes til lastbiler og busser (>3500kg)

Eksempel på HJS CRT filter, med keramisk filterelement med mange parallelle langsgående kanaler

Indløbet på HJS CRT filter, med keramisk filterelement med mange parallelle langsgående kanaler

Eksempel på HJS CRT filter, med keramisk filterelement med mange parallelle langsgående kanaler