Moderne benzinemotoren met directe brandstofinjectie (DI) produceren, anders dan traditionele indirecte benzinemotoren, bij verbranding heel fijne roetdeeltjes. In de praktijk betekent dit dat benzinemotoren met directe injectie vaak zelfs meer roet produceren dan sommige modernere dieselmotoren zonder roetfilter, juist vanwege de manier waarop de brandstof wordt ingespoten. Dit komt het vaakst voor bij benzineauto’s die primair gebruikt worden voor korte ritten of stadsverkeer. Het filter wordt dan niet warm genoeg om roet te verbranden.
Dankzij Europese emissienormen worden deze motoren sinds 2017 steeds vaker uitgerust met een benzine-roetfilter om de uitstoot van partikels aanzienlijk te beperken. Rapid Specialty vertelt u graag meer over roetfilterproblemen bij benzinemotoren.
Wat is het verschil tussen direct en indirect ingespoten benzinemotoren?
Bij benzinemotoren maken we onderscheid tussen directe injectie (GDI, FSI, TSI en Boost) en indirecte injectie (PFI of MPi).
- Bij indirecte inspuiting wordt de brandstof voor de inlaatklep in het inlaatkanaal gespoten. Daardoor mengt benzine langer met lucht, is de verbranding meestal schoner en spoelt de brandstof langs de inlaatkleppen, wat vervuiling daar beperkt.
- Bij directe inspuiting wordt de brandstof juist rechtstreeks in de verbrandingskamer geïnjecteerd, met hogere druk en in een kortere tijd. Dat levert voordelen op voor efficiëntie en prestaties van de motor, maar vergroot tegelijkertijd de kans op fijne roetdeeltjes. Dit geldt vooral bij een koude start, korte ritten, rijk mengsel en situaties waarin brandstof tegen de cilinderwand of zuiger kan neerslaan.
Bij bovenstaande situaties zien we bij direct ingespoten benzinemotoren vaker de combinatie van meer deeltjesvorming en de noodzaak van een GPF/OPF benzine-roetfilter deeltjes af te vangen.
Wat is een benzine-roetfilter en hoe werkt het?
Een roetfilter bij benzinemotoren werkt volgens hetzelfde basisprincipe als bij dieselmotoren: de uitlaatgassen passeren een keramisch filterelement dat roetdeeltjes opvangt. Zodra het filter vol raakt, wordt een regeneratiecyclus gestart waarbij de temperatuur zodanig verhoogd wordt dat de opgeslagen roetdeeltjes verbranden. GPF/OPF zijn sinds ongeveer 2017 standaard op nieuwe direct ingespoten benzinemotoren vanwege strengere Euro-6c emissienormen.
Het motormanagement stuurt de regeneratie aan. Wanneer er sprake is van problemen met het roetfilter van de benzinemotor, dan geeft een waarschuwingslampje vaak aan dat het filter aan regeneratie toe is. Andere indicaties voor roetfilterproblemen zijn daarnaast verminderde prestaties of een ongewoon hoog brandstofverbruik.
Verschil tussen benzine-roetfilter en diesel-roetfilter
Hoewel een benzine-roetfilter (GPF/OPF) en een diesel-roetfilter (DPF) allebei roetdeeltjes afvangen, verschillen de oorzaak van roetvorming en de manier waarop het filter volraakt en regenereert op een paar cruciale punten.
- Temperaturen en regeneratie
Benzinemotoren draaien doorgaans met hogere uitlaatgastemperaturen dan dieselmotoren. Daardoor kan een GPF/OPF in veel gevallen vaker en sneller passief regenereren, omdat roet verbrandt als de temperatuur hoog genoeg is. Bij diesel is die uitlaattemperatuur bij normaal rijden lager, waardoor regeneratie vaker geforceerd moet worden via het motormanagement. - Andere roetbron
Bij diesel ontstaat roet vooral door de aard van dieselverbranding; lokale zuurstoftekorten tijdens injectie/ontbranding. Bij benzinemotoren met directe injectie ontstaat roet vooral door mengselvorming: de brandstof wordt laat en direct in de cilinder ingespoten, waardoor er onder bepaalde omstandigheden sneller rijke zones en wandfilm kunnen ontstaan. Brandstof komt dan tegen zuiger of cilinderwand aan. Dat geeft extra fijne deeltjes, vooral bij koude start, korte ritten, hoge belasting of wanneer de motor tijdelijk rijker draait.
Roet kan het filter tijdens regeneratie verbranden. As kan dat niet en bouwt langzaam op. Bij benzine-OPF’s zien we in de praktijk dat verstopping niet altijd klassiek roet is, maar ook te maken kan hebben met as-ophoping door olie-additieven, motorolieverbruik of langdurige gebruiksomstandigheden. Bij diesel zien we vaak duidelijke klachten door mislukte actieve regeneraties en hogere tegendruk.
Klachten met een GPF/OPF-filter kunnen subtiel beginnen: oplichtend dashboardlampje, tijdelijke vermogensbeperking, hogere tegendruk of problemen die vooral optreden bij veel korte ritten/koude start. Dit komt juist omdat het filter normaal gesproken vaak vanzelf schoonbrandt en problemen pas zichtbaar worden als dat proces structureel niet meer goed lukt of als as zich opstapelt.
Hoe ontstaan roetfilterproblemen bij direct ingespoten benzinemotoren?
- Directe injectie veroorzaakt meer roet
Bij directe injectie wordt de brandstof direct in de verbrandingskamer gespoten. Hierdoor mist de benzine de reinigende en koelende werking die normaal het inlaattraject schoonhoudt. Dit verhoogt de vorming van koolstofrijke deeltjes die uiteindelijk het roetfilter belasten. - Vervuiling van inlaat en EGR draagt bij
Hoewel vervuiling technisch gezien niet direct in het roetfilter gebeurt, kan vervuiling van het inlaattraject door EGR-recirculatie en carterventilatie de mengselvorming en verbranding verstoren, wat de vorming van (ultra)fijne deeltjes kan vergroten. Dit kan indirect leiden tot frequenter volraken van het filter. - Korte ritten en onvolledige regeneratie
Net als bij dieselmotoren dragen stadsverkeer en korte ritten eraan bij dat het filter niet voldoende op temperatuur komt om te regenereren.
Scanners en druksensoren kunnen helpen om te bepalen of het probleem echt bij het GPF zit of dat de oorzaak elders in de motor/pre-inlaat ligt, zoals EGR of vervuilde inlaat.
Adviezen en mogelijke oplossingen bij GPF/OPF-problemen
- Diagnose & basischecks Lees foutcodes/meetwaarden uit (tegendruk/drukverschil, uitlaatgastemp, lambda/brandstoftrims, misfire-tellers). Sluit oorzaken uit die extra deeltjes maken: bobines/bougies, lekkende injector, valse lucht en hoog olieverbruik.
- Regeneratie weer mogelijk maken Zorg dat de auto op bedrijfstemperatuur komt en voer (indien beschikbaar) de OE-regeneratie/aanleerprocedure uit. Adviseer na herstel: af en toe een langere rit met constante belasting, zodat het GPF/OPF passief kan schoonbranden.
- Minder roet voor het filter: brandstofsysteem reinigenRapid Petrol System Cleaner of Rapid Petrol System Super Cleaner reinigt het benzine-brandstofsysteem en ondersteunt een schonere verbranding. Dit helpt de deeltjesbelasting richting GPF/OPF te verlagen en kan loopcultuur/vermogen verbeteren.
- DI-kwaal aanpakken: inlaat(klep)vervuiling verminderenRapid Inlet Carbon Cleaner en Rapid Inlet Carbon Cleaner II. Deze producten zijn bedoeld om kool-/afzettingen in het inlaattraject en rond inlaatkleppen te verminderen. Bij DI-motoren kan dit de luchtstroming/mengselvorming verbeteren, wat indirect ook de GPF/OPF-belasting verlaagt. Verder adviseren we de Engine Cleaner. Dit product heeft een betere compressie en geeft een hogere uitlaatgastemperatuur, wat belangrijk is voor het roetfilter.
- Luchttoevoer stabiliserenRapid Throttle Body Cleaner: voor het reinigen van het gasklephuis bij onrustig stationair, plakkerige gasklep of matige gasrespons.
GPF/OPF problemen bij direct ingespoten benzinemotoren
Roetfilterproblemen behoren niet alleen toe aan dieselmotoren. Direct ingespoten benzinemotoren kunnen juist extra fijne deeltjes produceren. Omdat oorzaak en regeneratiegedrag bij benzinemotoren anders zijn dan bij dieselmotoren, werkt een goede oplossing alleen met de juiste diagnose, het herstellen van regeneratiecondities en het verminderen van vervuiling aan de motorzijde, voorkomt u herhaalstoringen en blijft de auto netjes binnen emissies en prestaties.
Meer weten? Neem gerust contact op met een van onze specialisten. Rapid Specialty staat voor u klaar.
