Roetfilters bij benzinemotoren: wat moet je weten?

Tegenwoordig hebben niet alleen dieselvoertuigen een roetfilter. Ook moderne benzinemotoren zijn er mee uitgerust. Dit heeft invloed op onderhoud en andere werkzaamheden in de werkplaats. Tijd om je kennis over dit onderwerp te vergroten!

Als autotechnicus kom je steeds vaker GPF's (Gasoline Particulate Filters) tegen bij benzineauto's met directe inspuiting. Roetfilters bij benzinemotoren werken anders dan roetfilters bij dieselmotoren. In dit artikel leggen we uit hoe een GPF werkt, waarom het nodig is, en wat dit betekent voor jouw dagelijkse werk.

Waarom hebben benzinemotoren een roetfilter nodig?

Sinds de invoering van de Euro 6d-emissienorm in 2016 zijn fabrikanten verplicht om de uitstoot van roetdeeltjes bij benzinemotoren te beperken. De uitstoot van roetdeeltjes ontstaat vooral bij motoren met directe inspuiting. Deze technologie wordt steeds populairder vanwege een lager brandstofverbruik en betere prestaties. Het helpt fabrikanten ook om aan strengere milieueisen te voldoen.

Het verschil tussen indirecte en directe inspuiting

Bij motoren met indirecte inspuiting (oude systeem) wordt de brandstof in het inlaatspruitstuk ingespoten. Dit heeft de volgende voordelen:

• Voldoende tijd voor verdamping tijdens mengselvorming
• Vrijwel volledige verbranding en minimale roetvorming
• Meestal geen noodzaak voor een roetfilter (GPF)
   

Bij motoren met directe inspuiting (modern systeem) wordt de brandstof rechtstreeks in de verbrandingsruimte ingespoten. Naast de eerdergenoemde voordelen heeft dit de volgende nadelen:

• Minder tijd voor verdamping
• Onvolledige verbranding van brandstofdruppels
• Roetvorming door zuurstoftekort in de druppelkern
• Extra uitlaatgasnabehandeling (GPF) nodig om roetuitstoot tegen te gaan

Hoe werkt een GPF?

Een GPF heeft een keramisch honingraatrooster om roetdeeltjes op te vangen. Het werkingsprincipe is gelijk aan een dieselroetfilter (DPF). Het cruciale verschil zit in het regeneratieproces. Voor de verbranding van schadelijke deeltjes in het GPF van een benzinemotor zijn drie elementen nodig:

• Temperatuur
• Brandstof (opgevangen roet)
• Zuurstof

Verschillen tussen een DPF en een GPF

Zoals aangegeven zijn er verschillen tussen de manier waarop een DPF (dieselmotor) en een GPF (benzinemotor) regeneert.

Bij dieselmotoren:

• Is er altijd een zuurstofoverschot
• Is de uitlaatgastemperatuur (te) laag

Bij een dieselmotor is de uitlaatgastemperatuur te laag om roetdeeltjes in het DPF te verbranden. Daarom wordt de uitlaatgastemperatuur door middel van na-inspuiting van dieselbrandstof verhoogd. De regeneratie van roetdeeltjes in het DPF vindt plaats bij constante belasting/snelheid.

Bij benzinemotoren:

1. Is de uitlaattemperatuur voldoende hoog
2. Is geen zuurstof in het uitlaatgas aanwezig

Bij een benzinemotor is zuurstoftekort in de uitlaatgassen een probleem voor regeneratie. Dit wordt opgelost door het GPF te laten regenereren tijdens gas loslaten (deceleratie).

Hoe werkt regenereren tijdens deceleratie bij benzinemotoren?

Tijdens deceleratie gebeurt het volgende:

• De brandstofinspuiting stopt
• De motor verpompt nu alleen lucht
• Er stroomt zuurstof naar het hete roetfilter (GPF)
• De temperatuur in het GPF is voldoende hoog om roetdeeltjes te verbranden

Het resultaat: de regeneratie van een GPF werkt in de meeste gevallen volledig automatisch, zonder dat de bestuurder iets hoeft te doen!

Controle en diagnose door het motormanagement

Bij voertuigen met een GPF overziet het motormanagement de werking van het roetfilter. Dit gebeurt op een vergelijkbare manier als bij voertuigen met een DPF.

Een benzinemotor met GPF heeft druksensoren die:

1. De drukval over het roetfilter meten
2. De verzadigingsgraad van het GPF bepalen

Een benzinemotor met GPF heeft temperatuursensoren die:

• De regeneratietemperatuur monitoren
• Tegen oververhitting beschermen
• De effectiviteit van de regeneratie controleren

Diagnosestellen aan benzinemotoren met GPF

Bij auto's met een GPF kunnen verschillende storingen optreden. Een veel voorkomend probleem is de melding van de klant dat de auto slecht trekt of dat het MIL-lampje brandt. Vaak gaat dit gepaard met de foutcodes P242F (GPF efficiency) en/of P2463 (GPF restriction).

Diagnose stappenplan

Voor het stellen van de juiste diagnose bij GPF-problemen volg je altijd een vast stappenplan.

1. Bespreek het gebruik van het voertuig met de klant

Veel korte ritten kunnen een reden zijn waarom het GPF niet regenereert.

2.  Controleer de druksensoren

Bij 80% van de GPF-storingen zijn de druksensoren de oorzaak.

3 - Analyseer de regeneratiegeschiedenis via diagnose-apparatuur

Lees de auto uit en check of er sprake is van overmatige roetproductie of olie-/koelvloeistofverbruik.

4 - Vervang het GPF

Alleen als de vorige stappen niets opleveren, is vervanging van het GPF een optie.

Proefrit om GPF-regeneratie te starten

Soms zijn problemen met een GPF te verhelpen door zelf het regeneratieproces op te starten. Die kan op twee manieren. De eerste manier is een proefrit. Volg hierbij de volgende stappen:

• Warm de motor op tot normale bedrijfstemperatuur
• Rij met normale snelheid (50-80 km/h)
• Breng de motor op een hoger toerental (3.000-4.000 rpm)
• Laat het gas volledig los (Let op! Dit is de belangrijkste stap!)
• Herhaal dit proces 3 tot 5 keer
• Controleer na de proefrit met diagnoseapparatuur of de regeneratie succesvol is geweest

Bij sommige auto's is het mogelijk om met een diagnosetester een geforceerd regeneratieproces op te starten. In dit geval volg je de instructies van diagnosetester of de technische informatie van de fabrikant.

Checklist met de belangrijkste aandachtspunten

Tot slot volgt hier een checklist met de belangrijkste aandachtspunten bij GPF-problemen.

1. Een GPF regenereert tijdens deceleratie. Niet bij constante snelheid zoals een DPF.
2. Druksensoren zijn de meest voorkomende oorzaak van GPF-problemen.
3. Door de hoge uitlaatgastemperatuur en automatische regeneratie tijdens deceleratie is een GPF vrijwel onderhoudsvrij.
4. Het is niet normaal dat je in de werkplaats of tijdens een proefrit een geforceerde GPF-regeneratie moet uitvoeren. Zoek altijd naar de oorzaak.
5. Heb je zelf ervaring met GPF-problemen in de werkplaats? Deel jouw ervaringen en tips met collega-technici!

Wilfred van der Stokker
Sr. Technisch trainer AutoNiveau