Emissiemetingen aan dieselvoertuigen met Diesel Particulate Filters, uitgevoerd met een tweede generatie roetmeter.

Transcriptie

1 30 december 2015 TEN Rapport Emissiemetingen aan dieselvoertuigen met Diesel Particulate Filters, uitgevoerd met een tweede generatie roetmeter. M.P. de Goede L.C.C. Andriessen Test Equipment Nederland B.V. Rijksstraatweg JD Baambrugge Nederland Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand, of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen of op enige andere manier, zonder voorafgaande toestemming van de Test Equipment Nederland B.V.

2 Inhoudsopgave 1 Inleiding Doel van het onderzoek Roetdeeltjes van dieselvoertuigen De NEDC test De vrije acceleratietest De roetmeter Meetmodus van de roetmeter De testopstelling en test in het laboratorium De meetresultaten van de laboratoriumtest De testopstelling en test bij de DPF fabrikant De meetresultaten van de test bij de fabrikant Test bij de stadsreiniging Almere De meetresultaten van de test bij de stadsreiniging Almere Conclusies Aanbevelingen

3 1 Inleiding In de afgelopen maanden heeft Test Equipment Nederland B.V. een onderzoek met de roetmeter de TEN LPA uitgevoerd in: - een laboratorium in het Verenigd Koninkrijk (UK). - bij een fabrikant van Diesel Particulate Filters (DPF) in België - bij de stadsreiniging van de gemeente Almere. Het onderzoek moet aantonen dat bij moderne dieselvoertuigen die zijn uitgerust met een DPF, een tweede generatie roetmeter een prima meetmiddel is om de emissie van roetdeeltjes te meten. Aangezien het laboratorium en de fabrikant beschikken over alle testfaciliteiten en Test Equipment Nederland B.V. zelf niet DPF s kan produceren of modificeren, is er voor gekozen om de tests op deze locaties uit te voeren. De gemeente Almere beschikt over vele voertuigen uit diverse emissieklassen. Het laboratorium is uitgerust met hoogwaardige apparatuur zoals een NEDC (New European Drive Cycle) opstelling met chassisdynamometer en software, een Condensation Particulate Counter (Horiba) en Particulate gewichtsmeters. Tijdens het onderzoek in België kreeg Test Equipment Nederland alle medewerking en assistentie van de fabrikant die over diverse test DPF s beschikt. Hiervoor natuurlijk onze hartelijke dank. 2 Doel van het onderzoek Sinds enkele jaren worden moderne dieselvoertuigen uitgerust met een oxidatiekatalysator, een DPF (Diesel Particulate Filter) en eventueel een SRC (Selective Reduction Catalyst) om de schadelijke emissies van het voertuig te reduceren. Voor ons onderzoek is met name de werking van het DPF belangrijk. De poriën van het keramisch filter van het gemiddelde DPF zijn circa 18 nm groot. In theorie betekent dit dat alle vaste deeltjes met een grotere diameter van circa 18 nm niet worden doorgelaten. Zolang het filter van het DPF in goede staat verkeert, zal de emissie van vaste koolstofdeeltjes zeer gering zijn. Maar wat als de kwaliteit van het filter afneemt, het filter kapot raakt of er eventueel wordt gemanipuleerd met het DPF? Hoe kan men dit waarnemen? Sinds begin 2014 beschikt Test Equipment Nederland over een zogenaamde tweede generatie roetmeter, de LPA. De LPA heeft een compacte meetkamer, geavanceerde elektronica en meet met hoge resolutie. Test Equipment Nederland is ervan overtuigd dat zij met de LPA kan waarnemen dat een DPF defect of gemanipuleerd is, zelfs bij metingen met een zeer geringe roetconcentraties. Bij een defect DPF zullen alle vaste deeltjes met een grotere diameter van circa 18 nm worden doorgelaten. Deze uitstoot is een verzameling van deeltjes met diverse diameters, van klein tot groot. De tweede generatie roetmeter is geen Particle Counter, maar kan zeer zeker lage concentraties meten. Dit onderzoek, bestaande uit diverse tests, moet aantonen dat een tweede generatie roetmeter in staat is om lage concentraties roetdeeltjes te meten en daarmee een niet goed werkend DPF te detecteren. 3

4 3 Roetdeeltjes van dieselvoertuigen Aanvankelijk werd gedacht dat de uitstoot van deeltjes met een diameter van 10 µm (PM 10 ) de belangrijkste oorzaak was voor gezondheidsproblemen. Recente studies laten zien dat juist de kleine deeltjes hiervoor verantwoordelijk zijn, deeltjes kleiner dan 2.5 µm (PM 2.5 ). Wij kunnen de deeltjes van dieselemissie opdelen in drie modi, afhankelijk van de grootte van de deeltjes: - De zg. nucleation mode - De zg. accumulation mode - En de zg. coarse mode Deeltjes in de nucleation mode zijn de kleinste deeltjes, de nanoparticles en hebben een grootte tot 50 nm. De accumulation mode bevat alle deeltjes tussen de 50 nm en 1 µm. Deeltjes tussen de 50 en 100 nm staan bekend als de zogenaamde ultrafines. De coarse mode bestaat uit deeltjes groter dan 1 µm. In de orderstaande figuur is zowel het aantal als wel het gewicht van de aanwezige deeltjes te zien. Er is duidelijk te zien dat de deeltjes in de accumulation mode het overgrote deel van het gewicht (rode lijn) bepalen, het aantal deeltjes (blauwe lijn) in de accumulation mode is aanzienlijk lager dan het aantal deeltjes in de nucleation mode. Particle number, oftewel de hoeveelheid deeltjes, is dus niet de belangrijkste grootheid die wij zoeken. Figuur 1: De verdeling van de deeltjes naar grootte en gewicht (Kittelson, 1998). 4

5 4 De NEDC test De New European Driving Cycle (NEDC) is de officieuze benaming voor een gestandaardiseerde testrit die gebruikt wordt bij de typegoedkeuring van voertuigen. Hij is bedoeld om op een reproduceerbare manier de omstandigheden op de Europese wegen na te bootsen. Aan de hand van deze test worden het brandstofverbruik en de emissies van het voertuig gemeten. De testrit bestaat uit een viermaal herhaalde stadsrit en een buitenrit. In elke stadsrit wordt 1 km afgelegd in 200 seconden waarbij driemaal wordt opgetrokken en gestopt. Maximale snelheid is 15, 32 en 50 km/u. In de buitenrit wordt 7 km afgelegd in 400 seconden, waarbij 70, 50, 70, 100 en tenslotte 120 km/u wordt gereden. In de gehele testrit wordt 11 km afgelegd in 19 min 40 s. Theoretisch kan de proef op de weg plaatsvinden, maar in de praktijk kiezen alle fabrikanten voor laboratoriumtest. Deze werden vroeger uitgevoerd op de rollenbank en tegenwoordig met een chassisdynamometer. Hierbij wordt de rol- en luchtweerstand gesimuleerd door de dynamometer. De NEDC wordt ook gebruikt om het energiegebruik en actieradius van elektrische en hybride auto's te bepalen. Figuur 2. De NEDC test grafisch weergegeven. Tijdens de test met de roetmeter werd gebruik gemaakt van een laboratorium dat is uitgerust met NEDC apparatuur. Interessant voor de NEDC test is het Horiba MEXA-2000 SPCS systeem. Figuur 3. Diluter tunnel van de Horiba 5

6 Figuur 4. Condensation particulate counter, tevens uitgerust met papierfilters voor een gewichtsmeting. Het Horiba systeem is een geavanceerd systeem. De duliter tunnel verdunt de gasstroom met zuivere lucht en zorgt ervoor dat er een continue gasstroom is. Daarna stroomt het uitlaatgas naar de Condensation Particle Counter. Na het conditioneren van het gas vindt hier het meten van het aantal vaste deeltjes plaats. De Horiba meet de deeltjes vanaf 23 nm (>50%) en drukt de hoeveelheid uit als deeltjes per cm 3. Naast de meting met de CPC wordt ook een gedeelte van het uitlaatgas door papierfilters geleid. De filters worden voorafgaand aan de test geconditioneerd en gewogen. Na de NEDC test zijn de deeltjes opgeslagen in de filters en worden de filters wederom geconditioneerd en gewogen. Aan de hand van de gewichtsmeting kan vervolgens het aantal gram / km roet worden berekend. 5 De vrije acceleratietest Tijdens de vrije acceleratietest wordt het toerental van de motor direct en zonder onderbreking verhoogd tot het afregeltoerental. Tijdens de test wordt het voertuig niet belast door een dynamometer. Bij het versnellen van de massatraagheid van de motor wordt meer vermogen gevraagd waarbij een tekort aan lucht ontstaat en hierdoor een maximale roetuitstoot wordt gegenereerd. De roetuitstoot wordt gemeten met een deelstroom roetmeter. Tijdens de test kan men ervoor kiezen om tevens het motortoerental en acceleratietijd te meten. Op deze manier vindt er een gesynchroniseerde test plaats waarbij tevens manipulatie wordt gereduceerd. Figuur 5. Voorbeeld van een vrij acceleratietest. 6

7 6 De roetmeter Voor het onderzoek worden er tests uitgevoerd met een nieuw type roetmeter, een zogenaamde tweede generatie roetmeter. Het is een TEN LPA roetmeter. Deze roetmeter is compact qua afmetingen, maakt gebruik van de laatste stand der techniek zoals nieuwe LED-technologie en actieve afzuiging en meet met hoge resolutie de k-waarde. De displayresolutie bedraagt m -1, het meetbereik van m -1 is onderverdeeld in circa 2000 discrete stappen. De compacte meetkamer is qua constructie erg stabiel en wordt continue verwarmd tot 75 C. Het uitlaatgas wordt met een frequentie van 50 Hz bemonsterd. De roetmeter heeft zelf geen uitlezing en dient daarom te worden aangesloten op een viergastester of computer. Na het aanschakelen dient de roetmeter enkele minuten op te warmen, zodat er een stabiele en nauwkeurige meting kan worden uitgevoerd. Figuur 6. Principe van de roetmeter. Tijdens de test in het laboratorium wordt de roetmeter aangesloten op de sampleleiding van het Horiba systeem. De opnamesonde van de roetmeter wordt direct in de uitgaande leiding van de uitlaat geplaatst. Normaliter wordt de opnamesonde in de uitlaat geplaatst zodat er dan voldoende uitlaatgas naar de roetmeter stroomt. De roetmeter heeft geen pomp. Figuur 7. De roetmeter aangesloten in de testopstelling. 7

8 7 Meetmodus van de roetmeter De bestaande en tweede generatie roetmeters voldoen aan de huidige, actuele wetgeving. Volgens deze wetgeving moet de roetmeter kunnen meten in twee verschillende meetmodi, te weten Mode A en Mode B. Mode A houdt in dat de roetmeter geen gebruik maakt van een softwarematig laagdoorlaatfilter. In Mode B maakt de roetmeter wel gebruik van het laagdoorlaatfilter. Op dit moment wordt voor alle roetmetingen gebruik gemaakt van Mode B. Mode B beschikt over een eerste order laagdoorlaatfilter met een tijdsconstante van 435 ms, zodat de responsie van een stapfunctie in exact één seconde tot 90% oploopt. M.a.w. de gemeten roetwaarde wordt aanzienlijk gefilterd en dus veel trager. De maximaal gemeten waarde in Mode B ligt altijd lager dan die in Mode A. Omdat wij tijdens de test metingen uitvoeren aan een voertuig met DPF en de roetwaarde dus zeer gering kan zijn, is het niet wenselijk om het meetsignaal onnodig te vertragen. Om niet onnodig meetinformatie te verliezen wordt er tijdens de test gemeten in Mode A, de ongefilterde snelle meetmodus. Figuur 8. Verschillen Mode A en B bij meting met dezelfde roetpiek. In de bovenstaande figuur is duidelijk het verschil tussen Mode A en Mode B te zien. Het betreft een meting met dezelfde roetpieken. In Mode A wordt een maximale uitstoot van m -1 gemeten. Dit is de realistische uitstoot die de roetmeter meet in de meetkamer. Daarentegen wordt in Mode B een maximale uitstoot van gemeten. De gemeten roetwaarde is gefilterd m.b.v. het eerste orde laagdoorlaatfilter. In dit geval betekent het dat de maximale waarde van de snelle, korte roetpiek gemeten in Mode B, circa 47 % lager ligt dan de waarde gemeten in Mode A. Mode A laat dus de realistische maximale roetwaarde zien. Aangezien we proberen defecte DPF s op te sporen, soms met een zeer lage roetconcentratie, gebruiken tijdens de tests dus Mode A voor de detectie van de maximale roetwaarde. 8

9 8 De testopstelling en test in het laboratorium In het laboratorium konden twee soorten metingen worden uitgevoerd: - De NEDC test - De vrije acceleratie test Voor de test werd gebruik gemaakt van een Ford Focus 1.6 TDCI. De Ford behoort tot de emissieklasse Euro 5 en is uitgerust met een oxidatiekatalysator en DPF in één behuizing. In totaal worden er voor de test drie runs uitgevoerd: - Ford Focus met een in goede staat verkerend DPF - Ford Focus met een leeg DPF - Ford Focus met een beschadigd DPF Voor de NEDC tests staat de Ford Focus gepositioneerd op de chassisdynamometer in het laboratorium. Tijdens de NEDC tests worden alle emissies afgezogen en geanalyseerd door de Horiba meetinstallatie. Parallel aan de Horiba installatie staat de TEN LPA roetmeter. Figuur 9. De Ford Focus 1.6 TDCI tijdens de NEDC test. Na elke NEDC test wordt een serie vrije acceleraties uitgevoerd. Elke serie bestaat uit drie vrije acceleraties. Tussen elke acceleratie wordt circa acht seconden gewacht. Na elke meetsessie laat men de motor afkoelen en wordt het gebruikt DPF gedemonteerd en vervangen door een ander exemplaar. Zoals reeds vermeld verkeert het eerste DPF in perfecte staat (original fit). Het DPF voor de tweede meetsessie is feitelijk een nep-dpf. De behuizing ziet er identiek uit, maar het binnenwerk van het DPF is compleet verwijderd. Het DPF voor de derde meetsessie wordt gekwalificeerd als beschadigd (niet volledig gecoat filter). In welke mate en welke beschadigingen er aanwezig waren, is niet eenvoudig te achterhalen. De metingen laten zien hoe erg dit DPF er aan toe is. 9

10 Figuur 10. Van links naar rechts: origineel DPF, het lege DPF en het beschadigde DPF. 9 De meetresultaten van de laboratoriumtest Algemeen. Tijdens het uitvoeren van de NEDC test wordt het al snel duidelijk dat deze test niet geschikt is voor de bepaling van de maximale uitstoot. Tijdens de test wordt er zeer beperkt geaccelereerd en met relatief laag toerental gereden. Het eindresultaat is een gemiddelde waarde van een relatief rustig gereden traject. Uitgedrukt in het aantal roetdeeltjes per kilometer of milligram koolstof per kilometer. De cumulatieve deeltjesmeter laat zeer lage tot astronomisch hoge getallen zien, die veelal moeilijk te interpreteren zijn. Met quotiënten als gemiddeld aantal deeltjes per kilometer of gemiddeld aantal deeltjes per liter als eindresultaat. Daarentegen laten de papierfilters een herkenbaar beeld zien. Van wit tot heel zwart. De gewichtsmeting laat de daadwerkelijke hoeveelheid koolstof zien. Ook al is dit een cumulatief gemiddelde, het is wel heel herkenbaar en vertegenwoordigt de totale hoeveelheid roet, ongeacht de grootte van de uitgestoten deeltjes. 10

11 Figuur 11. De papierfilters van de NEDC test. Geheel wit, zeer zwart en licht grijs. We gaan niet verder in op de gemeten hoeveelheid roet. Deze waarden zijn niet representatief voor de maximale roetuitstoot van een voertuig. Tijdens de NEDC test laat de Horiba CPC tevens de actuele waarde zien, uitgedrukt als hoeveelheid deeltjes per cm 3. Tijdens de test met het goede DPF is dat slechts enkele tientallen deeltjes per cm 3. Tijdens de test met het lege DPF is de actuele waarde enorm hoog en fluctueert de waarde continue. Figuur 12. Actuele meetwaarde van de Horiba: deeltjes per cm 3. 11

12 Na elke NEDC test vindt de vrij acceleratietest met de TEN LPA plaats. Er worden drie acceleraties per DPF uitgevoerd. Hieronder zijn de resultaten te zien. Vrije acceleratietest met origineel DPF Figuur 13. Vrije acceleratietest met een voertuig met goed DPF. Het DPF is een origineel filter en in goede conditie, te vergelijken met die van een voertuig dat enkele maanden oud is. Tijdens de test wordt direct duidelijk dat de roetuitstoot minimaal is. De gemeten waarde is eigenlijk gewoon m -1. Tijdens de NEDC test was dit al te zien aan de actuele meetwaarde. Het filter functioneert goed en laat zeer weinig roetdeeltjes door. Zeker het aantal deeltjes groter dan ca. 20 nm zal zeer gering zijn. Zo gering dat de TEN LPA nul meet. En dat is niet vreemd, er valt niets te meten, niet met de Horiba en niet met de LPA. 12

13 Vrije acceleratietest met leeg DPF Figuur 14. Vrije acceleratietest met een voertuig met het lege DPF. Tijdens deze test wordt pas echt duidelijk wat een goed werkend DPF doet. Zonder het filter is de uitstoot enorm. Er worden meetwaarden tot boven de 2.0 m -1 gemeten. Dit DPF ziet er uit als een origineel DPF, maar is van binnen geheel leeg. Alle roetdeeltjes, variërend van enkele nanometers tot enkele micrometers, worden uitgestoten. Uiteraard is de roetmeter prima in staat om de uitstoot te meten. Snel en nauwkeurig worden de roetpieken gemeten. Dit zou in de praktijk dus een voertuig kunnen zijn met een fake DPF of een volledig kapot binnenwerk. Afhankelijk van het type motor zal de uitstoot hoog tot zeer hoog zijn. Het is overduidelijk dat het filter niet functioneert en het voertuig de emissiegrenzen overschrijdt. Figuur 15. Het lege oftewel fake DPF. 13

14 Vrije acceleratietest met beschadigd DPF Figuur 16. Vrije acceleratietest met een voertuig met beschadigd DPF. Dit DPF wordt gekwalificeerd als beschadigd en zou een niet volledig gecoat keramisch filter bevatten. In welke mate het filter onvolledig werkt is niet eenvoudig te achterhalen. De metingen laten wel duidelijk zien dat het filter niet zo goed functioneert als het originele filter. Alhoewel de gemeten waarden laag zijn, is de roetmeter prima in staat om de roetpieken te detecteren. De maximaal gemeten roetwaarde is m -1. Het is niet duidelijk wat de grootte is van de uitgestoten deeltjes. Omdat het keramiek van het filter zelf nog in tact zou moeten zijn, is het aanneembaar dat het om kleine deeltjes gaat. Nog even afgezien van de grootte, moet het aantal deeltjes in elk geval behoorlijk zijn toegenomen. Voor de LPA roetmeter in elk geval genoeg om te kunnen meten. Figuur 17. Papierfilter NEDC test 14

15 In de bovenstaand figuur wordt het papierfilter getoond van de NEDC test voor dit DPF. Alhoewel de uitstoot gering is, hebben wij met de roetmeter wel degelijk uitstoot gemeten. Nog afgezien van de exacte hoeveelheid koolstof op het filter, is wel duidelijk waarneembaar dat er uitstoot is gemeten. Het witte filter is veranderd in licht grijs. Het totaaloverzicht van de test in het laboratorium is te zien in de onderstaande figuur. Figuur 18. Overzicht gemeten roetwaarden tijdens test in het laboratorium. De gemeten roetwaarden variëren van 0 tot ruim 2 m -1. Alle daar tussen liggende waarden kunnen prima met de LPA roetmeter worden gemeten. Ook geringe meetwaarden zoals m -1 zijn uitstekend waarneembaar. 15

16 10 De testopstelling en test bij de DPF fabrikant Voor het onderzoek heeft Test Equipment Nederland ook tests uitgevoerd bij een DPF fabrikant in België. Ook de fabrikant beschikt over hoogwaardige meetapparatuur om haar producten te kunnen ontwikkelen en testen. Naast de meetapparatuur beschikt de fabrikant tevens over diverse test DPF s. Deze test DPF s zijn gemanipuleerd om diverse gradaties lekkage in het DPF te simuleren. Na de modificaties zijn de DPF s dicht gelast en kunnen zij worden getest onder één en hetzelfde voertuig. Figuur 19. Twee van de vier gemanipuleerde DPF s. Zoals te zien is in de bovenstaande figuur is aan de achterzijde van het keramisch filter een aantal gaten van circa 14 mm geboord. In het boorgat bevinden zich dus een aantal kanalen waarvan de achterzijde geheel open is. Door deze kanalen kunnen deeltjes vrij uitstromen. De deeltjes kunnen een grootte hebben van enkele nanometers tot enkele micrometers. Afhankelijk van het aantal boorgaten zullen er meer deeltjes vrij kunnen uitstromen. Voor de test hadden wij de beschikking over de volgende filters: DPF 1 DPF 2 DPF 3 DPF 4 DPF 5 Originele DPF (Original fit) 5 gaten 9 gaten 17 gaten 25 gaten Bij de fabrikant worden alleen vrije acceleratietests uitgevoerd. De NEDC test wordt niet meer uitgevoerd aangezien deze test niet is bedoeld om de maximale roetuitstoot te meten. De vrije acceleratietest is snel en eenvoudig uit te voeren. Natuurlijk nog belangrijker is het feit dat wij direct kunnen detecteren of het particulate filter naar behoren werkt of teveel roetdeeltjes doorlaat. Tijdens de test maken wij gebruik van een Opel met 2.0 CDTi motor. De auto heeft km op de teller staan. Dit zegt overigens niets over de conditie van de DPF, aangezien deze al vele malen is vervangen voor testdoeleinden. 16

17 Figuur 20. De testruimte bij de fabrikant. Voor de vrije acceleratietest wordt de opnamesonde van de roetmeter direct in de uitlaat geplaatst. Alle meetgegevens worden opgeslagen op de laptop. Er worden in totaal vijf testruns uitgevoerd. Na elke test wordt het voertuig in de garage naast de testruimte voorzien van een ander DPF. Figuur 21. De LPA roetmeter tijdens de vrije acceleratietest. 17

18 11 De meetresultaten van de test bij de fabrikant Vrije acceleratietest met origineel DPF In de onderstaande grafiek is de uitstoot van het voertuig met origineel DPF te zien. De uitstoot is zeer gering, maar wel degelijk duidelijk zichtbaar. De maximaal gemeten roetpiek bedroeg m -1. Figuur 22. Gemeten roetuitstoot met origineel DPF. Vervolgens werden de tests uitgevoerd met de gemanipuleerde filters. Het DPF met 5 gaten, 9 gaten, 17 gaten en tenslotte met 25 gaten. Figuur 23. Voorbeeld van het DPF met 17 gaten. 18

19 Vrije acceleratietest met DPF met 5 gaten Figuur 24. Gemeten roetuitstoot met DPF met 5 gaten. In de bovenstaande grafiek is de uitstoot van het voertuig met het DPF met 5 gaten te zien. De roetuitstoot is enorm toegenomen. Nogmaals wordt duidelijk hoe belangrijk een goed werkend DPF is. De maximaal gemeten roetpiek bedraagt maar liefst m -1. Figuur 25. DPF met 5 gaten. 19

20 Vrije acceleratietest met DPF met 9 gaten Figuur 26. Gemeten roetuitstoot met DPF met 9 gaten. In de bovenstaande grafiek is de uitstoot van het voertuig met het DPF met 9 gaten te zien. De roetuitstoot is wederom enorm toegenomen. De maximaal gemeten roetpiek bedraagt maar liefst m -1. Figuur 27. DPF met 9 gaten. 20

21 Vrije acceleratietest met DPF met 17 gaten Figuur 28. Gemeten roetuitstoot met DPF met 17 gaten. De roetuitstoot begint aanzienlijke waarden aan te nemen. De maximaal gemeten roetpiek bedraagt maar liefst m -1. Een super polluter dus. 21

22 Vrije acceleratietest met DPF met 25 gaten Figuur 29. Gemeten roetuitstoot met DPF met 25 gaten. Bij de meting aan het DPF met 25 gaten neemt de roetuitstoot nog verder toe. Tot een maximale roetuitstoot van circa 1.65 m -1. De roetmeter meet ook deze hoge meetwaarden zonder probleem. 22

23 In onderstaande figuur zijn alle testresultaten samengevat in één grafiek. De roetuitstoot van het voertuig in combinatie met de gemanipuleerde filters is overduidelijk zichtbaar. De gemeten roetpieken variëren tussen circa 0.4 m- 1 tot 1.65 m -1. De meetwaarden geven een stabiel en betrouwbaar beeld van de uitstoot. Figuur 30. Meetresultaten van de DPF test. De TEN LPA is prima in staat om uitstoot van defecte DPF s te meten. Hoge meetwaarden en zeer lage meetwaarden. Aangezien er bij de gemanipuleerde DPF s een aantal kanalen open is, kunnen er zeer kleine tot zeer grote deeltjes uitstromen. Tijdens de test is duidelijk te zien wat de polluters zijn. Afhankelijk van de wettelijk vastgelegde grenswaarde, zouden deze filters door de mand vallen. 23

24 12 Test bij de stadsreiniging Almere De stadreiniging van de gemeente Almere beschikt over diverse voertuigen voor het ophalen van huisvuil. In het kader van een onderzoek van de gemeente Almere heeft Test Equipment Nederland emissiemetingen verricht aan diverse voertuigen van deze dienst. Figuur 31. Vuilniswagens van de stadsreiniging gemeente Almere. De gemeente Almere beschikt over diverse voertuigen uit verschillende emissieklassen, te weten Euro 3, Euro 5 en Euro 6. De gemeente wilde in kaart brengen wat de emissies zijn van de verschillende typen voertuigen. De testvoertuigen zijn: - Daf, Euro 3 - Daf, Euro 5 - Daf, Euro 6 Interessant detail is het feit dat het Euro 3 voertuig is uitgerust met een half open retrofit roetfilter. Het Euro 5 en Euro 6 voertuig is in originele staat zoals Daf ze heeft geleverd. De metingen werden uitgevoerd door geheel Almere en tijdens het ophalen van het huisvuil. Het voordeel hiervan is dat de motoren op bedrijfstemperatuur zijn en de uitstoot zo realistisch mogelijk wordt gemeten. De auto s werden even aan de kant gezet om een vrije acceleratietest uit te voeren. De meetopstelling was mobiel en onderbracht in een voertuig met stroomvoorziening. 24

25 13 De meetresultaten van de test bij de stadsreiniging Almere In de onderstaande figuur zijn de meetresultaten te zien van de test bij de gemeente Almere. Er is direct te zien dat de emissie van roetdeeltjes bij alle drie de voertuigen laag is. Het Euro 6 voertuig is het schoonst. De LPA roetmeter meet m -1. Het DPF van het voertuig filtert alle bijna alle deeltjes groter dan 20 nm uit het uitlaatgas. Figuur 32. Testresultaten voertuigen gemeente Almere. De rode curve presenteert de meetwaarden van de Euro 3 met retrofit roetfilter. Dit voertuig is ouder dan het Euro 5 voertuig, maar stoot wel aanzienlijk minder roet uit dan de Euro 5. Het Euro 5 voertuig geeft verreweg de meeste uitstoot. Natuurlijk moet hierbij wel worden vermeld dat het voertuig met een maximale uitstoot van m -1 geen echt grote polluter is. Ook deze test bij de gemeente Almere laat zien dat we met de LPA roetmeter prima in staat zijn om de emissie van moderne dieselvoertuigen te meten. De waarden zijn weliswaar zeer laag, maar desalniettemin laat de LPA zien dat de waarden meetbaar zijn. Tijdens de test werden geen echte polluters gedetecteerd. Aangezien er in de toekomst enkel nog Euro 6 voertuigen zullen worden aangeschaft en de momentele roetuitstoot van het wagenpark acceptabel is, was er voor de gemeente Almere geen aanleiding om direct stappen te ondernemen om de uitstoot te verminderen. 25

26 14 Conclusies Tijdens ons onderzoek zijn er diverse roetmetingen uitgevoerd aan moderne voertuigen die gebruik maken van DPF s. De metingen zijn uitgevoerd met een tweede generatie roetmeter. Als een voertuig beschikt over een in goede staat verkerend DPF, zal de uitstoot van roetdeeltjes groter dan 20 nm zeer gering zijn. Zo gering dat de roetmeter nul of zeer lage roetwaarden meet. De roetmeter met hoge resolutie is hiertoe in staat. Zodra het DPF van het voertuig mankementen vertoont, zal dit onomstotelijk door de tweede generatie roetmeter worden gemeten. De roetmeter is direct in staat om deze polluters te detecteren en onderscheid te maken tussen goed en slecht werkende filters. Voor de detectie van slecht werkende DPF s van Euro 6 voertuigen kan het best gebruik worden gemaakt van de vrije acceleratietest. In tegenstelling tot verschillende andere testmethoden, wordt bij de vrije acceleratietest daadwerkelijk de maximale roetuitstoot gemeten. De vrije acceleratietest kan gebruik maken van een fast pass zodat er feitelijk maar één maal hoeft te worden geaccelereerd. De test is snel en behoeft geen andere (hulp-)meetmiddelen om een emissietest uit te voeren. De aanschafprijs van de roetmeter is laag. In tegenstelling tot andere complexe meetapparaten kost een roetmeter slechts een fractie van de prijs. Bijkomend voordeel is dat de roetmeter kan worden ingezet voor alle categorieën dieselvoertuigen, van ouderwetse polluters tot en met geavanceerde Euro 6 voertuigen. Door de constructie is de roetmeter geschikt voor robuust gebruik in de werkplaatsomgeving. Een roetmeter is periodiek eenvoudig te kalibreren. Door gebruik te maken van moderne roetmeters voor metingen aan Euro 6 voertuigen, hoeft er geen wetgeving te worden aangepast. 15 Aanbevelingen Voor de emissiemeting aan voertuigen met geavanceerde uitlaatsystemen, kan men gebruik maken van tweede generatie roetmeters. Deze meters zijn compact, solide en meten met hoge resolutie. Hierdoor kan deze roetmeter ook zeer geringe roetconcentraties meten. Voor het meten van lage roetconcentraties bij Euro 6 voertuigen, wordt er gemeten in meetmodus A. Dit is de ongefilterde meetmodus waarbij de roetmeter snel en realistisch een roetpiek kan meten. Om echte polluters onder de Euro 6 voertuigen te kunnen detecteren moet de treshold oftewel limietwaarde van dit soort voertuigen verder omlaag. Een waarde van 1.0 of 1.5 m -1 is nog steeds veel te hoog. Euro 6 voertuigen met roetuitstoot hoger dan 0.3 m -1 zouden moeten worden afgekeurd, maar dat is een politieke / juridische beslissing. De meetprocedure voor Euro 6 voertuigen kan wellicht nog worden uitgebreid met de EOBD-meting voor het meten van het toerental en de motortemperatuur. In combinatie met de fast pass meting wordt de duur van de meting aanzienlijk verkort. Voor metingen in het lage meetbereik, meetwaarden van m -1, is het aan te bevelen om een tweede generatie roetmeter te gebruiken. De hoge resolutie van dit soort roetmeters zorgt ervoor dat ook zeer lage meetwaarden nauwkeurig kunnen worden gemeten. De hoge resolutie, in combinatie met een lage threshold, maakt het opsporen van polluters in de toekomst veel eenvoudiger. 26