De roetmassa volgt het verschil tussen vorming en oxidatie
Een hoeveelheid roet in de cilinder is een momentopname. Terwijl nieuwe koolstofhoudende deeltjes ontstaan of groeien, kan ander roet met reactieve gasbestanddelen worden omgezet. Neemt de voorraad toe, dan wint de vorming op dat moment van de afname. Bij een dalende voorraad is de verhouding omgekeerd. Dat sluit niet uit dat beide processen tegelijkertijd doorgaan.
Onderzoekers van Tianjin volgden dit onderscheid in een dieselproef met n-heptaan als modelbrandstof en toegevoegde kooldioxide als gesimuleerde EGR. Zij onderscheidden een vormingsgedomineerde en een oxidatiegedomineerde fase. Het woord gedomineerd is belangrijk: het gaat om de netto-uitkomst, niet om twee schakelaars waarvan er telkens maar één aan kan staan. De meetcurve bevat het gezamenlijke resultaat van processen met een eigen tempo.
Een overmaat brandstof kan bestaan naast zuurstof elders in de cilinder
Diesel wordt plaatselijk ingespoten. Brandstof en omgevingsgas vormen niet onmiddellijk overal dezelfde samenstelling. Een brandstofrijk gebied kan daardoor bestaan terwijl de cilinder als geheel voldoende zuurstof lijkt te bevatten. In zulke hete reactiezones kunnen koolwaterstoffen via tussenproducten bijdragen aan roetvorming. Daarna kunnen deeltjes verder groeien of zich met andere deeltjes verbinden.
Een Sandia-rapport over onderzoek naar brandstofmenging benoemt dat diesel en lucht niet overal gelijkmatig zijn verdeeld en dat brandstofrijke vlamgebieden roet kunnen produceren. Die ruimtelijke organisatie maakt begrijpelijk waarom een gemiddeld lucht-brandstofgetal geen complete kaart van de roetvorming is. Deze uitleg betreft dieselstraalverbranding. Zij is geen veronderstelling dat uw EGR-klep door een bepaalde stand rechtstreeks een vaste hoeveelheid roet produceert. Ook inspuiting en menging horen bij die omgeving.
Contact met een geschikte oxidatieve omgeving kan de deeltjesmassa verkleinen
Roet dat eerder is gevormd, hoeft niet onveranderd naar buiten te gaan. Wanneer het in een passende omgeving terechtkomt, kunnen oxidatiereacties koolstof omzetten naar gasvormige producten. Zuurstof en reactieve OH-radicalen spelen in dieselonderzoek een rol. Temperatuur, beschikbaarheid van deze stoffen en de ontmoeting met het roet bepalen samen hoe die afname verloopt.
Het onderzoek van Tianjin koppelde berekende plaatselijke verbrandingsomstandigheden aan bemonsterd roet. De chemische omgeving en de eigenschappen van het materiaal bleken verschillende bijdragen te leveren. Een verandering van de waargenomen roetafname kan dus niet uitsluitend als verandering van één zuurstofgetal worden gelezen. Voor deze pagina is de positieve kern dat de deeltjes na hun ontstaan nog aan reacties deelnemen; hun geschiedenis eindigt niet bij de eerste zichtbare roetvorming.
Minder roetvorming levert alleen minder uitlaatroet als de afname dat toelaat
Een proef van Huestis, Erickson en Musculus vergeleek roet in een optisch toegankelijke zware dieselmotor met roet aan de motoruitlaat. EGR werd daar nagebootst met stikstofverdunning. Bij matige verdunning werd de oxidatie sterker afgeremd dan de vorming. Daardoor kon de uitgaande roetbelasting stijgen, ook al waren de verbrandingsomstandigheden veranderd.
Bij hun zeer sterke verdunning nam juist de vorming zo sterk af dat weinig uitlaatroet overbleef, ondanks eveneens geringe oxidatie. Die begrensde proef laat een niet-lineair samenspel zien. Zij ondersteunt geen advies om EGR zelf op een bepaalde waarde te zetten. Het nuttige inzicht is dat een enkel richtingwoord, zoals koeler of minder zuurstof, nog niet voorspelt welke van de concurrerende processen uiteindelijk zwaarder weegt.
Een vroege roetwolk en de latere uitstoot zijn geen gelijke grootheden
Een optische waarneming binnen de cilinder laat een bepaald moment en meetgebied zien. De uitstoot aan de motoruitlaat volgt materiaal dat het verdere verbrandingsverloop heeft doorlopen. Daartussen kan roet worden gevormd, geoxideerd en verplaatst. Een hoge vroege voorraad en een lagere latere hoeveelheid zijn daarom fysisch met elkaar verenigbaar.
Sandia onderzocht daarnaast de tijd tussen ontsteking en het eerste roet in gecontroleerde brandstofstralen. Beide gebeurtenissen verschoven niet als één vast gekoppeld moment. Daarmee krijgt de tijdlijn nog een eigen betekenis: ontsteking, eerste roet en afronding van de reactie beantwoorden verschillende vragen. Voor een concrete voertuigbeoordeling moeten de gebruikte meetmethode en meetplaats herkenbaar blijven. De genoemde onderzoeksapparatuur wordt hier niet als eigen werkplaatsvoorziening aangeboden.
Een DPF vangt materiaal op dat de motor daadwerkelijk verlaat
EGR beïnvloedt het motorproces; een deeltjesfilter behandelt de resterende deeltjes verderop in de uitlaat. Het filter kan daarmee geen directe aanwijzing geven hoeveel roet op het vroegste moment binnen een cilinder ontstond. Ook een grotere filterbelasting is op zichzelf geen volledige reconstructie van de verhouding tussen vorming en oxidatie in de motor.
AdBlue Off bespreekt vragen over EGR vanuit De Bilt via 085 401 6486. De werkplaats is Damzigt 16c, 3454 PS Utrecht. Deze uitleg helpt de functie van recirculatie begrijpen, niet haar bewaking omzeilen. Welke herstelmogelijkheid past, hangt af van de aanwezige uitvoering en vereiste voertuigfuncties. Er volgen geen inspuitwaarden, EGR-instellingen of garanties over een keuringsuitkomst uit de onderzoeksvoorbeelden.
Handige vervolgstappen voor De Bilt
Vragen over egr-klep uitschakelen vanuit De Bilt
Betekent roetvorming dat alle gevormde deeltjes worden uitgestoten?
Nee. Een deel kan later in dezelfde verbranding worden geoxideerd. De hoeveelheid die de motor verlaat, volgt het verdere verloop. Een vroege cilinderwaarneming en een uitlaatmeting beschrijven daarom niet automatisch dezelfde roetvoorraad.
Kan er plaatselijk zuurstoftekort zijn bij voldoende lucht in totaal?
Ja. De verdeling binnen een brandstofstraal is niet overal gelijk. De totale luchtvoorraad en het plaatselijke mengsel zijn verschillende beschrijvingen. Menging bepaalt mede wanneer brandstofrijke gebieden geschikte zuurstofhoudende omgeving ontmoeten.
Waarom wordt de roetuitkomst bij EGR niet met één eenvoudige regel beschreven?
Vorming en oxidatie reageren beide op veranderende omstandigheden, maar niet noodzakelijk even sterk. De genoemde zware-dieselproef vond verschillende uitkomsten bij matige en zeer sterke gesimuleerde verdunning. Dat zijn onderzoekscondities, geen algemene voertuiginstellingen.
Is uitbranden in de cilinder hetzelfde als DPF-regeneratie?
Het kunnen beide oxidatieprocessen zijn, maar plaats en omstandigheden verschillen. Hier gaat het om roet tijdens motorverbranding. DPF-regeneratie betreft roet dat later in het filter is opgevangen; onbrandbare as blijft daarbij een afzonderlijke belasting.
