Moderne personenautodiesels zijn niet alleen stiller dan hun voorgangers, ze stoten ook beduidend minder vuile uitlaatgassen uit. In de zware bouwmachines, baggermachines en rupsvoertuigen zijn de filters nog niet van de modernste soort. Een nieuwe techniek voor dieselroetfilters ontwikkeld bij Fraunhofer IKTS moet nu ook bij deze voertuigen de rook laten verdwijnen.
Conventionele dieselroetfilters bestaan meestal uit cilindrische keramische blokken, waar veel kanaaltjes doorheen lopen. Zo’n blok is niet zomaar in een gietproces te vervaardigen. Vaak kleeft men aparte vierkante wafelsegmenten samen tot een groot blok. Het lijmvlak werkt als uitzettingsvoeg om temperatuurspanningen tijdens het bedrijf te compenseren. Dat is belangrijk, want een massief keramisch blok zou door de spanningen scheuren. Het nadeel van de vierkante wafels: het verloop aan het einde moet tot een cilindervorm geslepen worden, waardoor waardevol materiaal verloren gaat. Bovendien kost de fijne bewerking tijd en er is een kostbare machine voor nodig.
Bagger- en bouwmachines blazen hun uitlaatgassen meestal ongefilterd de lucht in. De reden is dat speciale voertuigen in kleine series worden gebouwd en elk voertuig een andere filtergeometrie nodig. Vanaf nu kunnen verschillend gevormde dieselroetfilters goedkoop gefabriceerd worden.
Nieuwe geometrie
Onderzoekers van het Fraunhofer Institut für Keramische Technologien und Systemen in Dresden hebben – in samenwerking met filterfabrikant Clean Diesel Ceramics (CDC) en met steun van het Ministerie van Economische Zaken van Saksen – een wafelvorm met een alternatieve geometrie ontwikkeld. Deze is niet rechthoekig maar heeft de vorm van een onregelmatige vierhoek. Hiermee zijn diverse filtergeometrieën te vervaardigen, ook bijna cilindrische. Het slijpproces vervalt.
Een voordeel van deze ontwikkeling is de veranderde kanaalgeometrie. Normaliter stroomt het gas door vierkante kanalen in het filter. In Dresden maakt men ze driehoekig met een kleinere doorsnede. Daarmee wordt het filteroppervlak vergroot. Bovendien is de driehoekige doorsnede stabieler en is het filter minder gevoelig voor een zijdelingse druk. De samenwerkende partners hebben het proces uitgeprobeerd en geoptimaliseerd op een pilot-productielijn in het IKTS.
De partners hebben daar ook een derde vernieuwing getest: een door IKTS ontwikkeld siliciumcarbide keramiek. In het nieuwe keramiek kunnen de onderzoekers de grootte van de poriën gemakkelijk en nauwkeurig op de optimale filtering van de roetpartikels instellen.
Productie
De jonge firma CDC bouwt op dit moment zijn eerste fabriek in de buurt van Dresden. Jaarlijks moeten ongeveer 40.000 filters worden geproduceerd en als inbouwset worden geleverd voor zware machines.
