DATI PMP

Come anticipato è possibile utilizzare i dati relativi alla misura del numero di particelle per ampliare i risultati ottenuti dal PMP e vedere in quale posizione si trova l’autovettura prima e dopo l’installazione del dispositivo retrofit. La motivazione di tale considerazione permette di avere un quadro preciso dell’effetto che il filtro può avere sul numero di particelle.

I due seguenti grafici analizzano le emissioni massive ed il numero di particelle al km emesse da un definito gruppo di autovetture con diversa tecnologia; le autovetture considerate sono diesel con e senza DPF (filtro antiparticolato a rigenerazione discontinua), benzina (MPI e GDI) e infine l’autovettura oggetto di questa tesi (in rosso).

Figura 5.63 Emissioni massive in mg/km PM Emissions - Differenti tipologie motoristiche

0,4 0,6 0,8 0,5 8 1,9 13,6 30 18,6 17,7 11,7 31,5 26,7 0,1 1 10 100 Gol den V ehic le Alter native DPF #1 Alter nativ e D PF#2 MPI Ve hicle GD I Veh icle# 1 GD I Veh icle# 2 GD I Ve hicle #3 non- DPF #1 E uro4 non- DPF #2 non- DPF #3 non- DPF #4 Euro 3 Senz a F iltro Euro 3 Con Filtr o M ass em iss io n s [m g /km ]

Figura 5.64 Emissioni numero particelle in #/km Number Emissions - Differenti tipologie motoristiche

6,0E+13 4,8E+13 7,7E+10 1,0E+06 1,0E+07 1,0E+08 1,0E+09 1,0E+10 1,0E+11 1,0E+12 1,0E+13 1,0E+14 Gold en V ehicle Alter native DPF #1 Alter native DP F#2 MPI Veh icle GD I Ve hicle# 1 GD I Ve hicle# 2 GD I Veh icle #3 non- DPF# 1 E uro4 non- DPF #2 non- DPF# 3 non- DPF# 4 Eur o 3 Senz a Fil tro Euro 3 Co n Filt ro P a rt ic le e m is s io n s [ # /k m ]

Dalle figure si nota come:

¾ L’autovettura si pone a valle delle autovetture EURO4 sprovviste di filtro antiparticolato, situazione peraltro prevedibile; l’utilizzo del retrofit non ha permesso alla Passat di oltrepassare il livello EURO 3.

¾ Il numero di particelle emesse dall’autovettura si attesta sull’ordine di 10^13, valore simile alle autovetture EURO 4 sprovviste di filtro antiparticolato. Il valore di 10^10 particelle al km, ottenuto con le autovetture provviste di DPF è circa 600 volte minore di quanto ottenuto dal retrofit.

In sostanza, l’installazione del retrofit porta sicuramente dei benefici in termini di riduzione di massa; tuttavia il numero di particelle rimane sempre alto e non paragonabile con i risultati ottenuti con i filtri a rigenerazione discontinua.

Si fa presente come il valore di 10^10 rappresenta il “background” misurato dalle strumentazioni in assenza di fumi di combustione (esempio l’aria utilizzata per la diluizione, preventivamente prefiltrata); questo vuol dire che sostanzialmente un’autovettura provvista di DPF emette un numero di particelle estremamente basso.

CONCLUSIONI

Il presente lavoro di tesi ha avuto come oggetto la caratterizzazione fisica del particolato diesel emesso da una autovettura EURO 3 sulla quale era stato installato un filtro antipaticolato di tecnologia open-trap.

Le prove sono state condotte presso il laboratorio V.E.L.A (Vehicle Emission Laboratory) del Centro di Ricerca della Comunità Europea, a Ispra(VA), secondo la normativa vigente e il protocollo sperimentale di prova PMP.

La campagna di sperimentazione ha previsto l’esecuzione di una serie di test di emissione sul veicolo in oggetto, prima e dopo l’installazione del filtro, con conseguente caratterizzazione fisica del particolato. Per valutare correttamente l’influenza del filtro, l’autovettura è stata testata subito dopo l’installazione e dopo un accumulo di 1600 km, realizzato su percorsi stradali reali.

In dettaglio le prove hanno misurato:

- Distribuzione granulometrica in massa del particolato - Distribuzione granulometrica in numero

- Numero totale di particelle

- Massa depositata sui filtri (analisi gravimetrica) - Frazione soot/VOF

- Emissioni gassose regolamentate (HC, CO, NOx, CO2)

Sono state altresì condotte delle comparazioni del filtro in oggetto con dispositivi analoghi (dati riportati in letteratura) e con i risultati della campagna di prove PMP.

Le principali conclusioni derivanti da questo studio sono le seguenti:

• La distribuzione granulometrica in massa del particolato viene modificata con l’installazione del filtro. In dettaglio si assiste ad una buona riduzione delle particelle con diametro maggiore di 36 nm (a partire dal 20% fino al 36%); le particelle di diametro inferiore sono poco affette dall’azione del filtro.

• L’efficienza di rimozione del filtro coinvolge molteplici meccanismi di separazione, la cui determinazione richiede uno studio approfondito sulla geometria del filtro in oggetto.

• La distribuzione granulometrica in numero misurata in condizioni di velocità costante illustra il numero di particelle emesse a 120km/h e 32 km/h. La distribuzione a velocità bassa si differenzia da quella a velocità alta in quanto si trova spostata verso destra; la spiegazione di tale comportamento può dipendere da fenomeni diversi che avvengono in camera di combustione, e che portano quindi ad avere particelle più grosse a velocità bassa e particelle più piccole a velocità alta. • Il numero totale di particelle emesso durante tutto il ciclo si aggira nell’ordine delle

10^13 particelle/km, come ci si aspetta da una autovettura diesel. Si passa da della configurazione standard a

13

6.03 10⋅ _{4.84 10⋅} 13 _{dopo l’accumulo di 1600 km,}

con una riduzione delle particelle totali prossima al 20%.

• La massa di particolato subisce una variazione di circa il 15% rispetto alla configurazione senza filtro antiparticolato.

• Le emissioni gassose regolamentate presentano una riduzione generalizzata, molto probabilmente dovuta alla presenza della nuova marmitta ossidante che, essendo nuova, ha una efficienza maggiore; le riduzioni misurate sono di 2-7% (HC), 6-8% (CO), 15-14% (NOx).

• La riduzione media delle emissioni di particolato risulta inferiore a quanto richiesto dalla normativa per l’omologazione (30%); sono necessari studi più approfonditi su più grande scala per capire le motivazioni di tali risultati.

• L’analisi della frazione soot/VOF non ha riportato risultati significativi; i risultati sono tutt’ora in fase di studio.

• Il numero di particelle emesso dall’autovettura prima e dopo l’installazione del filtro non varia significativamente, se rapportato ad altre tecnologie come i DPF installati sulle autovetture di nuova generazione; per questo motivo i filtri antiparticolato destinati a retrofit di autovetture diesel possono essere utili solo nell’ottica di un abbattimento parziale delle emissioni di autovetture di vecchia tecnologia o comunque non dotate di DPF.

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