Ottopartikelfilter (OPF)

Ein Ottopartikelfilter, abgekürzt OPF und im Englischen als gasoline particulate filter (GPF) oder petrol particulate filter (PPF) bezeichnet, ist ein Abgasbauteil, das die mikroskopisch kleinen Rußpartikel auffängt, die moderne Benzinmotoren erzeugen. Er ist das Benzinerpendant zum Dieselpartikelfilter, der seit Jahren in Dieselfahrzeugen verbaut wird. Sein Aufkommen verweist auf eine unbequeme Wahrheit über heutige Ottomotoren: Obwohl die Benzinverbrennung lange als rußfrei galt, hat der Umstieg auf die Direkteinspritzung ein Partikelproblem zurückgebracht, das nun beherrscht werden muss.

Der Bedarf entstand konkret durch die Benzin-Direkteinspritzung. Wird der Kraftstoff direkt in den Brennraum gespritzt statt in den Ansaugkanal, bleibt weniger Zeit, ihn gleichmäßig mit der Luft zu vermischen, und ein Teil der Tröpfchen verbrennt in örtlich fetten Zonen. Diese unvollständige Verbrennung erzeugt feinen Ruß, darunter sehr kleine Ultrafeinpartikel, die den Gesundheitsbehörden Sorge bereiten. Mit der weiten Verbreitung der Direkteinspritzung wegen ihrer Vorteile bei Effizienz und Leistung begannen Benzinmotoren, Partikelzahlen auszustoßen, die ältere saugrohreingespritzte Motoren nicht kannten — was die regulatorische Antwort nach sich zog.

Der Filter selbst ist eine wabenförmige Struktur, meist aus Cordierit oder Siliciumcarbid, mit einer Vielzahl kleiner paralleler Kanäle. Benachbarte Kanäle sind an gegenüberliegenden Enden verschlossen, sodass das Abgas durch die porösen Kanalwände hindurchströmen muss. Die Wände lassen das Gas passieren, halten aber die festen Rußpartikel zurück und erreichen dabei häufig eine Minderung der Partikelzahl von über 90 Prozent. Der zurückgehaltene Ruß sammelt sich mit der Zeit an und muss periodisch in einem als Regeneration bezeichneten Vorgang abgebrannt werden.

Ein wesentlicher Vorteil des OPF gegenüber seinem Diesel-Gegenstück betrifft die Regeneration. Benzinmotoren laufen deutlich heißer, mit Abgastemperaturen, die häufig hoch genug sind, um den angesammelten Ruß während der normalen Fahrt kontinuierlich und passiv abzubrennen, sodass sich der Filter unter den meisten Bedingungen ohne besonderen Eingriff selbst reinigt. Damit entfallen viele der Probleme der aktiven Regeneration, die man von Dieselfiltern kennt, bei denen kurze, kalte Fahrten verhindern können, dass der Filter die zur Reinigung nötige Temperatur erreicht, was zu Verstopfungen führt. Der OPF ist zudem häufig in dasselbe Gehäuse wie der Katalysator integriert, um Bauraum zu sparen und die ohnehin vorhandene Wärme zu nutzen.

Ottopartikelfilter setzten sich ab der Abgasstufe Euro 6d durch, als strengere Partikelzahlgrenzwerte für Benzinfahrzeuge eingeführt wurden, um sie an die Dieselfahrzeuge anzugleichen. Im Alltag sind sie weitgehend wartungsfrei, verursachen aber wie jede Abgasdrosselung einen sehr geringen Strömungsverlust, und ein beschädigter oder verunreinigter Filter kann irgendwann einen Austausch erfordern.

Der OPF gehört zu einer Familie von Abgasnachbehandlungssystemen und erschließt sich am besten über Vergleich und Zusammenhang. Er ist das direkte Gegenstück zum Dieselpartikelfilter, existiert vorrangig, um den Ruß der Direkteinspritzung zu beherrschen, arbeitet zusammen mit dem Katalysator, der die gasförmigen Schadstoffe behandelt, und wurde durch die Abgasnorm Euro 6 in die breite Anwendung gedrängt.