De Europese emissiestandaard of Euro normering werd voor het eerst ingevoerd in 1992. Het is een Europees initiatief om autofabrikanten te verplichten de uitstoot van motoren te beperken. Anders mocht simpelweg een bepaalde auto niet in Europa op de markt worden gebracht. Om de zoveel jaar wordt de norm aangescherpt. Zoals gezegd begon het allemaal in 1992 met de Euro I norm. Op het moment van schrijven (oktober 2015) is Euro 6 juist verplicht geworden.

De uitstoot wordt gemeten door een bepaald testtraject te doorlopen. Men noemt dit de “drive cycle”. Het is de inmiddels veelvuldig bekritiseerde NEDC rijcyclus. De rij-cyclus die steeds meer onder vuur ligt omdat deze test totaal niet overeenkomt met de praktijk. Op dit moment is men bezig een meer realistischer rij-cyclus te bedenken.

Iedere type voertuig kent z’n eigen Euro normering. Er zijn 4 hoofd categorieën opgesteld.
1) Personen voertuigen: voertuigen met maximaal 8 zitplaatsen inclusief de bestuurder.
2) Lichte bedrijfsvoertuigen: voertuigen bedoeld voor goederenvervoer niet zwaarder dan 3500 kg.
3) Zware bedrijfsvoertuigen: voertuigen bedoeld voor goederenvervoer zwaarder dan 3500 kg.
4) Milieu vriendelijke voertuigen: voertuigen zwaarder dan 3500 kg welke milieu vriendelijker zijn gemaakt.

Categorie 2) en 3) worden weer onderverdeeld afhankelijk van rijklaar of maximaal beladen gewicht. Wij concentreren ons in dit artikel vooral op de 1e categorie.

Behalve dat alle Europese landen zich aan deze afspraken moeten houden kan ieder land voor zich weer eigen regels maken. Dat doet men vooral om de binnenlandse autoverkoop te kunnen sturen. In Nederland neemt dit intussen tamelijk extreme vormen aan. Afhankelijk van de CO2 uitstoot wordt via belastingen een auto aantrekkelijker of juist minder aantrekkelijker gemaakt. De CO2 uitstoot wordt via de (niet realistische) NEDC rij-cylcus vastgesteld.

Naast C02 heffing kent men ook nog de energie labels. Ook de definities van deze labels verschillen per land. Het is bedoeld zodat de consument een gemakkelijke vergelijking kan maken. Echter de consument zou dan wel moeten begrijpen hoe deze labels tot stand komen om een zinnige vergelijking te kunnen maken. Per land verschillen de definities. Een Jeep Grand Cherokee heeft in Nederland een F-label en zou daarmee erg vervuilend zijn. In Duitsland kent deze zelfde Jeep een B-label en wordt daar dus gezien als een milieu vriendelijke auto. In Duitsland kijkt men namelijk naast het formaat van de auto ook naar het gewicht van de auto in relatie tot de uitstoot.

Terug naar de Euro normering. Hieronder is een tabel afgedrukt welke precies laat zien hoeveel een personenauto, welke bedoeld is voor vervoer van minder dan 9 personen inclusief de bestuurder, mag uitstoten. Daarbij wordt er een onderscheid gemaakt tussen diesel en benzine motoren. Tijdens de rij cyclus wordt de uitstoot gemeten.

CO = Koolmonixide: CO ontstaat bij een onvolledige verbranding. Het is een kleurloos, reukloos gas.
HC = Koolwaterstoffen: Worden ook wel alkanen genoemd.
NOx = Stikstofoxide: een verzamelnaam voor allerlei chemische verbinden tussen stikstof en zuurstof. NOx ontstaat bij alle vormen van verbranding. Dus ook thuis in de (gas)kachel en kolencentrales. NOx is schadelijk voor de luchtwegen en plantengroei. NOx zou ook de ozonlaag en stratosfeer aantasten.
PM = Fijnstof: verzamelnaam voor deeltje kleiner dan 10 micrometer (0.000010 meter = 0.01 mm). 55% van de fijnstof in Nederland is natuurlijk, 15% komt van menselijke activiteit. De allerhoogste concentratie wordt gemeten om 01.00 uur op 1 januari van ieder nieuw jaar.

Om een beter inzicht te krijgen hieronder een grafiek waarbij de uitstoot van Euro 1 op 100% is gesteld. Zo kan men goed beoordelen in hoeverre de normen steeds maar worden aangescherpt.

Benzine motoren

Euro “1”.
Vanaf 1992 wordt iedere benzine auto voorzien van een katalysator. Dit is een kleine chemische fabriek in het uitlaatsysteem welke schadelijke stoffen om kan zetten in minder schadelijke en andere schadelijke stoffen weer kan reduceren. Om een katalysator optimaal te laten werken is een lambda sonde nodig die het uitlaatgasmengsel op een exacte verhouding kan afregelen. Namelijk 14.8 kg lucht op 1 kg brandstof.
In de 3-weg katalysator vinden 3 chemische reacties plaats.

1) CO’s en NOx worden omgezet in N2 en CO2 (stikstof en kooldioxide)
2) CO’s en O2 in CO2 (kooldioxide)
3) CH’s en O2 in H2O en CO2 (water en kooldioxide)

Vrijwel alle injectiesystemen welke werden gebruikt bij Fiat Auto zijn volledig geïntegreerde systemen. Tot 1992 was dit bijna altijd het Motronic ML4.1 (Alfa 33, 75, 164, Spider 4) met of zonder katalysator en lambda sonde. Vanaf 1992 (introductie Alfa 155) ging het ML4.1 over in Motronic M1.7 met verdelerloze ontsteking en altijd lambda regeling.

Euro 2
Vanaf januari 1996 werd Euro 2 verplicht. Omdat de NEDC test begint met een koude motor werd het steeds belangrijker dat de katalysator kort na de koude start al zou werken. Om dat voor elkaar te krijgen werd vaak gekozen voor een ander ontstekingsverloop bij een koude motor. Een late ontsteking geeft namelijk hetere uitlaatgassen en daardoor een snellere opwarming van de katalysator. Nadeel was een inhouden van de auto tijdens de opwarmfase. Ook verschenen zo hier en daar een EGR klep of uitlaatgas recirculatie systeem op benzine motoren. Dit om de gecombineerde HC-NOx uitstoot omlaag te krijgen. Helaas kan een benzine motor slecht omgaan met restgassen aan de inlaatzijde. Stoterig rijden onder bepaalde omstandigheden was dus het gevolg. Voor wat betreft de injectiesystemen verdween het Motronic M1.7 en verscheen Motronic M2.10.3 (met EGR), M2.10.4 en Motronic M3.7 met EGR. Vanaf 1998 werd het zeer compacte Motronic M1.5.5 geïntroduceerd. 6-cilinders kregen Motronic ME2.1 met een elektronisch gestuurde gasklep.

Euro 3
Vanaf januari 2000 werd Euro 3 verplicht. Dit was het moment dat er geen 1 maar 2 tot wel 4 katalysatoren werden gemonteerd in het uitlaatsysteem. 1 of 2 grote kats verderop in de uitlaat en 1 of 2 kleine vlak na de uitgang van de motor. Deze kleine katjes moeten zeer snel werken na de koude start. De grote werd meer tijd gegund actief te worden. Het koude inhouden was daarmee verleden tijd. De uitlaat bevatte nu wel even zoveel lambda sensoren als kats. 2 tot 4 dus. 1 of 2 voor de afregeling van lambda = 1 voor het mengsel en 1 of 2 om te controleren of de grote kat z’n werk nog goed deed. Tegelijk met de invoering van Euro 3 werd namelijk ook het EOBD systeem verplicht. Wat staat voor European On Board Diagnostic System. EOBD is een universeel protocol wat het mogelijk moet maken dat men met 1 uitleesinstrument alle auto’s moet kunnen controleren op emissie gerelateerde foutmeldingen. Deze foutmeldingen worden aangeduid met een P-code. Kortom een fout over de werking van de lambda sonde heeft dezelfde P-code bij een Peugeot en bij een Alfa Romeo. Echter merk specifieke foutmeldingen kunnen verschillen. Bijvoorbeeld een nokkenasversteller foutmelding bij een Alfa Romeo geeft een andere P-code dan bij een Renault.

Alle injectiesystemen hebben nu elektronische gestuurde gaskleppen. M1.5.5 werd vervangen door ME7.3. ME 2.1 ging over in ME3.1. De eerste direct ingespoten motoren kwamen bij Alfa Romeo in de vorm van de 2.0 JTS. Bosch Motronic MED7.1.1 was het bijbehorende systeem. Het is onbekend of deze motor vooruit liep op de komende normen. Bekend is wel mede door de directe inspuiting de motor grote problemen kent met interne vervuiling als gevolg van ernstig hoog olieverbruik. Ook maakte men gebruik van een natuurlijk EGR werking. In onze ogen niets minder dan een slechte kleptiming waardoor er te veel restgassen achterblijven.

Euro 4
Vanaf Januari 2005 werd Euro 4 actief. Dit betekende een verdere aanscherping van sommige motoren. De 2.0 JTS verdween en de GM/Fiat 1.9, 2.2 en 3.2 JTS (159 reeks) kwamen daarvoor in de plaats. Alle voorzien van MED7.6 systemen. Het ME7.3 kon behouden blijven voor de uitlopende Twin Spark 16v motoren.

Euro 5
Vlak voor de Euro 5 kwamen de eerste gedownsizede motoren. De 1.4 16v motor werd in de MiTo toegepast. Met en zonder turbo met Bosch Motronic ME7.9.10. Kleine voorkat, grote hoofdkat, 2 lambda sondes. Geen EGR. Grappig detail is dat de kleine turbo motor generatie bij volgas zo extreem rijk zijn afgesteld dat wij ons eerlijk afvragen of deze motoren onder consumenten rij omstandigheden nu wel werkelijk schoner zijn. Vroeger (bijvoorbeeld Alfa 155 Q4 2.0 16v turbo) werd een brandstofoverschot toegepast van zo’n 20%. Dit om de verbranding “koel” te houden zodat de zuigers niet wegsmolten. Bij een MiTo T-jet is het brandstof overschot zo’n 40 tot 45% om dezelfde reden. Waarschijnlijk heeft de veel hogere compressieverhouding van de gedownsizede motoren hiermee te maken.

Maar nog belangrijker, de MultiAir motorgeneratie werd geïntroduceerd. 100% variabele inlaatkleptiming moest heel veel winst boeken. Dat klopte. Vooral in deellast in vollast haalt een MultiAir motor duidelijk veel moeizamer en met meer stress z’n prestaties ten opzichte van een conventionele T-jet motor. Helaas heeft men de MultiAir motor generatie voorzien van een Marelli injectiesysteem.
September 2009 is het moment voor Euro 5. Eigenlijk wijzigt er niet zoveel voor het modellen programma. De 1750 TBi motor wordt voorgesteld. Een 1747 cc metende turbomotor voor de 159 met 200 pk. Even later krijgt de Giulietta een meer vermogende versie. 230 pk met iets grotere turbo en iets lagere compressie (om veiliger meer vermogen te kunnen geven).

Euro 6
Euro 6 (september 2014) betekent motor technisch ook niet ze heel veel voor de motoren. Op het gebied van de injectiesystemen is er wel veel veranderd. Niet zozeer om de emissie eisen te halen maar meer vanwege een ander besluit welke niet direct met de Euro normering te maken heeft. Vanaf omstreeks 2009 worden autofabrikanten verplicht hun motorsoftware te beschermen tegen indringers. Oftewel te bescherming tegen tuning. Dit vereist een bepaald type microprocessor. Dit type zien we daarom in bijna alle nieuwe geïntroduceerde versies verschijnen. Op dit moment zijn dat de Euro 6 MultiAirs (Euro 6 TwinAir nog niet ?…). De Euro 6 T-jet (Motronic ME17.3) en de Euro 6 QV/4C (Motronic MED17.3.3).

Diesel Motoren

Euro “1”
Fiat Auto heeft altijd voorop gelopen wanneer het gaat om de ontwikkeling van de dieselmotor. Vanaf 1992 kende men de zogenaamde Did motor in bijvoorbeeld de Fiat Croma. Een direct ingespoten dieselmotor met mechanische verdeler/opvoerpomp en injectoren. Maar zonder voorkamer inspuiting zoals de meeste diesels tot dan toe hadden. De motor werd daardoor veel krachtiger en zuiniger. Even later kwam de elektronisch gestuurde verdeler/opvoerpomp op bijvoorbeeld de Alfa 155/164 2.5 TD met VM 4-cilinder dieselmotor. De pomp werd bestuurd door een Bosch MSA6/11 injectiesysteem.1997 was het jaar van de introductie van de commonrail diesel. Dit heeft zeer veel betekent voor de ontwikkeling van de dieselmotor. Zowel op het gebied van prestaties als van uitstoot.

Euro 2
Het begon allemaal met de Alfa 156 met Bosch EDC15C5. Commonrail inspuiting met maximaal 1350 bar inspuitdruk. Met een compressie verhouding van 18.5 een stuk lager dan de Did’s (22:1) maar daardoor wel veel stiller. Gebruik makend van een voorinspuiting om de verbranding in te leiden en een hoofdinspuiting voor de werkelijke arbeidsslag. EGR was nodig om de NOx uitstoot onder controle te krijgen. Toen gaf de EGR-klep nog nauwelijks problemen. Wel was er een diesel oxidatie katalysator aanwezig in de uitlaat. Deze is slechts in staat de CO en HC’s om te zetten op dezelfde manier als bij de benzine katalysator.

Euro 3
Euro 3 (januari 2000). EDC15C7. Verfijndere injectoren voor een betere verstuiving. Elektronische turbodruk regeling. Vooral voor meer vermogen en minder verbruik. De EGR klep werd mechanisch veranderd en begon al af en toe problemen te geven door zelfvervuiling.
Aan het eind van het Euro 3 tijdperk werd EDC16 geïntroduceerd. Inspuitdruk tot 1400 bar, opnieuw nog fijner verstuivende injectoren en meer dan 2 inspuitingen per arbeidsslag. De hoeveelheid terug gevoerde uitlaatgassen (EGR) gaat flink omhoog. Turbodrukken gaan ook omhoog. Compressieverhouding naar beneden. Dit om meer mengsel in de motor te krijgen voor meer topvermogen maar ook om de piek verbrandingstempratuur omlaag te krijgen.

Euro 4
Januari 2005. Tijd voor Euro 4. Er komt een lambda sonde in de uitlaat. EGR werking opnieuw omhoog. EDC16C8 wordt EDC16C39. Het actieve roetfilter DPF wordt geïntroduceerd. Dit betekent een grote stap in de afname van fijnstof. De uitgestoten roet wordt opgevangen in het filter en om de zoveel kilometer wordt het filter vanzelf gereinigd door de motor. Door brandstof tijdens de uitlaatslag in te spuiten wordt de uitlaatgastemperatuur fors verhoogd waardoor de roet alsnog verbrand in het filter.

Euro 5
Januari 2009: Euro 5. Alfa kan het nog even volhouden met het EDC16C39. Inspuitdrukken gaan naar 1600 mBar voor een nog fijnere verstuiving. Oxidatie katalysator, roetfilter, lambda sonde. Alles zit erop om de uitlaatgassen onder controle te houden. Aan de inlaatzijde verschijnt ook een elektronische gestuurde gasklep. Vooral nodig om tijdens regeneratie de hoeveelheid lucht goed te kunnen regelen. Op de Giulietta neemt deze gasklep zelfs een deel van de taak van het EGR systeem over. De eerste EDC17 systemen worden toegepast. Dat betekende ook actieve beveiliging tegen indringers.

Euro 6
Januari 2014: Euro 6. Alle systemen zijn nu EDC17. Inspuitdrukken tot 1800 bar. Tot 8 inspuitingen per arbeidsslag voor een zo perfect mogelijk verlopende verbranding. De compressieverhoudingen zijn inmiddels gezakt tot 16,5: 1. Turbodrukken tot 2800 mBar. De Euro 6 motor is nu voorzien van een 2e EGR klep. De zogenaamde lagedruk EGR klep. De beruchte hogedruk EGR klep is gemonteerd tussen het uitlaatspruitstuk en de het inlaatspruitstuk. De nieuwe lagedruk EGR klep is gemonteerd tussen de uitgang van het DPF filter en voor de inlaat van de turbo. De terug te voeren uitlaatgassen worden dus na het roetfilter afgetakt. Deze uitlaatgassen zijn daarom veel schoner dan de uitlaatgassen die vóór het roetfilter worden afgetakt voor gebruik van de zo beruchte hoge druk EGR klep. De uitlaatgassen worden uiteraard afgekoeld met behulp van een koelwater warmtewisselaar. Deze is ook voorzien van een temperatuursensor om de temperatuur van de uitlaatgassen te meten.

De hogedruk EGR is alleen actief tijdens het opwarmen van de motor. Tijdens de opwarmperiode neemt de lagedruk EGR klep het over. Bij een op bedrijfstemperatuur zijnde motor is de hogedruk EGR helemaal uit en is de lage druk EGR volop actief.
Hoe dit systeem zich zal gaan gedragen in de toekomst is de grote vraag. Wat gebeurd er als het roetfilter iets meer roet gaat doorlaten ? De roet zou dan aan de inlaatzijde van de turbo terecht gaan komen. En hoe zit het met andere kleine deeltjes ? Turbo’s kunnen daar erg slecht tegen. De tijd zal het gaan leren.

Tenslotte is het uitlaattraject voorzien van een NOx opslagkatalysator (NSC = NOx Storage Catalysator). Bij iedere arm mengsel motor (benzine en diesel) ontstaat NOx (stikstofoxide). Deze kat slaat NOx op welke regelmatig worden geregenereerd tot stikstof, zuurstof en CO2. Hiervoor wordt het uitlaatgasmengsel gedurende korte tijd (1-2 sec.) lambda 1 gemaakt. Alleen onder die omstandigheden kan de NOx worden omgezet. Een lambda sonde na de NSC meet wanneer regeneratie nodig is. Dat kan iedere 10 tot 20 minuten zijn afhankelijk van de rij-omstandigheden.

Wat hebben we aan deze informatie?
Het is bedoeld de lezer een inzicht te geven hoe hard er bij autofabrikanten gewerkt wordt de steeds strenger wordende emissie eisen te halen. Bij benzine motoren lijkt dat redelijk te doen. Hoewel men op dit moment kunstgrepen moet uithalen om een zo laag mogelijke CO2 score te halen. Kunstgrepen in de zin van (te) kleine motoren met (te) weinig vermogen en twijfelachtige rijeigenschappen. Diesels staan meer onder druk. Deze hebben te kampen met fijnstof en NOx uitstoot. Er lijken zelfs stemmen op te gaan dat overheden de eisen zo streng maken dat de dieselmotor voor personen auto’s wel eens het loodje zou kunnen gaan leggen in de toekomst. Wie zal het zeggen ? Wij voorspellen dat het huidige CO2 tijdperk bijna uitgeknepen is. Nadat we jaren geleden de “zure regen” (wie hoor je daar tegenwoordig nog over) hebben gehad zal de toekomst gaan over NOx en fijnstof. Dat wordt een mooie uitdaging voor de politiek om daar weer een hetze tegen te gaan bouwen.