Die Abgasnorm Euro 4 fordert für Nutzfahrzeuge über 3,5 t ab Oktober 2005 Abgaswerte von 3,5 g/kWh NOx und von 0,02 g/kWh Partikelanteil. Ab Oktober 2008 fordert Euro 5 einen maximalen NOx-Gehalt von 2,0 g/kWh, der Partikelanteil bleibt gleich. Verringert man durch innermotorische Maßnahmen den Stickoxidanteil dann steigt der Partikelanteil, umgekehrt gilt das Gleiche. Von den Nutzfahrzeugherstellern werden unterschiedliche Lösungsansätze für die Abgasnachbehandlung erprobt. Mercedes-Benz arbeitet mit SCR (selektive katalytische Reduktion), MAN und Scania mit innermotorischen Maßnahmen. Bei SCR wird die Verbrennung auf minimalen Partikelausstoß optimiert. Der höhere NOx-Anteil wird mit Harnstofflösung (AdBlue) im Katalysator in Wasser und Stickstoff umgewandelt. AdBlue wird als wässrige Lösung in den Abgassammler eingespritzt, die Umwandlungsreaktion erfolgt im nachgeschalteten Katalysator. Der Verbrauch von AdBlue liegt bei 3 bis 4 % des Dieselverbrauchs (33 l/100 km). Bei MAN arbeitet man mit gekühlten AGR (Abgasrückführungssysteme). 18 % der Abgasmenge werden in den Brennraum zurückgeführt und verringern die NOx-Entstehung bereits im Brennraum. Die Beseitigung des erhöhten Partikelanteils erfolgt im PM-Kat. Der PM-Kat ist eine Kombination aus Katalysator und konventioneller Filtertechnologie. Das System arbeitet wartungsfrei und ohne Zusatzstoffe als kontinuierliches System mit offenen Kanälen. Die Partikel werden durch gezielte Turbulenzen bei der Abgasumlenkung an einem gesinterten Metallvlies abgeschieden. Die Russteilchen werden mit dem im Oxidationskatalysator gebildeten NO2 aufgelöst. Das Verfahren eliminiert weitgehend Kleinstpartikel bis 40 nm. MAN geht davon aus auch für Euro 5 eine ähnliche Lösung anbieten zu können. Eine SCR-Lösung ist ebenfalls in Arbeit. Die AGR-Lösung von Scania reduziert die Partikelbildung bei der Verbrennung durch den Einsatz der HPI Hochdruckeinspritzung (Arbeitsdruck 2400 bar). Zum Erreichen von Euro 4 wird kein zusätzlicher Filter benötigt. Bei einigen Motoren wird der, durch das Verfahren auftretende, Leistungsverlust durch einen zweite, dem Abgasturbolader nachgeschaltete Turbomaschine kompensiert. Diese Turbocompound-Turbine arbeitet mit 55000 Umdrehungen pro Minute. Die Drehzahl wird über Getriebe untersetzt und mit einer hydraulischen Kupplung und Stirnrädern an das Schwungrad weitergeleitet. Man erhält zusätzliche Motorleistung ohne zusätzlichen Kraftstoffverbrauch. Scania will erste Euro 5 Motoren ab Anfang 2006 liefern. Ergänzend wird bei Scania an einer Höchstdruckeinspritzung (Extra High Pressure Injection) gearbeitet, die mit einem wartungsfreien Oxi-Kat die Euro 5-Werte ohne Abgasnachbehandlung unterschreitet. Das Verfahren soll zuerst bei V8-Motoren eingesetzt werden. Welche Lösung sich durchsetzen wird ist noch offen, da beide Verfahren Nachteile besitzen. SCR erfordert einen zusätzlichen Tank, sowie die gesamte AdBlue-Logistik, AGR erhöht den Kraftstoffverbrauch und benötigt größere Kühler.
Grenzwertig. Wie Nutzfahrzeughersteller die Abgasgrenzwerte von Euro 4 und Euro 5 unterbieten
Krafthand ; 78 , 3 ; 36-40
2005
4 Seiten, 7 Bilder
Article (Journal)
German
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