Die künftigen Abgasnormen für Dieselmotoren bereiten den Nutzfahrzeugherstellern ernsthafte Probleme. Ab Oktober 2006 gelten die Grenzwerte der Euro-4-Abgasnorm, ab 2009 folgt die Euro-5-Stufe. Noch extremer fallen die Forderungen in den USA aus. Dort dürfen Nutzfahrzeuge mit Dieselmotor ab 2010 nur noch 0,013 g/kW Partikel ausstoßen sowie 0,25 g Stickoxide. In Japan wird der Gesetzgeber ähnliche Werte schon ab 2008 vorschreiben. In Europa setzt eine Arbeitsgemeinschaft von Nutzfahrzeug-Herstellern auf die selektive katalytische Reduktion (SCR). Mit diesem Verfahren wollen DAF, DaimlerChrysler, Iveco, Renault und Volvo vor allem die Stickoxid-Emissionen reduzieren. Bemerkenswert ist, dass die Hersteller MAN und Scania diesem Verbund nicht angehören und die schärferen Grenzen vermutlich nur mit innermotorischen Maßnahmen und einer verbesserten Abgasrückführung erreichen wollen. Da ein Nutzfahrzeug mit SCR-Katalysator zusätzlich 1 bis 2 l Harnstoff pro 100 km verbraucht, müsste ein Zusatztank mit 100 l Volumen lediglich nach mehrerern Tausend Kilometern wieder befüllt werden. Die Mitglieder der Initiative versichern auch, dass der Katalysator wartungsfrei sein wird und das System nicht zwingend auf schwefelfreien Dieselkraftstoff angewiesen ist. Die durch den bekannten Zielkonflikt dann etwas höheren Stickoxid-Emissionen werden durch das SCR-System bis unter die Grenzwerte der EU-4-Norm reduziert. Laut DaimlerChrysler sind mit einer optimierten SCR-Technik auch die Auflagen der EU-5 sicher zu erreichen. Auf dem Wiener Motorensymposium im April 2004 präsentierte Prof. Dr. Franz W. Moser von der AVL Ansätze, wie die schärferen Grenzwerte erfüllt werden können. Technisch sind diese Forderungen mit zwei Konzepten zu erfüllen. Zum einen erhält ein heute üblicher Dieselmotor mit 1600 bar Einspritzdruck ein Verbrennungskonzept mit niedrigem Drall und einer späten Einspritzung. Die dadurch erzielten etwa 5 g Stickoxide und 0,007 g Partikel pro kWh werden mit einem SCR-Katalysator und einem Partikelfilter unter die Grenzwerte gebracht. Zum anderen schlug Moser ein Einspritzsystem vor mit etwa 2000 bar Einspritzdruck, einem deutlich höheren Drallniveau und einer geringen Abgasrückführungsrate (AGR-Rate). Bei diesem System werden die genannten NOx-Werte ohne eine späte Einspritzung erreicht, sodass der bessere Wirkungsgrad zu einem geringeren Kraftstoffverbrauch und Partikelemissionen von nur etwa 0,03 g/kWh führt. Möglichst hohe Umwandlungsraten der NOx-Entstickung werden das Unterbieten künftiger Grenzwerte entscheiden. Anspruchsvoller werden die EU-6- und die bereits feststehenden Grenzwerte in den USA und Japan. Sie sind nur zu erfüllen, wenn mehrere Faktoren optimal entwickelt und aufeinander abgestimmt sind: hohe Umsetzungsgrade der Abgas-Nachbehandlungssysteme, zweistufiges Aufladungskonzept, höhere Einspritzdrücke und effizientere Regelstrategien.
Unter Zugzwang
Under pressure to act
Automobil Industrie ; 49 , 9 ; 74-78
2004
4 Seiten, 4 Bilder
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
Nutzfahrzeug , Euronorm , Abgasemission , Abgasentgiftung , Stickoxid , Stickoxidentfernen , Abgasrückführung , Dieselmotor , Rußfilter , Wirkungsgrad , Kraftstoffverbrauch , Harnstoff , Kohlendioxid , Abgaskatalysator , Grenzwert , Anwendung im Fahrzeugbau , Anwendung im Motorenbau , Automobilindustrie
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