Feinstaub Partikelfilter

"Die Filterung der bei der thermischen Verwertung in Triebwerken anfallenden Russpartikel ist immer noch der simpelste Teil. Darüber hinaus gewährleisten Bypass-Tiefbettfilter die Reinheit, die die Russpartikel durch gezieltes Umlenken der Strömung (Strömungsdynamik) aus dem Abgasstrom ausfiltern. "â??Die groÃ?e Herausforderungâ??, sagt Koch, "bei Partikelfiltern ist diejenige, was man danach mit dem sich angesammelten Russ machen soll.

Weil Ruß eine Kohlenstoffform ist, findet die Regenerierung in einer extermen Verbrennung statt, die unter vorteilhaften Bedingungen nach der Zündung des Russes zu einer unabhängigen Weiterverbrennung führt. Da sich der Partikelfilter zu einem bestimmten Zeitpunkt verstopft und der Abgasgegendruck deutlich ansteigen würde, muss der Partikelfilter in regelmässigen Intervallen nachgeschaltet werden.

Zusätzlich zur additivgestützten Regenerierung, bei der ein Zusatz mitgenommen und dem Dieseltreibstoff mittels einer Messpumpe zugegeben wird, hat sich die katalysatorgestützte Regenerierung im PKW-Motor auf breiter Basis etabliert. Die katalytische Beschichtung des Filters ähnelt einem Oxydationskatalysator und hat zwei Effekte: Bei der aktiven Regenerierung wird der Ruß in einem Zeitfenster zwischen 350 C und 500 C und mit einer ausreichend hohen NO2-Konzentration dauerhaft in CO und NO2 ("Stickstoffmonoxid") umgewandelt.

Durch das Stickoxid wird dann die kontinuierliche Weiterverbrennung des im Partikelfilter angehäuften Russes möglich. Danach findet ca. alle 1000 Kilometer eine aktivierte Regenerierung statt - oder wenn die Sensorik einen Volllastzustand des DPF frühzeitig meldet. "â??Ein Auto, das nur weniger als 30 Minuten im StÃ?dteverkehr gefahren wird, kann die Russpartikel kaum regenerierenâ??, sagt Koch.

Wenn jedoch alles nach Wunsch verläuft, ist der Ruß weg, aber die Stickstoffoxidemissionen erhöhen sich, weil das Abgasrückführungsventil während der Regenerierung verschlossen ist. Die schwer aus dem Gasstrom zu entfernenden unerwünschten Stickoxide (siehe Teil 1 der Baureihe Brennpunkt Technik: SCR-Katalysator) sind von Bedeutung, um die Russablagerungen im Partikelfilter gering zu halten. der Rußgehalt ist gering.

"â??Wissenschaflter sind sich einig, dass 20, besser 40 und optimalerweise hundertmal mehr NO2 benötigt wird als Russ â?" um RÃ?ckschlag zu vermeidenâ??, erklÃ?rt Koch. "Unter der Annahme, dass ein Auto 20 bis 40 Milligramm Russpartikel pro Kilometrierung erzeugt, braucht man die Grössenordnung von über 400 Milligramm/km SO2. "Das erklärt laut Koch die hohe Stickoxidemission von Euro 4- und Euro 5-Fahrzeugen: "Die Rechtslage war wirklich sehr vage.

"Nach Angaben des Kraftfahrtbundesamtes ist der Ausstoß von Feinstaub der Korngröße PM 10 im Berichtszeitraum 1995 bis 2015 um 32,7% von 0,33 Mio. Tonnen auf 0,22 Mio. Tonnen gesunken, wovon nur ein Dritteln auf den Strassenverkehr zurückzuführen ist. Laut Emmanuel Jean, Emissions Master Expert bei Faurecia Emissions Control Technologies, sind die Russpartikel jedoch kein spezielles Dieselfehler.

Benzinmotoren, insbesondere solche mit direkter Einspritzung, produzieren ebenfalls Partikeln. Dabei wird der Brennstoff unter Bildung feinster Teilchen in die Brennkammer eingebracht. Der Anteil der Benzinmotoren mit direkter Einspritzung (blau) steigt. Diese sind ohne Partikelfilter für eine verstärkte Feinstaubbelastung verantwortlich. Bei Benzinmotoren mit direkter Einspritzung werden unter gewissen Bedingungen bis zu 4 mal so viele Feinstaubpartikel emittiert, wie der für dieselbetriebene Fahrzeuge zulässige Grenzwert von 4,5 mg/km.

Weil die Anzahl der Ottomotoren mit direkter Einspritzung ständig wächst (siehe Grafik), nimmt auch das Problem der Partikel zu. Damit stoßen diese Kraftfahrzeuge vor 15 Jahren so viele Feinstaubemissionen aus wie Dieselkraftfahrzeuge ohne Partikelfilter. Die neuen typgenehmigten Ottomotoren und ab Oktober 2018 alle neuen Ottomotoren müssen ab Sept. 2017 die strengeren Abgasnormen erfüllen, die bereits für dieselbetriebene Kraftfahrzeuge gelten. der erste Schritt ist die Einführung von Dieselmotoren.

Dies ist zur Zeit nur mit Schwebstofffiltern möglich.