Auto Technik Lexikon - Technik und Treibstoffe

Diesel Partikelfilter

Ein Diesel Partikelfilter ist eine Umweltschutz-Einrichtung an Dieselmotoren von Kraftfahrzeugen.

Diesel Partikelfilter Rot Diesel Partikelfilter Gelb Diesel Partikelfilter Gruen Ein keramischer Filter in Form eines sehr feinmaschigen Katalysators mit wechselseitig verschlossenen Kanaelen faengt die Russpartikel auf. Hierdurch setzt sich das Filter mit der Zeit zu. Die dadurch entstehende Druckdifferenz wird gemessen und vom Motorsteuergeraet ausgewertet. Nach Erreichen einer definierten Druckdifferenz wird der festgesetzte Russ abgebrannt, dieser Vorgang wird als Regeneration bezeichnet.

1. Entwicklung bei PSA / Peugeot

Diesel Partikelfilter Beim ersten in Grossserie produzierten System des Automobilherstellers PSA wird dazu die Abgastemperatur vor dem Dieselpartikelfilter (DPF, franzoesisch FAP) durch innermotorische Massnahmen (u.a. Nacheinspritzung) auf Werte in der Gröoessenordnung von mehr als 500°C erhöht. Mit Hilfe eines speziellen Kraftstoff-Zusatzes (Additiv) wird die notwendige Temperatur zur Oxidation des Russes im DPF herabgesetzt. Dieser Kraftstoff-Zusatz muss in grossen Abstaenden im Rahmen der Wartung aufgefuellt werden. Die Verbrennung des Russes erfolgt nicht rueckstandsfrei. Das Motoröl und insbesondere das Additiv führen nach hoher Laufleistung zu einer Ascheablagerung im DPF, die durch Spuelen des Dieselpartikelfilter entfernt werden muss.

Das im Peugeot 607 von PSA auf dem Markt gebrachte System ist von der Presse allgemein als gut bewertet worden. Nach anfaenglicher Zurueckhaltung und Kritk am PSA-System haben auch andere Automobilhersteller im Jahr 2004 Fahrzeuge mit DPF auf den Markt gebracht.

2. Entwicklungen anderer Hersteller

Juengere Dieselpartikelfilter-Systeme anderer Hersteller benutzen zur Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit im DPF wärend der Regeneration statt des Additivs eine katalytische Beschichtung des DPF. Vorteil hierbei ist die geringere Ascheablagerung im DPF und der Entfall der Dosiereinrichtung für das Additiv.

Allen DPF-Systemen gemein ist eine langzeitstabile sehr hohe Abscheiderate (>95%) für Partikel und eine geringe Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs. Der Kraftstoffverbrauch wird erhöht durch die Regeneration (eine Erhöhung der Abgastemperatur führt zur Verschlechterung des Motorwirkungsgrades) und durch den vom DPF verursachten höheren Abgasgegendruck.

Die Regeneration findet abhaengig vom Fahrprofil im Zyklus von mehreren hundert km statt. Unter guenstigen Umstaenden (Autobahnbetrieb) wird die Regeneration erst nach deutlich höheren Laufleistungen notwendig. Von einer Regeneration merkt der Fahrer (ausser der oben erwaehnten Verbrauchserhoehung) nichts, die Motorleistung wird davon nicht beeintraechtigt.

== SCR-Katalysator (Selective Catalytic Reduction) Im Jahr 2004 haben sich die Firmen DAF, Iveco, Mercedes-Benz, Renault und Volvo im Bereich Nutzfahrzeuge/LKW entschieden, SCR-Systeme (Selective Catalytic Reduction) einzufuehren. Hierbei wird ein waessriger Harnstoffzusatz (AdBlue) für die Einspritzung vor dem SCR-Katalysator verwendet. Obwohl die Hauptwirkung des SCR-Katalysators in der Stickoxidminderung liegt, wird gleichzeitig durch eine Oxidationsreaktion auch die Partikelemissionen nennenswert reduziert.

3. PM-Filter-Katalysator

Die Firmen MAN und Scania entschieden sich für eine alternative Technologie PM-Filter-KAT. Dieses offene Partikelfiltersystem des Herstellers Emitec besteht aus ultraduennen Stahlfolien mit gezielter Stroemungsleittechnik. Durch die Stroemungsfuehrung wird ein Teil der im Abgas enthaltenden Partikelmasse zur Anlagerung auf die innere Oberflaeche des Filters gebracht. Bei genuegend hohen Temperaturen und Stickoxidkonzentrationen kann der dort angelagerte Russ ohne Kraftstoff-Zusaetze kontinuierlich verbrannt werden. Im Unterschied zur konventionellen Wandstromfiltertechnik zeigt das offene Partikelfiltersystem einen geringeren Abgasgegendruck. Es hat jedoch einen geringeren Filtrationswirkungsgrad, insbesondere für die kleinste Partikelfraktion mit einem Durchmesser bis 100 Nanometer.

4. Europäische Abgasnormen

Zur Reduzierung der Russpartikel aus Dieselmotoren aus Personenkraftwagen hat die Europäische Union (EU) seit 1993 die Grenzwerte für Partikel mit ihren Abgasnormen verringert:

• Euro-1 (1993): 140 mg Russ/km
• Euro-2 (1997): 100 mg Russ/km
• Euro-3 (2001): 50 mg Russ/km
• Euro-4 (2005): 25 mg Russ/km
• Euro-5 ? (2010): 2,5 mg Russ/km

Die Grenzwerte der Euro-5 sind noch in Diskussion. Ab 2010 soll der Grenzwert bei 2,5 mg Russ/km für neue PKWs liegen. Ein solcher Wert ist nur mit einem DPF darstellbar.

5. Kraftfahrzeuge mit Russpartikelfilter und Nachruestungskosten Januar 2005 (Auswahl)

• Audi TDI (Modelle A4,A6, A8, 2,0) - Kosten: 690 Euro
• BMW d (Moedell 320) - Kosten :580 Euro
• BMW d (Modelle 525, 530, 535) - Kosten: serienmaessig
• Citroën HDI (Modelle Picasso, C4, C5, C8) - Kosten: serienmaessig
• Fiat/Lancia JTD (Modelle Ulysse, Phedra) - Kosten: serienmaessig
• Ford TDCi (Modell Focus, C-Max - Kosten: 600 Euro
• Mercedes-Benz CDI (Modell A 160, A 180, A 200) - Kosten: 520 Euro
• Mercedes-Benz CDI (Modell C 200, C 220, E 200, E 220) - Kosten: 580 Euro
• Mercedes-Benz CDI (Modell E 280) - Kosten: serienmaessig
• Mercedes-Benz CDI (Modell E 320, S 320) - Kosten: 700 Euro
• Opel CDTI (Modell Astra, Astra Caravan 1.9) - Kosten: 750 Euro
• Opel CDTI (Vectra, Signum 1.9) - Kosten: serienmaessig
• Peugeot HDI (alle Modelle) - Kosten: serienmaessig
• Renault dCi (Modell Laguna, VelSatis 2.2) - Kosten: serienmaessig
• Saab TiD (Modell 9-3 1.9) - Kosten: serienmaessig
• Toyota D-Cat (Modell Avensis) - Kosten: 800 Euro
• Volvo D (Modell S40, V50 2.0) - Kosten: 600 Euro
• Volkswagen TDI (Modell Passat 2.0) - Kosten: 560 Euro
• Volkswagen TDI (Modell Phaeton, Touraeg V6 3.0) - Kosten: serienmaessig

(Quelle: http://www.vcd.org.)

Ein Partikelfilter ist eine Umweltschutz-Einrichtung an Dieselmotoren von Kraftfahrzeugen.

Ein keramischer Filter in Form eines sehr feinmaschigen Katalysators mit wechselseitig verschlossenen Kanaelen faengt die Russpartikel auf. Hierdurch setzt sich das Filter mit der Zeit zu. Die dadurch entstehende Druckdifferenz wird gemessen und vom Motorsteuergeraet ausgewertet. Nach Erreichen einer definierten Druckdifferenz wird der festgesetzte Russ abgebrannt, dieser Vorgang wird als Regeneration bezeichnet.

6. Entwicklung bei PSA / Peugeot

Beim ersten in Grossserie produzierten System des Automobilherstellers PSA wird dazu die Abgastemperatur vor dem Dieselpartikelfilter (DPF, franzoesisch FAP) durch innermotorische Massnahmen (u.a. Nacheinspritzung) auf Werte in der Gröoessenordnung von mehr als 500°C erhöht. Mit Hilfe eines speziellen Kraftstoff-Zusatzes (Additiv) wird die notwendige Temperatur zur Oxidation des Russes im DPF herabgesetzt. Dieser Kraftstoff-Zusatz muss in grossen Abstaenden im Rahmen der Wartung aufgefuellt werden. Die Verbrennung des Russes erfolgt nicht rueckstandsfrei. Das Motoröl und insbesondere das Additiv führen nach hoher Laufleistung zu einer Ascheablagerung im DPF, die durch Spuelen des Dieselpartikelfilter entfernt werden muss.

7. Entwicklungen anderer Hersteller

8. PM-Filter-Katalysator

9. Europäische Abgasnormen