Auf der Suche nach der Prüfung der Asche im Kat

Die Verfahren zur Entwicklung und Prüfung von Systemen zur Reinigung der Autoabgase werden immer aufwendiger. Dabei geht es immer häufiger nicht nur um Katalysatoren zur Umwandlung schädlicher Abgase. Denn künftige Emissionsnormen werden laut Experten verstärkt auf eine Verringerung der Partikel in den Abgasen drängen. Und zwar nicht nur wie bereits seit 30 Jahren beim Diesel-Motor, sondern auch für die Otto-Motoren.

Erster Rußpartikelfilter von Mercedes

1985 kam von Mercedes-Benz der erste Rußpartikelfilter im Abgasstrang. Damit ausgerüstet wurde die S-Klasse der Baureihe W126, und diese Reinigungsform hat sich als Standard für alle modernen Diesel-Personenwagen durchgesetzt. Am Institut für Verbrennungskraftmaschinen der TU Braunschweig wird damit gerechnet, dass aufgrund schärferer gesetzlicher Vorgaben weiterentwickelte Partikelfilter in nicht mehr ferner Zukunft auch bei Benzin- oder Otto-Motoren eingesetzt werden müssen.

4.000 Liter Kraftstoff, nur zum Testen

An der TU Braunschweig arbeitet der Abgas-Experte Fabian Sonntag an neuartigen Verfahren, mit denen die Prüfung und Bewertung eines Partikelfilters in nur noch einem Drittel der Zeit und mit etwa einem Drittel des verbrannten Kraftstoffs wie bisher ablaufen können. Denn eine zwar einfache, aber sehr aufwendige und übliche Methode ist, den Filter auf einem Motorenprüfstand über die gesetzlich vorgeschriebene Laufzeit zu betreiben. In 300 Betriebsstunden wird umgerechnet eine Strecke von 50 000 Kilometer mit einem Verbrauch von 4 000 Liter Kraftstoff zurückgelegt. Dann liefert der Filter einen praxisnahen Einblick in sein Innenleben.

Geringerer Aufwand

Das aufwendige Verfahren soll vor allem Erkenntnisse darüber liefern, wie sich die Wirkungsweise des Filters durch Rückstände aus Ruß und Asche verändert. Zwar lassen sich Rußpartikel im Filter abbrennen, aber die Asche sammelt sich im Filter an und erhöht für die durchströmenden Abgase den Gegendruck. Deshalb reagiert das Motorsteuergerät mit häufigeren Regenerationsschüben. Dadurch steigt der Verbrauch des Motors zusätzlich, außerdem wird die zur Verfügung stehende Leistung geringer. Die neuen Prüfverfahren von Diplom-Ingenieur Sonntag sollen es ermöglichen, die Filtersysteme definiert und schneller mit Asche zu belasten. So könnten die Filtereigenschaften mit geringerem Aufwand geprüft und in einem weiteren Schritt angepasst werden.

Einspritzung von Öl

Zurzeit verwendet Sonntag eine bekannte, aber von ihm weiterentwickelte Methode zur Aschebildung im Filter. Dabei wird mit der Einspritzung von Öl gearbeitet. In weiter entfernter Zukunft sollte es laut Sonntag möglich sein, den Filter nicht mehr auf dem Prüfstand, sondern im realen Betrieb zu prüfen.