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Textprobe aus dem SSP Nr. 330 von VW:

Verbrennung bleibt auf absehbare Zeit eine wichtige Methode der Energieumwandlung, sei es in Kraftwerken, Autos - oder auch beim Kaminfeuer.

Jedes Feuer hinterlässt schädliche Verbrennungsprodukte - unter anderem Rußpartikel.

Ziel ist es, die Umwelt- und Gesundheitsgefahren infolge der Rußentstehung und -freisetzung zu vermeiden.

Diese Aspekte und die strengen Abgasgesetze sind der Anlass für die Ingenieure, besonderes Augenmerk auf einen immer geringeren Ausstoß von Partikeln zu richten.

Eine Möglichkeit, die Rußemissionen zu reduzieren, ist der Dieselpartikelfilter.

Zeichnung

Verweis
Weitere Informationen zum Thema Abgas finden Sie in folgenden Selbststudienprogrammen:
Selbststudienprogramm "Kat.-Dieselmotor"
Selbststudienprogramm "Kfz-Abgasemissionen"
Selbststudienprogramm "Euro-On-Board-Diagnose"

Einleitung

Allgemeines

Bei der Verbrennung von Dieselkraftstoff bilden sich Rückstände unterschiedlichster Art. Als direkt wahrnehmbare Abgaskomponenten sind bei kaltem Motor nicht oder nur teilweise oxidierte Kohlenwasserstoffe in Tröpfchenform als Weiß- oder Blaurauch und geruchsintensive Aldehyde festzustellen.

Bei Dieselmotoren werden neben den gasförmigen Schadstoffen auch staubförmige Feststoffe mit dem Abgas ausgestoßen, welche unter dem Oberbegriff „Partikel“ ebenfalls in die Diskussion über gesundheitsgefährdende und umweltschädliche Stoffe geraten sind.

Bild

Volkswagen verfolgt bei der Reduzierung von Abgasemissionen eine langfristige Strategie - nicht nur im Bereich der Dieselpartikel, sondern auch bei allen anderen Abgaskomponenten wie Kohlenwasserstoffen und Stickoxiden. Schon vor Jahren hat Volkswagen große Anstrengungen unternommen, die innermotorischen Verbrennungsprozesse zu optimieren und den Rußausstoß der Dieselmotoren zu senken. Mit Erfolg: Bereits 1999 konnte Volkswagen als erster Automobilhersteller mit dem Lupo 3L TDI ein Fahrzeug anbieten, das die strenge Euro 4-Abgasnorm erfüllt - sechs Jahre vor Inkrafttreten dieser Vorschrift im Jahr 2005.

Volkswagen hat die Entwicklung des sauberen Dieselmotors maßgelblich vorangetrieben und sich damit der Verantwortung für den Schutz der Umwelt gestellt. Beispiele sind die effiziente, sparame und geräuscharme TDI-Technologie sowie das Pumpe-Düse-Einspritzsystem. Volkswagen wird auch zukünftig schwerpunktmäßig die innermotorische Verbrennung weiter verbessern, um den Kraftstoffverbrauch weiter zu senken und die Emissionen direkt an der Quelle zu reduzieren. Zusätzlich wird Volkswagen diese Anstrengungen Schritt für Schritt durch den Einsatz von Dieselpartikelfilter-Systemen ergänzen.

Das Abgas

Abgasnormen

In der Bundesrepublik Deutschland, europa- und weltweit wurden in den vergangenen Jahren Beschlüsse und Gesetze verfasst, die die Reduzierung des Ausstoßes von Luftschadstoffen zum Ziel haben. Es gibt die europäischen Abgasnormen EU1 bis EU4. Sie schreiben der Automobilindustrie die Abgas-Grenzwerte für die Typprüfung von neuen Fahrzeug-Modellen vor.

EU3

Seit dem Jahr 2000 gilt für neu zugelassene Fahrzeuge die Abgasnorm EU3.
Sie unterscheidet sich von ihrer Vorgängerin EU2 durch eine Verschärfung der Bedingungen auf dem Rollenprüfstand und durch eine Senkung der Grenzwerte.

EU4

Die EU4-Norm wird ab 2005 gültig und löst EU3 ab. Sie bedeutet eine weitere Verringerung der Zulassungs-Grenzwerte. Bereits heute erfüllen über 65 Prozent aller neu zugelassenen Volkswagen mit Dieselmotor in Deutschland die Abgasnorm EU4.

Diagramm

zulässige Abgasgrenzwerte für Dieselmotore

Ausblick

Zukünftig soll die noch strengere EU5 in Kraft treten. Die Grenzwerte für diese Norm stehen zwar noch nicht fest, aber die Abgaslimits werden noch einmal herabgesetzt. Der Partikelgrenzwert für Diesel-Pkw soll danach deutlich weiter reduziert werden. Deshalb müssen zukünftig alle Diesel-Pkw mit einem Rußfilter ausgestattet werden.

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Konstruktion und Funktion

Das System Dieselpartikelfilter mit Additiv

In der unten stehenden Übersicht sind die Komponenten des Dieselpartikelfilter-Systems dargestellt. Auf den folgenden Seiten wird der Aufbau und die Funktionsweise des Dieselpartikelfilter-Systems mit Additiv erläutert.

Zeichnung

1  Steuergerät im Schalttafeleinsatz J285
2  Motorsteuergerät
3  Additivtank
4  Geber für leeres Kraftstoffadditiv G504
5  Pumpe für Additiv-Partikelfilter V135
6  Kraftstofftank
7  Dieselmotor
8  Temperaturgeber vor Turbolader G507
9  Turbolader
10 Lambdasonde G39
11 Oxidationskatalysator
12 Temperaturgeber vor Partikelfilter G506
13 Partikelfilter
14 Drucksensor 1 für Abgas G450
15 Schalldämpfer
16 Luftmassenmesser

Hinweis
Die Übersicht zeigt ein System mit einflutiger Abgasanlage. Bei mehrflutigen Abgasanlagen (zum Beispiel beim V10-TDI-Motor) sind der Partikelfilter sowie die Sensoren an der Abgasanlage einmal je Abgasstrang vorhanden.

Der Partikelfilter

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Das Additiv

Das Additiv ist ein eisenhaltiger Wirkstoff, der in einem Kohlenwasserstoffgemisch gelöst ist. Es befindet sich beim Passat in einem separaten Kunststofftank in der Reserveradmulde.

Zeichnung

Additivbehälter

Das Additiv hat die Aufgabe, die Verbrennungstemperatur der Rußpartikel herab zu setzen, um somit einen Regenerationsvorgang des Partikelfilters auch bei Teillastbetrieb zu ermöglichen.

Die Zündtemperatur von Ruß beträgt etwa 600-650°C. Solche Abgastemperaturen werden beim Dieselmotor nur in der Vollast erreicht. Durch das Additiv wird die Zündtemperatur des Rußes auf ca. 500°C gesenkt.

Das Additiv wird automatisch nach jedem Tankvorgang über den Kraftstoffrücklauf in den Kraftsfoffbehälter gespühlt. Dies geschieht mittels einer vom Motorsteuergerät angesteuerten Pumpe für Additiv-Partikelfilter. Die getankte Menge wird durch Auswertung des Gebers für Kraftstoffvorrat vom Motorsteuergerät ermittelt. Nach jedem abgschlossenem Dosiervorgang liegt eine Konzentration von 10 ppm (PartsPerMillion) Eisenmoleküle im Kraftstoff vor. Das entspricht einem Mischungsverhältnis von ca. 1 Liter Additiv auf 2800 Liter Kraftstoff.

Das dem Kraftstoff zugemischte Additiv gelangt zusammen mit dem Ruß in den Partikelfilter. Dort lagert es sich zwischen den Rußpartikeln ab.

Zeichnung

Additiv
Rußpartikel

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