Mercedes-Benz bietet als erste Automobilmarke
Kombination aus EU-4 und Diesel-Partikelfilter an
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- Innovative Abgasnachbehandlung
kommt ohne zusätzliche Additive aus
- Nahezu keine Nachteile
bei Leistung, Kraftstoffverbrauch und CO2-Emissionen
- Neben Mercedes und
Opel werden weitere Hersteller folgen
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Gute Alltagstauglichkeit
und lange Lebensdauer bei hohem Wirkungsgrad
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Als
erste Automobilmarken der Welt bieten Opel und Mercedes
demnächst wartungsfreie Diesel-Partikelfilter an. Mercedes-Benz
ab Oktober 2003 für seine absatzstarken Diesel-Personenwagen.
Opel erst im ersten Quartal
2004. Die Kombination aus EU-4 und Diesel-Partikelfilter
ist zunächst für die C- und E-Klasse mit Vierzylinder-CDI-Motoren
lieferbar. Bisher entschieden sich in der C-Klasse 85
Prozent und in der E-Klasse rund die Hälfte aller Diesel-Kunden
für die 200 und 220 CDI-Aggregate. |
Partikelfilter für Mercedes-Dieselmodelle
verschiedener Leistungsklassen
Anfang kommenden Jahres folgen die CDI-Sechszylinder
der E- und S-Klasse mit EU-4 und Diesel-Partikelfilter.
Das von Mercedes-Benz entwickelte Partikelfiltersystem kommt
ohne Zusatzstoffe (Additive) aus und bleibt über eine sehr
hohe Laufleistung - je nach individuellem Einsatzprofil
und damit ohne festem Wechselintervall - wirksam.
Innovatives Filtersystem
arbeitet ohne Additive
"Damit bieten wir als erster
Hersteller die Technik an, die sowohl die EU-4-Grenzwerte
erfüllt als auch die Partikel-Emissionen fast vollständig
eliminiert - und dies bei unseren wichtigsten Dieselmotoren,
die auch das Flottengeschäft dominieren", sagt Professor
Jürgen Hubbert, Vorstandsmitglied der DaimlerChrysler AG
und Chef der Mercedes Car Group.
In Deutschland bietet Mercedes-Benz
die Kombination aus EU-4 und Diesel-Partikelfilter für die
Vierzylinder-CDI-Modelle zum Preis von 580 Euro (inkl. MwSt.)
an. Bei Neuzulassung eines solchen Fahrzeugs erhalten Mercedes-Kunden
in Deutschland, Großbritannien, Belgien, Schweden und den
Niederlanden Steuervorteile, die den Mehrpreis erheblich
reduzieren oder sogar ausgleichen können.
Zuverlässige Filterwirkung
durch Verzicht auf Kraftstoff-Additive
Bei der Entwicklung des Partikelfiltersystems
waren für Mercedes-Benz Dauerhaltbarkeit, Alltagstauglichkeit
und Kraftstoffverbrauch maßgebend. Deshalb kam für die Stuttgarter
Ingenieure ein von Zusatzstoffen abhängiges Filtersystem
nicht in Frage. Untersuchungen zeigen, dass solche Kraftstoff-Additive
zwar das Abbrennen der im Filter angesammelten Partikel
verbessern, aber als nicht regenerierbare Asche in den Filterkanälen
zurückbleiben und sie nach längerer Laufleistung verstopfen
können. Dadurch steigt der Abgasgegendruck und infolgedessen
auch der Kraftstoffverbrauch und damit die C02-Emissionen,
während sich die Leistung des Motors kontinuierlich vermindert.
Oben: Diesel-Kat |
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Mit dem Partikelfiltersystem
von Mercedes-Benz lassen sich ohne zusätzliche Servicemaßnahmen
hohe Laufleistungen erzielen. Die Filterregeneration
erfolgt durch eine bedarfsgerechte Anpassung verschiedener
Motorsteuerungsfunktionen wie Kraftstoffeinspritzung,
Ansaugluftdrosselung, Abgasrückführung und Ladedruckregelung. |
So lässt sich die Abgastemperatur
gezielt erhöhen, und die im Filter eingelagerten Partikel
brennen ab. Testergebnisse zeigen, dass die Ascherückstände
nach hoher Fahrleistung um bis zu 75 Prozent geringer sind
als bei Filtersystemen, die auf Zusatzstoffe angewiesen
sind. Schwefelfreie Kraftstoffe und speziell entwickelte
Motoröle ermöglichen in Zukunft eine noch längere Lebensdauer
des Diesel-Partikelfilters.
Verringerung aller Emissionen
und des Kraftstoffverbrauchs im Fokus
Durch das neue Partikelfiltersystem
und mithilfe seiner modernen CDI-Motoren, die sich unter
anderem durch Common-Rail-Direkteinspritzung, Vierventiltechnik,
Abgasrückführung und Oxidations-Katalysatoren auszeichnen,
hat Mercedes-Benz die Partikel-Emissionen seit 1995 um rund
87 Prozent verringert. Die EU-4-Limits, die ab 2005 gelten,
schreiben auch für gasförmige Emissionen eine weitere Reduzierung
um bis zu 84 Prozent vor.
Professor Jürgen Hubbert:
"Die gleichzeitige Verringerung der Abgas-Emissionen und
des Kraftstoffverbrauchs ist eines unserer wichtigsten Ziele.
Allerdings brauchen wir neben modernster Motorentechnik
auch ´clean fuels´ und neuartige Kraftstoffe, wie das kürzlich
von uns vorgestellte ´Biotrol’, ein aus nachwachsenden Rohstoffen
hergestellter Kraftstoff für Diesel Fahrzeuge, der besonders
sauber verbrennt, um das große Zukunftspotenzial auszuschöpfen."
Seit 1985 Erfahrungen mit
Partikelfiltern im Praxis-Einsatz
Mercedes-Ingenieure beschäftigen
sich seit den Achtzigerjahren mit Verfahren zur Verringerung
der Partikel-Emissionen. Als weltweit erste Automobilmarke
rüstete Mercedes-Benz 1985 die für den US-Bundesstaat Kalifornien
bestimmten Diesel-Limousinen mit Partikelfiltersystemen
aus. Die Erfahrungen aus diesem Programm bildeten eine wichtige
Grundlage für die Entwicklung der neuartigen Filtertechnologie,
die ab Oktober 2003 lieferbar ist.
Wartungsfreies Partikelfilter-System
auch für Opel-Dieselmodelle
Die Adam Opel AG präsentiert auf der Internationalen Automobil-Ausstellung
in Frankfurt (13. bis 21. September 2003) ein neu entwickeltes,
wartungsfreies Diesel-Partikelfilter-System (DPF), das ebenfalls
wie das Mercedes-System ohne Additive auskommt und weitere
Nachteile bisheriger Systeme vermeidet. Dank eines neuartigen
Regenerierungsverfahrens bleiben Kraftstoffverbrauch, CO2-Ausstoß
und Leistung nahezu auf dem gleichen Niveau wie beim Betrieb
ohne Filter. Die Reinigung ist so konzipiert, dass im Zusammenspiel
mit einem motornahen Vor- und einem Unterflur-Katalysator
alle Abgas-Emissionen wirksam reduziert werden. Neben Rußpartikeln
sind dies Kohlenwasserstoffe (HC) und Kohlenmonoxid (CO).
Serienstart bei Opel zu
Anfang 2004
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Ihren Serienstart
hat die von Opel und GM Powertrain-Ingenieuren entwickelte,
innovative Diesel-Partikelfilter-Technologie von Opel
Anfang 2004 in der Vectra-Reihe und im Signum mit dem
neu entwickelten 1.9 CDTI ECOTEC-Motor, der auf der
IAA 2003 erstmals der Öffentlichkeit gezeigt wird. Der
neue Diesel-Partikelfilter besteht aus einem wabenförmigen
Keramikfestkörper aus Siliziumkarbid, der von mikroskopisch
kleinen Kanälen durchzogen ist. Der Abgasstrom passiert
die Kanalwände, an deren Oberfläche sich die Rußpartikel
sammeln. Damit der Filter nicht verstopft, müssen die
abgelagerten Partikel regelmäßig verbrannt werden. |
Oben: Offener Kat
Die Entwickler entschieden
sich dabei gegen die Beimengung eines Kraftstoffadditivs
zur Senkung der Zündtemperatur für die Einleitung des Regenerationsprozesses.
Stattdessen setzen die Ingenieure auf eine Edelmetall-Beschichtung
des Filtersubstrats und gezielte Mehrfacheinspritzungen,
um die Abgastemperatur des Dieselmotors für den Verbrennungsvorgang
im Filter auf die erforderliche Zündtemperatur von 600 Grad
Celsius anzuheben. Voraussetzung hierfür ist ein Einspritzsystem,
das in jedem Motorlastbereich die notwendige Flexibilität
zur Verfügung stellt. So soll das System nicht nur unter
Volllast, sondern auch im "kalten Zustand", beispielsweise
bei kurzen Stadtfahrten im Taxibetrieb, optimal arbeiten.
Um diese Anforderungen erfüllen
zu können, favorisiert Opel für seine Diesel-Modelle die
Direkteinspritzung mit Common-Rail-Technik der neuesten
Generation. Diese Technologie ermöglicht zu jedem Zeitpunkt
die bedarfsgerechte Steuerung von Einspritzmenge und -druck
sowie Einspritzverlauf des Kraftstoffs im Zylinder.
Ein weiterer Vorteil der intelligenten
Opel/GM-Lösung: Die Regeneration verläuft in diskontinuierlichen
Intervallen, angepasst an das jeweilige Fahrverhalten. Das
heißt, die Verbrennung der abgelagerten Rußpartikel und
damit die Kraftstoff-Nacheinspritzung findet immer nur dann
statt, wenn im Filter bedingt durch Ablagerungen Gegendruck
entsteht. Gesteuert wird dieser Prozess über Druck- und
Temperatursensoren im Umfeld der DPF-Einheit - der Fahrer
merkt von diesem Vorgang nichts.
Ein Oxidations-Katalysator
ist dem Partikelfilter vorgeschaltet
Dem Partikelfilter vorgeschaltet ist neben dem motornahen
"Start-Kat" ein Oxidations-Katalysator, der mit
Hilfe des Luftsauerstoffs im Dieselabgas die HC- und CO-Emissionen
oxidiert. Die Stickoxid-Emissionen werden durch innermotorische
Maßnahmen unter den Euro 4-Grenzwert abgesenkt. In dieser
Konfiguration ist gewährleistet, dass die Motoren den zukünftigen
Abgasvorschriften entsprechen.
Das wartungsfreie Diesel-Partikelfilter-System
wird im kommenden Jahr in neuen Opel-Dieselmodellen eingeführt
Alle Opel-Dielmodelle bei
denen es zur Erreichung der Euro 4-Abgasnorm notwendig ist
erhalten ab 2004 den Dieselpartikelfilter. Die erst ab 1.
Januar 2006 für Fahrzeug-Neuzulassungen verpflichtende Norm
verlangt eine Halbierung der aktuellen Grenzwerte für Partikel-
und Stickoxid-Emissionen von Dieselmotoren. Um Abgas-Emissionen
erst gar nicht entstehen zu lassen, setzt Opel weiterhin
auf innermotorische Maßnahmen sowie die Optimierung
der für den Kraftstoffverbrauch maßgeblichen Fahrzeugeigenschaften
wie Gewicht, Rollwiderstand und Aerodynamik.