Gesundheit: Verstopfung ist heilbar

Seit mehr als drei Jahren baut Peugeot effektive Partikelfilter in Dieselmotoren ein, die 10 000 Mal weniger lungengängige Rußpartikel ausstoßen als ein vergleichbares Fahrzeug ohne Filter. Hersteller wie Citroën, Renault, Fiat, Lancia oder Toyota sind dem Beispiel des Pioniers mittlerweile gefolgt. Doch deutsche Autobauer zögern bisher. Die Technik sei nicht ausgereift, heißt es.

Jetzt scheint es aber Bewegung zu geben. Die Firma HJS-Fahrzeugtechnik im sauerländischen Menden hat ein neues Filtersystem ausgetüftelt, an dem auch die Robert Bosch GmbH interessiert ist. Der Stuttgarter Marktführer für Dieseleinspritzpumpen und Dieseldüsen hat eine Lizenz an der neuen Technik für den Einsatz im Auto erworben.

Ist damit das Ende des filterlosen Diesels auch in Deutschland gekommen? „Das größte Problem beim herkömmlichen System ist die Asche“, sagt HJS-Ingenieur Klaus Schrewe. Denn die festen Verbrennungsreste verstopfen mit der Zeit den Filter. Damit wird es schwieriger, die zu reinigenden Abgase hindurch zu blasen. Das kostet Leistung, erhöht den Verbrauch und den Ausstoß von Stickoxiden und klimaschädlichem Kohlendioxid. Hauptsächlich aus diesen Gründen haben sich Hersteller wie Mercedes oder VW immer wieder gegen das Partikelfiltersystem ausgesprochen, das Peugeot verwendet. Innermotorische Verbesserungen zur Partikelverminderung seien vorzuziehen, sagen sie.

Doch das Argument dürfte bald nicht mehr ziehen, denn „unser Filter ist aschetoleranter als herkömmliche Systeme", sagt Projektleiter Schrewe bei der Firma HJS. Es passt ziemlich viel Asche hinein, bevor es eng wird. Das liegt an der Geometrie des Filters, der dem Abgas viel offene Fläche anbietet.

In den Poren, deren mittlerer Durchmesser etwa zehn Mikrometer (tausendstel Millimeter) beträgt, verfangen sich die feinen Dieselrußpartikel. Sie sind mit durchschnittlich 100 Nanometern (millionstel Millimeter) zwar etwa 100 Mal kleiner als die Filterporen.

Verhakeln wie Äste im Fluss

Doch sie verhaken sich ineinander und bilden große Klumpen, die in den Poren stecken bleiben. Man müsse sich das vorstellen wie bei Treibholz im Fluss, sagt HJS-Sprecher Christian Renfordt: „Wenn sich ein Ast quer legt, bleiben die andern daran hängen.“ In den etwa 60 Filtertaschen, aus denen das Modul für den Dieselmotor eines Pkw zusammengeschweißt ist, können sich große Mengen an Dieselruß ablagern. „Im Vergleich zum FAP-System von Peugeot kann unser Filter mehr als die doppelte Menge an Rußpartikeln aufnehmen“, berichtet Schrewe.

Doch wo kommt die Asche her, die den Filterbauern so viel Kopfzerbrechen macht? Aus zwei Quellen, erklärt der Ingenieur aus Menden. Einmal vom Motoröl, dem Schmierstoff, von dem beim Fahren immer ein gewisser Anteil verbrennt. Ein weiterer Lieferant ist das so genannte Additiv, das dem Kraftstoff beigefügt wird, um die Verbrennungstemperatur der Rußpartikel zu senken. Denn die Rußpartikel, die sich im Filter sammeln, müssen von Zeit zu Zeit abgebrannt werden. Sonst wäre der Filter zu schnell verstopft.

Etwa nach 700 Kilometern Fahrt ist es so weit. Allerdings sind zum Verbrennen des Rußes normalerweise mehr als 600 Grad Celsius notwendig, die beim normalen Dieselbetrieb nicht erreicht werden. Mit flüssigen Zusatzstoffen, die meist die Elemente Cer oder Eisen enthalten, lassen sich die Kohlenstoffpartikel bereits bei knapp über 450 Grad Celsius verbrennen. Die dabei entstehenden gasförmigen Kohlenstoffoxide entweichen, ohne Rückstände im Filter zu hinterlassen.

Übrig bleibt nach einer solchen Regeneration die ungeliebte Asche, die den Filter nach und nach zusetzt. Dann hilft nur noch die Fahrt zur Werkstatt, wo der nicht mehr funktionsfähige Filter getauscht wird. Bei den feinen Kanälen des porösen, zylindrischen Peugeot-Filters aus Siliziumcarbid war es anfangs nach 80 000 Kilometern so weit. Nun beträgt die Reichweite bei den französischen Fahrzeugen dank eines verbesserten Additivs etwa 120 000 Kilometer.

Das HJS-System kommt dagegen 250 000 Kilometer weit. Und das entspricht der durchschnittlichen Lebensdauer eines Diesel-Pkw. Versuche auf dem Motorprüfstand hätten gezeigt, dass bis dahin der Gegendruck nur moderat ansteige – viel weniger jedenfalls als bei den konventionellen Filtersystemen.

Bei der Entwicklung des neuen Filters kamen dem 1976 gegründeten Unternehmen die Erfahrungen in der Katalysatortechnik zugute. Seit Anfang der 90er Jahre konzentrierte man sich auf die Abgasreinigung für Dieselmotoren. Die HJS-Ingenieure entwickelten einen Filter, der vollkommen aus Stahl besteht. Am Anfang der Herstellung steht ein Metallgewebe, das mit Metallpulver beschichtet wird. Durch Erhitzen verschmelzen die Pulverkügelchen mit dem Trägerstoff. Es entsteht poröses Material, bestens dazu geeignet, Rußpartikel vom Abgasstrom zu trennen und im Filter zu sammeln.

Weiteres im Internet unter:

www.vistaverde.de/news/Wirtschaft/0211/25_dieselfilter.htm ;

www.dieselnet.com .

Paul Janositz