Die neue Generation sauberer Dieselmotoren – vollumfängliche Erfüllung der weltweit strengsten Emissionsnormen

Autoren

Dipl.-Ing. T. Körfer, FEV Group GmbH, Aachen; Dr.-Ing. C. Menne, Dipl.-Ing. B. Lindemann, FEV Europe GmbH, Aachen; Dr.-Ing. T. Szailer, FEV NA Inc., Auburn Hills, USA

Jahr

2017

Druckinfo

Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 12, Nr. 802

Zusammenfassung

Durch in naher Zukunft fortlaufend verschärfte gesetzliche Anforderungen bezüglich flottenbezogenen CO₂-Emissionen und neu formulierte, anspruchsvollere Testzyklen und Prüfkriterien einschließlich realem Fahrbetrieb erlebt die automobile Industrie einen deutlichen Paradigmenwechsel. Die ganzheitliche Systemoptimierung schreitet weiter voran. Zukünftige Antriebsstränge müssen verstärkt im ganzheitlichen Systemverbund Verbrennungsmotor, Getriebe und unterstützender Elektrifizierung ausgelegt werden. Der moderne Dieselmotor stellt trotz aller öffentlich geführten Diskussionen nach wie vor das Antriebsaggregat mit dem höchsten thermodynamischen Wirkungsgrad dar und weist in vergleichbaren Anwendungen immer noch gesamtheitlich CO₂ Vorteile gegenüber dem Elektroantrieb auf, wenn bei der entsprechenden Betrachtung die Art der Stromerzeugung, bspw. in Deutschland, mit einbezogen wird. Der Dieselmotor ist öffentlich auf Grund der lokalen Luftqualität, insbesondere in städtischen Ballungsgebieten, in die Diskussion geraten, wobei insbesondere die sensible Thematik „Feinstaub“ nachgewiesenermaßen seit der Serieneinführung des Partikelfilters mehrheitlich anderen Quellen zugeordnet wird und für den dieselmotorischen Antrieb nicht mehr relevant ist. Die Wirksamkeit des Partikelfilters ist darüber hinaus unabhängig von Betriebsbedingungen, wie Fahrerverhalten und Verkehrslage als auch von Umwelteinflüssen wie Temperatur und geodätischer Höhe. Es verbleiben daher noch die Stickoxide (NO_x) als zentrales Thema der Abgasentgiftung. Auf Grund eines zwar standardisierten, aber letztendlich doch nur bedingt realitätsnahen Zertifizierungszyklus ergaben sich im Zuge kontinuierlich verschärfter Zulassungsgrenzwerte steigende prozentuale Differenzen zum realen Abgasverhalten im Alltagsbetrieb. Diesbezüglich hat der Dieselmotor einen gewissen, allerdings nicht alleinigen, Anteil an der heutigen Situation in vielen Innenstädten Europas. Die ganzheitliche Antwort hierauf stellt unter Beibehaltung einer überzeugenden Kraftstoffeffizienz ein kombiniertes Maßnahmenpaket aus zielgerichteten innermotorischen Technologien, optimierten Abgasnachbehandlungssystemen und leistungsgesteigerten, adaptiven Steuerungsalgorithmen dar. Die neueste Generation moderner Dieselmotoren mit leistungsfähigem Abgasminderungskonzept hat das Potenzial eine individuelle Mobilität mit vernachlässigbaren Schadstoffemissionen zu ermöglichen. Unter Berücksichtigung von Kraftstoffen aus erneuerbaren Ressourcen kann dies auch quasi CO₂-neutral realisiert werden.