Selective Catalytic Reduction mit Harnstoff – Der effektive Weg zur Stickoxidminderung am PKW-Dieselmotor

Autoren

Dipl.-Ing. C. Enderle, Dr.-Ing. H. Breitbach, Dipl.-Ing. M. Paule, Dr.-Ing. B. Keppeler, DaimlerChrysler AG, Stuttgart

Jahr

2005

Druckinfo

Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 12, Nr. 595

Zusammenfassung

Der Artikel geht kurz auf verschiedene Systeme zur Stickoxid-Abgasnachbehandlung beim Pkw-Dieselmotor ein. Er beschreibt die wichtigsten Eigenschaften, sowie die wichtigsten Anforderungen von Mercedes-Benz an eine geeignete Abgasnachbehandlung. Durch den Einsatz des Partikelfilters tritt der Zielkonflikt Partikel vs. Stickoxide zunehmend in den Hintergrund. Im Zusammenhang mit schärfer werdenden Stickoxidgrenzwerten und entsprechenden innermotorischen NOx-Minderungsmaßnahmen treten am Dieselmotor jetzt neue Zielkonflikte in den Vordergrund: Kohlenwasserstoff vs. Stickoxid sowie Verbrauch vs. Stickoxid. Neben der guten Fahrbarkeit ist aber gerade der Verbrauch des Dieselmotors ein wichtiger Grund für den Markerfolg. Daher ist es für Mercedes-Benz wichtig, eine NOx-Nachbehandlung zu wählen, die möglichst wenig Verbrauchsnachteile mit sich bringt, und die möglichst effizient ist, damit innermotorische Anpassungen zur NOx-Minderung auf verbrauchsneutrale Maßnahmen beschränkt werden können. Das System, das in Summe die gestellten Anforderungen am besten erfüllt, ist die SCR-Harnstoff-Nachbehandlung. Es basiert auf selektiver katalytischer Reduktion der Stickoxide mit Ammoniak, der aus dem Zerfall von eingespritztem Harnstoff im Abgasstrom entsteht. Das System zeichnet sich durch hohe Effizienz über ein breites Temperaturfenster, eine gute Stabilität über die Lebensdauer und relativ kompakte Bauweise aus. Zudem verschlechtert es im Gegensatz zu anderen Systemen die Kohlenwasserstoffemissionen nicht, und läßt wegen der hohen Effizienz vergleichsweise hohe Stickoxid-Rohemissionen zu, so daß es kaum Nachteile für den Kraftstoffverbrauch mit sich bringt. Der Harnstoffverbrauch kann dabei so niedrig gehalten werden, daß ausreichend Harnstoff für einen Betrieb zwischen Wartungsintervallen mitgeführt werden kann. Für den Kunden tritt das System damit nicht in Erscheinung und stellt keinen zusätzlichen Aufwand etwa beim Betanken oder für das Nachfüllen von Harnstoff dar. Schließlich wird kurz auf die weiteren Entwicklungsschritte in Richtung Serienreife des SCR-Harnstoff-Systems eingegangen.

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