DPF...Verständnisproblem...! Ungeeignete Krücke? (viel Text)

Hallo Schraubergemeinde,

seit einiger Zeit mache ich mir Gedanken warum in D die DPF (Dieselpartikelfilter) nicht gefördert werden. Ja sogar die Autohersteller sind immer weniger gewillt, trotz gegenteiliger Ankündigungen zu IAA 2003, den DPF freiwillig einzubauen. Statt dessen versuchen immer mehr Fahrzeughersteller die EU4 Abgasnorm mit herkömmlichen Mitteln zu erreichen (jüngstes Mitglied ist jetzt Toyota).

Warum das Ganze?

Also habe ich mir meine Gedanken darüber gemacht.
Ein Filter ist (so habe ich es in der Schule gelernt) ein Gebilde mit einer gewissen Maschenweite, welches Stoffe die größer wie diese Maschenweite sind zurückhält. Die Maschenweite kann nicht unendlich klein gewählt werden, da sonst kein Durchsatz mehr vorhanden ist.
Derzeitige DPF haben eine "Maschenweite" von 5-3µm. Also alles was kleiner 3µm ist passiert das Filter ungehindert. Systembedingt sind die Partikelgrößen beim Diesel 0,09µm (unabhängig vom Motortyp und Einsatzart)! Also schon zu klein um mit dem DPF ausgefiltert zu werden. Damit kann der DPF also nur Clusterpartikel (mehrer zusammen gebackene Partikel) ausfiltern. Dieses zusammen backen ist aber ein Produkt schlechter Verbrennungsvorgänge. Hier wird also nur das Produkt schlechter Verbrennungsvorgänge im DPF beseitigt. Daher macht sich wohl VW auch für eine Abgasreinigung im Brennraum stark.

Was passiert mit dem Filtrat?
Um den DPF auf Dauer nicht zu Verstopfen, wird es in einem so genannten Regenerationsprozess in kleinere Partikel verbrannt. Dies geschieht bei ca. 500-600°C. Das ist recht exakt die Bruttemperatur wo Furane und Dioxine entstehen (soweit ich informiert bin sind die auch nicht ungefährlich).

Diese kleineren Partikel stehen im Verdacht Schaden an der Lunge zu anzurichten.
Der menschliche Körper ist in der Lage Partikel mit einer Größe von >150nm (0,15µm) über die Schleimhäute auszufiltern. Kleinere Partikel können den Weg in die Lunge finden und werden dort von den Körpereigenen "Fresszellen" beseitigt (sofern der Körper gesund ist). Wie zu erkennen ist liegt die Schädliche Partikelgröße aber weit unter der DPF Filtergrenze. Der DPF erzeugt also geradezu kleine Lungengängige Partikel! Zumindest ist er sicher nicht in der Lage die Lungengängigen Partikel auszufiltern.

Der EU4 Zyklus verlangt eine maximale Partikelmasse von 0,025g/km. Fahrzeuge mit DPF erreichen (laut KBA Homologation) 0,004g/km. Das bedeutet ein Ausfiltern von 0,021kg/km. Bei 100Tkm wären das 2,1kg. Um diesen Faktor müsste der DPF schwerer werden. Doch Aufgrund des Regenerationsprozesses werden diese 2,1kg nahezu vollständig wieder verbrannt und abgeschieden. Da aber die Masse der Partikel nicht vernichtet werden kann, so muss sie erhalten bleiben. Auf die Gesamte Laufzeit gesehen bringt der DPF also nur für den Messzyklus eine Verbesserung.
Eine Messung während des Regenerationsprozesses (alle 500-1000km) habe ich nicht finden können.
Zusätzlich benötigt der Regenerationsprozess Energie, die in einem Mehrverbrauch mündet.

Wozu soll der DPF dann dienen?
Nur zur Beruhigung der Umweltschützer?
Hat sich Greenpeace eigentlich mal überlegt was sie da fordern?
Warum werden die Autohersteller die versuchen das Entstehen von Partikeln im Motor zu verhindern immer noch ausgebremst? Der PDF ist auch nicht besser!


Ich hoffe da sind keine größeren Gedankenfeher drin, dann bitte Berichtigen.


Noch ein kleines Gedankenspiel:
Ein EU4 Diesel darf maximal 0,025g/km Partikel ausstoßen. Somit als 2,5kg/100Tkm. In dieser Zeit benötigt das Fahrzeug etwa 2-3 Sätze Reifen und mindestens einen Satz Bremsbeläge. Allein die Partikelbelastung durch die Brems- und Abriebstäube ist mit Sicherheit größer wie die durch die Motoremissionen.


Hier noch einige weitere Quellen:
http://www.kfztech.de/kfztechnik/motor/abgas/partikel.htm
http://members.aon.at/cef/techart/ams-20040316.html
http://members.aon.at/cef/innovations/smr/artikel-2003-6-31.html
http://members.aon.at/cef/techart/1-20040318.html

Hm, werden die kleinen Partikel im Regenerationsprozess nicht eingeäschert? Habe da mal was gelesen.

Gruß WarLord

WarLord hat folgendes geschrieben:

Hm, werden die kleinen Partikel im Regenerationsprozess nicht eingeäschert? Habe da mal was gelesen. Gruß WarLord

Genau darum geht es doch.
Es passiert nicht weiter als das die Partikel bei Regenerationsprozess auf kleinere und Lungengängigere Größen verdampft werden.

Übrigens: Partikel/Ruß ist Asche

Hallo Bertil

Stimmt schon was du schreibst aber es hat noch einen anderen Grund warum die Automobilindustrie an die Sache nicht ran geht.
Ist dir mal aufgefallen das z.B.Peugeot für ihre so sauberen Diesel HDI mit Patikelfilter keine Steuerbefreiung bekommen.Das liegt daran das sie zwar die Rußpatikel zurückhalten aber dafür andere Schadstoffe in zu großen Mengen produzieren und da sagen sich die Herrn von MB u.VW ..... das sich der ganze Aufwand nicht rechnet so setzt VW lieber auf eine saubere Verbrennung wo die Schadstoffe auf einem minimum gehalten werden und der Rußausstoß durch eine optimierte Verbrennung
auf ein minimum gehalten wird und wie du schon oben erwähnst wird der Ruß aus dem Filter irgendwann verbrand und der Ruß landet somit wieder auf der Straße und in den Lungen.

Wenn ich damit falsch liege bitte korregieren.

An dieser Stelle muß man auch dem ADAC mal eine Watschn austeilen.

Die können auch nur populistisch nach Partikelfilter schreien, anstatt sich mal mit den Hintergründen auseinanderzusetzen.

Ich bezweifle stark, daß hier (ADAC) im Sinne der Autofahrer im Hinblick auf Umweltschutz und geringe Betriebskosten (Kraftstoffverbrauch, Additive) gehandelt wird.

wenn man 'partikel' mal als 'sichtbare abgastrübung' definiert relativiert sich das getue der umweltfanatiker...um mehr gehts den meisten gar nicht. dafür setzen die sich dann in ihre ente und belabern einen mit umweltfreundlich weil langlebig und keine resourcenverschwendung beim (neu)autobau .... herr hilf...

ich bin kürzlich hinter einem HDI ohne filter hergefahren. da wunderts einen nicht, warum man dem einen filter verpasst hat....

die sache mit dem partikelausstoss ist IMHO sowieso totaler blödfug.
schon jetzt stossen fahrzeuge weniger partikel aus, als sie vorne zum lufi reingesaugt haben.

fragt mal einen kat-verfechter womit er rasen mäht und wenns ein benzinmäher ist fragt mal ob er weiss wie weit er für 30min rasenmähen fahren müsste um den gleichen schadstoffausstoss zu erhalten....


CU Gremlin

Servus,



fragt mal einen kat-verfechter womit er rasen mäht und wenns ein benzinmäher ist fragt mal ob er weiss wie weit er für 30min rasenmähen fahren müsste um den gleichen schadstoffausstoss zu erhalten....


gibts die Teile nicht mittlerweile auch mit Kat

Vielleicht wäre es mal Sinnvoll erst die großen Stinker und Rußer zu säubern --> Nutzfahrzeuge !!!

Hi,

Zitat:

Vielleicht wäre es mal Sinnvoll erst die großen Stinker und Rußer zu säubern --> Nutzfahrzeuge !!!

Yep, das denke ich auch. Ich bin in Berlin schon oft hinter Bussen des oeffentlichen Nahverkehrs hergefahren, die bei jedem Beschleunigen eine gewaltige Russwolke rausgedrueckt haben, und oft schaut man an Kreuzungen in ein 10 cm-Rohr eines LKW, aus dem eine fette Wolke genau in die Lueftung der danebenstehenden Autos geblasen wird.

Aber ich denke nicht, dass dieses Thema in einem Land Chancen hat, das allen Gueterverkehr auf die Strasse bekommen will...

Irgendwo war mal eine Prozentangabe, wieviel Prozent der Dieselabgase von Diesel-PKW erzeugt werden - IMO war das in DE unter 10%, aber gerade die werden politisiert.

Viele Gruesse,

Jan

Hallo Leute!

Das Thema Partikelfilter ist mir auch schon lange ein Dorn im Auge. Welcher vernünftige Mensch kommt denn bitte auf die Idee, den Motorwirkungsgrad durch erhöhten Abgasgegendruck, Nacheinspritzung zwecks Regeneration und Erhöhung der Wärmekapazität der Abgasanlage vor dem Kat zu verringern?
Da gibt es doch gleich zwei Schattenseiten an der Sache:
1. Man erzeugt durch den Mehrverbrauch auch mehr CO2, NOx und CO
2. Die Zuverlässigkeit der Fahrzeuge leidet, weil die Steuergerätefunktionen und die Sensorik des Motormanagements immer komplexer werden und weil zudem noch die Ausfallmöglichkeit durch Versagen des DPFs (Verstopfung, Monolithbruch, ...) selbst hinzukommen.

Und wofür das Ganze? Um letztlich die Partikel über einen längeren Zeitraum zu sammeln und dann in hochkonzentrierter Form abzugeben. Toll, super Ansatz!

Das Dilemma kommt nur von dem Zielkonflikt, dass man nicht gleichzeitig Ruß und NOx reduzieren kann. Wollte man nur den Partikelausstoß reduzieren, dann könnte man den Motor einfach mit einem größeren Luftüberschuss betreiben, was ein leichtes für jeden Softwareentwickler sein dürfte. Man verschiebt das Kennfeld für die Rußbegrenzung einfach ein wenig in Richtung niedrigere Einspritzmenge oder man hebt alternativ das Ladedruckkennfeld insgesamt ein wenig an (oder eine Kombination aus beidem).
Nur leider führt das wiederum zu einem größeren Sauerstoffüberschuss im Brennraum, zu höheren Verbrennungstemperaturen und damit zu mehr NOx.

Vielleicht wäre es ja besser ein vernünftiges NOx-Speicherkat-Konzept für Dieselmotoren zu entwickeln und die Motoren völlig ohne AGR zu betreiben
Damit wäre schon wieder die Zuverlässigkeit gesteigert und das "Dynamikrusswölkchen" beim plötzlichen Gasgeben würde auch der Vergangenheit angehören, weil nicht erst die AGR-Klappe schließen muss, um den Frischluftanteil zu erhöhen.

Um den NOx-Speicherkat zu regenerieren müsste man in best. Zeitintervallen dafür sorgen, dass das Abgas keinen Sauerstoff mehr enthält. Dieser Zustand tritt beim Diesel nicht einmal bei Vollast auf
Trotzdem sollte es kein großes technisches Problem darstellen. Man könnte ja eine Art Nachbrenner (z.B. Flammkerze) im Abgastrakt installieren, die den Restsauerstoff für die Verbrennung benutzt. Sinnvollerweise sollte dieser Nachbrenner noch im Sammelrohr vor dem Turbo sitzen, damit zumindest ein Teil der Energie genutzt werden kann
Damit der Nachbrenner keinen Ruß produziert müsste die Kraftstoffmenge genau geregelt werden (z.B. über eine Lambdasonde im Abgastrakt).
Jetzt werden mich vielleicht einige angreifen und sagen: Vorher hat er gegen die Wirkungsgradverschlechterung durch DPFs argumentiert und will jetzt selbst eine energetisch verwerfliche Nacheinspritzung realisieren und den Regelungsaufwand durch die Lambdaregelung erhöhen.
Völlig richtig, kann ich da nur sagen, aber ich glaube, dass die Energiebilanz immer noch besser aussieht als bei DPF-Systemen, vor allem wenn der Nachbrenner vor dem Turbo sitzt
Ein anderer Lösungsansatz wäre auch mit einem anderen Medium als Diesel zu arbeiten, einem Medium, das ohne Partikel verbrennt. Man könnte z.B. eine kleine Gasflasche einsetzen, aus der für den Regenerationsprozess eine bestimmte Menge Gas in den Abgastrakt abgegeben wird, um den Restsauerstoff zu verbrennen. Bei einer zu hohen Dosierung würden dann die aus dem Gas stammenden unverbrannten Kohlenwasserstoffe (CO) durch den nachgeschalteten Oxikat zu CO2 und H2O oxidiert. Für eine solche Lösung bräuchte man also keine so exakte Dosiereinrichtung.

Mal sehen, was Ihr zu meinem technischen Erguss so zum besten gebt

Gruß
Alex

Hi zusammen,

das mit dem Partikelfilter hat ja leider inzwischen völlig den Bezug verloren. Am Anfang stand die Idee, die Partikel loszuwerden, sie es mit Hilfe des Filters oder halt mit Hilfe der innermotorischen Verbesserung. Die Diskussion wurde immer hitziger und auf einmal war jeder Diesel ( solange es ein PKW!!! war ein potenzieller Lungenkrebs erreger) Gerade im Höhepunkt dieser Diskussion kamen den französischen Marketingmenschen die Idee ( und das muss man denen lassen, einen besseren Zeitpunkt hätte es niemals gegeben ) Spitzenreiter mit sauberen Dieseln zu werden und schnell mal unter die ollen Euro 3 HDI Motoren so einen Filter zu hängen, der mehr oder minder in den Kinderschuhen steckt, nur um Käufer abzuschöpfen. Leider, wie Bertil schreibt bringt das wohl wirklich nur was im normalbetrtieb, blos niemals nachmessen wenn da der Kat ausgebrannt wird. Auch sehr erstaunlich das die Autos doch obgleich so sauber euro 3 nur so eben schafften......war halt ein Marketingfilter und als solcher hat er ganz sicher gezündet, denn die Zuwachsraten bezogen auf jeden Hersteller und dessen DIeselanteil ist bei den Franzosen in genau diesem Zeitraum am stärksten gewachsen.
Ich finde da die Leistung von VW, BMW, Toyota, Mercedes..... mehr als achtbar dem ach so schmutzigen DIesel Euro 4 beizubringen.
Gut sie müssen den FIlter anbieten da sonst Absatzrückläufe gefürchtet werden, aber mal ehrlich, solange es dafür keine Vergünstigung gibt, wer bitte ist bereit 800€ oder mehr auszugeben für eine Technik, die sicher nicht das nonplusultra ist wie Bertil weiter oben recht deutlich gemacht hat.

Obendrein wird es noch alles viel schlimmer wenn 2010 Euro 5 eintritt, das dürfte dann vorerst das Aus für klein und mittel Klasse DIesel werden, denn wie will man bitte den Stickoxid Ausstoß eines 2,0 Liter TDI genauso gering bekommen wie eines vergleichbaren Benzin Motors.
Ob da einer in Brüssel mal nachgedacht hat......????
die letzte Frage ist rethorisch!

Das hab ich doch noch eine recht interessante Frage, wie ich finde: Mir hat man in Chemie beigebracht, dass kein Kohlenstoff ohne Ruß verbrennt und dass langkettige Kohlenstoffe mehr Energie enthalten, jedoch auch eher zum Rußen neigen. Warum soll deshalb der Benziner nicht auch rußen? Meiner Theorie nach müsste der Benziner dann sogar noch schlimmer sein, wenn man sich auf das Argument mit der Partikelgröße beschränkt, da die Partikel ja dann viel kleiner sind.

Bitte antworten, ob in meiner Überlegung irgendwo ein Fehler ist.

Gruß WarLord

Ob da einer in Brüssel mal nachgedacht hat......????
die letzte Frage ist rethorisch!


ich beantworte sie trotzdem mit einem klaren NEIN....

@FBonNet

klar gibt rasenmäher mit KAT... ungeregelt und mit vergaser. was glaubst was so ein teil rausballert ?

motorräder hätten auch schon seit JAHREN geregelte kats, wenn denn die gesetzgeber sich mal auf grenzwerte geeinigt hätte. ohne entwicklungsziel wird halt nicht entwickelt, sonst gehts am ende nach hinten los....


CU Gremlin

Hallo Bertil und den anderen,

zu Deinen Ausführung muss ich sagen: sie sind leider falsch. Anders als das Wort Filter vermuten lässt, geschieht die Ablagerung der Rußpartikel nach anderen Gesetzmäßigkeiten. Ich zitiere mich hier mal selber aus einer ehem. Studienarbeit (Bilderklärung siehe Word Dokument):

3.3 Wirkprinzip von Partikelfiltern

Die Abscheidung von Partikeln, Feststoffen oder Tröpfchen kann bei der charakteristischen Größe von Dieselpartikeln (10-1000 nm) nicht mehr durch Sperr- bzw. Siebeffekte erfolgen. Die Porengröße bei technischen Filtermedien liegt im Bereich von 10-30 müm, ist also mindestens 100 mal größer als typische Dieselpartikel. Das gesamte Porenvolumen bzw. der Leerraum des Filters kann bis zu 90 % betragen. Die Abscheidung der Partikel geschieht durch folgende Mechanismen: entweder durch Trägheitsabscheidung (Impaktion) bei großen Partikeln, durch Abfangen aus einer Grenzpartikelbahn bei mittleren bis großen Partikeln oder durch Diffusion bei kleinen Partikeln, jeweils bezogen auf den charakteristischen Größenbereich von Dieselpartikeln. Der Abscheidegrad nach Partikelanzahl oder auch Masse betägt bei einem üblichen Filtermedium wie Siliciumcarbid an die 100 %.
Bei der Regeneration erfolgt eine einfache Verbrennung der angesammelten Partikel nach der Formel

C + O2 = CO2

Giftige Stoffe oder kleine unsichtbare Partikel entstehen also nicht!
Nachteile des DPF sind sein Preis, Verbrauchsnachteil sowie Unsicherheiten bei Lebendauerlangem Betrieb (Veraschung usw.) und eine Reduktion von Partikeln bei der Verbrennung ist natürlich immer besser (Prinzip: Abfall vermeiden)

mfG
Albrecht

hmmmmmmm.....

interessante diskussion.

ich gebe mal noch zu bedenken, daß diese partikelfilter leider auch keine ewige lebensdauer haben. haben sie ihr leben gelebt, dann entsorgt man sie als sondermüll. ob das dann so toll ist, möchte ich bezweifeln.

auch ich möchte dem adac eine ohrfeige erteilen, da er wohl einiges übersehen hat oder übersehen wollte/mußte.

wirklich eine interessante Diskussion. Und danke Albrecht für den Einwurf, dann erspare ich hier mir meinen Einwurf. Nach meiner Information verbrennt der DPF Kohlenstoffpartikel nämlich zu reinem CO2.

Trotzdem stehe ich dem DPF sehr skeptisch gegebnüber:

-der Mehrverbrauch macht technische Fortschritte der letzten Jahre bzgl. Verbrauch wieder zunichte

-Das Abgas enthält zwangsläufig auch einen Ascheanteil. Dieser kann bedingt durch den Kraftstoff, durch Motorölverbrennung und durch Feinststäube auftreten. Daher stehe ich der Lebensdauer des Filters eher skeptisch gegenüber.

Wenn man alle 2 Jahre einen neuen DPF braucht, ist die ökologische Gesamtbilanz mehr als fragwürdig.

SeatArosa1.7SDI hat folgendes geschrieben:

-der Mehrverbrauch macht technische Fortschritte der letzten Jahre bzgl. Verbrauch wieder zunichte

*klingeling* (macht es gerade bei mir)
Der Polo mit 130 PS hat ab sofort einen EU4-1,9er (MKB = ??), der bei Stadt, Land und gesamt jeweils 0,2 l/100 km mehr säuft als der ASZ.

Dagegegen besteht in der 1,9er 100PS-Klasse Nullkommanull Verbrauchsunterschied zwischen EU3-ATD im Ibiza und AXR im Polo.

-> Sollte der 1,9er 130 PS EU4-Motor auch so eine Filter-Mißgeburt sein??