von der redaktion

DOSSIERSCHADSTOFF

DOSSIER Umweltverschmutzung

Zu den Ursprüngendes PROBLEMS

Diese Broschüre soll dazu dienen, die Kenntnisse der Nutzer in Bezug auf Themen der Umweltverschmutzung durch Dieselmotoren zu erweitern. Sie wurde von den Fachzeitschriften Macchine Trattori und Macchine Motori in Zusammenarbeit mit und mit der technischen Beratung von FPT Industrial erstellt, einem Unternehmen, das auf die Entwicklung, die Herstellung und den Vertrieb von Motoren für Industrieanwendungen spezialisiert ist.

Das Dossier zielt darauf ab, die Kenntnisse von Benutzern selbst-fahrender Maschinen, die durch Dieselmotoren bewegt werden, in

Bezug auf Umweltproblematiken zu erwei-tern; ein Thema, über das oft gesprochen wird, jedoch fast immer ohne die notwendi-ge Klarheit. Aus diesem Grunde hat man sich

entschlossen, bei null zu beginnen, mit der aktuellen Beschreibung der Schadstoffe, und das Thema so wissenschaftlich wie möglich zu behandeln, d.h. ohne ideologische oder nicht konkret erwiesene Aussagen. Es wird erklärt, wie sich Schadstoffe bilden und mit welchen Mitteln ihnen entgegengewirkt wer-den kann. Anschließend folgen die früheren,

derzeit geltenden und zukünftigen gesetzli-chen Vorschriften in Europa. Jeder, der sich diese Erläuterungen durchliest, wird am Ende sicherlich über bessere Fachkenntnisse ver-fügen als aktuell und vor allem auch in der Lage sein, die Angebote der verschiede-nen Hersteller von Maschinen und Motoren selbstständig zu bewerten.

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FEINSTAUBDieser wird auch mit „PM“ für „Particulate Matter“ abgekürzt; es handelt sich dabei um die Ge-samtheit der sehr kleinen festen Partikel, die durch natürliche oder menschliche Aktivitäten in die Atmosphäre befördert wer-den. Teilweise werden die Par-tikel auch als „atmosphärischer Staub“ bezeichnet und man spricht von Feinstaub, wenn der Durchmesser der einzelnen Par-tikel weniger als zehn Mikron beträgt („PM 10“) bzw. von Ultra-feinstaub, wenn sie noch kleiner sind („PM 2,5“). Die Staubarten können je nach ihrer Entstehung sehr unterschiedlich sein und da-her eine komplexe Mischung aus organischen und anorganischen Substanzen darstellen, wie zum Beispiel Sulfaten, Nitraten, Am-moniak, organischen Kohlenstof-fen, Meersalzen, Metallen und radikalen Verbindungen.

Dieser Schadstoff ist normalerweise nicht in der Luft vorhanden. Es han-delt sich dabei um eine auf Stickstoff basierende Verbindung, die als ein stechend riechendes, farbloses Gas vorkommt. Ammoniak ist in hohen Konzentrationen giftig und verursacht Reizungen der Schleimhäute und der Atemwege, wenn es eingeatmet wird. Das Vorkommen von Ammoniak in den Abgasen entsteht durch die Hy-drolyse des fl üssigen „AdBlue“, das in SCR-Systemen für die Stickoxidre-duktion eingesetzt wird. Der Gehalt wird jedoch durch spezielle Kontroll-systeme und durch den Einsatz eines Katalysators minimiert. Ammoniak ist daher kein Schadstoff, der direkt mit den Emissionen von Dieselmotoren im Zusammenhang steht, sondern vielmehr ein indirektes Produkt der Systeme zur Reduktion von Emissio-nen, die aufgrund der aktuellen Vor-schriften notwendig sind. Dies wird weiter her näher erläutert.

Diese mit „NOx“ bezeichneten Stoffe entstehen durch Verbren-nungen bei hohen Temperaturen und werden während der Ver-brennung durch die Aufspaltung der Stickstoffmoleküle in der Luft gebildet. Nach ihrem Ausstoß in die Atmosphäre oxidieren sie durch den Sauerstoff, wodurch Stickstoffmonoxid und Stickstoff-dioxid entstehen. Stickstoffmonoxid ist nur in begrenztem Maße giftig, während Stickstoffdioxid, ein rotbraunes und stechend rie-chendes Gas, für den Menschen stark giftig ist. Diese Verbindung spielt auch bei der Entstehung des sogenannten „photochemi-schen Smogs“ (Photosmog) eine grundlegende Rolle und stellt die Zwischenstufe für die Bildung einer Reihe von sekundären Schad-stoffen wie zum Beispiel Ozon, Salpetersäure, salpetrige Säure, Salpetersäureester, Peroxyacetylnitrate und weitere dar. Darüber hinaus tragen die Stickoxide zu etwa 30 Prozent zur Entstehung von saurem Regen bei, der sich wiederum negativ auf die Vegeta-tion auswirkt. Die Reduzierung der Stickoxide ist eines der Haupt-ziele der Abgasnormen Stage 3B und Stage 4.

KOHLENOXIDEDiese Stoffe mit dem Kurzzeichen „CO“ sind farblose und ge-ruchlose Verbindungen, die während der Verbrennung gebildet werden, wenn ein Luftmangel besteht. Grundsätzlich entstehen unter diesen Umständen Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, das auch als Kohlenstoffdioxid bezeichnet wird. Ersteres, ein farb- und geruchloser Stoff, wird von Dieselmotoren nur in geringen Mengen ausgestoßen und ist für den Menschen sehr giftig, da es das Hämoglobin im Blut bindet und damit den normalen Sauer-stofftransport verhindert. Kohlendioxid dagegen ist unerlässlich für das Leben und die Photosynthese der Pfl anzen, gilt allerdings auch als eines der bedeutendsten Treibhausgase in der Erdat-mosphäre. Zusammen mit Wasserdampf und Methan absorbiert es die Infrarotstrahlen, die von der Erde in den Weltraum zu-rückgestrahlt werden und verhindern damit deren Entweichen. Einigen Theorien zufolge verursacht dies eine allmähliche Erwär-mung der Erde, die langfristig zu Klimaveränderungen führt, de-ren Konsequenzen derzeit noch nicht absehbar sind.

AMMONIAK

STICKOXIDE

UNVERBRANNTE KOHLENWASSERSTOFFEBei diesen mit dem Kürzel „HC“ bezeichne-ten Stoffen handelt es sich um chemische Verbindungen, die durch die unvollständige Verbrennung von Diesel entstehen, insbe-sondere die bei niedriger Temperatur oder in sauerstoffarmer Umgebung gebildeten. Der erste Fall tritt ein, wenn der Kraftstoff sich an den kühlen Wänden des Zylinders absetzt; der zweite, wenn der Diesel in zu hoher Mengen in die Verbrennungskammer eingespritzt wird und daher nicht vollständig und optimal ver-brennt. Die modernen Einspritzanlagen mit elektronischer Steuerung haben diese beiden Probleme praktisch beseitigt. Tatsächlich passen sie die Einspritzung in Echtzeit an die thermischen Gegebenheiten der Motoren und deren Betriebszustand an, dosieren den Die-sel sparsam und spritzen ihn mit sehr hohem Druck ein, sodass ein möglichst homogener Sprühnebel entsteht. Man kann daher be-haupten, dass diese Schadstoffe auf Ebene der Dieselmotoren keine große Bedeutung mehr haben. Da, wo sie ausgestoßen werden, sind sie jedoch schädlich, da sie giftige Stoffe mit sich bringen, die sogenannten „aromati-schen Verbindungen“, die krebserzeugende Eigenschaften haben. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass die giftigste aromatische Verbindung, die auch in mäßigen Konzentra-tionen schädigend wirkt, das Benzpyren ist, das im Zigarettenrauch enthalten ist.

DOSSIER Umweltverschmutzung

Die stickstoffhalti-gen und Feinstau-bemissionen, die von den Motoren erzeugt werden, werden durch die Anwendung der ver-schiedenen Normen drastisch reduziert werden. Der Pro-zentsatz der von den modernen Motoren ausgestoßenen Schadstoffe konnte bereits fast auf null gesenkt werden.

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Der Ausblick bis 2015Die Abgasnormen, deren Entwicklung Anfang der 90er Jahre begonnen wurde, nähern sich nun dem Ende des Verfahrens der Anwendung und Vereinheitlichung. Ab Ende 2016 werden nur noch „saubere“ Motoren verkauft.

Bis Anfang der 90er Jahre gab es in Europa keine Vorschriften zur Regulierung der Gehalte von Schadstoffemissionen in

den Abgasen von Verbrennungsmotoren. Bereits seit Mitte der 80er Jahre arbeiteten jedoch die Gesetzgeber und die Hersteller von Motoren an dem Thema, sodass die Industrie weder von der Einführung der Abgasnorm „Euro 1“ noch von den wei-teren Entwicklungen hin zur finalen Norm „Euro 6“ überrascht wurde. Dabei ist anzumerken, dass die in Europa für Kraftfahrzeuge geltenden Normen mit dem Namen „Euro“ bezeichnet und dann mit Nummern von eins bis sechs unter-schieden wurden. Auf die Norm „Euro 1“, die 1993 in Kraft trat, folgte dann 1996 die „Euro 2“, dann im Jahr 2000 die „Euro 3“, 2006 die „Euro 4“ und 2009 die „Euro 5“. Die letzteren, die derzeit gelten, wer-den dann ab dem 1. Oktober 2016 bzw. dem 1. Januar 2014 durch die finalen Vorschriften der „Euro 6“ für PKW und leichte Nutzfahrzeuge und die „Euro VI“ für schwere Nutzfahrzeuge abgelöst. Diese Daten beziehen sich auf die Anmeldungen von Neufahrzeugen. Im landwirtschaftli-chen Bereich und allgemeiner im Offroad-Bereich, der von Dieselmotoren dominiert wird, werden die europäischen Vorschriften hingegen als „Stage“, zu Deutsch „Stufe“ oder „Phase“ bezeichnet und sind in vier Schritte (Steps) unterteilt; der dritte die-

ser Schritte ist wiederum in zwei Phasen unterteilt, die mit den Buchstaben „A“ und „B“ bezeichnet werden. Im Jahr 1999 wur-den also die Normen für „Stage I“ einge-führt, während die Vorschriften für „Stage II“ schrittweise und mit unterschiedlichen Bedingungen und Fristen je nach der Leistung der einzelnen Motoren zwischen 2001 und 2004 in Kraft traten. Zwischen 2006 und 2012 traten dann allmählich die Vorschriften für „Stage III“ in Kraft, wie bereits erwähnt unterteilt in „A“ und „B“, und ab 2014 beginnt „Stage IV“, die ak-tuell die letzte Stufe für den Sektor dar-stellen sollte. Das gleiche gilt hinsicht-lich der Grenzwerte für die Mengen aller einzelnen Schadstoffemissionen für die Normen Euro 6 und Euro VI im On-road-Bereich in Europa und die amerikanischen off-road Normen „Tier4Final“. Angesichts der Tatsache, dass alle Vorschriften den

Herstellern die notwendige Zeit einräu-men, um Lagervorräte zu entsorgen, kann man davon ausgehen, dass ab 2016 nur noch an die Richtlinien angepasste Dieselfahrzeuge bzw. den Straßennormen „Euro 6“ und „Euro VI“ oder den Offroad-Normen „Stage IV“ entsprechende Fahrzeuge verkauft werden. Dabei stellen nur kleine Motoren mit einer Leistung von unter 50 PS eine Ausnahme dar, da ihre Emissionen nur den Vorschriften für „Stage III B“ entsprechen müssen. Hier ist dar-auf hinzuweisen, dass die aktuellen und zukünftigen Normen keine spezifi schen Planungsvorschriften für die Hersteller vorsehen, sondern nur die Einhaltung der Emissionsgrenzwerte. Es steht daher je-dem Hersteller frei, seine Maschinen so zu produzieren, wie er es für richtig hält und auf Grundlage der Konstruktionslösungen, die für ihn optimal sind.

Zusammenfassende Aufstellung der Grenzwerte, die von Offroad-Dieselmotoren eingehalten werden müssen. Die Wer-te sind in Gramm pro Kilowattstunde angegeben. Wie zu erkennen ist, sind die Grenzwerte nicht für alle Motoren gleich, sondern unterscheiden sich je nach der Leistung der einzelnen Maschinen. Das liegt daran, dass die Leistungen indu-strieller Dieselmotoren äußerst unterschiedlich sind, von wenigen bis hin zu Tausenden PS, was auch die Abgasmengen der einzelnen Motoren bedingt. Darauf beruht die Idee, sie in Leistungsbereiche zu unterteilen und für jeden Bereich die spezifi schen Emissionsgrenzwerte und Fristen für die Umsetzung der Vorschriften anzugeben.

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Für einigeATOME MEHR

Auf den vorstehenden Seite wurden die wichtigsten Schadstoffe erläutert, die ein Dieselmotor ausstoßen kann. Hier sollen nun die Gründe untersucht werden, die zu ihrer Entstehung führen, einschließlich erster Anmerkungen zu den Systemen, die zu ihrer Reduzierung eingesetzt werden.

Die umweltschädlichen Abgase von Motoren entstehen auf-grund der unkontrollierten che-mischen Reaktionen, die in der

Verbrennungskammer ablaufen. Dies basiert auf der Zusammensetzung des Diesels, einem „Kohlenwasserstoff“, der, wie man am Namen erkennen kann, grund-legend aus Molekülen besteht, die durch die Verbindung von Wasserstoffatomen mit dem chemischen Symbol „H“ und Kohlenstoffatomen mit dem chemischen Symbol „C“ gebildet werden. Es ist wich-tig darauf hinzuweisen, dass in der Natur sehr viele Kohlenwasserstoffe vorkommen; die Unterschiede zwischen den verschiedenen Verbindungen sind jedoch nicht auf die Grundbestandteile zurückzu-führen, bei denen es sich immer um Kohlenstoff und Wasserstoff handelt, sondern auf die Anzahl der Atome des Moleküls, das Verhältnis zwischen Kohlenstoff und Wasserstoff und auf die räumli-che „Form“, die das Molekül annimmt, wobei diese wiederum von den inter-nen Bindungen abhängt. Während die Grundbestandteile immer die gleichen sind, sind hingegen die „aktiven“ Eigenschaften der verschiedenen Verbindungen sehr un-terschiedlich. Nehmen wir nur einmal die Unterschiede zwischen Benzin und Diesel. In beiden Fällen sollten sich während der Verbrennung alle Kohlenwasserstoffe theo-retisch gleichmäßig aufspalten, sodass sich ihre Kohlenstoff- und Wasserstoffatome mit dem Sauerstoff (chemisches Symbol „O“) verbinden. Wenn der Prozess perfekt wäre, würden die Abgase eines Motors nur Wasser, H2O, zwei Wasserstoffatome ver-bunden mit einem Sauerstoffatom, und Kohlendioxid, CO2, ein Kohlenstoffatom verbunden mit zwei Sauerstoffatomen, enthalten, also zwei Verbindungen, die nicht als giftig gelten. Leider läuft die Reaktion aber nicht so ab, da ein Teil der Kohlenstoff- und Wasserstoffatome, die in den Kohlenwasserstoffen enthalten sind, miteinander verbunden bleiben. Einige

Atome von beiden Bestandteilen werden nicht in die Verbrennung einbezogen und fi nden sich dann als die sogenannten „un-verbrannten Kohlenwasserstoffe“, abge-kürzt als „HC“, im Abgas wieder. Einige Kohlestoffatome dagegen verbinden sich nicht mit dem Sauerstoff zu Kohlendioxid, so wie es sein sollte, und bilden dann

„CO“, also Kohlenmonoxid. Hinzu kommt das Problem des Stickstoffs (chemisches Symbol „N“), der ca. 78 Prozent der Luft ausmacht. Theoretisch dürfte er kei-ne Reaktionen verursachen, aber in der Praxis neigt er bei hohen Temperaturen dazu, sich mit Sauerstoff zu verbinden, was die Bildung verschiedener Oxide mit der Bezeichnung „NOx“ zur Folge hat. Daher werden mit den Abgasen tatsäch-lich Kohlendioxid, Wasser, Kohlenmonoxid, unverbrannte Kohlenwasserstoffe und Stickoxide ausgestoßen, sowie eine Reihe anderer zweitrangiger Schadstoffe, die ei-nerseits auf Verunreinigungen des Diesels zurückzuführen sind und andererseits auf die Additive, die hinzugefügt wer-den, um die chemischen Eigenschaften

zu verbessern. Leider ist es nicht ein-fach, die Hauptschadstoffe zu beseiti-gen. Ihre Bildung hängt von zahlreichen Faktoren ab, die für die charakteristische Verbrennung von Diesel typisch sind; die wichtigsten sind dabei die „Verfügbarkeit“ von Sauerstoff für den Kraftstoff und die Einspritzzeiten. Die Verfügbarkeit des Sauerstoffs wiederum, da der Kraftstoff in der Kammer zerstäubt und mit der kom-primierten Luft vermischt werden muss, ist abhängig von den Verwirbelungen in der Kammer und den Einspritzdrücken und

-zeiten, die sich auf die Zerstäubung des Kraftstoffes auswirken. Eine hohe Durchschnittstemperatur de r Ve rb rennung und e i -ne lange Verweilzeit bei die-ser Temperatur begünstigen die vollständige Verbrennung der HC und des Feinstaubs. Hohe Durchschnittstemperaturen ha-ben jedoch auch höhere loka-le Temperaturen zur Folge, die

zur Bildung sogenannter „thermi-scher“ NOx führen. Wenn der Motor

also mit starken Einspritzverstellungen arbeitet, die vorteilhaft für einen ge-

ringen Verbrauch sind, wird die Bildung von HC, CO und Feinstaub reduziert, aber die NOx-Emissionen steigen an und umgekehrt. Daher ist es notwen-dig, die Motoren mit ausgewogenen und präzisen Luft-/Dieselgemischen und Einspritzzeiten zu betreiben, wie sie in den modernen Common-Rail-Anlagen umge-setzt werden. Diese Systeme, die auch mit hohen Einspritzdrücken arbeiten, sind in der Lage, die durchschnittlichen Emissionen verschiedener Schadstoffe zu minimieren. es gibt zwei Möglichkeiten: Entweder man lässt den Motor mit ge-ringen Einspritzmengen und mit mäßigen Verbrennungstemperaturen laufen, wobei man die NOx an der Quelle reduziert und nachfolgend die PM verringert oder man arbeitet mit größeren einspritzmengen und höheren Temperaturen, wobei man die HC und PM an der Quelle reduziert und nach-folgend die NOx verringert.

legend aus Molekülen besteht, die durch die Verbindung von Wasserstoffatomen mit dem chemischen Symbol „H“ und Kohlenstoffatomen mit dem chemischen Symbol „C“ gebildet werden. Es ist wich-tig darauf hinzuweisen, dass in der Natur sehr viele Kohlenwasserstoffe vorkommen; die Unterschiede zwischen den verschiedenen

Verhältnis zwischen Kohlenstoff und Wasserstoff und auf die räumli-che „Form“, die das Molekül annimmt, wobei diese wiederum von den inter-nen Bindungen abhängt. Während die Grundbestandteile immer die gleichen sind, sind hingegen die „aktiven“ Eigenschaften der verschiedenen Verbindungen sehr un-terschiedlich. Nehmen wir nur einmal die

Sauerstoffs wiederum, da der Kraftstoff in der Kammer zerstäubt und mit der kom-primierten Luft vermischt werden muss, ist abhängig von den Verwirbelungen in der Kammer und den Einspritzdrücken und

-zeiten, die sich auf die Zerstäubung des Kraftstoffes auswirken. Eine hohe Durchschnittstemperatur de r Ve rb rennung und e i -ne lange Verweilzeit bei die-ser Temperatur begünstigen die vollständige Verbrennung der HC und des Feinstaubs. Hohe Durchschnittstemperaturen ha-ben jedoch auch höhere loka-le Temperaturen zur Folge, die

zur Bildung sogenannter „thermi-scher“ NOx führen. Wenn der Motor

also mit starken Einspritzverstellungen arbeitet, die vorteilhaft für einen ge-

ringen Verbrauch sind, wird die Bildung von HC, CO und Feinstaub reduziert, aber die NOx-Emissionen steigen an und umgekehrt. Daher ist es notwen-

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ABGASRÜCKFÜHRUNGAGR- und SCR-Systeme (SCR - selektive katalytische Reduktion) stellen derzeit die am weitesten verbreiteten Methoden zur Kontrolle der von Dieselmotoren erzeugten Emissionen dar. Dies sind die Vor- und Nachteile der beiden Methoden:

Bisher haben wir erklärt, wie die Abgasnormen für Offroad-Fahrzeuge mit den Bezeichnungen Stage 3B und Stage 4 grund-

legend darauf abzielen, die Emissionen von Stickoxiden und Feinstaub zu re-duzieren. AGR-Systeme (Abkürzung für „Abgasrückführung“) sind besonders für die Reduzierung der Stickoxide vorgese-hen. Mithilfe des Systems saugt der Motor einen Teil seiner Abgase wieder an, so-dass die Menge an „Frischluft“ im Zylinder verringert wird. Dadurch sinkt der Gehalt an Sauerstoff, der brennbar ist, gegen-über dem Anteil an inerten Gasen - vor al-lem Stickstoff und Kohlendioxid - die nicht brennen, sondern Hitze absorbieren, was zu einem Temperaturanstieg führt. Durch diese Begleitumstände werden die loka-len Höchsttemperaturen abgesenkt, wäh-rend die Durchschnittstemperaturen kaum reduziert werden. Da der Prozentsatz der Stickoxidemissionen in den Abgasen gerade von den „lokalen“ Höchsttemperaturen ab-hängt, die während der Verbrennungsphase erreicht werden, ist leicht zu verstehen, dass

durch die Minderung dieser Temperaturen auch die Emissionen gemindert werden. Das angestrebte Ziel wird also erreicht, wo-bei allerdings beim Bau von Motoren kei-ne Wunder bewirkt werden können und die Reduzierung der Stickoxidemissionen durch die AGR-Systeme einen gewissen Preis hat. Die niedrigeren Temperaturen und das erschwerte Aufeinandertreffen von Kraftstoff und Sauerstoff, die sogenannte „Verfügbarkeit“, führen automatisch zu einer Verlängerung der Verbrennung und zu einer erhöhten Produktion von Feinstaub. Da letz-terer auch Vorschriften unterliegt, ist man da-zu gezwungen, entsprechende Maßnahmen zur Minderung zu ergreifen oder zu verstär-ken. Aufgrund dessen werden verstärkt DOC- und DPF-Systeme mit der entspre-chenden Aufbereitung benötigt. Darüber hinaus ist es so, dass durch die Senkung der Verbrennungstemperaturen und die Verlängerung der Expansionsphase der Verbrennung auch der thermodynamische Wirkungsgrad des Motors verringert wird. Dieses Phänomen ist mit einem Rückgang des volumetrischen Wirkungsgrades infol-

Diagramm eines gekühlten AGR-Systems. Der Lufteinlass ist in Hellblau dargestellt, der Abgasstrom in Violett

Das Prinzip der Energieerhaltung ist klar. Es besagt, dass in der Natur nichts neu geschaffen und nichts zerstört, sondern alles nur

umgewandelt wird. Dies wurde bereits in der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts von dem französischen Chemiker Antoine-Laurent Lavoisier ausformuliert, der sich da-bei jedoch nur auf die Masse der verschie-denen Körper bezog. Diese Theorie wurde in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts von Wissenschaftlern wie James Prescott Joule, Lazare Nicolas Marguérite Carnot, Joseph John Thomson, Rudolf Clausius und Michael Faraday auf jegliche Formen von Energie erweitert und 1905 von Albert Einstein noch weiter ausgedehnt, als er die berühmte Gleichung „E=mc2“ auf-stellte, mit der die Äquivalenz von Masse und Energie defi nierte. Das heißt, alles ist Energie und nichts beweist das besser als die Verbrennungskraftmaschinen, die näm-lich die chemischen Verbindungen einer Flüssigkeit, des Kraftstoffs, zuerst in ther-mische Energie und dann in mechanische Energie umwandeln. Diese Umwandlungen spielen sich jedoch nie vollständig und per-fekt ab und sind immer durch mehr oder weniger deutliche Verluste gekennzeich-net, die auf technischer Ebene dann in der Defi nition des „Wirkungsgrads“ des Motors zusammengefasst werden, der nie gleich

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Was kostet MICH DAS?„Saubere“ Abgase entstehen nicht zufällig. Sie sind nur mit dem Einsatz spezieller Funktionsbaugruppen erreichbar, die sich ergänzen und zusammenhängend arbeiten. Jede dieser Arbeitseinheiten verbraucht jedoch naturgemäß ein Minimum an Energie.

ist und bei modernen Dieselmotoren zwi-schen 40 und 46 Prozent liegt. Im Klartext heißt das, dass die gute Hälfte von jedem Liter Diesel, der in den Zylindern verbrannt wird, nur dazu dient, Hitze zu produzie-ren, die über die Wärmetauscher abtrans-portiert wird, oder die Energie zu produ-zieren, die der Motor braucht, um seine interne Reibung und Trägheit zu überwin-den, und um die Baugruppen anzutreiben, ohne die er nicht funktionieren würde -

das Schmiersystem zum Beispiel sowie die Pumpe des Kühlsystems oder den Generator. Der Turbo zum Aufl aden des Motors selbst verbraucht auch Energie,

da er druck im Motoraufbauen muss und die Kraftstoffpumpe kann den Diesel nicht

komprimieren, wenn sie nicht die nöti-ge mechanische Energie dafür erhält. Daher verbraucht jedes Teil, mit dem

ein Motor arbeitet, Energie und das gleiche Prinzip gilt natürlich auch für die Systeme zur Reduzierung der Schadstoffemissionen. Diese Tatsache wird dadurch bestätigt, dass Leistungsabfälle oder Verbrauchsanstiege festgestellt wurden, als die ersten Systeme für die Abgasreinigung in Motoren einge-baut wurden, die dafür nicht konstru-iert waren, sodass einige Hersteller den Rauminhalt der Rohre vergrößern mus-sten, um dem ersten Effekt entgegenzu-

zieren, die der Motor braucht, um seine interne Reibung und Trägheit zu überwin-den, und um die Baugruppen anzutreiben, ohne die er nicht funktionieren würde -

das Schmiersystem zum Beispiel sowie die Pumpe des Kühlsystems oder den Generator. Der Turbo zum Aufl aden des Motors selbst verbraucht auch Energie,

da er druck im Motoraufbauen muss und die Kraftstoffpumpe kann den Diesel nicht

komprimieren, wenn sie nicht die nöti-ge mechanische Energie dafür erhält. Daher verbraucht jedes Teil, mit dem

ein Motor arbeitet, Energie und das gleiche Prinzip gilt natürlich auch für die Systeme zur Reduzierung der Schadstoffemissionen. Diese Tatsache wird dadurch bestätigt, dass Leistungsabfälle oder Verbrauchsanstiege festgestellt wurden, als die ersten Systeme für die Abgasreinigung in Motoren einge-

In den beiden Diagrammen sind die Fortschritte dargestellt, welche die Motorenindustrie auf dem Gebiet des Umweltschutzes gemacht hat. Auf der linken Seite ist die Reduzierung der Emissionen dargestellt, welche durch die Normen für den Straßenverkehr erreicht wurden und auf der rechten die für den Offroad-Betrieb.

wirken. Heute ist das natürlich nicht mehr so; zum Einen wurde mithilfe der Computer die Thermodynamik der Motoren stark ver-bessert, zum Anderen wurde das Design der Motoren angepasst, um ein vorteilhaf-teres Verhältnis zwischen Schadstoffgehalt, Verbrauch und Leistung zu erreichen. Das ändert jedoch nichts daran, dass auch heu-te noch der Betrieb jeder Baugruppe einen guten Teil an Energie verbraucht, entweder direkt, wie zum Beispiel die Auspufftöpfe mit Filter, die ein Hindernis für den Ausstoß der Abgase darstellen, oder auch indirekt, wie im Falle der AGR, die den thermischen Wirkungsgrad senkt, indem sie die vom Motor angesaugte Frischluft „kontami-niert“. Diese Verluste werden jedoch, wie bereits erwähnt, durch die Erhöhung der allgemeinen Leistung der Motoren ausge-glichen, sodass man sagen kann, dass die heutigen Motoren bei gleicher Leistung ent-weder den gleichen Verbrauch haben wie die alten Diesel, die nicht den Abgasnormen entsprechen, oder sogar weniger ver-brauchen, wenn die Abgasreinigung mit den fortschrittlichsten und modernsten Systemen erfolgt. Daher ist es notwendig, vor dem Kauf eine neuen Traktors sorgfäl-tig zu überlegen, mit welchem System der Abgasreinigung der Motor ausgestattet ist, da jede Lösung ihre Vor- und Nachteile hat.

Ein FTP-Industrial-Motor „Cursor 13 Dual Stage“ bei dem die Aufl adung über zwei in Reihe geschaltete Kompressoren mit einem gemeinsamen Ladeluftkühler erfolgt.

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Selektive KatalytischeREDUKTION

SCR-Systeme sind die letzte und modernste Entdeckung, die von den Motorkonstrukteuren eingesetzt wird, um den Anforderungen der fi nalen Phasen der Abgasvorschriften gerecht zu werden. Es ist wahrscheinlich, dass sie in der Zukunft das führende System zur Minderung der Emissionen sein werden.

Die Abkürzung „SCR“ steht für die englische Bezeichnung „Selective Catalytic Reduction“, zu Deutsch „selektive katalytische

Reduktion“; diese drei Worte erklären voll-ständig die Ziele des Systems. Die Begriffe „Reduktion“ und „selektiv“ beziehen sich auf die Tatsache, dass das System der Verminderung von Stickstoffverbindungen in den Verbrennungsmotoren dient, und zwar nur dieser und keiner ande-ren Schadstoffverbindungen. Der Begriff „katalytisch“ drückt hingegen aus, dass der Prozess durch einen Katalysator be-schleunigt wird, bei dem es sich in der Regel um Vanadiumschichten auf einer Keramikstruktur handelt, durch die die Abgase gefi ltert werden. Bevor sie zu die-

ser Gruppe gelangen, werden die Gase je-doch erst in einen Mischer geleitet, der ihre Verwirbelungen verstärkt und außer-dem eine kleine Menge „Urea“ (Harnstoff) darin zerstäubt, ein stickstoffhaltiges Salz, das normalerweise in weniger reiner Form als Düngemittel in der Landwirtschaft ver-wendet wird, in diesem speziellen Fall aber hochgradig rein ist, da es synthetisch er-zeugt und dann in einem Verhältnis von ca. 32 % mit destilliertem Wasser ver-dünnt wird, um eine einfach zu handha-bende Lösung zu erhalten. Ein im Grunde einfaches System also, da im Prinzip nur etwas mit Urea vermischtes Wasser in ein Rohr gespritzt wird, durch das die Abgase geleitet werden; die Umsetzung ist jedoch kompliziert, da das „Verspritzen“ so präzise

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OAuf der linken Seite ist ein pneumatisch betätigtes AGR-Vorsteuerventil abgebildet und auf der rechten Seite ein Beispiel für den tatsächlichen Aufbau. In dem Beispiel

auf der linken Seite arbeitet das Ventil auf Basis

eines Unterdrucks, der von einer Vakuumpumpe erzeugt wird. Der Unterdruck hebt eine elastische Membran an, die mit dem Stiel des Verschlusses verbunden ist, welcher den Durchgang für die Abgase öffnet oder verschließt. Durch die Steuerung des Unterdrucks wird folglich auch die Rückführungsrate der Gase gesteuert.

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ge der Vermischung der angesaugten Luft mit heißen Gasen, welche die Dichte der Luft verringern, verbunden. Nicht umsonst werden in den Motoren, die mit modernen AGR-Systemen ausgestattet sind, die aus den Kollektoren abgezogenen Abgase zu-erst mithilfe von speziellen Wärmetauschern gekühlt, bevor sie in die Zylinder zurück-geführt werden. Die größere Wärme, die aus dem Kühlkreis abgeführt wird, hat je-doch ihrerseits, besonders bei Fahrzeugen mit niedriger Fahrgeschwindigkeit, größere Kühler und eine höhere Leistung des Lüfters zur Folge, was sich wiederum negativ auf den Verbrauch auswirkt, zusätzlich zur Verschlechterung des thermodynamischen

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INTERN, EXTERN, GEKÜHLT ODER NICHTAus technischer Sicht kann ein AGR-System auf mindestens drei verschie-dene Arten umgesetzt werden. In seiner einfachsten Form wirkt es auf die Öffnungszeiten der Ansaugventile oder die Schließzeiten der Ablassventile. In beiden Fällen wird bewirkt, dass ein Teil der Abgase, die sich in den Zylin-dern befi nden, entweder in die Ansaugleitung zurückfl ießt oder im Zylinder selbst festgehalten wird. So konfi guriert, verursacht das System fast keine Kosten, ist jedoch sehr eingeschränkt in seiner Funktion und ermöglicht es nicht, die Temperaturen der Gase zu senken. Alternativ dazu kann man durch das Öffnen eines Ventils, das als „AGR-Ventil“ bezeichnet wird, ein Teil der Abgase abzapfen. Der Gasfl uss kann dann in den Saugkollektor zu-rückgeführt werden, bevor er schließlich gekühlt wird. In diesem Fall, wie die Abbildung auf dieser Seite zeigt, hat das System eine etwas komplexere Struktur, bleibt aber was das Konzept angeht einfach und ermöglicht bei einer elektronischen Steuerung des Ventils die Einstellung des Anteils an Gas, der in die Zylinder zurückgeleitet wird, ausgehend vom Betriebszustand des Motors. Leider macht die Tatsache, dass eine positive Druckdifferenz zwischen Ablass und Ansaugung erforderlich ist, um die Gase in die richtige Richtung zurückfl ießen zu lassen, Gegendrücke notwendig, die sich nachtei-lig auf den Verbrauch auswirken. Es ist bekannt, dass bei einem Motor ohne AGR, mit den hohen Leistungen der modernen Turbos, beim Ansteigen des Drehmoments der Druck im Saugrohr viel höher ist als im Ablassrohr, sodass am Kolben ein, wenn auch nur kleiner, Teil der mit den Abgasen verlorenen Energie zurückgewonnen wird. Das ist so bei einem Motor mit AGR bei ho-hem Druck, der typischen Konfi guration von industriellen Motoren, niemals umsetzbar

erhöhtem Verdichtungsdruck erzeugt wird; diese Kompressoren sind größer und er-höhen dadurch die Drehzahlen langsamer. Dieser Faktor, in Verbindung mit der gerin-geren Menge an Kraftstoff, die bei gleich-bleibendem Verdichtungsdruck eingespritzt werden kann, verlangsamt die Reaktion des Motors und den Aufbau des Drehmoments. Darüber hinaus wirkt sich die AGR auch auf zwei grundlegende Motor-Parameter aus: die Menge des Öls in der Wanne und den Wartungsintervall. Die Rückführung bringt Partikel mit sich, die den Motor verschmut-zen und zum Teil durch den Ölabstreifer in die Ölwanne transportiert werden. Dadurch verkürzen sich die Wartungsintervalle, was nur zum Teil durch ein Erhöhen der Ölmenge in der Wanne behoben werden kann, da mit der Zunahme der Menge auch die Zeit zu-nimmt, die der Motor braucht, um es zu er-wärmen und zu den Bedingungen des mi-nimalen Verbrauchs zu gelangen. In diesem Zusammenhang muss man auch daran den-ken, dass die verbrannten Gase, die in den Motor zurückgeführt werden, im Laufe der Zeit das AGR-Ventil verunreinigen, sodass dieses gereinigt oder ausgetauscht werden muss. Aus diesem Grund ist es nicht selten, dass die Betreiber, sobald die Garantiezeit ihrer Zugmaschinen abgelaufen ist, schließ-lich den Mechaniker ihres Vertrauens dar-um bitten, die AGR-Ventile mechanisch oder elektronisch zu blockieren. Man kann daher sagen, dass AGR eine bewährte, zuverlässi-ge und einfach zu betreibende Technologie ist, die für Motoren bis Stage 3B zu mä-ßigen Kosten verfügbar ist. Diese Vorzüge gehen jedoch zu Lasten der Leistung und Instandhaltung und das System ermöglicht allein nicht die Einhaltung der Grenzwerte für die Abgasnormen nach Stage 4. Tatsächlich hat die Erhöhung der zurück-geführten Abgasmengen einen zu hohen Verbrauch zur Folge und macht damit den Einbau eines SCR-Systems notwendig, das im nächsten Punkt erläutert wird.

Wirkungsgrades. Auch das Vorhandensein dieser Kühlgruppe verhindert jedoch nicht, dass der Motor ein etwas schlechteres Verhältnis von Leistung und Verbrauch auf-weist als es ohne die AGR möglich wäre und es ist auch nicht möglich, den kleinen Prozentsatz an Sauerstoff zurückzugewin-nen und den Ladedruck zu erhöhen, um die bearbeitete Gesamtmenge an Luft zu erhö-hen und sich an die Werte von Motoren oh-ne AGR anzunähern. Dieses Verfahren ist durch den maximalen Verbrennungsdruck begrenzt, mit dem der Motor arbeiten kann und durch die Reaktion des Motors auf die Betätigung des Gaspedals, wobei die-se Reaktion durch Turbokompressoren mit

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Nicht einfach nur ein ROHR

Das Abgassystem ist zu einer Anlage zur Behandlung der Abgase geworden, das das Ziel hat, Schadstoffe zu mindern.

Früher entsprach die Bezeichnung Auspu f f r oh r auch des sen Beschaffenheit. Es bestand tat-sächlich aus einer Reihe von

Metallzylindern, also praktisch Rohren, die so gerade wie möglich und von geringer Länge waren und durch den Schalldämpfer unter-brochen wurden. Die einzige Aufgabe die-ser Baugruppe war es, die Abgaskrümmer mit der Außenwelt zu verbinden und die Verbrennungsgase so leise wie möglich in die Atmosphäre abzuleiten, ohne dass es zu Überhitzung oder Rückfl üssen im Fahrzeug kommt. Heute ist das nicht mehr so und das Auspuffrohr ist zu einem System geworden. Natürlich ist der letzte Abschnitt noch im-mer ein einfaches Rohr, aber in dem Teil, der an die Abgaskrümmer anschließt, be-fi nden sich alle Schlüsselkomponenten des Systems der Abgasreinigung. Dazu gehören insbesondere die Filter „DOC“, „DPF“, „SCR“ und „CUC“, die jeweils dazu dienen, einen bestimmten Schadstoff „festzuhalten“. Der „DOC“-Filter („Diesel Oxydation Catalyst“, Diesel-Oxidationskatalysator) fängt die un-verbrannten Kohlenwasserstoffe auf und wandelt sie durch Oxidationsreaktionen in Kohlendioxid und Wasser um. In den Dieseln der neusten Generation kommen diese Schadstoffe nicht in größeren Mengen vor, deshalb kann es im Automobilbereich vorkommen, dass es bei Prüfungen keine

negativen Folgen hat, wenn der DOC-Filter weggelassen wird. Anders sieht es bei den DPF, also den Dieselpartikelfi ltern oder an-deren Partikelfi ltern aus. In diesen werden die Kohlenstoffpartikel physisch herausge-fi ltert und anschließend verbrannt, sobald der Filter seine Betriebstemperatur zwi-schen 350 und 500 Grad erreicht. Falls die-se Werte nicht erreicht werden, können die Kohlenstoffablagerungen den Filter jedoch verstopfen und verursachen dann einen Gegendruck im Auspuff, der die Leistung des Motors beeinträchtigt. Aus diesem Grund ist, falls erforderlich, der Einbau eines au-tomatischen Hilfssystems zur Regeneration vorgesehen, das durch genau bemessene Einspritzungen von Diesel in die Abgase ei-ne oder mehrere Nachverbrennungen verur-

sacht, welche die im Filter angesammelten Partikel verbrennen. In Anbetracht dessen, dass für die Erfüllung der Vorschriften von Stage 4 das AGR-System allein nicht aus-reicht, sondern auch der Einsatz des SCR-Systems notwendig ist, wodurch zusätzli-cher Raumbedarf entsteht, wenden sich die Hersteller immer mehr von der ersten Technologie ab. Tatsächlich erlaubt es das SCR-System, die Abmessungen der sekun-dären Filter klein zu halten, auch wenn es den Einbau eines „CUC“-Filters („Clean-Up Catalyst“) notwendig macht, der dazu dient, die Ammoniakemissionen aus dem Harnstoff, der nicht mit den Abgasen re-agiert hat, aufzufangen. Hierbei handelt es sich jedoch um einen Filter mit geringem Platzbedarf.

DOSSIER Umweltverschmutzung

1966 war die Menge der von nur einem Traktor ausgestoßenen Schadstoffe so hoch, wie heute von hundert Traktoren

derlich sein werden. Diese Werte sind so streng, dass sie quasi den Endpunkt darstel-len; das heißt, beim Übergang von Stage 3B zu Stage 4 werden die Stickoxidemissionen so weit eingeschränkt, dass der Einsatz von SCR-Systemen fast schon obligato-risch wird. Diese Lösung wurde nicht zu-fällig von ausnahmslos allen Herstellern be-fürwortet, wenn auch mit unterschiedlichen Umsetzungsstrategien.

erfolgen muss, dass es nur mit einer elek-tronisch gesteuerten Einspritzung umge-setzt werden kann. Aufgrund dessen ist es notwendig, eine sekundäre Einspritzanlage vorzusehen, deren Einbau sich zwangsläu-fi g auf die Produktionskosten des Motors auswirkt, wobei dafür auch an Bord des Fahrzeugs ein Tank für die Wasser-Urea-Mischung vorgesehen werden muss. Außerdem kommen die Kosten für diese Mischung zu den üblichen Kosten für den Dieselverbrauch hinzu, ein Nachteil, der je-doch dadurch wieder ausgeglichen wird, dass der Dieselverbrauch eben aufgrund des Vorhandenseins des SCR-Systems deutlich geringer ist, als wenn der Motor mit anderen Abgasreinigungssystemen als dem SCR ausgestattet würde. Tatsächlich erlaubt dieses es dem Motor, mit maximaler Leistung zu arbeiten, oh-ne dass der thermische oder volumetrische Wirkungsgrad durch das Vorhandensein der Systeme für die Minderung von anderen Schadstoffemissionen als den Stickoxiden beeinträchtigt wird. Wie bereits vorher erklärt wurde, ist es im Prinzip so, dass zwei der Hauptschadstoffe eines Diesels, der Feinstaub und die Kohlenoxide, sich

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in der Verbrennungskammer bei niedri-gen Betriebstemperaturen des Motors bil-den, während der dritte, also die Stickoxide („NOx“), bei hohen Temperaturen entsteht. Auf dieser Grundlage werden die sogenann-ten „AGR“-Systeme eingesetzt diese ver-unreinigen die Frischluft-Ladung und sen-ken so die Verbrennungstemperaturen, um damit die Bildung von NOx einzuschrän-ken, und überlassen dann den DOC- und DPF-Systemen die Aufgabe, den Feinstaub aufzufangen und die Kohlenoxide zu re-duzieren. Dabei werden neben den Temperaturen auch die Wirkungsgrade re-duziert und der Motor verbraucht bei glei-cher Ausgangsleistung mehr Kraftstoff. Ein anderer Weg wäre, den Motor bei maximaler Temperatur laufen zu lassen, um maximale Wirkungsgrade und mi-nimale Emissionen von Feinstaub und Kohlenoxiden zu erzielen, wobei dann das SCR-System, eventuell ergänzt durch DOC-Filter oder DPF, bei geringerer Volumetrie und vor allem geringerem Gegendruck ge-genüber dem anderen Fall, dafür verant-wortlich ist, die Stickoxidemissionen auf die Werte abzusenken, die bald laut den zu-künftigen Vorschriften von Stage 4 erfor-

DOSSIER Umweltverschmutzung

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55 Prozent alsZIEL

Derzeit arbeiten die besten Dieselmotoren mit einer Effi zienz, die bei etwa 46 Prozent liegt. FPT Industrial hat das Ziel, bis 2020 55 Prozent zu erreichen

Am 17. Februar 1894, als Rudolf Diesel im Rahmen einer öffent-lichen Vorführung seinen er-sten Prototyp eines Motors

mit Selbstzündung startete, standen die Anwesenden vor einer drei Meter hohen und mehrere Tonnen schweren Maschine, die eine Leistung von 13 PS und 88 Umdrehungen pro Minute hatte und mit pulverisiertem Treibstoff funktionierte. Der Wirkungsgrad lag bei etwa 26 Prozent und das Verhältnis von Gewicht und Leistung betrug 154 Kilo pro PS. Heutzutage arbeitet ein moderner Diesel wie zum Beispiel der „Cursor 13“ von FPT Industrial dank der Fortschritte in der Thermodynamik mit ei-nem Wirkungsgrad von 46 Prozent, der es ihm ermöglicht, 825 PS bei einer Masse von 1395 Kilogramm und somit ein Verhältnis Gewicht/Leistung von weniger als zwei Kilo pro PS zu erreichen. In ca. 120 Jahren hat

sich der Wirkungsgrad der Dieselmotoren somit um 177 Prozent verbessert, ein Fortschritt, an dem auch die italienischen Unternehmen dieses Sektors beteiligt wa-ren, allen voran die heutige Gruppe FPT Industrial, deren Anfänge auf ebendiese Jahre zurückgehen, in denen der Diesel seine Entwicklung begann. Tatsächlich entschied sich Fiat im Jahr 1903 eine ei-gene Nutzfahrzeugabteilung zu gründen, die dann 1908 den ersten Dieselmotor des Unternehmens vorstellte. Ab diesem Zeitpunkt hat sich Fiat ständig mit diesem Funktionsablauf beschäftigt, der im Jahr 1931 für den Antrieb der LKW ausgewählt wurde, ab 1950 die Traktoren antrieb und ab 1965 die Grundlage für die Aktivitäten von Iveco-Aifo im Bereich der Schifffahrt darstellte; all diese Produktionen wur-den dann ab 2011 im industriellen Sektor der Fiat-Gruppe, Fiat Industrial, heute

2013 settembre 13

CNH Industrial, zusammengefasst, der Abteilung, die sich mit der Entwicklung von Dieselmotoren befasst. Mit einer star-ken Jahresproduktion, die 2011 580.000 Motoren erreichte, ist FPT Industrial der fünftgrößte Hersteller weltweit auf dem Markt der großen Motoren von über zwei bis hin zu zwanzig Litern, und der dritt-größte in Bezug auf Motoren, die nach Euro 5 oder Stage 3 im Offroad-Bereich zugelassen sind. Das Unternehmen hat derzeit vier Tätigkeitsbereiche, On-Road, Off-Road, Marine und Energieerzeugung und eine Produktpalette, die auf sechs Produktfamilien basiert, denen ganz aktu-ell die „R 22“ hinzugefügt wurden und de-ren Spitze die „Vector“-Serie darstellt. In der Mitte liegen, nach ihrer Leistung ge-ordnet, die „F1“, die „F5“, die „NEF“ und die „Cursor“, deren Leistungen von einem Minimum von 97 PS bis zu einem Maximum von 825 PS reichen, mit Hubräumen zwi-schen 2,3 und 20 Litern. Die Produktion erfolgt in zehn Betrieben, die sich in Italien, Frankreich, Argentinien, Brasilien und China befi nden; hinzu kommen sechs Forschungs- und Entwicklungszentren, die daran arbeiten, den ständigen tech-nischen Fortschritt der Produkte und ih-rer Komponenten sicherzustellen. Die eu-ropäischen Forschungszentren befi nden sich für Italien in Turin, für die Schweiz in Arbon und für Frankreich in Fecamp, während die Zentren in Burr-Ridge in den USA, Belo Horizonte in Brasilien und Chongqing in China für den Überseemarkt zuständig sind. FPT Industrial ist also ein multinationales Unternehmen, das sich stark am Endnutzer orientiert. Tatsächlich werden alle Motoren im Hinblick auf die Optimierung des Verhältnisses von Leistung und Verbrauch entwickelt; die-ses Ziel wird nicht nur durch die Arbeit an der Thermodynamik verfolgt, sondern auch dadurch, dass jegliche Faktoren, die den Wirkungsgrad beeinträchtigen kön-nen, an der Quelle beseitigt werden. Daher hat man sich entschlossen, im Offroad-Bereich die Vorschriften für Stage 4 durch

den Einsatz von SCR-Systemen mit spezi-ellen Filtertöpfen ohne AGR zu erfüllen. Die Nutzung von SCR-Systemen ermöglicht es, die Leistung der Motoren voll auszuschöp-fen, ohne dass es durch die Vermischung der Frischluft mit Abgasen (durch die AGR) zur Beeinträchtigung des Wirkungsgrades kommt, zumal die Abgasrückführung zu einem exponentiellen Anstieg des Verbrauchs führt, wenn der Anteil über 20 % steigt. Darüber hinaus ermöglicht SCR eine Minimierung des Platzbedarfs des Motors, da es die Wärmetauscher zur K üh l u ng

der Abgase überflüssig macht; außer-dem zeichnet sich das System durch ei-ne hohe Zuverlässigkeit im Betrieb aus. Ein weiterer Vorteil des Systems sind seine Entwicklungsmöglichkeiten. FPT Industrial ist der Ansicht, dass die heu-tigen Dieselmotoren den Endpunkt ihrer Entwicklung noch nicht erreicht haben und glaubt daher, dass es möglich ist, bis 2020 Effi zienzwerte von bis zu 55 % zu errei-chen. Folglich sind kurzfristig Motoren ge-plant, die bei gleicher Leistung nur halb so viel Kraftstoff verbrauchen. Im Hinblick auf

die Zuverlässigkeit können außerdem die Wartungskosten gesenkt wer-

den, indem man die heute stan-dardisierten Prüfi ntervalle auf 600 Betriebsstunden verlän-gert. Natürlich werden die-se Ziele schrittweise und durch die Arbeit an mehreren Fronten umgesetzt, begin-nend vom eigentlichen ther-mischen Wirkungsgrad bis hin

zur Reduzierung von Verlusten durch Reibungskräfte innerhalb

des Motors. Es sind auch spezi-elle Lösungen vorgesehen, um den

Energieverbrauch der Antriebe zu senken und Energie aus den Abgasen zurückzuge-winnen sowie die Steuerung mit einer im-mer präziseren und zielgenauen Elektronik zu optimieren.

des Motors, da es die Wärmetauscher zur

viel Kraftstoff verbrauchen. Im Hinblick auf die Zuverlässigkeit können außerdem

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zur Reduzierung von Verlusten durch Reibungskräfte innerhalb

des Motors. Es sind auch spezi-elle Lösungen vorgesehen, um den

Energieverbrauch der Antriebe zu senken

IN DER SCHWEIZSCHAUT MAN IN DIE ZUKUNFTDas Forschungs- und Entwicklungszentrum in Arbon am Bodensee ist eine der Vorzeigeeinrichtungen von FPT Industrial. Es ist mit hochmodernen Geräten ausgerüstet, die auf 32 Prüfräume verteilt sind, von denen einer speziell für Tests im refl exionsarmen Raum ausgestattet ist, zwei Funktionsprüfungen bei extremen Temperaturen ermöglichen und einer für Langzeitanalysen vorgesehen ist. Insgesamt wurde in den Prüfräumen im Jahr 2012 über 60.700 Stunden gearbeitet. Zu diesen Strukturen kommen noch die eigenen Forschungslabors hinzu, in denen vor allem Einspritzsysteme, Systeme zur Abgasnachbehandlung, die Steuerungselektronik, die Fluiddynamik und Strukturanalysen untersucht werden. In Arbon arbeiten 208 Menschen aus elf verschiedenen europäischen Ländern.