Die Vorteile sauberer Motoren

01. Mär 2018

Längst hat die Nachfrage nach Autos mit geringeren Emissionen auch die anderen Branchen im Motorenbau erreicht. Und auch die Hersteller von Flurförderzeugen sind davon nicht ausgenommen. Die Nachfrage in den benachbarten Branchen und die (europäischen) Abgasvorschriften beeinflussen die Entwicklung von modernen Industriemotoren enorm.

Um den Anforderungen gerecht zu werden, setzen viele Dieselmotor-Hersteller auf Abgasrückführsysteme (Exhaust Gas Recirculation, EGR). Das Abgasnachbehandlungssystem wandelt Stickoxide (NOx) beim Diesel im Abgasstrom in die zwei natürlichen Komponenten Stickstoff und Wasserdampf, die  wesentlich umweltfreundlicher sind, um.

Wie arbeiten Emissionssysteme und welche Rolle spielen sie in der Reduzierung der Abgase und bei der Steigerung der Effizienz?

Der Verbrennungsprozess

Stickstoffoxide (NOx) entstehen während der Verbrennung des Treibstoffes bei hohen Temperaturen im Zylinder. Um den Stickstoffausstoß zu reduzieren, bevor er entsteht, muss die Temperatur während des Verbrennungsprozesses heruntergefahren werden.

Um den Abgasvorschriften gerecht zu werden, wurden verschiedene Luft-Kühlsysteme und Technologien entwickelt. Unter anderem:

Abgasrückführungssystem (Exhaust Gas Recirculation, EGR)
Common-Rail-System
Abgasrückführung (Exhaust Gas Recirculation,EGR)

Das System der Abgasrückführung, auch bekannt als Stickstoff-Reduktionssystem (NOx Reduction System, NRS), kühlt einen Teil der Abgase und führt sie zurück in den Ansaugkrümmer. Die Abgasrückführung arbeitet effektiv, weil es den im Verbrennungsraum zur Verfügung stehenden Sauerstoff prozentual reduziert: Die zurückgeführten Abgase enthalten wesentlich weniger Sauerstoff als die Umgebungsluft. Diese reduzierte Menge an Sauerstoff in der Brennkammer ermöglicht einen verzögerten Kraftstoffeinspritzzeitpunkt, wodurch die Temperatur in den Zylindern gesenkt wird.

Dies ist aber noch nicht alles. Die EGR-Kühlung reduziert das NOx während der Verbrennung, die Abgasnachbehandlung verringert die Feinstaubpartikel  (Particulate Matter, PM), den Ausstoß von Kohlenwasserstoff (HC) und Kohlenmonoxid.

Common-Rail-System

Common-Rail ist ein Kraftstoffeinspritzsystem in modernen Dieselmotoren. Common-Rail-Systeme sind marktführend in Bezug auf Flexibilität, Abgaskontrolle, Leistung und Kraftstoffverbrauch. Eine steigende Anzahl moderner Dieselmotoren verfügen über die Common-Rail-Direkteinspritzung (CRDi) und bieten volle Leistung bei gleichzeitiger Einhaltung der strengsten Abgasvorschriften.

In einem Common-Rail-System wird der Kraftstoff mit variablem Druck in einem Zylinder (Rail) gespeichert und ist mit den Einspritzpumpen über separate Leitungen verbunden und steht so der gesamten Einspritzanlage zur Verfügung (common = gemeinsam). Der Druck wird über eine Kraftstoffpumpe kontrolliert. Dabei regelt die parallel arbeitende Kraftstoffeinspritzung voll elektronisch Zeitpunkt und Menge der Treibstoffeinspritzung. Im Vergleich zu älteren Kraftstoffsystemen wird beim Common-Rail-System mit wesentlich höherem Druck gearbeitet, was die Effizienz erhöht. Der Kraftstoffverbrauch sinkt durch die Einspritzung eines feinen Kraftstoffnebels, der wesentlich effektiver verbrennt.

Common-Rail stellt den Kraftstoff in verschiedenen Stufen zeitlich kontrolliert zur Verfügung. Das reduziert unerwünschte Nebengeräusche und Vibrationen (NVH) und macht den Motor leiser und geschmeidiger. Ein weiterer Vorteil der Common-Rail-Technik ist die direkte Einspritzung des Kraftstoffes in den Verbrennungsraum. Dadurch wird weniger Kraftstoff verschwendet und weniger Ruß und andere Partikel befinden sich in den Abgasen und werden im Motor abgelagert.

Zusammenfassung

Moderne Techniken bringen hohes Drehmoment, viel Leistung bei niedrigen Drehzahlen und mühelosen Betrieb. Zusätzlich wollen viele Unternehmen noch ihren ökologischen Fußabdruck durch Energieeinsparungen verringern. Sie verwenden Fahrzeuge mit den besten Emissionswerten und geringem Verbrauch, die gleichzeitig die Kosten senken.