Wärmelehre

Bosch verbessert Diesel-Abgaswerte dramatisch

Was so logisch wie utopisch klingt, scheint Bosch nun gelungen zu sein: Ein Sprung in den Diesel-Abgaswerten um eine Größenordnung – einzig durch eine bodenständig-vernünftige Weiterentwicklung der bereits bewährten Technik-Komponenten

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Dieselmotoren benötigen eine wirksamere Abgastechnik. Damit Selbstzünder trotz weiter verschärfter Emissionsregularien noch eine Chance haben, muss sie nicht nur um Größenordnungen leistungsfähiger werden, sie darf auch den im Vergleich zum Ottomotor ohnehin kostspieligen Antrieb nicht weiter verteuern. Was liegt also näher, als die bereits fertig entwickelten, bewährten Konstruktionselemente zu nutzen und so weit zu ertüchtigen? Was so logisch wie utopisch klingt, scheint Bosch nun gelungen zu sein: Ein Sprung in den Abgaswerten um eine Größenordnung – einzig durch eine bodenständig-vernünftige Weiterentwicklung der bereits bewährten Technik-Komponenten.

„Utopisch“, weil man bei Volkswagen und möglicherweise auch anderen Herstellern bereits vor mehr als drei Jahren keinen Ausweg mehr zu sehen glaubte als eine Abschalteinrichtung, um bei der Abgasnachbehandlung billiger wegzukommen. „Utopisch“ aber auch, weil heute viele Kunden verunsichert sind. Schlimmer noch: Die meisten von ihnen haben nach einer größtenteils unsachlichen Berichterstattung in den Medien das Gefühl, das Dieselmotoren an sich ein im Grunde nicht lösbares Umweltproblem darstellen.

Auf Basis der bewährten Technik

Sogar in einer für ihre Korrektheit renommierten, überregionalen Tageszeitung aus dem Süden Deutschlands konnte man in einem Leitartikel lesen, die „Verbrennung von Dieselkraftstoff“ erzeuge das Stickstoffdioxid. Das ist so missverständlich, dass man davon ausgehen darf, dass dem Autor weder der chemische Vorgang noch die Eigenheiten eines Dieselmotors geläufig gewesen sein können. Kein Leser wird das aus purem Wohlwollen richtig verstehen, viel eher führt diese Aussage in die Irre: Die meisten lesen es, als wäre es ein Problem des eingesetzten Kraftstoffs – um nur ein Beispiel für eine populistisch-fahrlässige Verwirrung allerorten zu nennen.

Bosch vermeldet einen „Durchschnittswert von 13 Milligramm Stickoxid pro Kilometer auf der gesetzlich vorgeschriebenen RDE-Runde, gemischt aus Stadt, Landstraße und Autobahn – das ist rund ein Zehntel des in Europa ab 2020 geltenden Grenzwerts“. Ein Rekordwert für die Jubelmeldung zwar, doch solide untermauert von einem Durchschnittswert von 40 mg/km. Wer da noch von „dreckigem Diesel“ oder „veralteter Technologie“ redet, wie es viele emotional Aufgehetzte die letzten drei Jahre taten, macht sich umgehend zutiefst unglaubwürdig. Das erstaunliche Ergebnis gelang Bosch vor allem, weil man das Wärmemanagement von Motor und Abgasentgiftung ins Zentrum rückte.

Bosch baute einzig auf die über Jahre bewährten bekannten Systeme Common-Rail-Einspritzung, Abgasturboaufladung, Ladeluftkühlung, Abgasrückführung sowie Speicher- und SCR-Katalysator. Dazu soll laut Bosch später Künstliche Intelligenz kommen. Bosch nutzt diese Systeme, um Brennraum- und Abgastemperatur in einem deutlich engeren Korridor halten zu können als das bisher möglich war. Dabei geht es gleichermaßen um die Vermeidung von Stickoxiden bei der Verbrennung und deren Aufspaltung in harmlose Bestandteile danach.

Enger Temperaturkorridor

Stickstoffoxide entstehen bei hohen Verbrennungstemperaturen durch Reaktionen von atmosphärischem Sauerstoff und Stickstoff sowie Wasserstoff aus dem jeweiligen Brennmaterial. Das gilt für Holz, Kohle, Gase, Benzin und Dieselkraftstoff, um nur die gebräuchlichsten Stoffe der menschlichen Energiegewinnung zu nennen. Im Selbstzünder allerdings begünstigen ein fast durchweg hoher Luftüberschuss in der Flamme und höhere Verbrennungstemperaturen die chemischen Reaktionen, die zur Oxidation des Luftstickstoffs führen.

Ein Thema ist die Temperaturführung spätestens seit Einführung von Abgasregularien für Dieselmotoren. Bisher schon senkt man im Dieselmotor die Temperatur durch eine Auslegung auf ein möglichst geringes konstruktionsseitiges Verdichtungsverhältnis und erhöht die Kompression im Betrieb bedarfsweise durch eine relativ kräftige Aufladung. Zusätzlich steuert man sie durch die kontrollierte Zugabe von Auspuffgas, die sogenannte Abgasrückführung. Beide Maßnahmen senken zwar die Effizienz der Verbrennung, führen aber wegen der verringerten Temperatur zu einem NOx-ärmeren Rohabgas.