technik ganz einfach

Der RußpartikelfilterOxi-KatFilter

Richtig einheizen

2012 fördert der Staat wieder die Nachrüstung von Diesel-Partikelfiltern. Die Filter reduzieren gesundheitsschädliche Bestandteile der Autoabgase und sorgen so für eine bessere Luftqualität. Doch wie funktioniert das eigentlich?

Während der Verbrennung des Kraftstoffs in Dieselmotoren entstehen neben den Luftschadstoffen Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoff und Stickoxid auch Partikel, der sogenannte Feinstaub. Diese gesundheitsschädlichen Teile sind so winzig, dass sie beim Einatmen tief in die Lunge gelangen können. Damit dies zu verhindert wird, kommt der Partikelfilter zum Einsatz. Das Grundprinzip steckt bereits in seinem Namen: Er filtert die schädlichen Rußbestandteile aus den Autoabgasen heraus und verbrennt sie anschließend. So weit, so gut. Darf es noch etwas genauer sein?

Ein Rußpartikelfilter besteht aus einem besonders porösen Metall – auch Sintermetall genannt. Seine Poren sind so fein, dass die winzig kleinen Rußpartikel darin hängen bleiben. Das Filtern der Partikel aus dem Abgas ist also problemlos möglich. Allerdings bildet sich nach und nach eine Schicht auf dem Filter, der durch zu viel Ruß verstopfen kann. Wenn das passiert, steigt der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs an. Im schlimmsten Fall kann der Motor sogar ausgehen und das Fahrzeug bleibt stehen. Die eigentliche Herausforderung liegt deshalb darin, den Partikelfilter stetig vom Ruß zu reinigen. Dieses verbrennt erst bei einer Temperatur von 600 Grad Celsius, die im Normalbetrieb bei einem Diesel kaum erreicht wird. Dafür entsteht bereits ab 200 Grad im vorgelagerten Katalysator Stickstoffdioxid (NO2), das auf den abgelagerten Ruß im Filter trifft. Die Rußpartikel werden nicht aktiv verbrannt, sondern oxidiert und abgebaut. Diese ständig sich wiederholende chemische Reaktion heißt passive Regeneration: Der Filter reinigt sich also immer wieder von den Rußablagerungen.

Nach Verbrennung der Partikel verlassen die Abgase den Filter sauberer als zuvor. Reine Bergluft ist zwar dennoch die gesündere Alternative, aber die Filter sind zumindest ein Anfang, um unsere Straßen von den heftigsten „Stinkern“ zu befreien.

Rußpartikel

Diesel-Rußpartikel sind nur etwa 100 Nanometer groß. Damit sind sie etwa 100- bis 600-mal kleiner als der Durchmesser eines menschlichen Haares. Sie können mit bloßem Auge nicht wahrgenommen werden. Weil diese ultrakleinen Partikel in der Natur nicht vorkommen, versagen die natürlichen Abwehrmechanismen des Menschen. Sie dringen bis tief in die Lunge ein und können sich dort festsetzen. Unter anderem können Mikroverletzungen entstehen, die krebserregend wirken.

Oxi-Kat

Bei Dieselfahrzeugen, die älter als fünf Jahre oder mehr als 80.000 Kilometer gelaufen sind, muss laut Gesetz auch der Oxidationskatalysator ausgetauscht werden. Mittlerweile gibt es für viele Modelle sogenannte Kombi-Filter, die Partikelfilter und Katalysator enthalten.

Aktive Regeneration

Modelle der Erstausrüstung von Fahrzeugen versuchen noch die Partikel zu verbrennen. Entweder wird dazu die Abgastemperatur auf mindestens 600 Grad hochgesetzt, beispielsweise durch Einspritzen von zusätzlichem Kraftstoff. Oder Additive verringern die Zündtemperatur der Partikel, sobald Sensoren anzeigen, dass der Filter voll ist. Fachleute sprechen in diesem Fall von aktiver Regeneration. Allerdings sind diese Technologien relativ aufwendig und kompliziert. Deshalb bedienen sich die Hersteller von Nachrüstlösungen der passiven Regeneration.