Direkteinspritzende Ottomotoren weisen eine dem Dieselmotor aehnliche innere Gemischbildung
und in weiten Kennfeldbereichen eine ebenfalls dem Dieselmotor aehnliche magere Verbrennung
auf. Deshalb kann auch eine dem Dieselmotor aehnliche Partikelemission entstehen, die bereits in
mehreren Veroeffentlichungen auf der Basis von Messungen nachgewiesen wurde. Da in Zukunft
mit einer starken Zunahme von PkwModellen
mit direkteinspritzenden Ottomotoren zu rechnen
ist, sind diese bei einer Fortschreibung der Partikelgrenzwerte zu beruecksichtigen. Wie in der
Einfuehrung erwaehnt, besteht ein entsprechender Pruefauftrag des Rates an die EUKommission.
Eine schwedische Untersuchung zeigt z.B., dass die Partikelemission von PkwModellen
mit
direkteinspritzenden Ottomotoren in bestimmten Betriebszustaenden auf dem Niveau von DieselPkw
ohne Partikelfilter liegen kann [13] (Abb. 34).
Bereits im Juli 1997 wurde der damals neu eingefuehrte Mitsubishi Carisma 1.8 GDI beim
RWTueV, Essen, bezueglich seiner Schadstoffemissionen vermessen. Die Partikelemission im
Neuen Europaeischen Fahrzyklus nach 91/441/EWG lag zwischen 0,0045 g/km und 0,0076 g/km,
der Mittelwert betrug 0,0056 g/km. Dieser Wert liegt etwa um den Faktor 2 ueber dem spaeter
naeher erlaeuterten EURO 5Vorschlag.
Es haengt weitgehend von der Auslegung des Motors ab, ob und in welchen Kennfeldbereichen
eine relevante Partikelemission entsteht. Davon haengt u a. ab, ob bei der Typpruefung im Neuen
Europaeischen Fahrzyklus mit relativ niedriger Last eine relevante Partikelemission auftritt.
Zumindestens in Betriebszustaenden mit hoher Last und ausserhalb des Typpruefzyklusses ist eine
dem Diesel aehnliche Partikelemission zu erwarten.
Grundsaetzlich ist zu fordern, dass die Partikelemission von direkteinspritzenden Ottomotoren
nach denselben Verfahren und mit denselben Grenzwerten zu begrenzen ist wie bei
Dieselmotoren. Es gibt keinen Grund, fuer einen direkteinspritzenden Ottomotor einen hoeheren
Grenzwert zuzulassen als fuer einen Dieselmotor.
4.2.3 Nutzfahrzeugmotoren
Die weitere Entwicklung in Hinblick auf die zukuenftigen EURO IV Grenzwerte
ist wie folgt
einzuschaetzen:
Fuer Nutzfahrzeugmotoren sind sowohl technische Loesungen mit Partikelfilter zu erwarten, die
den Partikelgrenzwert weit unterschreiten, als auch technische Loesungen mit Katalysatoren zur
Stickoxidminderung, die unter Ausnutzung der gegenlaeufigen Abhaengigkeit von Partikelund
Stickoxidemission zu einer knappen Unterschreitung des Partikelgrenzwertes fuehren. Welche
technischen Loesungen mit welchen Anteilen am Markt zu erwarten sind, ist z. Zt. noch nicht klar
absehbar und wird erst ein bis zwei Jahre vor dem Inkrafttreten der EURO IVund
EURO VGrenzwerte
deutlicher zu erkennen sein, falls der fruehzeitige Einsatz nicht durch
Foerdermassnahmen oder andere Massnahmen forciert wird. Bei dem erwarteten Einsatz von NOxSCRKatalysatorsystemen
werden auch die Euro5Partikelgrenzwerte
motorisch eingehalten.
Aus heutiger Sicht ist fraglich, ob die seitens der europaeischen Umweltminister bei der
Verabschiedung der Richtlinie 99/96/EG erklaerte Absicht, mit den EURO IVund
EURO VGrenzwerten
fuer Nutzfahrzeugmotoren die Partikelfiltertechnik durchzusetzen, erfuellt wird.
Vorlaeufig nehmen wir an, dass der Anteil von Nutzfahrzeugen mit effektiven Partikelfiltern ab 2005 einen Anteil von ca. 30 % an den Neuzulassungen erreichen wird. Allerdings ist auch
absehbar, dass abhaengig vom Ausgangszustand des Motors eine Abgasrueckfuehrung in
Verbindung mit einem Oxydationskatalysator zur Einhaltung von EURO V ausreichen kann.
Hersteller, die derartige Loesung planen, werden die Applikation von Partikelfiltern zwangslaeufig
vernachlaessigen, sofern es nicht rechtzeitig Signale oder Beschluesse bezueglich einer Anpassung
der EURO VGrenzwerte
zu niedrigeren Werten hin gibt.
Die Partikelfiltertechnik ist verfuegbar. Bereits Anfang der 90er Jahre wurde sie an 1.100
Stadtbussen im Rahmen des RussfilterGrossversuchs
des BMU erfolgreich erprobt. In der
Schweiz sind zahlreiche Partikelfiltersysteme nach ausfuehrlichen Eignungstests seitens der
Behoerden (BUWAL, SUVA) fuer die Nachruestung von Baumaschinen anerkannt worden und
werden aufgrund eines Obligatoriums auf Baustellen eingesetzt.
Heute laufen in Deutschland nach Angaben des VdV ca. 5.000 Stadtbusse mit nachgeruesteten
Partikelfiltersystemen. Es handelt sich dabei ganz ueberwiegend um ein Filtersystem, das
aufgrund seines einfachen Aufbaus speziell fuer die Nachruestung geeignet ist, das sog. CRTSystem
(Continuously Regenerating Trap). Allein die BVG in Berlin hat ca. 800 Busse
nachgeruestet. Weltweit laufen mehr als 50.000 Nutzfahrzeuge mit nachgeruesteten
Partikelfiltersystemen, in Kalifornien ist die Nachruestung von 900.000 Dieselfahrzeugen im
Rahmen eines Programms mit Foerdermitteln von 100 Mio. US$ beschlossen worden.
Die Partikelfiltertechnik ist fuer Nutzfahrzeugmotoren seit Jahren in verschiedenen Varianten
(verschiedene Filtermedien in Kombination mit verschiedenen Regenerationsstrategien)
verfuegbar. Die Liste der in der Schweiz von den Behoerden (BUWAL, SUVA) geprueften und
anerkannten Partikelfiltersysteme fuer den Einsatz bei Baumaschinen (sog. Filterliste), deren
Dieselmotoren in weiten Teilen den Dieselmotoren fuer StrassenNutzfahrzeuge
entsprechen,
umfasste bereits im Jahr 2000 insgesamt 36 Russfiltersysteme von 16 Herstellern. Die weitere
Entwicklung betrifft die Optimierung der Systeme fuer den Serieneinsatz, in Hinblick auf absolute
Regenerationssicherheit, verbesserte Dauerhaltbarkeit, vergroesserte Wartungsintervalle und
minimierten Abgasgegendruck.
Allerdings sind inzwischen auch Abgasnachbehandlungstechniken in der Entwicklung, die nur
auf eine knappe Einhaltung des Partikelgrenzwertes EURO IV/EURO V zielen. Es handelt sich
dabei um den sog. PMKat,
der als offenporiges System („filterlose Russminderung“) die
Partikelzahl aufgrund stroemungstechnischer Phaenomene je nach Betriebszustand mit einem
Wirkungsgrad von nur 20 % bis maximal 80 % auf einer metallischen Wabenstruktur abscheidet.
Die mit echten Partikelfiltern erreichbaren hohen Abscheideraten werden mit einem PMKat
bei
weitem nicht realisiert.
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