IUCD Emissionskontrolle bei Dieselmotoren (Kurztest zur unabhängigen Kontrolle der Emissionen von Dieselmotoren – Studie über die Prozeduren und Messtechnik)

• Forschungsstelle: BAFU
• Projektnummer: UTF 540.16.16

Schlüsselwörter (Deutsch)

Emissionen, Dieselmotoren, Messtechnik, Abgasnachbehandlung, SCR, OBD, DOC, DPF, Luftreinhaltung

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Die gesteigerte Sensibilisierung der Öffentlichkeit in Bezug auf Diesel-Emissionen in den letzten Monaten legt unabhängige Kontrollmechanismen nahe.

Die Einhaltung der Emissionsgrenzwerte bei Dieselmotoren ist mehrheitlich mit der korrekten Funktionalität der Abgasnachbehandlungssysteme verbunden.

Nicht zuletzt war und ist es möglich mit der Motorsteuerungselektronik die  Abgasnachbehandlungssysteme so zu beeinflussen, dass für Testbedingungen die geforderten tiefen Emissionsgrenzwerte eingehalten werden können. Dabei merkt die Fahrzeugsteuerungselektronik anhand verschiedenster erfasster Parameter wie z.B. Lenkwinkel ob sich das Fahrzeug auf einem Prüfstand befindet oder nicht, und schaltet je nach dem die Motorsteuerungselektronik entsprechend um.

In der Schweiz wurden verschiedenste Prozeduren der Feldkontrollen der Nachrüstsysteme entwickelt. Auch wurde bereits die entsprechende- Verordnung des EJPD über Abgasmessmittel für Verbrennungsmotoren (VAMV, 19.03.2006) erlassen.

Mit diesem Projekt kann das vorhandene Wissen, der neusten Testmöglichkeiten sowie der Grenzen der Kurztestkontrollen für bestehende Abgasnachbehandlungs-systeme im Retrofit-Bereich (beim Retrofit besteht keine Verbindung mit der Motorsteuerung (ausser SCR) und keine Anbindung des Systems an OBD) und im OEM-Bereich (bei OEM-Ausrüstung sind die Abgasnachbehandlungssysteme in die Motorsteuerung und in die OBD eingebunden) aufgezeigt werden.

Das Projekt wurde aufgrund des Beitragsgesuchs vom 15.08.2016 genehmigt.

Ergebnisse gemäss Vertrag (Deutsch)

1     Im Bereich des Retrofits sind die Kurztestprozeduren (sogenannte quick-checks) beschrieben, welche für Punkt 2 verwendet werden.

2     Kurztests an Fahrzeugen mit DOC, DPF und SCR und deren Kombinationen zeigen die Funktionalität bei einem Lastsprung oder mit Hilfe eines Lastsprungs auf, und die neu verfügbaren Messgeräte sind in der Praxis (Prüfstand und Feld) experimentell bestätigt.

3     Die möglichen Eingriffsmöglichkeiten der Motorsteuerelektronik sind für die jeweiligen Abgasnachbehandlungssysteme im OEM-Bereich zusammengefasst.

4     Durchführung experimenteller Kurztests auf modernen PKWs (Emissionsniveau Euro 6) mit DOC, DOC+DPF, DOC+DPF+DeNOx im Bereich der OEM.

5     Redaktion eines Schlussberichtes mit Darstellung der Ergebnisse aus 1 bis 4.

6     Bereitstellung von Textbausteinen und Illustrationen für die Erstellung eines Publikums-Factsheets.

7     Präsentation der Ergebnisse an einem wissenschaftlichen Kolloquium beim BAFU mit entsprechender Power-Point Darstellung.

Projektziele (Deutsch)

Erstellung eines Syntheseberichtes, welcher das vorhandene Wissen, die neusten Testmöglichkeiten sowie die Grenzen der Kurztestkontrollen für bestehende Abgasnachbehandlungssysteme im Retrofit- als auch im OEM-Bereich beschreibt, im Hinblick auf die Festlegung einer künftigen Kurztest-Prozedur.

Beschreibung der Resultate (Deutsch)

In den Tests mit Lastsprung am Motorprüfstand, oder am Fahrzeug-Rollenprüfstand wurde gezeigt, dass in den meisten Fällen die Wirksamkeit der katalytischen Abgasnachbehandlungselemente überprüft werden kann. Es gibt jedoch Fälle, wie SCR-Systeme, wo mehr Tests für statistische Absicherung, oder auch weitere Diskussionen mit betreffenden Fachkreisen nötig wären um den besten Kompromiss einer möglichst einfachen Testprozedur zu finden.
Die Prüfung des Diesel Partikelfilters mit Hilfe von Partikelanzahlmessung gestaltet sich relativ einfach gemäss der LRV-Regelung für Baumaschinen.

Umsetzung und Anwendungen (Deutsch)

Die Resultate zeigen weitere Schritte und Diskussionsgrundlagen zur Festlegung der unabhängigen Kurztest-Prozeduren.

Weiteres Vorgehen (Deutsch)

Das weitere Vorgehen sollte die interessierten Kreise von In- und Ausland einbeziehen, um die Entscheidungen über die offenen Fragen zu erarbeiten (siehe Pkt. 1 ).

Publikationen / Ergebnisse (Deutsch)

Zu den hier durchgeführten Arbeiten gibt es keine Publikationen. Einen wichtigen Beitrag zum Kurztest der SCR-Systeme in Nutzfahrzeuganwendung liefert die Arbeit, [1].
[1] Czerwinski, J.; Zimmerli, Y.; Mayer, A.; Heeb, N.; Berger, H.; D'Urbano, G.: Testing of SCR­Systems on HD-Vehicles-TeVeNOx. SAE Technical Paper 2014-01-1569, Detroit, April 2014.