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Notwendigkeit der Messung von Russpartikeln

Direktive  der Europäischen Union 1999/96/EC vom 13.12.99 unter Artikel 4

"From 1 October 2005, new types of vehicles, and from 1 October 2006, all types of vehicles, shall be equipped with an on-board diagnostic system (OBD) or an on-board measurement system (OBM) to monitor in-service exhaust emissions.“

Dieser Verpflichtung kann die Automobilindustrie nur nachkommen, wenn entsprechende Messverfahren für diese Aufgabe einsetzbar sind.

Wie wichtig eine messtechnische Überprüfung von Partikelfiltern durch Werkstätten ist, wurde in der letzen Zeit deutlich, als durch Einführung der Umweltplaketten in einigen Städten, die Fahrzeughalter ihre Fahrzeuge nachrüsten ließen, mit der Überzeugung, nicht nur die gesetzlichen Bedingungen zum Erhalt der Umweltplakette erfüllt, sondern auch einen Beitrag zur Schonung der Umwelt geleistet zu haben. Die Werkstätten hatten keine Möglichkeit, die Wirksamkeit der von ihnen geleisteten Umbauarbeiten zu überprüfen. Stichprobenartige Beurteilungen von Filterfabrikaten, durchgeführt von Instituten, haben ergeben, dass Millionen von Filtern unwirksam sind.

Aufgrund der guten ökonomischen Bilanz werden Dieselmotor getriebene Fahrzeuge in allen Bereichen mit zunehmender Tendenz eingesetzt. Der Pkw- Anteil an Dieselfahrzeugen allein liegt bei 45 %. Die problematischen Emissionen sind NOx und Rußpartikel, die durch Maßnahmen der Abgasnachbehandlung, insbesondere bezüglich der Partikelemission, nahezu beseitigt werden können, vorausgesetzt, dass diese Einrichtungen ihre Funktion nachhaltig behalten.

Da ein Verschleiß während des jahrelangen Betriebes nicht auszuschließen ist, sind periodische Überprüfungen erforderlich.

Würden diese Prüfungen mangels geeigneter Geräte nicht durchgeführt werden können, ist zu erwarten, dass die vorgesehenen, umweltschonenden Grenzwerte, langfristig betrachtet, nicht eingehalten werden. Die in Deutschland zugelassenen ca. 60 Mio. Fahrzeuge würden bei einem defekten Partikelfilter einen erheblichen Immissionseintrag an Nanopartikeln erzeugen und die Umweltplaketten für die Einfahrerlaubnis in gefährdete innerstädtische Zonen würden ihren Sinn verlieren.

„Geregelte“ Partikelfilter, die grundsätzlich in Neufahrzeugen verbaut werden, weisen eine Abscheidungsqualität von bis zu 99 % auf und erfüllen heute bereits die EURO V- Vorgaben. Dieser Erfolg muss nachhaltig sicher gestellt sein, d. h. während des jahrelangen Betriebes der Filtereinrichtung.

Der Verschleiß eines solchen Filters wird durch folgenden Vorgang erzeugt: Geregelte Partikelfilter bestehen aus einem Monolith, ähnlich einem Katalysator, in dessen Kanälen Ruß angesammelt wird, der, beim Erreichen einer bestimmten Beladung, festgestellt durch erhöhten Abgasgegendruck, wieder abgebrannt wird.

Der exotherme Oxidationsvorgang erhitzt den Monolith, je nach Verteilung der Rußablagerung, unterschiedlich stark. Diese Temperaturverteilung kann nicht gemessen werden, so dass bei einer örtlichen Überhitzung Verglasungseffekte auftreten können oder auch Durchbrüche der Kanalwände.

Dieses bedeutet eine dauerhafte Schädigung des Filters mit steigender Tendenz, die nur bei den periodischen Abgasuntersuchungen (AU) festgestellt werden kann, wenn Messgeräte mit ausreichender Empfindlichkeit verfügbar sind. Die bisher eingesetzten Trübungsmessgeräte können die anfangs geringen Filterschäden, verfahrensbedingt, nicht mehr erfassen.

Wenn keine AU zur Funktionsprüfung des Partikelfilters erfolgt, kann nicht ausgeschlossen werden, dass die gesetzlichen Vorschriften zur Reduzierung der Feinstaubbelastung langfristig nicht eingehalten werden.

Die zukünftigen Abgasgrenzwerte EURO V als auch bereits mit Partikelfiltern ausgestattete EURO IV- Fahrzeuge erfordern neue Messgerätekonzepte, die die geringen Partikelemissionen erfassen können, einfach in der Handhabung und für Werkstätten bezahlbar sind. An der FH Wolfenbüttel wurde ein solches Gerätekonzept entwickelt, das diese Anforderungen erfüllt.

Das Partikelmessverfahren wurde in den Jahren 1999 bis 2002 im Rahmen einer kooperativen Promotion eingehend untersucht und in den letzten Jahren, mit Förderung durch die DBU, Aktenzeichen AZ 22493, weiterentwickelt, so dass in den Jahren 2005 /06 von die FH Braunschweig/Wolfenbüttel die Möglichkeit erhielt, im DEKRA- Forschungszentrum Vergleichsmessungen mit 7 unterschiedlichen Partikelmessverfahren durchzuführen, die für unser Verfahren sehr erfolgreich verliefen.

Ermutigt durch diese Ergebnisse, wurde das Unternehmen  E.A.S.T SOLUTIONS GBR gegründet, das in naher Zukunft, gefördert durch die Bundesstiftung Umwelt (DBU), ein werkstatttaugliches Rußmessgerät, das in der Handhabung, der Wartung, der Messempfindlichkeit und im Anschaffungspreis alle Anforderungen erfüllt, anbieten kann.

 

©2008, E.A.S.T Solutions GBR

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