Strenge Abgasnormen: Hardware-Update macht Dieselmotoren sauberer

Neue Abgasnormen stellen Hersteller von Offroad-Fahrzeugen vor große technische Hürden. US-Forscher haben nun eine Lösung für mittelgroße Dieselmotoren entwickelt, die strenge Grenzwerte einhält, ohne die Leistung zu drosseln.

Konzept für angepasste Dieselmotoren

Das US-amerikanische Southwest Research Institute (SwRI) aus San Antonio, Texas hat ein modifiziertes Dieselmotorsystem für Offroad-Fahrzeuge vorgestellt. Die Ingenieure reagieren damit auf die geplanten Tier-5-Abgasnormen der kalifornischen Umweltbehörde CARB. Durch gezielte Hardware-Anpassungen und eine optimierte Kalibrierung gelingt es, die Emissionsgrenzwerte für Stickoxide und Feinstaub einzuhalten, während die Motorleistung des Fahrzeugs erhalten bleibt.

Besonders in der Leistungsklasse zwischen 19 und 56 Kilowatt fehlte der Industrie bislang ein technischer Pfad. Während Baumaschinen und Traktoren mit kleinen Motoren unter 19 Kilowatt künftig vermehrt elektrifiziert werden sollen, greifen Hersteller bei Aggregaten über 56 Kilowatt auf etablierte Abgasreinigungssysteme aus dem Straßenverkehr zurück. Für das mittlere Segment schließt der Ansatz nun eine Lücke.


Wie aus einer Pressemitteilung des SwRI hervorgeht, nutzten die Ingenieure einen handelsüblichen Vierzylinder-Dieselmotor mit 55 Kilowatt für ihre Laborversuche. Um die Emissionen zu senken, setzten sie auf eine verbesserte Abgasrückführung, in der Fachsprache EGR genannt. Dafür modifizierten die Experten die Ladedruckregelung des Turboladers zur Druckerhöhung und verbauten einen leistungsfähigeren Kühler für das EGR-System.

Geringere Abgaswerte in Prüfzyklen

Die Kombination aus neuen Bauteilen und einer präzisen Software-Abstimmung führte in Zertifizierungstests zu veränderten Messwerten gegenüber den Vorgaben. Um das passgenaue Setup zu finden, nutzte das Team ein automatisiertes Testsystem, das in kurzer Zeit Hunderte von Datenpunkten sammelte. So konnten die Forscher die Motorkalibrierung für den gesamten Betriebsbereich ermitteln.

Laut Alex Michlberger, einem leitenden Ingenieur des Instituts, unterbiete das System die Tier-5-Ziele in den vorgeschriebenen Prüfzyklen. Im stationären Testzyklus sanken die Stickoxide um 22 Prozent und die flüchtigen organischen Kohlenwasserstoffe um 56 Prozent. Im dynamischen Testzyklus verzeichneten die Ingenieure Rückgänge von 28 beziehungsweise 50 Prozent im Vergleich zum Zielwert.

Die technische Lösung bietet Herstellern von Offroad-Fahrzeugen Optionen bei der Umsetzung kommender Richtlinien. Zu den positiven Aspekten zählen die Vermeidung von Neuentwicklungen für bestehende Fahrzeugarchitekturen, der Verzicht auf eine sofortige Elektrifizierung sowie die Beibehaltung der gewohnten Motorleistung. Ein Nachteil des Konzepts bleibt die Nutzung von fossilem Dieselkraftstoff, der natürlich CO2 emittiert. Zudem erhöht der Einbau größerer Kühler und angepasster Turbolader die bauliche Komplexität der Motoren.

Findet ihr die Optimierung von Dieselmotoren für Baumaschinen sinnvoll oder sollte die Branche direkt auf Elektroantriebe setzen? Teilt eure Gedanken dazu gerne unten in den Kommentaren mit uns.


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