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Moderne Euro-VI-Abgasnachbehandlungssysteme bestehen aus mehreren Komponenten. Eine umfangreiche Diagnose der Abgasbox steht bei Reinigungsspezialisten wie Cleantaxx am Anfang des Reinigungsprozesses.
Foto: Cleantaxx
Moderne Euro-VI-Abgasnachbehandlungssysteme bestehen aus mehreren Komponenten. Eine umfangreiche Diagnose der Abgasbox steht bei Reinigungsspezialisten wie Cleantaxx am Anfang des Reinigungsprozesses.

SCR-Technologie

Fatale Filter-Falle

Abgasnachbehandlungssysteme sorgen dafür, dass moderne Nutzfahrzeuge umweltschonend unterwegs sind. Im Betrieb ergeben sich allerdings immer wieder handfeste Probleme. Nicht alle sind der komplexen Reinigungstechnik geschuldet, sondern haben ihre Ursache ganz woanders.

Spätestens seit Einführung der Euro-VI-Abgasnorm gehören Abgasnachbehandlungssysteme zur Standardausrüstung moderner Lkw und Busse. Was bei Euro IV mit einem simplen Dieselpartikelfilter (DPF) begann, hat sich im Laufe der Zeit zu komplexen Abgasnachbehandlungssystemen entwickelt. Denn längst geht es nicht mehr nur darum, den Ausstoß krebserregender Rußpartikel, also den Feinstaub, zu reduzieren.

Der Fokus liegt vielmehr darauf, die giftigen Stickoxide (NOx) so weit wie möglich zu minimieren. Deshalb wandeln moderne Nachbehandlungssysteme chemischen Fabriken gleich die schädlichen Abgasbestandteile in unschädliche um, beispielsweise mit Hilfe der SCR-(selektive katalytische Reduktion)-Technologie.

Für eine effektive Abgasreinigung verfügen die meisten aktuellen Euro-VI-Lkw und -Busse über eine Kombination aus einem Abgasrückführsystem (AGR) mit einem Harnstoff-Katalysator (SCR-System). Die Teilsysteme sind so aufeinander abgestimmt, dass die Abgase nahezu in jeder Fahrsituation „sauber“ sind. Zumindest so lange, wie alle an der Reinigung beteiligten Systeme und Komponenten ordnungsgemäß funktionieren – was im realen Fahrbetrieb leider nicht immer der Fall ist.

Regelmäßig warten

Wie alle Filtersysteme, so verlangt auch eine Abgasreinigungsanlage regelmäßig eine gewisse Wartung. Speziell der Dieselpartikelfilter (DPF), in dem sich Ruß und Asche sammeln, aber auch Oxidations- und SCR-Katalysatoren unterliegen einem betriebsbedingten Verschleiß. „Der DPF ist ein Wartungsteil, kein Verschleißteil“, konstatiert Benjamin Kleemann, Geschäftsführer des Reinigungsspezialisten Cleantaxx. Mit einer regelmäßigen, vor allem aber präventiven Wartung lässt sich demnach die Lebensdauer dieser Komponenten verlängern und deren Funktionstüchtigkeit sicherstellen.

Prinzipiell gelten hinsichtlich der Wartungsintervalle die Vorgaben des Fahrzeugherstellers. „Doch die Werkstattpraxis zeigt immer wieder, dass häufig auch schon vor dem Erreichen der angegebenen Distanz ein Werkstattbesuch notwendig ist, etwa aufgrund extremer Einsatzbedingungen oder weil Unregelmäßigkeiten und/oder Defekte an anderen Fahrzeugsystemen oder in der Motorperipherie vorliegen“, berichtet Kleemann. Diese zu erkennen und zu beseitigen stehe daher bei Reparaturen an Abgasnachbehandlungssystemen an erster Stelle.

So sieht ein SCR-Katalysator aus, der durch erhöhten Motoröleintrag zerstört wurde. Vorausgegangen war ein Turboladerdefekt.
So sieht ein SCR-Katalysator aus, der durch erhöhten Motoröleintrag zerstört wurde. Vorausgegangen war ein Turboladerdefekt.
So sieht ein SCR-Katalysator aus, der durch erhöhten Motoröleintrag zerstört wurde. Vorausgegangen war ein Turboladerdefekt.
Fehlfunktionen am Adblue-Einspritzsystem ‚vergiften‘ die Innereien des Abgasreinigungssystems. In einem solchen Fall ist ein Neuteil angesagt.
Fehlfunktionen am Adblue-Einspritzsystem ‚vergiften‘ die Innereien des Abgasreinigungssystems. In einem solchen Fall ist ein Neuteil angesagt.
Fehlfunktionen am Adblue-Einspritzsystem ‚vergiften‘ die Innereien des Abgasreinigungssystems. In einem solchen Fall ist ein Neuteil angesagt.

Echte und ‚unechte‘ Fehler

Abgasreinigungssysteme werden von der On-Board-Diagnose (OBD) überwacht. Fehler daran lassen üblicherweise eine Kontrolllampe (MIL) angehen, zudem gibt es im Fehlerspeicher entsprechende Fehlercodes. Diese weisen erfahrungsgemäß zwar häufig auf die betroffene Komponente, nicht aber zwangsläufig auf die Defektursache hin. So bedeutet die Meldung „Partikelfilter – Beladungsgrenze erreicht“ lediglich, dass der DPF voll ist.

Sie sagt jedoch nichts darüber aus, ob dies laufzeitbedingt der Fall ist oder ob aufgrund verschlissener Kolbenringe oder wegen eines schadhaften Turboladers große Mengen Motoröl in den DPF gelangt sind, welche dessen feinen Kapillare verklebt haben. Doch auch Differenzdruck-Sensoren können fälschlicherweise einen DPF als verstopft detektieren, etwa wenn bei Systemen mit zwei Sensoren – einer vor, der andere nach dem DPF – die Unterdruckverschlauchung oder die Verkabelung schadhaft ist. Die Praxis zeigt, dass der DPF meistens das Opfer, nicht aber der Täter ist.

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Reparieren statt erneuern: Im Sinn einer zeitwertgerechten Reparatur können Spezialisten wie Cleantaxx auch defekte Innereien einer Abgasbox, etwa den Katalysator, fachgerecht ersetzen.
Foto: Cleantaxx
Reparieren statt erneuern: Im Sinn einer zeitwertgerechten Reparatur können Spezialisten wie Cleantaxx auch defekte Innereien einer Abgasbox, etwa den Katalysator, fachgerecht ersetzen.

Bei einer Fehlersuche an der Abgasreinigung sollten sich Werkstattprofis also nicht nur auf die Fehlerspeicherauslese beschränken, sondern auch weiteres Prüfequipment verwenden, etwa einen Druckmanometer zur Differenzdruckprüfung oder eine Schlauchwage zum Ermitteln des Kurbelgehäusedrucks. Auch ein Endoskop, um über die Gewindebohrung des ausgebauten Druck- oder NOx-Sensors einen Blick in die Abgasbox zu werfen, leistet bei der Fehlersuche gute Dienste.

Mindestens ebenso wichtig ist das Annahmegespräch mit dem Kunden bezüglich der Einsatzbedingungen: Extremer Kurzstreckenverkehr und/oder permanenter Stop-und-Go-Betrieb sowie lange Leerlaufphasen (etwa bei Müllsammelfahrzeugen oder Stadtbussen) führen dazu, dass sich ein DPF aufgrund der geringen Abgastemperaturen nicht selbst regenerieren kann, sondern eine aktive Regeneration über das Motormanagement notwendig ist. Im Extremfall wird aufgrund eines ungünstigen Fahrprofils die Regenerationsphase immer wieder unterbrochen, so dass das Motorsteuergerät irgendwann die MI-Leuchte setzt und einen Fehlercode ablegt – und schließlich in ein Notlaufprogramm mit erheblicher Drehmomentreduktion schaltet, um den Fahrer in die Werkstatt zu dirigieren.

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Das typische Schadensbild eines Turboladers, wenn der DPF zugesetzt ist. Aufgrund des zu hohen Abgasgegendruck streift die Turbinenrückseite am Wärmeschutzblech, zudem kommt es zum Ölaustritt.
Foto: Kuss
Das typische Schadensbild eines Turboladers, wenn der DPF zugesetzt ist. Aufgrund des zu hohen Abgasgegendruck streift die Turbinenrückseite am Wärmeschutzblech, zudem kommt es zum Ölaustritt.

Turbokiller DPF

Ein regelmäßig gewartetes und gereinigtes Abgasreinigungssystem sichert laut Ronnie Rogge, Chef des Filterreinigungsspezialisten Irosoft-Cleantech, aber nicht nur einen problemlosen Betrieb des Fahrzeugs, sondern kann auch helfen, teure und unnötige Standzeiten und Folgeschäden, etwa den Ersatz des Turboladers, zu vermeiden. Durch die kontinuierliche Einlagerung von Asche und Ruß steigt nämlich mit der Zeit zwangsläufig der Abgasgegendruck, auch wenn die Filterregeneration funktioniert, da nur der Ruß, nicht aber die Asche abbrennt. „Das kann fatale Folgen für den Turbolader haben, denn aufgrund des permanent zu hohen Gegendrucks verschiebt sich dessen Läuferwelle axial, was zu einem schnellen Verschleiß der Lagerung führt. Zudem sind Überhitzungsschäden möglich, welche wiederum schlimme Folgen für Dieselpartikelfilter oder Katalysatoren haben können“, weiß Rogge.

Durch den Schaden am Turbolader könne Motoröl in den Abgasstrang gelangen und dort verbrennen. Durch die dabei entstehenden, hohen Temperaturen wiederum würden die Keramikmodule des DPF oder der SCR-Katalysator zerstört. Da sich der Abgasgegendruck aber nur schleichend und vom Fahrer unbemerkt erhöht, kann der Turbolader schon „sterben“, weit bevor die Motor- oder DPF-Kontrollleuchte angeht.

Klaus Kuss

Ursachen für einen Defekt am DPF

  1.  Fehler an der Sensorik (Temperaturfühler, NOx-Sensor),
  2.  DOC (Diesel Oxidations-Katalysator = Vor-Kat) arbeitet nicht ordnungsgemäß/ist defekt,
  3.  ungünstiges Fahrprofil lässt keinen Regenerationsvorgang zu/unterbricht diesen permanent,
  4.  Reinigungsintervalle des DPF nicht eingehalten,
  5.  unprofessionelle Selbstreinigungsversuche mit chemischen Produkten,
  6.  Reinigung des DPF mit einem vom Fahrzeug-/Filter-Hersteller nicht freigegebenen Verfahren.

Ursachen für defekte Katalysatoren:

  1.  Turbolader defekt (Öleintrag),
  2.  Verölung (Ölstand zu , Kurbelgehäuseentlüftung defekt, Motorverschleiß),
  3.  Löcher im Filterkern durch zu hohe Temperaturen,
  4.  Risse durch zu hohen Abgasgegendruck,
  5.  Risse im Filterkern durch Vibrationen,
  6.  Abgas-relevante Fehlermeldung über längere Zeit ignoriert,
  7.  altersbedingte Ermüdung.
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Unscheinbar, aber extrem wichtig für saubere Abgase: der NO

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