Mit SCR wird der Transporter sauber

Bei der DPF-Nachrüstung reichte es noch, einen autarken Partikelfilter anstelle des Serienabgasrohres einzusetzen. Zwei Schellen genügten für die Befestigung. Der Umbau auf eine SCR-Anlage setzt hingegen handfeste Kenntnisse in der Elektrotechnik voraus. Anlagen wie die SCR(T)-Lösung von HJS arbeiten autonom als Insellösung, ohne Einfluss auf die serienmäßigen Bauteile oder Steuergeräte zu nehmen. Um dennoch in jeder Fahrsituation die Abgasnachbehandlung wirksam durchführen zu können, ist eine Reihe von Sensoren mit entsprechendem Grundkabelbaum notwendig.

Der SCR(T)-Kat selbst sieht relativ unspektakulär aus: Ein knapp zwei Meter langes Rohr, teils mit Integralisolierung verkleidet, sowie mit unterschiedlichen Gewindemuffen für die Sensorik versehen. Der Verbau der SCR-Komponente erfolgt direkt an den werkseitigen DPF des Fahrzeugs und ersetzt im Regelfall den Mittelschalldämpfer. Der Endschalldämpfer bleibt wie ab Werk erhalten. Außer den gegebenenfalls notwendigen, zusätzlichen Auspuffhaltern, die die geänderten Geometrien und Rohrverlaufspositionen der SCR-Anlage aufnehmen können, ist der Einbau bis hierhin recht einfach.

Damit die Stickoxide bestmöglich reduziert werden können, bedarf es vieler Parameter, die die Anlage zum Teil selbst misst, zum Teil von den realen Fahrprofilen erfasst. Als wichtigste Stellgröße seitens der OE-Sensorik gilt hierbei der Luftmassenmesser. Dieser wird mit einem Y-Adapter ausgerüstet, sodass die Anlage die AdBlue-Dosierung immer auf die optimalen Lastzustände des Fahrzeuges (Pedalstellung) reagieren und eindüsen kann.

Vor dem Eintritt in die eigentliche Anlage sitzt der erste NOX-Sensor, der den Ist-Zustand der NOX-Belastung bei Eintritt in das SCR misst. Im weiteren Verlauf befinden sich OE-konforme Druckdifferenz-sensoren vor und nach SCR, um so die jeweiligen Beladungszustände der Filter-Katalysatoren Monolithen zu ermitteln und dem Steuergerät diese Informationen mitzuteilen. Der zweite NOX-Sensor, welcher sich hinter der SCR-Komponente befindet, übernimmt die Messung der Abgaswerte nach SCR und meldet ggf. Korrekturparameter an das HJS-Steuergerät.

Damit die SCR-Anlage in jedem Betriebspunkt wirksam arbeiten kann, reicht die Temperatur des Abgases nicht aus. Moderne Motoren sind so effizient, dass gerade im Lieferverkehr oder auf Kurzstrecken die Abgasreinigung nicht auf Betriebstemperatur kommt und faktisch unwirksam ist. Um diesem Problem entgegenzuwirken, setzt man bei HJS auf deren selbstentwickeltes Thermomanagement. Einen eKat, eine elektrische betriebene Heizung, die die Abgase vor der den eigentlichen SCR-Bausteinen auf die erforderliche Abgastemperatur bringt. Mit zwei Leistungsstufen von 375 und 750 Watt Heizleistung wird so auch bei winterlichen Temperaturen die einwandfreie Wirkung des SCR-Kats sichergestellt. Um derartige Heizleistungen zu realisieren, braucht es entsprechende Leitungsquerschnitte: Der Spitzenstrom liegt bei 90A, die Dauerleistung der vollen 750 Watt bei 62,5A – dass führt zum Einsatz von 25mm² Leitung, welche über die eigenen Relaissteuerung getackte und auch abgesichert werden.

Um die Sensorik auswerten zu können, die Heizung passend anzusteuern und dem Fahrer bei leerem AdBlue-Tank einen Hinweis zum Nachtanken zu geben, braucht es schon eine gewisse Intelligenz. Das Steuergerät, dass die Datenhoheit über die SCR-Anlage innehat, ist so groß wie ein gewöhnliches Motorsteuergerät, in einem Aluminium-Druckgussgehäuse untergebracht und mit ähnlichen Steckverbinden ausgestattet. Auch der Kabelbaum hat es in sich: rund drei Kilogramm schwer, die längste Kabelstrecke sechs Meter lang und mit einem halben Dutzend Steckern für die unterschiedlichen Sensoren ausgestattet. Ihn zu verlegen ist weniger mechanische Arbeit, sondern etwas für Kfz-Elektrik-Profis. Der Schaltplan ist in lesbarer Version wenigstens so groß wie ein DIN A1-Poster und ist damit nichts für Mechaniker mit Angst vor elektronischen Herausforderungen. Aus diesem Grund werden die entsprechenden Anwender auch ausgiebig und umfangreich bei HJS geschult. Ohne die Vermittlung spezifischer Verbaueigenschaften sowie dem praktischem Training ist der fehlerfreie Verbau unwahrscheinlich, so Lars Mothes (New Development Implementation) von HJS.

Als einziges sichtbares Element kommt ein kleines LC-Display zum Einsatz, das im Cockpit untergebracht wird und dem Fahrer jederzeit über den Status der Anlage, den Tankinhalt oder etwaige Fehlermeldungen informiert. Beschäftigen muss man sich damit aber nicht großartig: So lange der Ad Blue Tank stets gefüllt ist (eine Tanklandung mit 12 Litern AdBlue reicht typischerweise für > 5.000 Kilometer), verrichtet die Anlage ihren Dienst unauffällig und geräuschlos.

Das AdBlue für die Reduzierung der Stickoxide muss logischerweise mitgeführt und aufbewahrt werden. Die Platzverhältnisse in der Transporterklasse sind im Vergleich mit Pkw-Bauräumen nahezu luxuriös – dennoch ist auch hier der Platz immer ein Thema. Bei manchen Fahrzeugtypen wie die 906 Sprinter von Mercedes-Benz bestand schon ab Werk die Option, das Fahrzeug schon mit SCR Anlage zu bestellen. In solchen Fällen ist der Ort für den Tank schon eingeplant und vorhanden – der Tank stammt teilweise direkt vom Fahrzeughersteller. Bei anderen Fahrzeugen oder Sonderlösungen sitzt der eigens entwickelte HJS Tank dann abweichend mal unter der Motorhaube, mal hinter der Stoßstange, mal am Unterboden.

Damit die Harnstofflösung auch in allen Lebenslagen sicher gefördert werden kann, ist eine Pumpe verbaut. Kommt der Ad Blue Tank am Unterboden zum Einsatz, schützt ein massiver Unterfahrschutz aus VA-Blech die Pumpe und Kabel vor Kontakt mit dem Boden. Die HJS Tanks sind daher ebenfalls fahrzeugspezifisch, wenngleich in vielen Fahrzeugtypen auf den gleichen „Grundtank“ zurück-gegriffen werden kann, der mittels zusätzlicher Halter am Fahrzeug befestigt wird. Für die Befüllung eines Unterbodentanks muss neben der Einfüll- auch eine Entlüftungsleitung bis zum Einfüllstutzen verlegt werden – der ebenfalls je nach Fahrzeug unterschiedlich positioniert ist. Da Ad Blue auch zu Gefahrenstoffen zählt, ist es wichtig, dass die Verschlauchung betriebssicher verlegt wird und nicht durch Vibrationen oder Bewegungen geknickt oder gequetscht wird.

Weil der Einbau eben deutlich über den simplen Einbau der Verrohrung hinausgeht, ist die Sache nichts für Gelegenheitstäter. Die Anlagen sind fahrzeugspezifisch, wer einen Sprinter umbauen kann, baut nicht „mal eben“ einen Fiat Ducato um. Aus dieser Erfahrung heraus setzt HJS auf geschulte Kompetenzpartner. Lars Mothes von HJS äußert sich hierbei offen gegenüber diesen Anfragen. Wir setzen auf Einbaupartner, deren fachliche Fähigkeiten neben Mechanik insbesondere den Umgang mit komplexen elektronischen Komponenten beherrschen. Der Ersteinbau stellt für ungeübte Betriebe eine große Herausforderung dar.

„Wir schulen unsere Montagepartner 1,5 Arbeitstage lang – danach kommt die Erstmontage, die in der Regel rund acht Stunden dauert – geübte Monteure, die schon einige Anlagen verbaut haben, schaffen den Einbau aber auch in fünf Stunden“.

Für die Montage am jeweiligen Fahrzeug müssen Leitungen knick- und vibrationssicher verlegt sowie neue Halter und Nietmuttern gesetzt werden. Dazu kommt das hitzesichere Verlegen der elektrischen Verbindungen. Damit der Einbau auch zielsicher funktioniert, setzt HJS darauf, dass wenige Monteure möglichst viele Anlagen verbauen. So sollen sie Routine im Einbau bekommen und „ihre“ Fahrzeugtypen und deren Knackpunkte genau kennen. Das senkt zum einen die Kosten für den Einbau für den Kunden selbst, da die Arbeit schneller über die Bühne geht, steigert aber auch die Arbeitsqualität und soll negativen Kundenerfahrungen durch schlecht montierte Anlagen vorbeugen. Für die meisten freien Werkstätten wird die Nachrüstung von SCR-Anlagen daher wohl doch nicht kommen – zu komplex sind die Anlagen für den gelegentlichen Einbau.

Bleibt zu hoffen, dass bei den Otto-Partikelfiltern, die schon jetzt in Serie bei Neufahrzeugen verbaut werden, und mit der Euro-7-Norm zum Standard werden könnten, sicher wieder ein lukratives Nachrüstgeschäft für den freien Handel und Werkstätten ergibt.