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Wie sich der Diesel-Traktor das Rauchen abgewöhnte

EGR, SCR, AdBlue, DOC, DPF: Diese Systeme sorgen in der Abgasanlage eines Traktors für saubere Luft. Was hinter den Abkürzungen steckt und wie das Ganze funktioniert, lesen Sie hier.

Wenn man heute einem Youngtimer bei schwerer Arbeit zusieht, kann man sie noch sehen: Die schwarze Rauchfahne aus dem Auspuff. Dieser Rauch ist die Ursache für die verbreitete Ansicht, Dieselmotoren seien die reinsten Dreckschleudern! Dabei hat sich durch die Abgasgesetze seit ihrer Einführung vor rund 20 Jahren gewaltig etwas getan.

Motoren heute doppelt so teuer wie früher

Bis zur finalen Stufe V, die seit 2018 gilt, wurden die gesundheits- und umweltgefährdenden Stoffe im Abgas im Vergleich zum Abgasstufenstart 2003 schrittweise reduziert: Stickoxide (NOx) um 96 %, Partikel um über 95 %, Kohlenwasserstoffe um 85 % und Kohlenmonoxid (CO) um 30 %. Das gelang den Konstrukteuren nur mit erheblichem technischen Aufwand, der sich dadurch auch im Preis der Maschinen niederschlägt. Man kann davon ausgehen, dass sich die Kosten für die Motoren dadurch mittlerweile verdoppelt haben.

Die Europäische Abgasgesetzgebung unterscheidet übrigens in Stufen (bzw. „Stage“), die mit römischen Zahlen gekennzeichnet sind – bspw. Stufe III. Analog, mit ähnlichen Zielwerten, gibt es die Abgasnormen in den USA, die als „Tier“ mit arabischen Zahlen benannt werden, also z. B. Tier 3.

Wann welche EU-Norm zu erfüllen ist, richtet sich nach der Motorleistung. Aktuell gilt die höchste Stufe V für Motoren von 19 bis 560 kW.

Partikel & Stickoxide im Fokus

Zusammen mit unserem langjährigen Experten, Landmaschinen-Mechanikermeister Reinhard Timpe, haben wir uns angesehen, welche technischen Lösungen die Ingenieure entwickelt haben. Im Fokus stehen dabei vor allem Partikel und Stickoxide, die bei der Abgasnachbehandlung so etwas wie Gegenspieler sind.

Bei einer sehr effizienten Verbrennung mit Sauerstoffüberschuss im Brennraum entstehen hohe Drücke und Temperaturen. Es bilden sich mehr Stickoxide. Dafür läuft der Motor effizient. Durch die vollständige Verbrennung des Kraftstoffs verlassen weniger Partikel den Motor.

Mit der Stufe II ging es los

Durch weniger Sauerstoff im Brennraum kann man die Stickoxid-Bildung bremsen. Allerdings ist die Verbrennung weniger effizient, es entsteht mehr Ruß. Die Motorenhersteller haben Lösungen entwickelt, beide Ziele unter einen Hut zu bringen. Das ging Schritt für Schritt, je nach gültiger Abgasstufe.

Der Einstieg, die Motoren sauberer zu machen, war die Stufe II. Wichtigste Neuerungen waren optimierte Brennmulden in den Kolben, elektronisch geregelte Einspritzpumpen und verbesserte Mehrlocheinspritzdüsen. Die Pumpen konnten die Einspritzung u. a. auf Lufttemperatur, Feuchte und Kraftstofftemperatur abstimmen, was eine bessere Verbrennung brachte. Es handelte sich meist um Verteilereinspritzpumpen mit elektrischen Stell­einrichtungen. Leitungen führten zu den Düsen über jedem Zylinder. Erst später stellten die Firmen auf Common-Rail-Systeme mit Hochdruckpumpen und elektronisch geregelten Injektoren um.

AbgasrückführunG oder AdBlue-Katalysator?

Mit der nächsten Stufe IIIa führten viele Motorenentwickler die Abgasrückführung (AGR) ein. Denn beim Schritt von Stufe II auf III a ging es in erster Linie um das Reduzieren von Stickoxiden.

Bei der AGR unterscheidet man zwischen einer internen und einer externen Rückführung. Bei der internen gibt es einen Vorlaufnocken auf der Nockenwelle. In der Ausstoßphase...

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