Siemens VDO entwickelt Harnstoffsensor
für saubere Nutzfahrzeuge
|
Januar 2005
Damit Nutzfahrzeuge mit Dieselmotor noch weniger Schadstoffe ausstoßen, entwickelt
die Siemens VDO Automotive AG einen Harnstoffsensor. Dieser Sensor wird benötigt, um
Lkw-Abgase mit dem innovativen Verfahren „selektive katalytische Reduktion“ zu reinigen.
Das Ergebnis: Stickoxide werden um 80 Prozent und Partikelemissionen um 40 Prozent verringert.
Mit der Euro-4-Regelung werden ab Oktober 2005 die Emissionsgrenzwerte für Nutzfahrzeuge
weiter gesenkt. Für Stickoxide (NOx) bedeutet dies eine Verringerung um 30 Prozent, bei
den Partikelemissionen sogar um 80 Prozent im Vergleich zu Euro 3. Um die künftigen
EU-Normen einzuhalten, sind aus Sicht des Automobilzulieferers Siemens VDO separate
Abgasnachbehandlungssysteme erforderlich.
Für die Abgasnachbehandlung stehen nach heutigem Stand im Wesentlichen zwei Systeme zur
Verfügung: zum einen die Kombination aus Partikelfilter und Abgasrückführung und zum
anderen Katalysatorsysteme nach dem Prinzip der
selektiven katalytischen Reduktion
(selective catalytic reduction), kurz SCR.
Die SCR-Technologie setzt auf ein Additiv, das in den Abgasstrom eingespritzt wird. Die
32,5-prozentige Harnstoff-Wasser-Lösung wird in einem separaten Tank mitgeführt. In den
heißen Abgasen spaltet sich Ammoniak ab. Das Ammoniak (NH3) wandelt die bei der Verbrennung
entstehenden Stickoxide (NOx) im nachgeschalteten SCR-Katalysator zu molekularem
Stickstoff (N2), einem Hauptbestandteil der Luft, und Wasser (H2O) um. Die Nachbehandlung
auf SCR-Basis ermöglicht eine Reduzierung der Stickoxide um bis zu 80 Prozent und mindert
darüber hinaus die Partikelemission um rund 40 Prozent verglichen mit Euro-3-Applikationen.
Damit erfüllen Nutzfahrzeuge mit SCR-Technologie auf Anhieb die strengeren NOx-Grenzwerte
der Euro-4-Norm.
Wichtig für eine optimale Reaktion im Katalysator ist die exakte Dosierung und Einspritzung
des Harnstoffes. Im amerikanischen Newport News arbeiten Entwickler von Siemens VDO an einem
Sensor für SCR-Katalysatoren, der Temperatur, Konzentration, elektrische Leitfähigkeit und
Füllstand der Harnstofflösung misst und die ermittelten Daten an das SCR-interne Kontrollsystem
weitergibt. Die Temperaturmessung ist deshalb wichtig, weil die Lösung bei minus 12
Grad Celsius einfrieren würde. Sinkt die Temperatur zu stark ab, wird der Tank beheizt.
Eine entscheidende Rolle spielt der Harnstoffsensor für den SCR-Systemschutz. Meldet der
Sensor eine stark abweichende, zum Beispiel eine deutlich zu geringe Harnstoffkonzentration,
wird die Einspritzung verhindert. Die Konzentration wird bestimmt, indem man die elektrische
Leitfähigkeit der Lösung misst. So ist es möglich, sowohl einen zu niedrigen Füllstand als
auch indirekt einen möglichen Fremdstoff im Tank zu erkennen. Diese Information kann im Cockpit
angezeigt werden. Geplant ist ferner die Einführung eines Kontrollmechanismus, der die
Motorleistung automatisch um 30 bis 50 Prozent drosselt, wenn sich zu wenig Harnstofflösung
im Tank befindet.
Der Automobilzulieferer untersucht derzeit zwei unterschiedliche Sensor-Varianten, die bereits
an verschiedene Kunden zum Testen ausgeliefert wurden. Der DT-Sensor befindet sich in der
Absaugleitung zwischen Harnstofftank und Pumpe und misst Konzentration, elektrische
Leitfähigkeit und Temperatur der durchströmenden Harnstofflösung. Der DLT-Sensor ist ein
Multifunktionssensor, der im Harnstofftank
selbst befestigt wird und gleichzeitig den
Füllstand der Flüssigkeit kontrolliert.
Der Harnstoffsensor von Siemens VDO kann auch bei Bau- und Landmaschinen eingesetzt werden,
um Emissionen zu verringern. Hier werden ab 2010 strengere Abgasvorschriften verbindlich.
Diese sehen vor, Stickoxide um 50 Prozent, Partikelemissionen um 87 Prozent zu senken.
Die Umwelt profitiert auch auf anderen Gebieten von innovativen Sensoren. So entwickelte
Siemens VDO bereits einen Stickoxidsensor für moderne Benzindirekteinspritzer und einen
Kraftstoffsensor, der kontaminiertes Benzin
erkennen kann.
Siemens VDO Automotive
ist einer der weltweit führenden Automobilzulieferer für Elektronik, Elektrik und
Mechatronik. Als Entwicklungspartner der Automobilindustrie fertigt das Unternehmen
Produkte rund um Antriebsstrang, Motorsteuerelektronik und Einspritztechnik, die die
Motorleistung verbessern und Emissionen reduzieren. Für gesteigerten Fahrkomfort und
Bedienerfreundlichkeit sorgen Informations- und Car-Communication-Systeme mit
Instrumentierung, Audio- und Navigationsgeräten, Telematik- und Multimedia-Anwendungen
bis hin zu kompletten Cockpits. Einen Beitrag zu mehr Sicherheit leisten
Siemens VDO-Produkte für Chassis und Karosserie, wie Airbag-, ABS- oder
Zugangskontrollsysteme. Eine eigene Handelssparte vertreibt Produkte für die
Nachausrüstung von Pkw und Nutzfahrzeugen, mit den Schwerpunkten Flottenmanagement
und Audio- und Navigationssysteme. Siemens VDO Automotive erwirtschaftete im
Geschäftsjahr 2004 (30.9.2004) einen Umsatz von 9 Milliarden Euro.
|
|
