1999 wurden die Hersteller von Dieselmotoren für den Offroad-Einsatz in Europa erstmals mit Forderungen nach maximalen Schadstoffemissionen konfrontiert.Damit hatten sich die World Player dieses Marktes bereits in Nordamerika auseinanderzusetzen.Seit 1996 gibt es Höchstmengen.Es war der Beginn einer Suche nach neuen Techniken.Es ist weitgehend gelungen, aber wir sind noch nicht da.Die regulierten schädlichen Abgasemissionen betreffen in der Regel: Kohlenmonoxid (CO), Kohlenwasserstoffe (HC), Stickoxide (NOx), bestehend aus Stickoxid (NO2) und Stickoxid (NO).In einer Reihe von Fällen wurde für CH und NOx ein kombinierter Grenzwert verwendet.Darüber hinaus wird auch auf die Emission von Partikeln, Feinstaub (PM) geachtet.Dabei handelt es sich hauptsächlich um Ruß, aber auch um Sulfate und organische Partikel aus dem Kraftstoff.Einige Normen berücksichtigen auch die Partikelanzahl (PN).Schwefel gehört nicht zu den Stoffen, die unter die Vorschriften für Motoren fallen.Durch eine andere Gesetzgebung wurde Schwefel aus dem Kraftstoff entfernt, wodurch sichergestellt wurde, dass kein Schwefel emittiert wird.In Europa legt die Europäische Kommission die Regeln fest.In Amerika ist es die Environmental Protection Agency, die sie erstellt.Das Schema wurde schrittweise eingeführt.Deshalb sprechen wir in Belgien auch von Phase.Wir stoßen auch auf den englischen Begriff Stage oder die deutschsprachige Stufe.In Amerika spricht man von Tier, was für Time Impact Emission Regulations steht.Der Tier-Standard wird mit einer Zahl angegeben, die europäische Stufe mit einer römischen Ziffer.Die Standards unterschieden sich anfangs ziemlich zwischen Europa und Amerika.Auf Druck der Motorenbauer haben sich die Standards nahezu angeglichen.Aber Tier 5, unsere Phase V, ist den Amerikanern unbekannt.Nicht nur das Gewicht der Regeln wurde sukzessive eingeführt, das Inkrafttreten war nicht für alle Assetklassen gleich und der Standard ist nicht für alle Assets gleich.Für die Reinigung der Motoren sind die Motorenbauer verantwortlich.Die Traktorbauer müssen nur sehen, dass sie alles sauber auf die Traktoren montieren und bauen können.Das mussten sie nicht in Eile tun.Sie durften nach Einführung der nächsten Stufe zwei Jahre lang Motoren der vorherigen Stufe verwenden, sofern sie diese Motoren auf Lager hatten.Und Traktoren, die vor dem Startdatum gebaut wurden, durften maximal 2 Jahre im Ausstellungsraum bleiben.In Phase I ging der Prozess der Reinigung der Motoren Hand in Hand mit der Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs.Eine Reihe neuer Techniken wurde für den Einsatz in Traktormotoren und anderen landwirtschaftlichen Fahrzeugen eingeführt.Eine der ersten Techniken waren 4 Ventile pro Zylinder.Caterpillar und Deutz waren die ersten, die sich das ausgedacht haben.Die Vierventiltechnik trägt zur Optimierung des Verbrennungsprozesses bei.Mehr Luft kann leichter in den Brennraum eingebracht werden und die symmetrische Form des Zylinderkopfes verbessert die Verbrennung.Auch das Common-Rail-Kraftstoffsystem wird eingeführt.Normalerweise hängt der Einspritzdruck von der Motordrehzahl ab.Dies setzt der Genauigkeit der Mengensteuerung Grenzen.Am Common Rail, der zentralen Kraftstoffleitung, wird der Druck konstant hoch gehalten.An das System sind spezielle Injektoren angeschlossen.Sie haben ein Magnetventil und damit kann die Einspritzung sehr genau gesteuert werden.Die Motoren wurden sparsamer und konnten daher die nicht so strengen Emissionsanforderungen erfüllen.In Phase II soll der Rußgehalt mehr als halbiert werden.Dies kann beispielsweise durch eine Erhöhung der Verbrennungstemperatur erfolgen.Aber bei einer höheren Verbrennungstemperatur nehmen die Stickoxide zu und sie müssen auch reduziert werden.Natürlich kann der PM-Anteil über einen Partikelfilter reduziert werden, aber die Hersteller entscheiden sich bereits jetzt dafür, die Emission an der Quelle, dem Motor selbst, anzugehen.Auch unter dem Gesichtspunkt der Effizienz auf Dauer.Um die NOx zu senken, muss der Verbrennungsprozess verlangsamt und gleichzeitig mehr und kühlere Luft in den Brennraum eingebracht werden.Letzteres wirkt sich auch günstig auf die PM-Emissionen aus.Dafür optimieren die Motorenhersteller das Common-Rail-Einspritzsystem und setzen Turbos ein.Diese werden in Kombination mit einem Ladeluftkühler verwendet, der die Temperatur der Druckluft wieder absenkt, damit sie mehr Sauerstoff enthält.Die Herausforderung besteht darin, den Motor sparsamer und sauberer zu machen.In Phase IIIA wird der kombinierte Anteil von Kohlenwasserstoffen (HC) und Stickoxiden (NOx) gefordert.Dieser gemeinsame Anteil muss gegenüber den Mehrwerten aus Phase II etwa halbiert werden.Die technischen Lösungen werden in der Reduzierung von NOx gesucht.Motorradhersteller gehen mittlerweile andere Wege.Die meisten Hersteller entscheiden sich dafür, die Abgase zu reinigen.Dies geschieht, indem sie mit einer Harnstofflösung in einem Katalysator reagieren.Dieser Vorgang wird als selektive katalytische Reduktion (SCR) bezeichnet.Die Harnstofflösung wird als Adblue bekannt.Sie benötigen zu diesem Zeitpunkt etwa 5 % der Kraftstoffmenge.Der Motor ist wieder sparsamer und braucht weniger Kühlleistung.Aber der Katalysator muss auf Temperatur kommen, damit er richtig funktioniert und das Adblue muss von guter Qualität sein.Da läuft am Anfang manchmal etwas schief.Der andere Weg ist, dass ein Teil der Abgase wieder in den Brennraum eingeleitet wird.Es ist bekannt als EGR, Abgasrückführung.Vor allem John Deere hält lange an dieser Spur fest.Ein elektrisch gesteuertes Ventil steuert die Abgasmenge, die zurückgeführt wird.Es besteht auch die Möglichkeit, die Abgase zurückzukühlen, bevor sie wieder in den Brennraum gelangen.Der Motor läuft mit AGR etwas weniger sparsam als mit SCR.Und das AGR-Ventil ist am Anfang nicht ganz fehlerfrei.Die dicken Auspuffe mit Filtern und Katalysatoren tauchen ebenso auf wie die Tanks mit blauen Deckeln für den Adblue.Neben Dieselkraftstoff muss immer häufiger die unter dem Handelsnamen „AdBlue“ bekannte Harnstofflösung betankt werden.- Foto: TDDiese Phase, die ungefähr der US Tier 4 Interim entspricht, reduziert die HC- und PM-Werte weiter.Um dies zu erreichen, ist eine vollständige Verbrennung und damit eine hohe Verbrennungstemperatur erforderlich.Aber das erhöht die NOx-Menge wieder.Eine Filterung der Abgase ist ebenfalls erforderlich.In dieser Phase müssen wir uns auch mit dem Dieseloxidationskatalysator (DOC) und in einigen Fällen auch mit dem Dieselpartikelfilter (DPF) beschäftigen.Der DOC wandelt Kohlenmonoxid (CO) in Kohlendioxid (CO2) und Kohlenwasserstoff (HC) in Wasser (H2O) und Kohlendioxid um.Der DPF wird auch Partikelfilter genannt, aber das ist nicht ganz richtig.Es stoppt auch andere Partikel als nur Rußpartikel.Der DPF besteht aus einem System kleiner Kanäle mit porösen Wänden.Das Abgas kann diese Wände passieren, die Partikel jedoch nicht.Ab einem gewissen Punkt liegen so viele Partikel an der Wand, dass der Filter seine Aufgabe nicht mehr erfüllt.Dann muss es regeneriert werden.Dies kann auf 2 Arten erfolgen.Die Partikel reagieren bei niedriger Temperatur passiv mit Sauerstoffdioxid (NO2).Sie reagieren mit Sauerstoff (O2) bei hoher Temperatur durch aktive Regeneration.Diese hohe Temperatur wird erreicht, indem Diesel in den Filter eingespritzt wird, der ihn sauber verbrennt.Phase IV entspricht in etwa dem US-Tier-4-Finale.Zwischen Phase IIIB und Phase IV lagen nur 3 oder 4 Jahre.Viele Hersteller haben ihre Motoren für Stage IIIB so angepasst, dass sie keine sehr großen Anpassungen mehr vornehmen müssen, um Stage IV zu erfüllen.In Phase IV müssen die NOx-Emissionen deutlich reduziert werden.Mit Adblue kann sich jetzt kaum noch jemand dem SCR entziehen.Nur bei Motoren unter 75 PS ist es noch möglich die Motoren ohne SCR ausreichend sauber zu bekommen.Dies ist möglich, weil die Anforderungen für diese Kapazitäten etwas weniger streng sind als für größere Kapazitäten.Dies betrifft hauptsächlich die Emissionen von HC und NOx.In dieser Phase wird noch mehr auf eine optimale Verbrennung geachtet.Zum Beispiel durch höhere Einspritzdrücke im Common-Rail-System.Diese Drücke steigen nun auf 2.500 bar an.Es ist eine weitere Phase, in der Hersteller wieder am optimalen Kraftstoffverbrauch arbeiten können.Dies war in den vorherigen Phasen nicht immer möglich, da die Reinigung der Abgase Priorität hatte und teilweise eine höhere Kraftstoffmenge benötigte, so dass die Motoren nicht immer optimal laufen konnten.Für die Reinigung der Motoren sind die Motorenbauer verantwortlich.Die Traktorbauer müssen nur sehen, dass sie alles sauber auf die Traktoren montieren und bauen können.- Foto: TDDie Phasen I bis IV werden lange im Voraus festgelegt.Die letzte Phase wurde erst 2016 angekündigt, die 2018 beginnen würde, aber das wurde schließlich 2019 und für einige Leistungsklassen 2020.Stufe V ist nur eine europäische Norm.Die Amerikaner gehen mit ihrem EPA-Standard nicht über Tier 4 Final (unsere Phase IV) hinaus.Phase V gilt auch für Leistungen bis 25 PS und ab 750 PS.Es ist die erste Abgasnorm für diese beiden Kategorien, sie gehen also nicht so weit wie die anderen Leistungsklassen.Für diese anderen Klassen muss der PM weiter reduziert werden.Dies bedeutet, dass im Grunde jetzt jeder einen DPF anwendet.Agco Power hat dafür eine spezielle Version, den Soot Catalyst (SC).Das Motormanagement sorgt dafür, dass der Motor immer mit optimaler Temperatur läuft, um die Partikel zu verbrennen.Dadurch ändert sich der Einspritzzeitpunkt, wenn dies nicht mehr der Fall ist, beispielsweise wenn weniger Leistung benötigt wird.Eine saubere Verbrennung des SC ist nur erforderlich, wenn der Traktor längere Zeit mit geringer Leistung läuft.Was bedeuten 20 Jahre Abgasgesetzgebung für Motoren?Die Emissionen von Stickoxiden (NOx) und Partikeln (PM) wurden um 95 % reduziert.Die Emissionen von Kohlenwasserstoffen (HC) um 85 %, während die Emissionen von Kohlenmonoxid (CO) um 25 bis 30 % zurückgegangen sind.Das hat viel verlangt.Die Motoren sind deutlich teurer geworden und durch den notwendigen Einsatz von mehr Elektronik, Filtern und Teilen auch anfälliger.Aber sind wir jetzt da?Es scheint, dass die Dieselmotoren nicht mehr viel sauberer sein können.Wir schauen uns jetzt den Kraftstoff selbst an.Durch den Einsatz von synthetischem Diesel, beispielsweise HVO, können noch weniger Emissionen entstehen.Und auch die Verwendung von Methan kann dies verursachen.Auch die Industrie sucht fleißig nach Alternativen, zum Beispiel mit elektrisch angetriebenen Traktoren und selbstfahrenden Fahrzeugen.Dieser Strom kann aus Batterien kommen, aber auch mit Hilfe von Wasserstoff aus einer Brennstoffzelle.Es ist klar, dass die Bemühungen um eine sauberere Umwelt noch nicht am Ende sind.Landwirtschaftliches Leben The Rural Publishers Rue Royale 100 1000 BrüsselTelefon.Abonnement.: 02/730.33.09 Telefon.Kneipenverwaltung : 02/730.33.15 Tel.Kleinanzeigen : 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