Continental: Neue Komponenten zur Abgasnachbehandlung

Nutzfahrzeuge sind einer der Eckpfeiler der Güter- und Warenlogistik. Wegen dieser Bedeutung werden die AnForderungen an ihre Abgasqualität und den Kraftstoffverbrauch immer strenger. Zugleich erFordern die hohen Kraftstoffpreise sparsame Antriebsstränge. Continental, der internationale Automobilzulieferer, zeigt in Hannover innovative Lösungen zur Abgasnachbehandlung in Nutzfahrzeugen. Diese Technologien dienen Systemlieferanten und OEM dazu, neue Abgasnormen wie Euro VI (2013) und US10 /Tier4f umzusetzen. Schlüsselrollen spielen dabei die Selektive Katalytische Reduktion (SCR) von Stickoxiden (NOx) sowie Dieselpartikelfilter (DPF), die das Lkw-Abgas von Rußpartikeln reinigen.

"Wirtschaftliche Interessen und gesetzliche Anreize machen die Abgasnachbehandlung bedeutsam. Mit der richtigen SCR-Lösung beispielsweise lassen sich auch Kosten optimieren", sagt Wolfgang Gutbrod, Leiter des Kundensegments Nutzfahrzeuge in der Continental Business Unit Engine Systems, Division Powertrain. "Da die Strategien zur Abgasnachbehandlung von den OEM definiert werden, achten wir im Rahmen unserer Systemkompetenz darauf, dass sich die einzelnen Komponenten mit größtmöglicher Flexibilität einsetzen lassen", so der Manager weiter. Bei der EMS3 Motorsteuerung ist das bereits durch die offene Systemarchitektur sicher gestellt. Bei den Komponenten reicht das Spektrum von der Lieferung einzelner Aktuatoren und Sensoren bis zu kompletten Systemkonzepten aus der Hand von EMITEC, einer 50%-igen Tochter von Continental.

Weiterentwicklungen bei SCR

Eine zentrale HerausForderung im Nutzfahrzeugsektor ist die weitere Absenkung des NOx-Ausstoßes. Innermotorisch ist die NOx-Minderung nur begrenzt möglich, daher werden viele OEM wohl auf SCR setzen, denn damit lassen sich je nach Arbeitsbereich bis zu 97% NOx- Reduktion erreichen. Bei der SCR wird eine wässrige Harnstofflösung (AdBlue) in den Abgasstrom eingespritzt, um die Stickoxide in einem Katalysator umsetzen zu können. Die Dosierung der AdBlue Flüssigkeit muss möglichst präzise, situationsgerecht und mit kurzer Reaktionszeit erfolgen, um die Emissionen und den AdBlue Verbrauch zu MINImieren. Continental liefert dafür wichtige Bausteine: Ab 2013 gehen neu entwickelte AdBlue Injektoren mit Luftkühlung für den Light Duty-Einsatz in Serie. Parallel dazu entwickelt Continental eine wassergekühlte Ausführung für den LKW-Einsatz.

"Im Nutzfahrzeug rücken die Ad-Blue Injektoren immer näher an den Motor, wo es sehr heiß ist. Wasserkühlung ist daher eine Voraussetzung für kommende motornahe Lösungen", erläutert Dr. Detlev Schöppe, Entwicklungsleiter des Bereichs Engine Systems, Division Powertrain. Ebenfalls in der Entwicklung befindet sich ein Harnstoffsensor auf Ultraschallbasis, der den Harnstoffgehalt sowie den Füllstand im AdBlue Tank misst. Bereits verfügbar ist der Continental NOx-Sensor, mit dem die Menge des Stickoxids im Abgas erfasst wird, um die Wirkung der NOx-Minderung nachzuweisen und um die richtige AdBlue Dosierung berechnen zu können. Auch beheizbare Schlauchleitungsmodule von ContiTech gehören zur SCR-Systemkompetenz.

Die AdBlue Dosierstrategie selbst findet sich ebenfalls im Continental Know-how: "Wir liefern Software-Module für Ansteuerfunktionen im Rahmen des Katalysator-Managements", so Schöppe. Bereits seit Langem erfolgreich ist Continental mit einem generischen Abgassteuergerät für Nutzahrzeuge. Dieses Elektronikmodul liegt inzwischen in der zweiten Generation vor und stellt Hard- und Software beispielsweise zur DPF-Kontrolle bereit.

Die wirkungsvolle NOx-Reduktion durch SCR eröffnet noch einen weiteren wirtschaftlichen Vorteil. In der Regel ergibt die Motorbetriebsstrategie für den geringsten Verbrauch die höchsten NOx-Werte. "Mit SCR ergeben sich größere Spielräume, bis zu denen man einen Motor NOx-lastig betreiben kann, ohne dass die Fahrzeugemissionen, also nach der Abgasreinigung gemessen, zunehmen", ergänzt Dr. Schöppe.

Dieselpartikelfilter Management

In künftigen Nutzfahrzeugen wird in vielen Fällen wohl eine Kombination von SCR und Dieselpartikelfilter die Abgase reinigen. Da beide Aggregate vom heißen Abgas durchströmt werden, ist es wichtig, sie vor Überhitzung zu schützen. Um beispielsweise zu verhindern, dass ein DPF während der Regenerationsphase durch zu hohe Temperaturen zerstört wird, hat Continental einen aktiven Hochtemperatursensor entwickelt, der besonders schnell und genau auf Temperaturveränderungen reagiert. Auch eine entsprechende Dosiereinheit für die Zumessung von Diesel zur Filterregeneration bietet Continental an. Der neue Rußsensor von Continental wiederum wird dazu dienen, den Abgasstrom nach dem Katalysator zu überwachen, um die korrekte Funktion der Abgasnachbehandlung für die o­n-Board-Diagnose zu bestätigen.

"Um die korrekte Abgasnachbehandlung über 1,5 Millionen Kilometer nachzuweisen und damit die Verfügbarkeit des Fahrzeugs zu sichern, spielt Sensorik eine zentrale Rolle. Angesichts der enorm langen Laufleistungen von Nfz sind Sensorlösungen wie unser Hochtemperaturfühler und der kommende Rußsensor hier von großer Bedeutung", erläutert Klaus Hau, Leiter des Bereiches Sensoren und Aktuatoren.