Rußpartikelfilter

Rußpartikelfilter

Rußpartikelfilter, auch Dieselpartikelfilter (DPF) genannt, haben die Aufgabe, den emittierten Ruß eines Dieselmotors aus dem Verbrennungsgas zu entfernen. Dies geschieht durch Monolithe aus keramischen Werkstoffen wie Cordierit und Siliziumcarbid mit wechselseitig verschlossenen Strömungskanälen. Damit ist gewährleistet, dass das Ruß-beladene Abgas immer durch eine poröse Wand strömen muss. Dabei werden die Rußpartikel an den Wänden abgelagert. Dies gelingt mit Wirkungsgraden von bis zu 95 Prozent.

Um den Partikelfilter über ein Motorenleben wirksam zu halten, muss der eingelagerte Ruß regelmäßig entfernt werden. Dies geschieht durch Abbrennen. Diese sogenannte Regeneration kann über verschiedene Hilfsmittel durchgeführt werden. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen passiver und aktiver Filterregeneration:

  • Passive Regeneration: Ab einer Abgastemperaur von ca. 600 °C reagiert Dieselruß mit Hilfe des im Abgas vorhandenen Sauerstoffs zu CO2 und CO. Diese relativ hohe Abgastemperatur wird selten unter normalen Betriebsbedingungen erreicht. Um die Rußzündtemperatur abzusenken, können katalytische Beschichtungen oder über den Treibstoff dosierte Additive eingesetzt werden. Weiterhin besteht die Möglichkeit, Ruß mit Hilfe von NO2 kontinuierlich zu oxidieren. Das benötigte NO2 wird über einen vorgeschalteten Oxidationskatalysator oder direkt über die edelmetallhaltige Filterbeschichtung zur Verfügung gestellt.
  • Aktive Regeneration: Durch künstliche Erhöhung der Abgastemperatur wird, meist in Verbindung mit einer katalytischen Beschichtung, der Filter effektiv regeneriert. Hierbei kann die Temperaturerhöhung einerseits durch Eindosierung von Treibstoff vor Oxidationskatalysator aufgrund dessen katalytischer Umsetzung erzielt werden. Desweiteren kann der Treibstoff direkt mit Hilfe eines Brenners verbrannt werden. Alternativ besteht die Möglichkeit, das Abgas elektrisch aufzuheizen. Letztlich garantiert eine Kombination von passiver und aktiver Regeneration eine sichere Oxidation der gefilterten Rußpartikel.
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