Partikelfiltersysteme für Dieselbaumaschinen sind Abgasnachbehandlungssysteme, die Rußpartikel und Feinstaub aus dem Abgasstrom zurückhalten und während der Regenerationsphase in CO₂ umwandeln. Sie tragen maßgeblich zur Einhaltung der Emissionsklassen bei und reduzieren die Feinstaubbelastung auf Baustellen. Die Systeme bestehen aus einem Filtergehäuse mit porösem Material und einem integrierten oder vorgeschalteten Oxidationskatalysator, der die Selbstreinigung ermöglicht.

Wie ist ein Diesel-Partikelfilter aufgebaut?

Das Filtermaterial besteht je nach Hersteller aus unterschiedlichen Werkstoffen. Zum Einsatz kommen:

  • Cordierit
  • Siliciumcarbid
  • Aluminiumtitanat
  • Sintermetall

Der Partikelfilter besitzt eine wabenförmige Struktur mit einer Vielzahl von Kanälen, die an ihren Enden wechselseitig verschlossen sind. Dadurch wird der Abgasstrom zwangsläufig durch die feinen Poren der Filterwände geleitet. Die heißen Motorabgase mit den Rußpartikeln strömen in das Filtergehäuse. Die gasförmigen Bestandteile der Abgase passieren problemlos die mikroskopisch feinen Poren der Filtertaschen, während die wesentlich größeren Rußteilchen und Feinpartikel auf der Oberfläche zurückgehalten und an den Wandoberflächen abgelagert werden.

Wie funktioniert die Filterregeneration?

Mit zunehmender Kilometerleistung setzen sich die Poren des Filters zu. Der Strömungswiderstand im Filter erhöht sich, der Abgasdruck vor dem Filter steigt. Das Diesel-Partikelfilter-System ist mit einer Messeinrichtung zur Erfassung des Abgasgegendruckes ausgestattet. Der Differenzdruck wird vor und nach dem Filter gemessen – daraus ermittelt die Motorsteuerung die Ruß- und Aschebeladung.

In regelmäßigen Abständen zwischen 300 und 1000 Kilometer Fahrstrecke löst die Motorsteuerung einen automatischen Regenerationsprozess aus. Erreicht die Abgastemperatur etwa 200 °C, startet die Reinigung des Filters. Kombinationssysteme verfügen über einen integrierten, vorgeschalteten Oxidationskatalysator oder eine leistungsfähige katalytische Beschichtung, die bei dieser Temperatur eine optimale Reinigung ermöglichen.

Das mit Hilfe des Oxidationskatalysators gebildete Stickstoffdioxid (NO₂) trifft auf den abgelagerten Ruß an den Filtertaschen. Die Rußpartikel werden oxidiert und abgebaut, das vorher gebildete NO₂ wird wieder zu Stickstoffmonoxid (NO) reduziert. Durch diesen sich ständig wiederholenden chemischen Prozess reinigt sich der Partikelfilter kontinuierlich selbst.

Welche Partikelfiltersysteme gibt es?

Je nach Anwendung und Einsatzbedingung kommen unterschiedliche Systeme zum Einsatz. Für die Erstausrüstung bei Pkw oder die Nachrüstung bei schweren Nutzfahrzeugen werden sogenannte „geschlossene" Partikelfiltersysteme verwendet. Für die Nachrüstung von Pkw, Transportern oder Wohnmobilen hingegen werden meist „offene" Partikelfiltersysteme eingesetzt.

Spezielle Additive können den Regenerationsprozess bei Dieselpartikelfiltern bestimmter Fahrzeugmodelle unterstützen oder optimieren. Hierzu werden sie in einen Zusatztank gefüllt, der sich neben dem Dieseltank befindet. Eine kleine Menge des Additivs wird dann automatisch beim Tanken beigemengt.

Wartung und Lebensdauer

Diesel-Partikelfilter reinigen sich vom abgelagerten Ruß kontinuierlich selbst, sind meistens wartungsfrei und halten ein Fahrzeugleben lang. Die zulässige Rußbeladung des Filters ist begrenzt und wird permanent von der Motorsteuerung überwacht. Unter normalen Betriebsbedingungen und bei einwandfrei funktionierendem Motor merkt der Fahrer meist nichts von dem Aufwand, der betrieben wird, um die schädlichen Abgase nachzubehandeln.

Ist die Asche- oder Ruß-Beladungsgrenze überschritten und eine aktive Regeneration nicht möglich, signalisiert eine Warnleuchte oder eine Textmeldung an der Instrumententafel ein Problem. In solchen Fällen ist eine Werkstattdiagnose erforderlich. Die Abgastemperatur wird je nach Hersteller entweder durch zusätzliche Kraftstoff- oder Additiveinspritzung vorübergehend soweit erhöht, dass der im Filter angesammelte Ruß zu Asche verbrennt und der Abgasgegendruck wieder sinkt.

Partikelfiltersysteme sind ein zentraler Baustein moderner Abgasnachbehandlung und tragen dazu bei, dass Hydraulikbagger, Radlader und andere Dieselbaumaschinen die strengen Vorgaben der EU Stage V erfüllen.