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PKW und leichte Nutzfahrzeuge

Benzinmotoren

Die europäischen Emissionsvorschriften für PKW und Leichte Nutzfahrzeuge bis 3,5 Tonnen für max. 9 Personen inkl. Fahrer (PKW, People Carrier, Geländewagen und Leichttransporter) waren zunächst so streng, dass 1993 der Einsatz von Katalysatoren für Benzinmotoren erforderlich wurde. Damals konnten für einige Fahrzeuge immer noch Oxidations-Katalysatoren verwendet werden, inzwischen werden jedoch in Europa aufgrund der ständig verschärften Emissionsvorschriften (Euro 2 in 1997, Euro 3 in 2001, Euro 4 in 2006, Euro 5 in 2009 und Euro 6 in 2014) Dreiwege-Katalysatoren in alle Benzinmotoren eingebaut.

In der Regel haben moderne Systeme für Kraftfahrzeuge mit Benzin- oder Gasmotoren heute einen oder mehrere geregelte Katalysatoren in der Nähe des Abgaskrümmers und oft auch noch einen zusätzlichen Katalysator unter dem Fahrzeugboden in Richtung Auspuff. Zum Abgassystem gehört eine Sauerstoffsonde oder eine Sonde zur Messung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, die den Sauerstoffgehalt im Abgas überwacht und ständig die Kraftstoffeinspritzmenge anpasst, damit das optimale Verhältnis eingehalten wird. Damit ist auch gewährleistet, dass das System schnell zwischen einem leichten kraftstoffarmen und einem leichten kraftstoffreichen Betrieb wechseln kann. Auf diese Weise können die Oxidationsfunktionen (Umwandlung von CO und HC zu CO2 und Wasser) und die chemische Reduktionsfunktion (NOx zu Stickstoff) gleichzeitig erfolgen.

Dieselmotoren

Dieselmotoren für PKW und leichte Nutzfahrzeuge sind in Europa normalerweise mit einem Dieseloxidations-Katalysator zur Behandlung der CO- und HC-Emissionen ausgerüstet. Dieser ähnelt dem Dreiwege-Katalysator, benötigt jedoch keine Sauerstoffsonde, da er nicht mit einem geschlossenen Regelkreis arbeitet. Die PM-Emissionen können mit einem Diesel-Partikelfilter (DPF) behandelt werden. In Europa besitzen viele Neuwagen diesen Filter. Man erwartet, dass durch die nächste Generation der Euro 5-Emissionsvorschriften für PKW und leichte Nutzfahrzeuge Emissionsgrenzwerte festgelegt werden, die den Einbau dieses Filters in alle Fahrzeuge erforderlich machen. Als Nachrüstsysteme sind sowohl Diesel-Oxidationskatalysatoren als auch Diesel-Partikelfilter erhältlich.

Derzeit werden die NOx-Emissionen von Dieselmotoren hauptsächlich mit motortechnischen Maßnahmen kontrolliert. Die am weitesten verbreitete Technik besteht darin, eine kleine Abgasmenge in die Ansaugluft zurückzuführen, um den Sauerstoffanteil und die Verbrennungstemperatur zu senken. Dadurch wird der Anteil an atmosphärischem Stickstoff reduziert, der in NOx umgewandelt wird. Derzeit sind die NOx-Emissionsgrenzwerte für Diesel-PKW und leichte Nutzfahrzeuge mit Dieselmotor nicht so streng wie für Benzinfahrzeuge, da ältere und moderne Fahrzeuge nicht in der Lage gewesen wären, die strengeren Grenzwerte für Benzinmotoren einzuhalten.

Diesel-PKW mit speziellen NOx-Nachbehandlungstechnologien kommen jetzt auf den Markt. In Europa ist ein DeNOx-System erhältlich. Fahrzeuge, die den strengeren Emissionsgrenzwerten für den US-Markt entsprechen müssen, werden mit Harnstoff-SCR und NOx-Adsorbern ausgerüstet.

Direkteinspritzende Benzin-Magermotoren

Direkteinspritzende Benzin-Magermotoren arbeiten unter bestimmten Betriebsbedingungen mit kraftstoffreichem Gemisch (wobei ein Dreiwege-Katalysator eingesetzt werden kann), während unter anderen Bedingungen ein Betrieb mit kraftstoffarmem Gemisch möglich ist, bei dem der Sauerstoffanteil im Abgas eher einem Dieselmotor ähnelt und der Dreiwege-Katalysator die Stickoxide nicht reduzieren kann. Zur Senkung der NOx-Emissionen haben diese Motoren zusätzlich einen DeNOx-Katalysator. Von Zeit zu Zeit wird der Adsorber regeneriert, indem auf einen kurzfristigen Betrieb mit kraftstoffreichem Gemisch (Fettbetrieb) umgeschaltet wird, wobei Reduktionsmittel gebildet werden.