Selektive katalytische Reduktion (SCR): Saubere Abgase für Dieselmotoren
Die Selektive Katalytische Reduktion (SCR) ist ein fortschrittliches System zur aktiven Abgasreinigung, das die Stickoxidemissionen (NOx) in modernen Diesel-Fahrzeugen und -Geräten auf nahezu Null reduziert. Das SCR-System besteht aus mehreren Komponenten, die mit anderen Teilen des Abgasreinigungssystems kombiniert sind. Jeder Hersteller hat dabei seine eigenen Varianten und Anordnungen der verschiedenen Systemkomponenten.
Bei der SCR handelt es sich um ein System zur aktiven Schadstoffreduzierung. Die heißen Abgase strömen vom Motor in das SCR-System, wo eine wässrige Harnstofflösung (bekannt als Dieselabgasflüssigkeit oder DEF) auf einen speziellen Katalysator gesprüht wird. Das DEF löst eine chemische Reaktion im Abgasstrang auf einem speziellen Katalysator aus, die Stickoxide in Stickstoff, Wasser und kleine Mengen Kohlendioxid (CO2) umwandelt – natürliche Bestandteile der Luft, die wir atmen. Die Abgase durchlaufen zudem irgendwo im System einen Partikelfilter, bevor sie durch den Auspuff des Fahrzeugs abgeleitet werden.
Die SCR-Technologie ist so konzipiert, dass sie die Reduktionsreaktionen der Stickoxide (NOx) in einer oxidierenden Atmosphäre ermöglicht. Sie wird als „selektiv“ bezeichnet, weil sie die NOx-Werte unter Verwendung von Ammoniak als Reduktionsmittel in einem katalytischen System reduziert. Die chemische Reaktion ist als „Reduktion“ bekannt, bei der das DEF als Reduktionsmittel mit dem NOx reagiert, um die Schadstoffe in Stickstoff, Wasser und kleine Mengen CO2 umzuwandeln. Das DEF wird schnell zersetzt, um oxidierendes Ammoniak im Abgasstrom zu erzeugen.
Was ist bei der Verwendung von SCR zu beachten?
SCR-Systeme sind aktive Systeme. Im Vergleich zu passiven Katalysatoren in Benzin-Fahrzeugen erfordern SCR-Systeme eine regelmäßige Nachfüllung mit Dieselabgasflüssigkeit (DEF), um die Leistungsfähigkeit des Abgassystems zu gewährleisten. Der Nachfüllbedarf von DEF steht in direktem Zusammenhang mit dem Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs. Wenn die DEF-Tanks nicht aufgefüllt werden, kann dies zur Stilllegung des Fahrzeugs oder der Maschine und zu einer Überholung führen.
Dieselabgasflüssigkeit (DEF) ist eine ungiftige Flüssigkeit, die aus 32 % automobilqualitativem Harnstoff und gereinigtem Wasser besteht. DEF ist in verschiedenen Lager- und Vertriebsformen erhältlich. Die Lageroptionen umfassen Behälter unterschiedlicher Größe wie Bulk-Container, Kanister sowie Flaschen oder Gebinde. Das American Petroleum Institute testet DEF streng, um die Einhaltung der Industriequalitätsstandards sicherzustellen. In Europa und den USA wird DEF manchmal auch als AdBlue bezeichnet.
Eine landesweite DEF-Vertriebsinfrastruktur ist vorhanden, sodass DEF problemlos in Bulk, im Einzelhandel, online und an fast allen Tankstellen, die Dieselkraftstoff führen, bezogen werden kann. Die mitgeführten Tanks zur Lagerung von DEF variieren in der Größe in der Regel zwischen 5 und 22 Gallonen und sind leicht an einer blauen Kappe und/oder der Beschriftung „NUR DEF“ zu erkennen. Bei Transportern und SUVs befindet sich der DEF-Einfüllstutzen in der Regel neben dem Kraftstoffeinfüllstutzen. (SIEHE BILD) Bei schweren Sattelzügen befindet sich der DEF-Tank meist neben dem Dieselkraftstofftank an der Seite des Fahrzeugs in der Nähe der Fahrertür. Aufgrund der vielfältigen Natur von Off-Road-Motoren und -Geräten ist der Standort des DEF-Tanks und des Einfüllstutzens variabel.
Der DEF-Tankeinfüllstutzen ist so gestaltet, dass er nur eine DEF-Füllpistole aufnehmen kann, um sicherzustellen, dass nur DEF in den Tank gelangt. Dieselkraftstoff sollte niemals in den DEF-Tank gegossen werden und umgekehrt. Um solche Betankungsfehler zu vermeiden, passt eine Dieselkraftstoffpistole nicht in die Öffnung des DEF-Tanks. Zudem ist der DEF-Tank mit einem blauen Deckel versehen, um ihn vom Dieseltank, der einen gelben oder grünen Kraftstoffverschluss haben kann, zu unterscheiden.
Bei leichten Fahrzeugen erfolgen die DEF-Nachfüllintervalle in der Regel zum Zeitpunkt des empfohlenen Ölwechsels, während das Nachfüllen von DEF bei schweren Fahrzeugen sowie bei Gelände-Maschinen und -Geräten je nach Betriebsbedingungen, Nutzungsstunden, gefahrenen Kilometern, Lastfaktoren und anderen Überlegungen variiert. In der Regel beträgt der DEF-Verbrauch etwa 3 % des Kraftstoffverbrauchs (Beispiel: Der Verbrauch von 100 Gallonen Kraftstoff würde etwa 3 Gallonen DEF verbrauchen).
DEF ist ein integraler Bestandteil des Abgasreinigungssystems und muss jederzeit im Tank vorhanden sein, um den kontinuierlichen Betrieb des Fahrzeugs oder der Ausrüstung zu gewährleisten. Ein niedriger DEF-Füllstand löst eine Reihe von zunehmenden visuellen und akustischen Warnungen für den Fahrer oder Bediener aus. Wenn DEF nicht nachgefüllt wird, eskaliert die Warnkaskade und kann schließlich zu einer Reduzierung der Motorleistung und einer Begrenzung der Fahrzeuggeschwindigkeit führen und letztendlich das Startsystem blockieren.
DEF muss sachgemäß gelagert werden, um ein Einfrieren der Flüssigkeit bei Temperaturen unter -12 °F (-24 °C) zu verhindern. Die meisten DEF-Tanks und Verteilungssysteme in Fahrzeugen sind mit Heizvorrichtungen ausgestattet.