Die selektive katalytische Reduktion (SCR) ist ein fortschrittliches Abgasreinigungssystem, das in Fahrzeugen und Geräten der nächsten Generation die Stickoxidemissionen (NOx) auf nahezu Null reduziert. Das SCR-System besteht aus mehreren Komponenten, die mit anderen Teilen des Abgasreinigungssystems kombiniert werden. Jeder Hersteller hat seine eigenen Variationen hinsichtlich der Art und Anordnung der verschiedenen Systemkomponenten.
*Diese Abbildung stellt nicht den Ansatz aller Hersteller dar, um Emissionen nahezu auf Null zu reduzieren.
SCR ist ein fortschrittliches Abgasreinigungssystem. Heiße Abgase werden aus dem Motor ausgestoßen und gelangen in das SCR-System. Dort wird wässriges Harnstofflösung (bekannt als Dieselabgasflüssigkeit oder DEF) auf einen speziellen Katalysator gesprüht. DEF löst eine chemische Reaktion in den Abgasen auf dem speziellen Katalysator aus und wandelt Stickoxide in Stickstoff, Wasser und eine kleine Menge Kohlendioxid (CO2) um. Dies sind natürliche Bestandteile der Luft, die wir atmen. Die Abgase durchlaufen auch irgendwo im System einen Partikelfilter, bevor sie aus dem Auspuff des Fahrzeugs austreten.
Die SCR-Technologie ist darauf ausgelegt, die Reduktionsreaktion von Stickoxiden (NOx) in einer oxidierenden Atmosphäre zu ermöglichen. Sie wird als „selektiv“ bezeichnet, da sie Ammoniak als Reduktionsmittel im Katalysatorsystem verwendet, um die NOx-Werte zu reduzieren. Diese chemische Reaktion ist als „Reduktion“ bekannt, wobei DEF als Reduktionsmittel wirkt und mit NOx reagiert, um Schadstoffe in Stickstoff, Wasser und eine kleine Menge CO2 umzuwandeln. DEF zersetzt sich schnell und erzeugt Ammoniakoxid im Abgasstrom.
Welche besonderen Überlegungen gibt es bei der Verwendung von SCR?
SCR-Systeme sind aktive Systeme. Im Vergleich zu passiven Katalysatoren in Benzinfahrzeugen erfordern SCR-Systeme eine regelmäßige Nachfüllung von Dieselabgasflüssigkeit (DEF), um die Leistung des Abgassystems zu gewährleisten. Der Nachfüllbedarf von DEF hängt direkt mit dem Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs zusammen. Wenn der DEF-Tank nicht nachgefüllt wird, kann das Fahrzeug oder die Maschine unbrauchbar werden und eine Überprüfung erforderlich machen.
Dieselabgasflüssigkeit (DEF) ist eine ungiftige Flüssigkeit, die aus 32 % automobiltauglichem Harnstoff und gereinigtem Wasser besteht. DEF ist in verschiedenen Lager- und Verteilungsformen erhältlich. Zu den Lageroptionen gehören Behälter in verschiedenen Größen, wie Bulk-Container, Tanks, Flaschen oder Dosen. Das American Petroleum Institute testet streng, um sicherzustellen, dass DEF die industriellen Qualitätsstandards erfüllt. DEF wird in Europa und den USA manchmal auch als AdBlue bezeichnet.
Es gibt eine landesweite DEF-Verteilungsinfrastruktur, die es einfach macht, DEF in Bulk, im Einzelhandel, online und an fast jeder Tankstelle, die Dieselkraftstoff führt, zu beziehen. Die Größe der mitgeführten DEF-Tanks in Fahrzeugen reicht typischerweise von 5 bis 22 Gallonen und ist leicht an blauen Verschlusskappen oder der Aufschrift „Nur für DEF“ zu erkennen. Bei Vans und SUVs befindet sich der DEF-Einfüllstutzen normalerweise in der Nähe des Kraftstofftankbereichs. (Siehe Bild) Bei großen LKWs befindet sich der DEF-Tank typischerweise neben dem Dieseltank an der Fahrzeugseite in der Nähe der Fahrertür. Aufgrund der Vielfalt der Motoren und der Art von Off-Road-Geräten variiert die Position von DEF-Tanks und Einfüllstutzen.
Der DEF-Tank-Einfüllstutzen ist so konstruiert, dass er nur DEF-Einfüllstutzen aufnimmt, um sicherzustellen, dass nur DEF in den Tank eingefüllt wird. Auf keinen Fall darf Dieselkraftstoff in den DEF-Tank oder umgekehrt eingefüllt werden. Um solche Betankungsfehler zu verhindern, kann der Dieselkraftstoffstutzen nicht in den DEF-Tank-Einfüllstutzen eingeführt werden. Darüber hinaus sind DEF-Tanks mit blauen Verschlusskappen ausgestattet, um sie von Dieseltanks, die gelbe oder grüne Verschlusskappen haben können, zu unterscheiden.
Bei leichten Fahrzeugen erfolgt die DEF-Nachfüllung typischerweise zum empfohlenen Ölwechselzeitpunkt, während die DEF-Nachfüllung für schwere Fahrzeuge sowie Off-Road-Geräte und -Ausrüstungen von den Betriebsbedingungen, der Betriebszeit, der Laufleistung, dem Lastfaktor und anderen Überlegungen abhängt. Allgemein beträgt der DEF-Verbrauch etwa 3 % des Kraftstoffverbrauchs (z.B. werden etwa 3 Gallonen DEF für 100 Gallonen Kraftstoffverbrauch verbraucht).
DEF ist ein integraler Bestandteil des Abgasreinigungssystems und muss immer im Tank vorhanden sein, um den kontinuierlichen Betrieb des Fahrzeugs oder Geräts zu gewährleisten. Wenn der DEF-Spiegel niedrig wird, werden dem Fahrer oder Bediener schrittweise visuelle und akustische Warnungen angezeigt. Wenn DEF nicht nachgefüllt wird, eskalieren die Warnungen an den Bediener und können schließlich zu einer Reduzierung der Motorleistung, Geschwindigkeitsbegrenzung des Fahrzeugs und zur Sperrung des Startsystems führen.
DEF muss ordnungsgemäß gelagert werden, um ein Einfrieren bei Temperaturen unter 12 Grad Fahrenheit zu verhindern. Die meisten DEF-Tanks und Verteilungssysteme in Fahrzeugen sind mit Heizvorrichtungen ausgestattet.