BLUETEC: Die saubere Diesel-Technologie von Mercedes-Benz
BLUETEC ist der Markenname von Mercedes-Benz für seine „sauberen“ Diesel-Fahrzeuge. Lassen Sie uns einen technischen Rundgang durch das BLUETEC-System machen – vom Motor bis zum Auspuff.
Das Herzstück von Mercedes-Dieselmodellen wie der E320 BLUETEC ist ein 3,0-Liter V6-Turbodieselmotor. Der Motor verfügt über vier Ventile pro Zylinder. Jede Kraftstoffeinspritzdüse befindet sich zentral im oberen Teil der Brennkammer – genau dort, wo bei den meisten Viertakt-Ottomotoren die Zündkerze sitzt – und gewährleistet so einen optimalen Kraftstoffverbrauch. Eine kettengetriebene Ausgleichswelle im Motor reduziert Vibrationen.
Common-Rail-Einspritzung
Während ältere Dieselmotoren eine mechanische Pumpe haben, die jeden Zylinder einzeln versorgt, werden die Einspritzdüsen des BLUETEC von einer gemeinsamen Kraftstoffschiene gespeist, die den Kraftstoff unter extrem hohem Druck (ca. 1.600 bar) bereitstellt. Die Dieselverbrennung entsteht, indem Luft komprimiert wird, um ihre Temperatur zu erhöhen, und dann Kraftstoff eingespritzt wird. Der Kraftstoff verbrennt und expandiert, wodurch der Kolben nach unten gedrückt wird. Traditionelle Einspritzdüsen verwendeten ein mechanisches oder magnetisches Ventil. Die einzelnen Einspritzdüsen des Mercedes-Motors nutzen dagegen piezokeramische Elemente, deren Kristallstruktur sich unter Strom verformt. Piezo-Einspritzdüsen können den Einspritzvorgang in fünf separate Einspritzereignisse unterteilen, die jeweils speziell zeitgesteuert sind, um die Verbrennungseffizienz zu maximieren. Dies verbessert nicht nur den Verbrauch und die Emissionen, sondern reduziert auch die Geräuschentwicklung.
Abgasnachbehandlung
Das BLUETEC-System umfasst eine Reihe von Komponenten, die die Abgase „reinigen“, bevor sie in die Atmosphäre abgegeben werden. Es gibt zwei Varianten des BLUETEC-Systems: das NAC+SCR-System und das AdBlue-System. NAC+SCR wurde in der 45-Staaten-Version des E320 verwendet. AdBlue wurde mit dem Modelljahr 2008 eingeführt und in allen 50 US-Bundesstaaten verkauft.
NAC + SCR
Die Abgase verlassen den Motor und durchströmen zunächst einen Diesel-Oxidationskatalysator (DOC), der Kohlenmonoxid und unverbrannte Kohlenwasserstoffe in den Abgasen reduziert. Als nächstes folgt der NOx-Speicherkatalysator (NAC), der Stickoxide entfernt und einschließt (NOx ist einer der Hauptbestandteile von Diesel-Emissionen). Bei magerem Betrieb (niedriges Kraftstoff-Luft-Verhältnis) werden die NOx gespeichert; unter fetteren Betriebsbedingungen, die durch gezielte Kraftstoffeinspritzung erzeugt werden können, durchläuft der NAC einen Regenerationsprozess und setzt Ammoniak in den Abgasstrom frei. Das Ammoniak wird weiter unten im Selective Catalytic Reduction (SCR)-Katalysator gespeichert, der es zur weiteren Reduzierung von NOx verwendet. Zwischen dem NAC- und dem SCR-Katalysator befindet sich ein Partikelfilter, der Partikelemissionen (Ruß) auffängt. Wenn der Partikelfilter voll ist, manipuliert die Motorsteuerung den Kraftstoffeinspritzvorgang, um die Abgastemperatur zu erhöhen, was wiederum die Partikel verbrennt.
AdBlue
Das AdBlue-System vereint DOC und Partikelfilter in einem Gehäuse. Zusätzlich zum NAC-Katalysator wird Ammoniak bereitgestellt, indem eine Flüssigkeit namens AdBlue in den Abgasstrang vor dem SCR-Katalysator eingespritzt wird. Die Zugabe von AdBlue-Flüssigkeit ermöglicht es dem SCR-Katalysator, die NOx-Emissionen auf ein noch niedrigeres Niveau zu senken als das NAC-SCR-System. Die AdBlue-Flüssigkeit wird in einem Bordtank mitgeführt, der bei der Fahrzeugwartung nachgefüllt werden kann. Eine Gallone (ca. 3,8 Liter) AdBlue-Flüssigkeit reicht für etwa 2.400 Meilen (ca. 3.860 km).