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Ein Auspuff frei von Russ

Damit auf Schweizer Strassen weniger fossile Treibstoffe verbraucht werden, gibt es verschiedene Wege. Technische Verbesserungen zur Senkung des Treibstoffverbrauchs gehören ebenso dazu wie die Förderung der Elektromobilität. Ein anderer Weg ist der Ersatz von Benzin und Diesel durch biogene Treibstoffe wie Biodiesel, Bioethanol oder Pflanzenöl. Damit sich Biotreibstoffe durchsetzen, müssen sie über die gewünschten Leistungsparameter und einen tiefen Schadstoffausstoss verfügen. In diesem Bereich haben Forscher der Abgasprüfstelle der Berner Fachhochschule in Nidau (BE) unter der Leitung von Prof. Jan Czerwinski in den letzten Jahren wichtige Erkenntnisse gewonnen.

Mittwoch früh in der Abgasprüfstelle in Nidau bei Biel: Auf dem Rollenprüfstand steht ein kraftstrotzender weisser US-Geländewagen Dodge Durango mit 5.7 Liter-V8-Motor und 350 PS. In Testberichten wird das «muskulöse Auftreten» des Allraders gelobt. Doch am heutigen Tag steht der «wilde Hengst» zahm im Stall. Der Kofferraumdeckel steht offen.Die Ladefläche ist vollbepackt mit einem Messrack. Vom Auspuff führt ein Rohr die Abgase des mit Drei-Wege Katalysator ausgerüsteten Benziners in den Nebenraum. Dort analysiert eine Messapparatur die Zusammensetzung der Abgase. «Im vorliegenden Fall will der Auftraggeber den Wagen aus den USA in die Schweiz einführen und braucht von uns die entsprechenden Nachweise», sagt Philippe Wili, der in der Abgasprüfstelle als Messtechniker tätig ist. «Die Kundenmessung erfolgt nach der neuen Norm Euro 6d temp mit PEMS (Portable Emission Measuring Systems). Dieses Messsystem wird für Real Driving Emissions (RDE) eingesetzt.»

Die Abgasprüfstelle in Nidau verfügt über zwei derartige Prüfstände. Die vom Bundesamt für Strassen (ASTRA) akkreditierte Einrichtung führt Abgasmessungen an Motorrädern und Autos bis 3,5 Tonnen durch. Auftraggeber sind Importeure, Garagisten und Privatleute, die ein Fahrzeug in die Schweiz einführen wollen, das nicht bereits über eine Abgasmessung für die Typenzulassung (Homologation) verfügt. Ein zweites Standbein hat die Abgasprüfstelle bei Dieselmotoren: Sie führt die Qualitätsprüfungen der Abgasbehandlungssysteme durch, welche bei Dieselmotoren eingesetzt werden: Dieselpartikelfilter (DPF) und selektive katalytische Reduktion der Stickoxide (SCR).

Auspuff
Damit sich Biotreibstoffe durchsetzen, müssen sie über einen tiefen Schadstoffausstoss verfügen. Bild: pixabay

Biobutanol für Benzin- und Dieselmotoren

Jan Czerwinski leitet die Abgasprüfstelle seit 1989. Der heute 65-jährige Wissenschaftler hat in den letzten drei Jahrzehnten die Massnahmen zur Schadstoffminderung insbesondere von Dieselmotoren aus nächster Nähe begleitet. Zugleich ist Czerwinski Professor für Thermodynamik und Verbrennungsmotoren an der Berner Fachhochschule in Biel. Er bildet Automobilingenieure mit Spezialisierung Verbrennungsmotor aus und betreibt umweltrelevante Forschung. «Wir denken uns die Untersuchungsgegenstände nicht aus, vielmehr greifen wir in der Forschung Themen wie Emissionen und Luftqualität auf, die für den Markt relevant sind», sagt Czerwinski.

Ein aktuelles Forschungsprojekt befasst sich mit Biobutanol. Dieser beispielsweise aus Zucker oder Holz gewonnene Biotreibstoff wird in den USA in reiner Form oder als Beimischung zum Betrieb von Ottomotoren eingesetzt. In der Schweiz kommt Biobutanol bisher nicht zur Anwendung, auch weil es zu teuer ist. In Zukunft könnte der Biotreibstoff eine wachsende Rolle spielen, denn er hat eine höhere Energiedichte als Bioethanol und lässt sich besser mit Benzin und Diesel mischen. Bei tiefen Temperaturen allerdings erfolgt die Luft-Kraftstoff-Gemischbildung in Benzinmotoren nicht optimal, wie Czerwinskis Forscherteam im jüngsten Projekt nachweisen konnte. Daher treten beim Kaltstart Probleme auf, die durch eine geringere Biobutanol Beimischung oder andere Massnahmen behoben werden müssen. Ein Zwillingsprojekt untersucht den Einsatz von Biobutanol bei Dieselmotoren. Die Forscher wollen unter anderem herausfinden, bis zu welchem Prozentsatz der Biotreibstoff beigemischt werden kann. Der Anteil darf nicht zu hoch sein, da sonst die Zündwilligkeit von Diesel zu sehr beeinträchtigt wird.

 

www.bfh.ch