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Mobile Maschinen 1/2016

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Grüner als gedacht

Grüner als gedacht Land- und Baumaschinen sind führend bei Emissionsreduktionen Marcus Geimer, Danilo Engelmann Land- und Baumaschinen erfüllen heute die höchsten Ansprüche an eine Minimierung der Schadstoffemissionen. Dieser Vergleich zeigt, dass die gültigen Richtlinien für Diesel motoren sogar strenger als die für Pkw sind. F ahrzeuge, die für einen Einsatz abseits der Straßen entwickelt werden, wie z. B. Land- und Baumaschinen, werden heute aufgrund der hohen notwendigen Energieund Leistungsdichte bevorzugt verbrennungsmotorisch angetrieben. Aufgrund der Drehmomentcharakteristik des Verbrennungsmotors wird dabei als Energiespeicher Dieselkraftstoff eingesetzt. 10 Mobile Maschinen 1/2016

EMISSIONEN I ANTRIEBE UND ANTRIEBSELEMENTE Für Pkw ist seit dem 1. September 2015 die Abgasstufe Euro 6 bindend, [4]. Genau wie bei den Maschinen müssen alle neu in den Verkehr gebrachten Fahrzeuge die Grenzwerte einhalten. Bereits zugelassene oder in Verkehr gebrachte Fahrzeuge, wie z. B. solche mit H-Kennzeichen, die meist keine Schadstoffminderungseinrichtungen besitzen, müssen nicht nachgerüstet werden. Die Tabelle 1 fasst in den ersten beiden Zeilen die heute gültigen Emissionsgrenzwerte für Stickoxide (NOx) und Partikel (PM) von Maschinen und Pkw zusammen. Hierin ist die Problematik eines direkten Vergleichs zu erkennen: während die Schadstoffgrenzwerte für Pkw auf die zurückgelegte Strecke in km bezogen werden, werden sie bei den Maschinen auf die Motorenergie in kWh bezogen. Im Folgenden werden Möglichkeiten zu einer Umrechnung vorgestellt, damit die Emissionsgrenzwerte objektiv miteinander verglichen werden können. Prof. Dr.-Ing. Marcus Geimer, Institutsleiter, Dipl.-Ing. Danilo Engelmann, akademischer Mitarbeiter Forschungsgruppe: Steuerungs- und Assistenzsysteme; Beide Karlsruher Institut für Technology KIT, Institut für Fahrzeugsystem technik, Lehrstuhl für Mobile Arbeitsmaschinen Umrechnung durch den zulässigen Flottenverbrauch Ein erklärtes Ziel der Europäischen Union ist es, den CO 2 -Ausstoß im Jahre 2020 im Vergleich zum Jahr 1990 um 20 % zu senken. Die Bundesregierung hat dieses Ziel sogar dahingehend verschärft, dass Sie eine Reduktion um 40 % im genannten Zeitraum anstrebt. Aus diesem Grund wurde auch der Flottenverbrauch von Pkw begrenzt, [5]: Aktuell gilt ein CO 2 -Grenzwert von 120 g/km, ab dem Jahre 2020 wird dieser Grenzwert auf 95 g/km reduziert. Der Ausstoß von CO 2 ist eine unmittelbare Folge der motorischen Verbrennung. Aus der Verbrennungschemie mit der Randbedingung einer vollständigen Oxidation des im Dieselkraftstoff gebundenen Kohlenstoffs kann das CO 2 -Äquivalent eines Liters Kraftstoff zu 2,64 kg CO2 /l Diesel ermittelt werden. Reale Messungen an zwei Traktoren haben in [6] gezeigt, dass das tatsächliche CO 2 -Äquivalent bei ungefähr 2,70 kg CO2 /l Diesel liegt. Unter Berücksichtigung des gemessenen CO 2 -Äquivalents kann auf einen Kraftstoffverbrauch rückgerechnet werden: Geregelt werden die zulässigen Schadstoffemissionen eines Dieselmotors für Landund Baumaschinen in der Richtlinie 97/68/EG [1]. Neben den genannten Maschinen werden in dieser Richtlinie auch Schiffe und Eisenbahnen geregelt. Ab dem 1. Januar 2015 ist die Stufe IV für Motoren von 56 kW bis 560 kW in Europa bindend. Entgegen der in [2] dargestellten Informationen sind die Motoren der genannten Maschinen weder ungeregelt, noch ist die Stufe IIIB aktuell gültig. Je nach Motorleistung wurde die Stufe IIIB in den Jahren 2013 bis 2014, mit einer Übergangsfrist bis Ende 2014, durch die Stufe IV abgelöst. Eine sehr komprimierte und übersichtliche Darstellung der gültigen Grenzwerte für die genannten Maschinen ist in [3] zu finden. Im vorliegenden Fall berechnet sich daraus der spezifische Kraftstoffverbrauch: Dieser Wert erscheint auf Basis von Erfahrungen als Durchschnittswert für Pkw plausibel. Mobile Maschinen 1/2016 11

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