Wissenswertes zum DPF

Was ist ein Dieselpartikelfilter?

Ein Dieselpartikelfilter oder Rußpartikelfilter ist ein Filtersystem, welches bei Fahrzeugen, Maschinen und Geräten zur Energieerzeugung mit fossilen und kohlenstoffhaltigen Brennstoffen erfolgt. Im Fahrzeugbereich wird grundsätzlich zwischen geschlossenen und offenen Filtersystemen unterschieden.

MTU - geschlossener DPF
geschlossener DPF

Geschlossene Systeme werden seit dem Jahr 2000 in der Fahrzeugserienproduktion, offene Systeme in der Nachrüstung von Dieselabgasanlagen verwendet.

Bei den effizienteren geschlossenen Systemen mit Wandstromfiltern kommen bei Fahrzeugen meist poröse Werkstoffe zur Herstellung der Keramik zum Einsatz. Diese bestehen aus Siliziumcarbid (SIC) und Cordierit. Der Wirkungsgrad geschlossener Systeme beträgt mehr als 90 %. Um Schäden an Motor und Filter zu vermeiden, ist eine regelmäßige Regeneration des Filters durch das Motormanagement erforderlich.

 
MTU - offener DPF
offener DPF

Offene Systeme arbeiten mit einem Durchflussfilter. Dieser besteht aus hitzebeständigen Stahlfolien oder Geflechten, in denen die Partikel vom Abgas getrennt und die Partikelanlagerung auf die innere Oberfläche des Filters gebracht wird. Durch eine Art Beipassvorrichtung erreicht man, dass der Großteil des Abgasstromes gereinigt, der Rest ungefiltert durch den Filter fließt. Dieses System wird vom Motormanagement nicht überwacht. Eine Regeneration ist nicht erforderlich, eine Verstopfung ist im Regelfall auf einen Defekt des Partikelfilters zurückzuführen. Ein offenes System wird bei der Nachrüstung älterer Dieselfahrzeuge verwendet.

Bildquelle: mtu

 
Aufgabe und Funktion eines Diselpartikelfilters
DPF Funktionsweise
DPF Funktionsweise

Ein Dieselpartikelfilter (DPF) oder Rußpartikelfilter (RPF) reinigt das Abgas von Rußpartikeln (PM), die während der Verbrennung im Motor entstehen. Dazu wird das Abgas über wechselseitig verschlossene Kanäle durch eine feinporige wanddurchflutete Keramik geleitet. Während das gesäuberte Abgas durch die Keramik gelangt, können die Rußpartikel aufgrund ihrer Größe diese nicht durchdringen und lagern sich an den Wänden der Kanäle ab. Auf diese Weise werden der kohlenstoffhaltige Feinstaub sowie weitere gesundheitsschädliche Stoffe gefiltert und gelangen nicht in die Umwelt.

 
Wie funktioniert das Freibrennen des DPF?

Vorwort: DPF Freibrennen im eingebauten Zustand ist nicht möglich – wie sollte die im DPF befindliche Asche noch weiter verbrannt werden können?
Der oft gesuchte (ge-Google-te) und erwähnte Begriff Dieselpartikelfilter oder Rußpartikelfilter freibrennen, wird häufig falsch interpretiert.
Bei einem zugesetzten, verstopften oder beladenen DPF wird durch Erhöhung der Abgastemperatur lediglich der im Partikelfilter befindliche Ruß in Asche abgebrannt (Asche ist der nächste kleinere Aggregatszustand von Ruß – C = Kohlenstoff).
Man spricht hier von der Regeneration des Dieselpartikelfilters. Je nach Motorbetrieb kann der DPF bereits nach einigen Betriebsstunden bis zu seiner Grenze mit Partikeln beladen bzw. zugesetzt sein und muss regeneriert werden. Zur Verbrennung der Rußpartikel sind je nach Fahrzeughersteller Temperaturen zwischen 350° und 700° C erforderlich.
Solche Abgastemperaturen am Filtereintritt erreicht kaum ein modernes Dieselfahrzeug – weder Pkw noch Lkw – auch nicht unter Volllastbedingungen. Daher gilt es, besondere Maßnahmen zu ergreifen, um die Verbrennung entweder bei niedrigeren Temperaturen zu ermöglichen, oder die Temperatur durch Energiezufuhr zu erhöhen.
Um die unterschiedlichen Betriebsanforderungen zu erreichen, wurden verschiedene Regenerationsverfahren entwickelt. Man unterscheidet zwischen aktiven und den passiven Systemen. In beiden Systemen kann die Regeneration entweder kontinuierlich oder dis-kontinuierlich (also nach Bedarf) ablaufen.
Aktive Regenerationsverfahren führen dem Filter Wärme zu. Sie arbeiten in der Regel diskontinuierlich, das heißt die Wärmezufuhr, beziehungsweise Temperaturerhöhung wird eingeleitet, wenn ein bestimmter Rückstandsgrad erreicht ist.
Fazit: Beim Freibrennen eines DPF – Dieselpartikelfilters bzw. RPF Rußpartikelfilters werden die angefallenen Rußpartikel durch Erhöhung der Abgastemperatur zu Asche abgebrannt, welche in einem funktionstüchtigen Filter verbleibt und nach Erreichen der max. Laufleistung entfernt werden muss.