Hamburg. Die Abgase der Ottomotoren werden nachbehandelt – wie die Diesel erhalten auch sie nun einen Partikelfilter.

Direkt nach dem Start tröpfelt aus dem Auspuff Kondenswasser. Nicht schwarz eingefärbt wie beim Diesel, sondern ganz klar. Der Motor säuselt vor sich hin. Im Gegensatz zum Diesel fahren Autos mit Ottomotor leiser und sauberer. Doch auch sie produzieren Rußpartikel. Und zwar besonders die neue Generation mit Direkteinspritzung. Sie verbrauchen bei kleineren Hubräumen und gleicher Leistung weniger Kraftstoff und stoßen weniger Kohlendioxid (CO₂) aus. Gleichzeitig jedoch steigt der Anteil an verbrannten Teilchen im Abgas. Denn bei diesen Motoren spritzt der Kraftstoff direkt in den Brennraum, kann sich folglich auch erst dort mit Luft vermischen.

Euro 6c erlaubt nur noch ein Zehntel des Partikelausstoßes

Einige dieser Tröpfchen verbrennen unter Umständen allerdings nicht. Sie flüchten als kleinste Rußpartikel, wie zum Beispiel die krebserregenden polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK), in den Auspuff.

„Deshalb wurden bereits die gesetzlichen Grenzwerte für Partikelemissionen in den vergangenen Emissionsgesetzgebungen (Euro 6) für PKW eingeführt“, erklärt Stefan Pischinger, Institutsleiter des Lehrstuhls für Verbrennungskraftmaschinen (VKA) an der RWTH Aachen. Der Professor
ist überzeugt, dass viele Autohersteller daher künftig Ottopartikelfilter (OPF) einführen werden.
Damit werden Partikelemissionsgrenzwerte stabil eingehalten, auch unter stark veränderlichen Bedingungen wie tiefen
Temperaturen oder dynamischen Fahrmanövern.

Die neue Abgasnorm Euro 6c erlaubt Ottomotoren mit Direkteinspritzung nur noch ein Zehntel des derzeitigen Rußpartikelausstoßes. Im September 2017 tritt sie für alle neu typgeprüften Fahrzeuge in Kraft. Von 2018 an gilt sie für alle ab diesem Zeitpunkt neu zugelassenen Autos. Mercedes und Volkswagen haben schon angekündigt, einige ihrer Benziner mit Filtern auszustatten.

Bereits von diesem Jahr an sollen bei VW schrittweise alle
direkteinspritzenden TSI- und TFSI-Motoren der Konzernflotte mit Ottopartikelfiltern ausgestattet werden. Mercedes startet mit einer neuen Motorengeneration in der S-Klasse. Die Funktionsweise entspricht der beim Diesel eingesetzten Technik. Der Abgasstrom wird in ein Partikelfiltersystem geleitet.

In der S-Klasse sitzt das im Unterboden. „Der Filter hat eine wabenförmige Struktur mit wechselseitig verschlossenen Ein- und Auslasskanälen. Dadurch wird das Abgas gezwungen, durch eine poröse Filterwand zu strömen“, erklärt Peter Lautenschütz von Mercedes-Benz. „Hierbei kommt es zu einer Abscheidung des Rußes, wobei der Filter unter entsprechenden Fahrbedingungen wieder kontinuierlich regeneriert werden kann.“

Auch VW setzt auf ein neues Bauteil im Abgassystem. „Neben den bereits bekannten Drei-Wege-Katalysatoren werden in Zukunft zusätzliche Ottopartikelfilter beziehungsweise Vier-Wege-Katalysatoren, also OPF mit Drei-Wege-Beschichtung, zum Einsatz kommen“, sagt Michael Franke von VW. Darüber hinaus wird es sowohl Systeme mit Katalysator und einem zusätzlichen Ottopartikelfilter als auch Vier-Wege-Katalysatoren geben.

Bei BMW prüfe man derzeit noch, ob, und wenn ja, in welchen Modellen Partikelfilter für Benziner eingesetzt werden sollen. „Wenn wir diese einsetzen, werden es Filter aus Keramik sein. Die Technik ist bereits aus dem Diesel-Partikelfilter bekannt und wird für den Ottomotor adaptiert“, erklärt Bodo Durst von BMW.

Über die Kosten will bisher noch kein Hersteller sprechen

Grundsätzlich kann der Partikelfilter bei allen Ottomotoren zum Einsatz kommen. „Im Testzyklus (NEFZ) erreichen die Katalysatoren eine Reduktion der Emissionen um 99 Prozent. Bei höheren Beschleunigungen kann der Wirkungsgrad aufgrund von sehr
hohen Massendurchsätzen kurzzeitig sinken“, sagt Stefan
Pischinger. Die typischen Wirkungsgrade liegen zwischen
65 und 80 Prozent Filtration im NEFZ.

„Kurzfristig sehe ich eher einen Trend zu zwei getrennten Bauteilen. Es wird also weiterhin
einen Standard-Drei-Wege-Katalysator geben, hinter dem ein Ottopartikelfilter platziert ist“, sagt Pischinger. Es gebe jedoch auch Konzepte, bei denen man die Drei-Wege-Funktion des Katalysators mit der des OPF zu einem Vier-Wege-Katalysator verbindet.

Er erwarte mittelfristig den Trend zu Vier-Wege-Katalysatoren, da diese Vorteile bezüglich Bauteilkomplexität und auch Kosten mit sich bringen. Über die Kosten der verschiedenen Möglichkeiten wollen die Hersteller nicht reden. Nachrüstlösungen sind laut Experten derzeit noch nicht geplant.