AdBlue®-Tanks

Entstehung und Anwendung des SCR-Systems

Mit zunehmendem Umweltbewusstsein und dem Verständnis für die negativen Auswirkungen von Luftschadstoffen auf die menschliche Gesundheit und die Ökosysteme wurden Maßnahmen zur Reduzierung der Emissionen von Kraftfahrzeugen intensiviert. Diese Bemühungen zielen darauf ab, die immer strengeren Emissionsnormen zu erfüllen, die vor allem von europäischen Regulierungsbehörden festgelegt werden. Ein wichtiger Schwerpunkt liegt dabei auf der Reduzierung von Stickoxiden (NOx), die eine bedeutende Rolle bei der Luftverschmutzung spielen.

Die 2014 eingeführte Euro-6-Norm beispielsweise setzt sehr strenge NOx-Emissionsgrenzwerte für neue Autos und Transporter in der Europäischen Union. Um diese Anforderungen zu erfüllen, ist der Einsatz fortschrittlicher Emissionskontrolltechnologien, wie dem SCR-System (Selective Catalytic Reduction), erforderlich.

Ursprünglich wurde das SCR-System für schwere Nutzfahrzeuge entwickelt, fand aber schnell auch Anwendung in PKWs. Das System entstand aus der Notwendigkeit, die NOx-Emissionen durch selektive katalytische Reduktion wirksam zu senken. Dieser chemische Prozess wandelt schädliche Stickoxide in umweltfreundliche Stoffe wie Stickstoff und Wasser um.

Das SCR-System ermöglicht es Fahrzeugen, NOx-Emissionen deutlich zu reduzieren, ohne dabei die Motorleistung oder den Fahrkomfort erheblich zu beeinträchtigen. Dadurch ist es zu einem unverzichtbaren Bestandteil moderner PKWs, Transporter und LKWs geworden, der zur Erreichung von Nachhaltigkeitszielen beiträgt und die negativen Auswirkungen des Straßenverkehrs auf die Umwelt und die öffentliche Gesundheit verringert.

Aufbau und Funktionsweise des SCR-Systems

Das SCR-System (Selective Catalytic Reduction) besteht aus mehreren Schlüsselkomponenten, die zusammenarbeiten, um Stickoxide (NOx) im Motorabgas zu reduzieren:

1. AdBlue®-Flüssigkeitstank: Ein Tank, der eine Harnstofflösung enthält, die als AdBlue® oder DEF (Diesel Exhaust Fluid) bekannt ist. Diese Lösung wird in den Abgasstrom eingespritzt, um NOx zu reduzieren.
2. Dosierpumpe: Diese Pumpe fördert die AdBlue®-Lösung in der erforderlichen Menge aus dem Tank zum Injektor, je nach den Betriebsbedingungen des Motors.
3. SCR-Systemsteuergerät: Ein elektronisches System, das alle Komponenten des SCR-Systems steuert, einschließlich der Dosierpumpe, der Einspritzdüse und der Sensoren. Es überwacht auch verschiedene Motorparameter, um eine optimale Effizienz des SCR-Systems sicherzustellen.
4. AdBlue®-Injektor: Verantwortlich für die präzise Dosierung der AdBlue®-Lösung in den Abgasstrom vor dem SCR-Katalysator.
5. SCR-Katalysator: Die Hauptkomponente des Systems, die chemisch aktive Substanzen wie Vanadiumoxid auf einem Zeolith-Träger enthält. Hier findet die chemische Reaktion statt, bei der NOx in Stickstoff und Wasser umgewandelt wird.
6. NOx-Sensoren: Diese Sensoren überwachen den Stickoxid-Gehalt im Abgas vor und nach dem SCR-Katalysator. Die Daten werden verwendet, um die AdBlue®-Dosierung zu steuern und den Betrieb des SCR-Systems zu optimieren.

Die selektive katalytische Reduktion (SCR) ist ein chemischer Prozess, der insbesondere die von Dieselmotoren erzeugten Stickoxide (NOx) in unschädliche Stickstoffmoleküle und Wasser umwandelt. Dabei wird AdBlue® in den Abgasstrom eingespritzt, das als Katalysator für die chemische Reaktion dient.

AdBlue®-Flüssigkeit (DEF)

AdBlue® ist eine wässrige Harnstofflösung, bestehend aus 32,5% Harnstoff und 67,5% entionisiertem Wasser. Sie wird in einem speziellen Tank aufbewahrt und während des Fahrzeugbetriebs kontinuierlich verbraucht.

Eigenschaften der AdBlue®-Flüssigkeit:

• Klare, geruchlose und ungiftige Flüssigkeit, sicher für Transport und Lagerung
• Empfohlene Haltbarkeitsdauer: 12 Monate
• Gefrierpunkt: -11 °C
• Hydrolyse beginnt bei +30°C
• Kann korrosiv auf bestimmte Metalle wirken, daher sollten verschüttete Flüssigkeiten mit Wasser entfernt werden

Da AdBlue® bei -11°C gefriert, sind Fahrzeuge in kalten Regionen mit beheizten AdBlue®-Tanks ausgestattet, um sicherzustellen, dass die Flüssigkeit auch bei niedrigen Temperaturen verwendet werden kann. Europäische Vorschriften verlangen, dass gefrorenes AdBlue® innerhalb von 20 Minuten nach dem Motorstart verfügbar sein muss, was durch elektrische Heizelemente im Tank gewährleistet wird.

Aufbau und Funktionsweise des AdBlue®-Tanks

In Fahrzeugen der Marke PSA/Stellantis mit HDi/BlueHDi-Motoren enthalten die AdBlue®-Tanks mehrere wichtige Komponenten des SCR-Systems:

1. AdBlue®-Tank mit Volumenmesssystem
2. Heizelemente
3. Elektronischer Controller zur Steuerung des Systems
4. Förderpumpe
5. Druckspeicher
6. Solenoidventil
7. Druck- und Temperatursensoren

Das System beginnt mit der Dosierung von AdBlue® in das Abgassystem, sobald die Abgastemperatur ausreichend hoch ist (etwa 175°C). Eine Pumpe drückt das AdBlue® unter Druck in eine Einspritzdüse, die es vor dem SCR-Katalysator ins Abgas einspritzt. Ein Mischer vor dem Katalysator sorgt für die effektive Vermischung des Mittels mit dem Abgas.

Regenerationsprozess des AdBlue®-Tanks

Die Technologie zur Regeneration von AdBlue®-Tanks wurde von unserem Forschungs- und Entwicklungsteam in Zusammenarbeit mit der Technikabteilung entwickelt. Der Regenerationsprozess ist in mehrere Phasen unterteilt:

Der Regenerationsprozess besteht aus den folgenden Schritten:

1. Vorläufige Überprüfung
2. Tankreinigung
3. Überprüfung nach der Reinigung
4. Demontage von Bauteilen
5. Überprüfung der Komponenten
6. Austausch beschädigter und kritischer Teile
7. Montage und Fertigstellung des Tanks
8. Abschließende Diagnoseprüfung
9. Auswertung der Funktionstestergebnisse
10. Endgültige Qualitätskontrolle.
    
    Die hohen Standards unseres Regenerationsverfahrens, die durch die TÜV-ISO 9001-Zertifizierung bestätigt werden, garantieren einen störungsfreien Betrieb des Tanks für einen Zeitraum von 24 Monaten.

Ursachen und Arten von Schäden an AdBlue®-Tanks

Häufige Schäden:

1. Leckagen: Verursacht durch mechanische Beschädigungen des Tanks, undichte Schlauchverbindungen oder beschädigte Dichtungen.
2. Kristallisation: Kann zur Verstopfung von Leitungen oder Düsen führen, insbesondere bei niedrigen Temperaturen oder der Verwendung minderwertiger AdBlue®-Flüssigkeit.
3. Verwendung falscher Flüssigkeiten: Wenn andere Flüssigkeiten wie Kraftstoff oder Wasser verwendet werden, kann dies zu schweren Schäden am Tank und dem gesamten SCR-System führen. 
4. Elektronische Fehler: Probleme im Steuerungssystem können die Sensoren für Flüssigkeitsstand, Temperatur und Druck beeinträchtigen und die Effizienz des SCR-Systems verringern.

Häufige Symptome bei Ausfällen:

1. Fehlermeldungen im Kombiinstrument, z.B. "UREA (oder AdBlue) Fehler im Abgasnachbehandlungssystem: Anfahren für xxxx km verboten"
2. Aufleuchtende UREA-, Motorfehler- und SERVICE-Leuchten
3. Fehlercode P20E800 (P20E8) im Steuergerät, der auf einen zu niedrigen AdBlue-Druck hinweist