Warum haben Dieselfahrzeuge einen DPF?

Viele moderne Dieselfahrzeuge sind mit einem Dieselpartikelfilter, kurz DPF, ausgestattet. Seine wichtigste Aufgabe besteht darin, feste Partikel aus dem Abgas zurückzuhalten und dadurch die Partikelemissionen deutlich zu reduzieren.

Dieselmotoren gelten aufgrund ihres hohen Wirkungsgrads häufig als sparsam und effizient. Gleichzeitig entstehen bei der Verbrennung abhängig von Motor, Einspritzung, Last und Betriebszustand sehr kleine Rußpartikel.

Diese Partikel würden ohne geeignete Abgasnachbehandlung über das Abgassystem in die Umwelt gelangen.

Der DPF ist deshalb ein zentraler Bestandteil moderner Dieselfahrzeuge.

Er erfüllt mehrere Aufgaben:

• Er reduziert die Emission fester Partikel.

• Er unterstützt die Einhaltung gesetzlicher Abgasgrenzwerte.

• Er speichert Rußpartikel im Filterkörper.

• Er reduziert die Rußbeladung durch regelmäßige Regeneration.

• Er arbeitet mit dem Motorsteuergerät und verschiedenen Sensoren zusammen.

• Er ist Teil eines umfangreichen Abgasnachbehandlungssystems.

Der Dieselpartikelfilter ist damit nicht nur ein zusätzlicher Filter in der Abgasanlage. Er ist ein technisch überwachtes Bauteil, das eng mit dem Motorbetrieb verbunden ist.

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Was ist ein Dieselpartikelfilter?

Ein Dieselpartikelfilter ist ein poröser Filterkörper in der Abgasanlage eines Dieselfahrzeugs.

Das Abgas wird durch viele kleine Kanäle geleitet.

Die Kanäle sind abwechselnd an unterschiedlichen Enden verschlossen.

Dadurch muss das Abgas durch die porösen Wände des Filtermaterials strömen.

Die gasförmigen Bestandteile können die Filterstruktur weitgehend passieren.

Feste Rußpartikel werden dagegen überwiegend zurückgehalten.

Mit der Zeit sammelt sich Ruß im Filter an.

Damit der DPF nicht dauerhaft verstopft, wird die Rußbeladung regelmäßig durch eine Regeneration reduziert.

Eine ausführliche Erklärung zu Aufbau und Funktion finden Sie im Yamitec-Wissensartikel:

Was ist ein Dieselpartikelfilter?

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Warum entstehen bei Dieselmotoren Rußpartikel?

Ein Dieselmotor arbeitet anders als ein klassischer Ottomotor.

Beim Dieselmotor wird die angesaugte Luft im Zylinder stark verdichtet.

Durch die hohe Verdichtung steigt die Temperatur.

Der Dieselkraftstoff wird anschließend unter hohem Druck eingespritzt und entzündet sich durch die hohe Temperatur der verdichteten Luft.

Die Verbrennung läuft nicht im gesamten Brennraum vollständig gleichmäßig ab.

Innerhalb des Zylinders können Bereiche mit unterschiedlichen Bedingungen entstehen.

In bestimmten Zonen kann lokal weniger Sauerstoff verfügbar sein.

Dadurch kann die Bildung von Rußpartikeln begünstigt werden.

Die tatsächliche Rußbildung wird von vielen Faktoren beeinflusst:

• Einspritzzeitpunkt,

• Einspritzdruck,

• Kraftstoffmenge,

• Luftmasse,

• Ladedruck,

• Motordrehzahl,

• Motorlast,

• AGR-Rate,

• Temperatur,

• Zustand des Einspritzsystems.

Ein moderner Dieselmotor ist deshalb auf eine präzise Abstimmung von Verbrennung und Abgasnachbehandlung angewiesen.

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Was sind Dieselpartikel?

Dieselpartikel bestehen nicht ausschließlich aus reinem Kohlenstoff.

Sie können aus unterschiedlichen Bestandteilen bestehen.

Dazu gehören unter anderem:

• Ruß,

• organische Kohlenwasserstoffverbindungen,

• Rückstände aus der Verbrennung,

• anorganische Bestandteile,

• sehr kleine feste oder flüssige Partikel.

Die Zusammensetzung hängt vom Motor, Kraftstoff, Betriebszustand und der Abgasnachbehandlung ab.

Viele Partikel sind sehr klein.

Ein Teil der Partikel kann in die Atemwege gelangen.

Die Reduzierung der Partikelemissionen ist deshalb ein wichtiges Ziel der Abgastechnik.

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Warum reichen Katalysatoren allein nicht aus?

Ein Katalysator ist für bestimmte gasförmige Abgasbestandteile ausgelegt.

Er kann beispielsweise chemische Reaktionen fördern und dadurch bestimmte Schadstoffe umwandeln.

Feste Rußpartikel werden jedoch nicht allein durch einen herkömmlichen Katalysator in gleicher Weise zurückgehalten.

Der Dieselpartikelfilter übernimmt deshalb eine andere Aufgabe.

Vereinfacht:

• Katalysator: unterstützt die chemische Umwandlung bestimmter gasförmiger Abgasbestandteile.

• DPF: hält feste Partikel im Filterkörper zurück.

Moderne Dieselfahrzeuge kombinieren mehrere Systeme.

Je nach Fahrzeug können dazugehören:

• Dieseloxidationskatalysator,

• Dieselpartikelfilter,

• SCR-Katalysator,

• AdBlue-System,

• NOx-Sensoren,

• AGR-System.

Diese Komponenten erfüllen unterschiedliche Aufgaben und arbeiten zusammen.

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Welche Aufgabe hat der DPF für die Abgasnormen?

Die europäischen Abgasnormen legen Grenzwerte für verschiedene Emissionen fest.

Dazu gehören abhängig von Fahrzeug und Norm unter anderem:

• Kohlenmonoxid,

• Kohlenwasserstoffe,

• Stickoxide,

• Partikelmasse,

• Partikelanzahl.

Mit zunehmender Verschärfung der Abgasnormen wurde die Reduzierung von Partikelemissionen wichtiger.

Der DPF trägt dazu bei, die Partikelemissionen moderner Dieselfahrzeuge deutlich zu verringern.

Die Einführung und Verbreitung von Partikelfiltern wurde durch strengere Abgasanforderungen beschleunigt.

Bei vielen modernen Dieselfahrzeugen ist der DPF heute serienmäßig vorhanden.

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Warum ist der DPF besonders bei modernen Dieselmotoren wichtig?

Moderne Dieselmotoren arbeiten mit komplexen Einspritz- und Luftsystemen.

Sie sollen gleichzeitig:

• wenig Kraftstoff verbrauchen,

• eine hohe Leistung ermöglichen,

• niedrige Emissionen erreichen,

• unterschiedliche Fahrbedingungen bewältigen.

Diese Ziele können sich teilweise gegenseitig beeinflussen.

Eine technische Maßnahme, die einen Schadstoff reduziert, kann unter bestimmten Bedingungen Auswirkungen auf andere Emissionen haben.

Der DPF ist deshalb Teil einer abgestimmten Gesamtlösung.

Die Motorsteuerung überwacht und steuert zahlreiche Komponenten.

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Wie arbeitet der DPF mit dem Motorsteuergerät zusammen?

Das Motorsteuergerät überwacht den Zustand des Partikelfilters.

Dazu werden verschiedene Messwerte und Berechnungen genutzt.

Mögliche Informationen sind:

• Motordrehzahl,

• Motorlast,

• Luftmasse,

• Abgastemperatur,

• Differenzdruck,

• eingespritzte Kraftstoffmenge,

• Fahrstrecke,

• Betriebszeit,

• vergangene Regenerationen.

Aus diesen Daten kann das Steuergerät die Rußbeladung berechnen oder bewerten.

Wenn eine bestimmte Beladung erreicht wird, kann eine aktive Regeneration eingeleitet werden.

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Warum benötigt ein DPF eine Regeneration?

Der DPF hält Rußpartikel zurück.

Dadurch steigt die Rußmenge im Filter mit der Zeit an.

Ohne eine regelmäßige Reduzierung der Rußbeladung würde der Strömungswiderstand zunehmen.

Der Abgasgegendruck könnte steigen.

Die Regeneration dient dazu, den gespeicherten Ruß weitgehend abzubauen.

Dabei wird die Temperatur im Abgassystem erhöht.

Unter geeigneten Bedingungen wird der Ruß oxidiert.

Der Filter wird anschließend wieder durchlässiger.

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Passive und aktive DPF-Regeneration

Es gibt verschiedene Arten der Regeneration.

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Passive Regeneration

Die passive Regeneration kann während einer Fahrt bei ausreichend hohen Abgastemperaturen stattfinden.

Sie wird häufig durch längere Fahrten und eine gleichmäßige Motorbelastung begünstigt.

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Aktive Regeneration

Wenn die normale Abgastemperatur nicht ausreicht, kann das Motorsteuergerät eine aktive Regeneration starten.

Dabei werden je nach Fahrzeug verschiedene Betriebsparameter angepasst.

Die genaue Strategie unterscheidet sich zwischen den Motoren.

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Warum ist ein DPF bei Kurzstrecken stärker belastet?

Bei kurzen Fahrten erreicht der Motor häufig nicht über längere Zeit seine normale Betriebstemperatur.

Auch die Abgasanlage bleibt möglicherweise relativ kühl.

Dadurch können die Bedingungen für eine passive Regeneration ungünstig sein.

Wenn eine aktive Regeneration beginnt und die Fahrt kurz darauf endet, kann sie möglicherweise nicht vollständig abgeschlossen werden.

Wiederholt sich dieser Ablauf häufig, kann die Rußbeladung zunehmen.

Kurzstrecken führen nicht automatisch zu einem DPF-Schaden.

Ein dauerhaftes Fahrprofil mit vielen kurzen Fahrten kann die Belastung jedoch erhöhen.

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Was passiert ohne DPF?

Ein Dieselfahrzeug ohne wirksamen Partikelfilter würde deutlich mehr Partikel über das Abgas ausstoßen.

Außerdem kann ein fehlender oder nicht ordnungsgemäß funktionierender DPF Auswirkungen auf:

• Emissionsverhalten,

• Betriebserlaubnis,

• gesetzliche Anforderungen,

• Hauptuntersuchung,

• Abgasuntersuchung

haben.

Der DPF ist ein Bestandteil des genehmigten Abgas- und Fahrzeugkonzepts.

Änderungen an abgasrelevanten Systemen können rechtliche Folgen haben.

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Ist ein DPF nur für die Umwelt wichtig?

Nein.

Der DPF ist zwar in erster Linie ein Bauteil zur Reduzierung von Partikelemissionen.

Er ist aber auch technisch mit dem Motorbetrieb verbunden.

Ein stark beladener DPF kann den Abgasgegendruck erhöhen.

Das kann Auswirkungen auf:

• Motorleistung,

• Turbolader,

• Abgastemperatur,

• Regenerationsverhalten,

• Kraftstoffverbrauch

haben.

Ein DPF-Problem kann daher nicht nur eine Umwelt- oder Abgasfrage sein.

Es kann auch die Fahrbarkeit und den Motorbetrieb beeinflussen.

Welche Sensoren überwachen den DPF?

Der DPF wird durch verschiedene Sensoren überwacht.

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Differenzdrucksensor

Der Differenzdrucksensor misst den Druckunterschied vor und nach dem Filter.

Ein erhöhter Druckunterschied kann auf einen erhöhten Strömungswiderstand hinweisen.

Der Wert muss jedoch im Zusammenhang mit weiteren Daten bewertet werden.

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Abgastemperatursensoren

Abgastemperatursensoren erfassen die Temperatur an bestimmten Stellen der Abgasanlage.

Diese Werte sind für die Überwachung und Steuerung der Regeneration wichtig.

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Luftmassenmesser

Der Luftmassenmesser liefert Informationen über die angesaugte Luft.

Diese Daten können für die Berechnung der Motor- und Abgaszustände verwendet werden.

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Welche Rolle spielt das AGR-System?

Die Abgasrückführung beeinflusst die Verbrennung.

Je nach Betriebszustand wird ein Teil des Abgases erneut dem Ansaugtrakt zugeführt.

Eine fehlerhafte AGR-Funktion kann die Rußbildung beeinflussen.

Dadurch kann sich auch die Belastung des DPF verändern.

Bei wiederkehrenden DPF-Problemen sollte deshalb das gesamte System betrachtet werden.

Dazu gehören unter anderem:

• AGR-Ventil,

• AGR-Kühler,

• Luftmassenmesser,

• Einspritzsystem,

• Turbolader,

• Sensorik.
   

Warum kann ein DPF trotz Regeneration verstopfen?

Eine Regeneration reduziert hauptsächlich die Rußbeladung.

Nicht alle Rückstände können durch die Regeneration entfernt werden.

Asche bleibt im Filter zurück.

Mit zunehmender Laufleistung kann sich die Aschemenge erhöhen.

Weitere mögliche Ursachen für eine starke DPF-Beladung sind:

• häufige Kurzstrecken,

• abgebrochene Regenerationen,

• defekte Sensoren,

• Fehler im AGR-System,

• Probleme mit der Einspritzung,

• erhöhter Ölverbrauch,

• Turboladerschäden,

• undichte Ladeluftstrecken.

Eine DPF-Reinigung ohne Ursachenanalyse kann deshalb nur eine vorübergehende Lösung sein.

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DPF reinigen oder austauschen?

Ob ein DPF gereinigt oder ersetzt werden sollte, hängt vom Zustand ab.

Eine Reinigung kann sinnvoll sein, wenn:

• der Filterkörper intakt ist,

• keine Schmelzschäden vorliegen,

• keine Risse vorhanden sind,

• die Ablagerungen fachgerecht entfernt werden können.

Ein Austausch kann erforderlich sein, wenn:

• der Filterkörper beschädigt ist,

• die Struktur geschmolzen ist,

• der DPF mechanisch zerstört wurde,

• eine Reinigung technisch nicht mehr sinnvoll ist.

Eine Diagnose ist die Grundlage für die Entscheidung.

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Häufige Missverständnisse

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„Ein DPF ist nur ein unnötiger Filter“

Der DPF ist ein zentraler Bestandteil der modernen Abgasnachbehandlung und reduziert die Emission fester Partikel.

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„Eine lange Autobahnfahrt löst jedes DPF-Problem“

Eine längere Fahrt kann eine Regeneration begünstigen.

Sie entfernt jedoch keine Asche und behebt keine technischen Defekte.

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„Eine DPF-Warnleuchte bedeutet immer Austausch“

Nein.

Die Ursache kann auch in der Sensorik, der Regeneration oder einem anderen Motor- beziehungsweise Abgassystem liegen.

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„Ein DPF reinigt sich vollständig selbst“

Der DPF kann Ruß durch Regeneration reduzieren.

Asche bleibt jedoch zurück.

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Fazit

Dieselfahrzeuge besitzen einen DPF, um feste Rußpartikel aus dem Abgas zurückzuhalten und die Partikelemissionen deutlich zu reduzieren.

Der Dieselpartikelfilter unterstützt die Einhaltung moderner Abgasanforderungen und ist Teil eines komplexen Gesamtsystems.

Er arbeitet mit:

• Motorsteuergerät,

• Sensorik,

• AGR-System,

• Einspritzung,

• Turbolader,

• weiteren Komponenten der Abgasnachbehandlung

zusammen.

Der DPF speichert Ruß und reduziert die Rußbeladung durch passive oder aktive Regeneration.

Asche bleibt jedoch im Filter zurück.

Eine regelmäßige Diagnose und die Behebung möglicher Ursachen sind wichtig, wenn Warnleuchten, Leistungsverlust oder häufige Regenerationen auftreten.

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Häufig gestellte Fragen

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Warum hat ein Diesel einen Partikelfilter?

Ein Dieselpartikelfilter hält feste Rußpartikel aus dem Abgas zurück und reduziert dadurch die Partikelemissionen.

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Haben alle Dieselfahrzeuge einen DPF?

Viele moderne Dieselfahrzeuge besitzen serienmäßig einen DPF. Bei älteren Fahrzeugen hängt die Ausstattung vom Baujahr, Modell und Abgaskonzept ab.

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Was passiert, wenn der DPF verstopft?

Ein hoher Strömungswiderstand kann zu Warnmeldungen, Leistungsverlust, Notlauf und einer erhöhten Belastung weiterer Bauteile führen.

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Warum muss sich ein DPF regenerieren?

Da der Filter Ruß speichert, muss die Rußbeladung regelmäßig reduziert werden. Dies geschieht durch passive oder aktive Regeneration.

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Entfernt die DPF-Regeneration auch Asche?

Nein. Die Regeneration reduziert hauptsächlich Ruß. Asche bleibt im Filter zurück.
 

Kann ein DPF gereinigt werden?

Wenn der Filterkörper intakt ist, kann eine professionelle Reinigung je nach Zustand eine Alternative zum Austausch sein.
 

Warum sind Kurzstrecken für den DPF problematisch?

Bei vielen kurzen Fahrten werden ausreichende Abgastemperaturen möglicherweise nicht lange genug erreicht. Dadurch können Regenerationen erschwert oder häufig unterbrochen werden.
 

Kann ein defektes AGR-System den DPF belasten?

Ja. Eine fehlerhafte AGR-Funktion kann die Verbrennung und Rußbildung beeinflussen und dadurch die DPF-Belastung verändern.