3. Praktischer Teil

3.1 Zweck der Überprüfung

Mit der folgenden Testreihe soll überprüft werden, ob Dieselpartikelemissionen bei einer Baumaschine durch den Aufbau eines Partikelfilters maßgeblich (>90 [%]) reduziert werden. Um dies überprüfen zu können, werden die Testpunkte folgendermaßen angesetzt:

a)  Im Abgasstrom, bevor die Abgase den Partikelfilter erreichen

b)  Im Abgasstrom, nachdem die Abgase den Partikelfilter passiert haben

Im   Weiteren   sollen   die   Auswirkungen  eines   Partikelfiltereinsatzes  auf   die   übrigen Abgasemissionen (NOx, CO,…) überprüft werden.

Durch die genaue Dokumentation des Testverfahrens soll auch die Reproduzierbarkeit der Messungen gewährleistet werden!

3.2 Testobjekt

Abbildung 10: Testobjekt - CAT 950H

Die Testreihe wurde an einem CATERPILLAR 950H Radlader durchgeführt, der folgende Spezifikationen aufweist (Daten aus dem CAT 950H Produktkatalog, Mediennummer HGHL3373, 12/2005):

Hersteller: CATERPILLAR

Typ: CAT 950H

Seriennummer: N1A00937

Einsatzgewicht: ca. 19,5 [t]

Motortyp: CAT C7 Dieselmotor mit „ACERT-Konzept“

Motorseriennummer: C7C04588

Nennleistung (nach ISO9249): 147 [kW] bei 1800 [U/min]

Maximales Drehmoment: 907 [Nm] bei 1400 [U/min]

Hubraum:  7200 [ccm³]

Bohrung: 110 [mm]

Hub: 127 [mm]

Inbetriebnahmedatum: 17. Jänner 2007

Betriebsstunden bei Testbeginn: 478

Abgasverhalten: EU-Stufe IIIA

Schadstoffreduzierungsmaßnahmen: Abgasturbolader, Ladeluftkühler

Die Testmaschine ist mit einem Rußpartikelfilter ausgestattet, der die folgenden Spezifikationen aufweist:

Hersteller: Engelhard

Typ: DBX

Filterprinzip: Geschlossen

Regenerationsprinzip: Beschichtetes System

Reinigungsintervall: 600 – 2000 Betriebsstunden (abhängig vom Einsatz)

Reinigungsmöglichkeit: Servicestation vom Hersteller / Händler

3.3 Testumgebung

Der Ort der Messung war die Abfallbehandlungsanlage der Magistratsabteilung MA48 in der Percostraße 2, A-1220 Wien.  Im sogenannten „Rinterzelt“ wird das Gerät zur Bewegung von Abfallmassen eingesetzt.

3.4 Testbetreuer

Zwei  Personen  (Verfasser  der  Arbeit  und  Maschinenwart  der  MA48)  waren notwendig, um diese Messungen durchzuführen, da die Maschine sowie auch das Messgerät bedient werden mussten.

3.5 Testzeitpunkt

Die Messungen wurden am 03.05.2007 im Zeitraum von 15:30 bis 18:30 durchgeführt.

3.6 Testausrüstung

Als Messgerät diente ein Heizungsdiagnosecomputer des Typs „rbr-ecom-KD“, hergestellt von der Firma rbr-Messtechnik GmbH. Mit diesem Messgerät war es möglich, die folgenden Messgrößen zu verarbeiten:

Temperatur der Außenluft [°C]

Temperatur des Abgases [°C]

Sauerstoffanteil im Abgas [%]

CO [mg / m³]

NO [mg / m³]

NO2 [mg / m³]

NOx [mg / m³]

SO2 [mg / m³]

CO2 [2,9%]

Stöchiometrisches Luftverhältnis Lambda

Rußmessung (mit Bacharach Skala)

Abbildung 11: Messgerät „rbr-ecom KD“ (Bedienungsanleitung, www.rbr.de, letzter Zugriff am 17.05.2007)

3.6.1 Messung der Abgaswerte

Das Messgerät ist mit einer Pistolengriffsonde ausgerüstet. Zur Ermittlung der Abgaswerte muss das Sondenrohr in den Abgasstrom eingebracht werden. Die Messwerte werden direkt am Display des Messgerätes angezeigt und können bei Bedarf ausgedruckt werden.

Abbildung 12: Display des Messgerätes „rbr-ecom KD“

Zur Überprüfung des Messgeräts wurde eine Probemessung mit der Umgebungsluft durchgeführt. Die Abbildung 13 zeigt, dass der ermittelte Sauerstoffwert bei 20,9 [%], also im korrekten Bereich liegt.

Abbildung 13: Messprotokoll für die Messung der Umgebungsluft vom 05.03.2007

3.6.2 Dieselrußmessung

Bei der Messung von Dieselruß muss das Sondenrohr ebenfalls in den Abgasstrom eingebracht werden. Der Unterschied zur Abgasmessung ist der, dass beim Partikelmessverfahren ein Russfilterblättchen in die Sonde eingelegt wird. Danach werden durch die im Gerät verbaute Pumpe 1,63 [l] Abgas angesaugt, wodurch sich auf dem Filterblättchen ein Rußfleck bildet. Der Grauwert des Rußfleckes kann anschließend mit der beiliegenden Bacharach Skala verglichen werden. (vgl. Betriebsanleitung rbr-ecom, rbr.de)

Abbildung 14: Bacharach Vergleichsskala

Hinweis: Im Anhang sind ein Datenblatt, die Betriebsanleitung sowie das Endprüf- protokoll des Messgerätes zu finden.

3.7 Testbeschränkungen

Wie bereits erläutert wird die Testmaschine in der Abfallbehandlung eingesetzt. Aus diesem Grund ist die Verfügbarkeit der Maschine für Abgastests sehr gering. Daher wurde ein Testverfahren entwickelt, mit dem in relativ kurzer Testzeit (2-3 Stunden) aussagekräftige Testergebnisse erzielt werden können.

Da die Abgastest aus Sicherheitsgründen nur bei Maschinenstillstand (jedoch mit laufendem Motor und betätigter Parkbremse) durchgeführt werden können, ist es notwendig, unterschiedliche, dem Maschineneinsatz ähnliche, Betriebszustände zu simulieren.

3.8 Einsatznahe Bedingungen schaffen

Die Arbeitsschritte beim Umschlag von Material mit einem Radlader sind:

a)  Anfahren mit der Schaufel in...