Ein Dieselrußpartikelfilter (DRPF), oft auch als Dieselpartikelfilter (DPF), Rußpartikelfilter (RPF) oder Partikelfilter bezeichnet, ist eine Einrichtung zur Reduzierung der im Abgas von Dieselmotoren vorhandenen Partikel.
Vor allem der kohlenstoffhaltige Feinstaub gilt seit langem als gesundheitsschädlich, da es sich nicht um Rußpartikel aus reinem Kohlenstoff, sondern meist um Anbackungen von Rußpartikeln mit anderen gesundheitsschädigenden Stoffen wie PAK (Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe) u. a. m. handelt. Die moderne Dieselmotorentechnik mit Common-Rail-Einspritzung sorgt zudem für immer feinere und damit lungengängigere Feinstpartikel. Diese extrem kleinen Feinpartikel sind besonders gesundheitsschädlich.
Verschiedene Funktionsweisen
Man unterscheidet zwischen wanddurchfluteten Keramikmodulen (an denen die Kanalenden wechselseitig mit Stopfen verschlossen sind), Sintermetallfiltern, die statt poröser Keramik geschlossene und gefaltete Taschen aus porösem Sintermetall haben, sowie Nebenstrom-Tiefbettfiltern. Letztere fischen die Rußpartikel durch Strömungsdynamik – gezielte Strömungsumlenkungen – quasi aus dem Abgasstrom heraus.
Rußpartikelfilter mit wanddurchfluteten Keramikmodulen kommen zu 99 Prozent in der automobilen Serie zum Zuge. Bei den besonders gesundheitsschädlichen Feinstpartikeln haben diese allerdings systembedingte Schwächen, vor allem nach jeder Regeneration, bis sich wieder ein Filterkuchen aufgebaut hat. Nebenstrom-Tiefbettfilter wiederum können die Partikelmasse nur zu rund 40 Prozent, die Feinstpartikeln allerdings bis rund 80 Prozent herausfiltern.
Verstopfter Rußpartikelfilter
Bei den wanddurchfluteten Dieselrußpartikelfiltern muss der gesammelte Ruß regelmäßig (etwa alle 500 bis 1000 km) verbrannt werden. Zurück bleibt ein geringer Anteil an unbrennbarer Asche. Diese summiert sich auf, so dass der Filter eines Tages ganz voll ist. Da der Ruß nur bei höheren Temperaturen um 500 °Celsius verbrennt und das Abgas des Dieselmotors recht kalt ist, kann ein Filter auch durch Ruß verstopfen. Beide Verstopfungsarten (Ruß oder Asche) haben also unterschiedliche Gründe. Der Vorgang der Regeneration (der Rußabbrand) findet bei mittelhohen Temperaturen statt, bei denen auch andere chemische Umwandlungen stattfinden.
Die Regeneration des Filters erfolgt durch Verbrennung der eingelagerten Partikel. Die Regeneration wird notwendig, wenn durch die Partikelbeladung ein hoher Abgasgegendruck den Abgasausstoß zu stark behindert. Eine einfach zu erfassende Messgröße, die es erlaubt, die Höhe der Beladung des Filters zu erkennen, ist der Differenzdruck über den Filter. Da dieser Differenzdruck in Abhängigkeit von Motordrehzahl, Lastzustand und Beladungsmenge variiert, müssen diese Parameter in einem Kennfeld erfasst sein. Die Überwachung des Differenzdrucks sowie die Einleitung und die Steuerung der Regeneration werden durch die Motorsteuerung des Dieselmotors durchgeführt.
Quelle:
https://de.wikipedia.org/wiki/Dieselrußpartikelfilter