Während sich die Automobilindustrie in Richtung Nachhaltigkeit bewegt, bleiben Verbrennungsmotoren in verschiedenen Sektoren von entscheidender Bedeutung. Trotz des Aufkommens von Elektrofahrzeugen konzentrieren sich die Hersteller von Verbrennungsmotoren darauf, schädliche Emissionen durch innovative Technologien zu reduzieren. Erkunden Sie die wichtigsten Lösungen, die nicht den Motor betreffen und die Emissionsreduzierung vorantreiben und Verbrennungsmotoren dabei helfen, strenge Standards für eine sauberere Zukunft zu erfüllen.
In den letzten Jahren wurde erwartet, dass Verbrennungsmotoren schnell an Bedeutung verlieren würden, da die Elektromobilität aufgrund von Umweltbedenken und technologischen Fortschritten an Fahrt aufnahm. Heute konzentrieren sich die Hersteller jedoch in erheblichem Maße auf die Weiterentwicklung der Verbrennungsmotorentechnologie, wobei die Zukunft dieser Motoren weitgehend von ihrer Fähigkeit abhängt, strenge Niedrigemissionsstandards zu erfüllen.
In diesem Artikel erfahren Sie:
Herausforderungen im Bereich Emissionen und regulatorische Fortschritte
Die zunehmende Verbreitung von Verbrennungsmotoren (ICE) in der Mitte des 20. Jahrhunderts führte zu einer erheblichen Umweltverschmutzung, insbesondere in den USA. Als Reaktion darauf wurden strengere Emissionsnormen wie CARB (1967) und EPA (1970) eingeführt, um schädliche Schadstoffe zu reduzieren. Diese frühen Vorschriften haben globale Standards beeinflusst, die sich nun nicht nur auf Abgase, sondern auch auf die Verschmutzung durch Reifen und Bremsen beziehen.
Trotz des Trends zu Elektrofahrzeugen sind Verbrennungsmotoren in Branchen wie der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt und bei Off-Highway-Anwendungen nach wie vor unverzichtbar. Die laufenden Bemühungen zur Reduzierung der Schadstoffemissionen von Verbrennungsmotoren konzentrieren sich auf die Weiterentwicklung von Motorentechnologien und die Einführung sauberer Kraftstoffoptionen.
Primäre Motorentechnologien zur Emissionsreduzierung
Die Reduzierung der Emissionen moderner Verbrennungsmotoren beginnt bereits in der Entwurfsphase, wobei der Schwerpunkt auf der Interaktion verschiedener Motorkomponenten liegt. Zu den Schlüsseltechnologien gehören die Abgasrückführung (AGR) zur Reduzierung von Stickoxiden (NOx) und Kohlenwasserstoffen, fortschrittliche Kraftstoffeinspritzsysteme für eine optimale Kraftstoff-Luft-Mischung und eine verbesserte Turbolader-Effizienz für eine bessere Verbrennung. Andere Methoden wie die geschlossene Kurbelgehäuseentlüftung (CCV) und die Optimierung der Ventilsteuerung tragen zur Reduzierung von Kohlenwasserstoffen und unverbranntem Kraftstoff bei, während Verbesserungen des Motorkühlsystems und hochwertige Kraftstoffe zur allgemeinen Emissionsreduzierung beitragen.
Wenn Sie mehr über interne Abgasreinigungsmethoden erfahren möchten, lesen Sie diesen Artikel: Verbrennungsmotoren: interne Lösungen für eine grünere Zukunft.
Integration sekundärer Reinigungsmethoden
Das moderne Motordesign reicht trotz zahlreicher innovativer Lösungen, die im vorherigen Artikel beschrieben wurden, derzeit nicht aus, um das von den Normen geforderte Niveau an Schadstoffemissionen nur durch Primärbehandlungen zu erreichen. Die Weiterentwicklung von Motormethoden zur Vermeidung von Schadstoffemissionen in Abgasen ist im Gange, erfordert jedoch hohe finanzielle Aufwendungen und kann zu einer Komplexität der gesamten Struktur führen, was sich negativ auf ihre Zuverlässigkeit, Haltbarkeit und Kosten auswirken kann. Aus diesem Grund wurde alles daran gesetzt, den Prozess der Reduzierung von Abgasemissionen nach außen zu verlagern und in separate Elemente zu integrieren, die in das Abgassystem integriert werden. Dies sind die sogenannten nicht motorischen (sekundären) Abgasreinigungsverfahren. Sie umfassen in der Regel die folgenden Komponenten:
Synergie von internen und nicht motorbezogenen Lösungen für sauberere Emissionen
Um sauberere Emissionen von Verbrennungsmotoren zu erreichen, ist ein vielschichtiger Ansatz erforderlich, der sowohl primäre als auch sekundäre Methoden zur Reduzierung schädlicher Schadstoffe umfasst. Während interne Motortechnologien wie die Abgasrückführung (AGR) und fortschrittliche Kraftstoffeinspritzsysteme erheblich zur Reduzierung der Emissionen direkt auf Motorebene beitragen, sind nicht motorbezogene Lösungen, die in das Abgassystem integriert sind, ebenso wichtig. Technologien wie Katalysatoren, Partikelfilter, Lean Nox Traps (LNT) und Systeme zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR) spielen eine entscheidende Rolle bei der Reduzierung von Stickoxiden (NOx), Kohlenmonoxid (CO), Feinstaub (PM) und anderen schädlichen Emissionen. Diese Innovationen tragen dazu bei, dass Motoren immer strengere Emissionsnormen erfüllen.
Da die Emissionsvorschriften jedoch immer strenger werden, ist die Integration dieser Systeme notwendig, um die erforderlichen Emissionssenkungen zu erreichen, insbesondere bei Dieselmotoren. Trotz der Komplexität und der höheren Kosten, die diese Lösungen mit sich bringen, zeigt ihre mögliche Wirksamkeit bei der Reinigung von Abgasen, die sauberer sind als die in den Motor einströmende Luft, das Potenzial von Verbrennungsmotoren, zu künftigen Bemühungen zur Reduzierung der Umweltverschmutzung beizutragen, insbesondere in stark urbanisierten Gebieten. Die kontinuierliche Weiterentwicklung dieser Technologien bietet vielversprechende Möglichkeiten zur Verbesserung der Luftqualität und zur Förderung einer nachhaltigeren Zukunft im Automobilbereich.
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