Abgasanlage für MAN / Mercedes Lkw, Busse und Transporter

Das Abgassystem eines MAN- oder Mercedes-Lkw, -Busses oder -Transporters ist weit mehr als nur eine Ableitung für Abgase aus dem Motor. Das Abgassystem sorgt dafür, dass diese Abgase sicher abgeführt werden, der Geräuschpegel gedämpft wird und schädliche Emissionen begrenzt werden, während der Motor effizient weiterarbeitet. Es spielt eine wesentliche Rolle für die Motorleistung und die allgemeine Zuverlässigkeit des Fahrzeugs. In modernen Fahrzeugen ist das Abgassystem technisch komplex und eng mit der Motorsteuerung und der elektronischen Überwachung verflochten. Durch hohe Temperaturen, Druckunterschiede und intensive Nutzung ist Verschleiß unvermeidlich. Bei Braem finden Sie ein umfangreiches Sortiment an Abgasteilen, mit denen Reparaturen fachgerecht, langlebig und nach professionellen Standards ausgeführt werden können.

Die Funktion des Abgassystems im Fahrzeug

Über den Abgaskrümmer und den Turbolader werden die vom Motor kommenden Abgase nach außen geleitet, weg von der Kabine und dem Fahrgestell. Dazu wird der Turbolader mittels Auspuffrohren und Auspuff-Flexstücken mit dem/den Schalldämpfer(n) verbunden. Dieser Schalldämpfer absorbiert und reduziert das Geräusch. Dieses Geräusch entsteht durch Druckimpulse infolge der Verbrennungstakte des Motors, wenn die Auslassventile öffnen und die Abgase pulsierend aus dem Motor strömen. Der Schalldämpfer wandelt diese Energie in Wärme um. Das Abgassystem sorgt dafür, dass weniger Schadstoffe in die Atmosphäre gelangen. Dies geschieht, indem Ruß mittels eines Partikelfilters, auch Diesel Particulate Filter (DPF) genannt, aufgefangen wird. Giftige Gase werden im Katalysator in weniger schädliche Stoffe umgewandelt. Stickoxide werden mithilfe von AdBlue im SCR-System (Selective Catalytic Reduction) abgebaut.

Zusammenspiel mit dem Motor

Das Abgassystem, das mit dem Motor verbunden ist, sorgt für Gegendruck und Strömungswiderstand, damit Abgase kontrolliert abgeführt werden können. So kann der Motor effizient arbeiten, ohne Leistungsverlust. Ohne Gegendruck würden die Abgase zu schnell und unkontrolliert aus dem Motor entfernt werden. Dadurch kommt es zu einer schlechten Verbrennung und der Turbolader arbeitet nicht optimal. Gegendruck sorgt dafür, dass der Druck in den Zylindern am Ende der Verbrennung höher bleibt, was Emissionen und Effizienz verbessert. Zu hoher Gegendruck führt wiederum dazu, dass der Motor überlastet wird und der Kraftstoffverbrauch steigt. Die Rußbildung nimmt zu.

Wichtigste Bestandteile des Abgassystems und des Motormanagements zur Erfüllung der Euro-Norm

Eine Euro-Norm ist ein europäischer Umweltstandard, der angibt, wie viele schädliche Stoffe ein Fahrzeug maximal in die Atmosphäre ausstoßen darf. Die Euro-Norm wird stetig verschärft, weil gegen Luftverschmutzung strenger vorgegangen wird und der Einfluss von Fahrzeugen auf Gesundheit und Klima reduziert werden soll. Manche Städte sind Umweltzonen. Um diese Zone zu befahren, muss das Fahrzeug eine bestimmte Euro-Norm erfüllen.

Wie kann diese Euro-Norm erreicht werden :

• Der Abgaskrümmer und der Turbolader sammeln die Abgase des Motors und leiten sie zum Abgasnachbehandlungssystem.
• Der Katalysator, auch Diesel Oxidation Catalyst (DOC) genannt, wandelt Kohlenmonoxid (CO) und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (HC) in CO2 und Wasser um und unterstützt die Regeneration des Partikelfilters.
• Der Diesel-Partikelfilter (DPF) fängt Rußpartikel auf und verbrennt sie während der Regeneration.
• Das AdBlue-System spritzt eine Harnstofflösung in den Abgasstrom, wodurch der Ausstoß von Stickoxiden (NOx) reduziert wird.
• Das SCR-System (Selective Catalytic Reduction) wandelt NOx mithilfe von AdBlue in Stickstoff (N2) und Wasser (H2O) um.
• Das ASC-System (Ammonia Slip Catalyst) fängt überschüssiges AdBlue bzw. Ammoniak ab, damit es nicht in die Atmosphäre gelangt.
• Ein Fahrzeug, das nach einer bestimmten Euro-Norm gebaut wurde, muss diese Euro-Norm während des Betriebs einhalten. Das Motormanagement sorgt dafür, dass Motor und Abgassystem zusammenarbeiten, wodurch die Euro-Norm gewährleistet wird. Motorsensoren und Sensoren des Nachbehandlungssystems messen physikalische Größen und wandeln diese in elektrische Signale um, die über Kabelbäume an das Motorsteuergerät (auch ECU – Engine Control Unit – genannt) gesendet werden. Die ECU verarbeitet alle Messdaten der Sensoren und nutzt diese Informationen, um Motor und Nachbehandlungssystem anzusteuern (= Motormanagement). Sie wandelt die erhaltenen elektrischen Signale in Messwerte um, die mit den Referenzwerten verglichen werden, die erforderlich sind, um die Euro-Norm zu erreichen.
• Bei Abweichungen steuert die ECU die angrenzenden Systeme an, sodass die Messwerte wieder den Referenzwerten entsprechen.

Flexible Verbindungen und Befestigungspunkte

Der Motor bewegt sich während der Fahrt infolge von Anfahren und Anhalten, Beschleunigen und Bremsen. Dieser Motor ist über Silentblöcke im Fahrgestell montiert. Der Schalldämpfer ist ebenfalls am Fahrgestell montiert und ist dadurch ebenfalls Bewegungen während der Fahrt ausgesetzt. Die Motorbewegungen und die Bewegungen des Schalldämpfers sind unterschiedlich. Ein Auspuff-Flexstück wird zwischen Motor und Schalldämpfer montiert, um Bewegungsunterschiede auszugleichen. Das Flexstück sorgt außerdem dafür, dass Längenänderungen der Auspuffrohre infolge thermischer Ausdehnung aufgenommen werden. Es verhindert zudem, dass sich Motorvibrationen über die gesamte Abgasanlage und die Kabine ausbreiten. Es verhindert hohe Kräfte auf den Turbolader und den Abgaskrümmer. Der Schalldämpfer wird nicht direkt, sondern über Silentblöcke am Fahrgestell montiert. Das sorgt für Schwingungsisolierung und verhindert Metall-auf-Metall-Reibung, wodurch schneller Verschleiß der Abgasteile vermieden wird.

Häufiger Verschleiß und erkennbare Symptome

Das Auspuff-Flexstück bewegt sich beim Fahren ständig, um Bewegungsunterschiede auszugleichen. Diese Bewegungen nehmen zu, wenn die Motorlager verschlissen sind. Dadurch reißt das Flexstück, wenn es verschlissen ist. Die heißen Abgase des Motors führen dazu, dass die Auspuffrohre thermischen Verformungen ausgesetzt sind und sich verziehen können. Dadurch passen sie nicht mehr perfekt ineinander, wodurch Leckagen entstehen. Aufgrund der Witterung rosten Bauteile, und es können Risse und Löcher entstehen. Regenwasser gelangt dadurch in das Abgassystem und verursacht eine chemische Reaktion. So wird Schwefel aus dem Kraftstoff durch eine Reaktion mit Wasser zu Schwefelsäure umgewandelt. Das führt zu innerer Korrosion. Stickoxide (NOx) reagieren mit Wasserdampf, wodurch Salpetersäure (HNO3) entsteht. Diese Säure greift Stahl, Schweißnähte und die Sensoren an. Dadurch macht das Fahrzeug beim Beschleunigen ein zischendes Geräusch. Abgase verlassen das Abgassystem im Motorraum. Es entstehen Vibrationen. Der Gegendruck wird zu niedrig und verursacht einen schlecht arbeitenden Turbolader. Viele Kurzstrecken, eine schlechte Regeneration, Probleme mit den Einspritzdüsen und Ölverbrauch des Motors führen dazu, dass der Partikelfilter voller Ruß und Asche ist. Der DPF kann schmelzen oder verbrennen. Es entstehen innere Risse. Der Motor verliert Leistung oder geht in den Notlauf. Der Kraftstoffverbrauch steigt und im Kombiinstrument erscheinen Fehlercodes.

Funktion des AdBlue-Systems und Signale, die auf Probleme hinweisen

AdBlue wird den Abgasen zugesetzt, um den Ausstoß von Stickoxiden (NOx) zu reduzieren. AdBlue ist ein Gemisch aus Harnstoff und demineralisiertem Wasser. Es ist nicht brennbar, nicht giftig, jedoch korrosiv für einige Metalle und kristallisiert beim Antrocknen. AdBlue wird im AdBlue-Tank gelagert und über die AdBlue-Pumpe dosiert an die AdBlue-Einspritzdüse gefördert. Diese Einspritzdüse ist in einem Auspuffrohr nach dem Partikelfilter montiert und zerstäubt AdBlue in die heißen Abgase. Durch die Hitze zerfällt der Harnstoff zu Ammoniak (NH3) und CO2. Im SCR-Katalysator reagiert Ammoniak mit den Stickoxiden (NOx), wodurch Stickstoff (N2) und Wasser (H2O) entstehen. Das sind unschädliche Stoffe, die einfach in die Luft gelangen. Ein NOx-Sensor misst, wie viele Stickoxide (NO und NO₂) in den Abgasen enthalten sind.

Diese Messung erfolgt kontinuierlich während der Fahrt und ist entscheidend für das korrekte Funktionieren des Euro-6-Emissionssystems (SCR mit AdBlue). Das Motorsteuergerät (ECU) nutzt den NOx-Wert, um zu bestimmen, wie viel AdBlue eingespritzt werden muss. Ist der NOx-Wert zu hoch, muss mehr AdBlue eingespritzt werden. Wird zu viel AdBlue eingespritzt, entsteht Ammoniak-Schlupf. Das bedeutet, dass Ammoniak (NH3) ungenutzt durch den SCR-Katalysator hindurchgeht und mit den Abgasen nach außen gelangt, statt vollständig mit den Stickoxiden zu reagieren. Der Ammoniaküberschuss führt dazu, dass der SCR-Katalysator dies nicht mehr verarbeiten kann. Bei Euro-6-Motoren sind zwei NOx-Sensoren verbaut. Der eine ist vor dem SCR-Katalysator montiert und misst, wie viele Stickoxide in den Katalysator gelangen. Der andere ist nach dem SCR-Katalysator montiert und misst, wie viele Stickoxide aus dem Katalysator herauskommen. Die ECU vergleicht diese Werte, um zu prüfen, ob das SCR NOx tatsächlich abbaut. Ein schlecht funktionierendes AdBlue-System aktiviert eine Störungsleuchte in der Kabine, wodurch der Fahrer informiert wird, und ist an einem starken Geruch infolge des nicht umgesetzten Ammoniaks erkennbar.

Die Bedeutung einer rechtzeitigen Reparatur oder des Austauschs von AdBlue-Komponenten

Ein schlecht funktionierendes AdBlue-System führt dazu, dass der Motor die geforderte Euro-Norm nicht mehr erfüllt. Ein Fahrzeug, das die Norm nicht erreicht, verschmutzt stärker als zulässig und überschreitet die gesetzlichen Grenzwerte. Der Betrieb eines zu stark emittierenden Fahrzeugs ist strafbar und wird bei der Prüfung beanstandet. Es erhält ein Fahrverbot. Bei schlechter AdBlue-Funktion geht das Fahrzeug in den Notlauf. Die ECU versetzt den Motor in den Notlauf (Leistungsbegrenzung), um Emissionen zu begrenzen, Motorschäden zu vermeiden, die Sicherheit zu gewährleisten und die Gesetzgebung durchzusetzen. Im Extremfall folgt eine Startsperre nach einem Countdown. Das bedeutet, dass das Fahrzeug nicht mehr starten kann, wenn eine bestimmte Störung nicht innerhalb einer bestimmten Zeit oder Strecke behoben wurde.

Folgen und Ursachen von erhöhtem Gegendruck für den Motor

Gegendruck des Abgassystems gegenüber dem Motor ist notwendig, damit der Motor korrekt arbeitet. Zu hoher Gegendruck verursacht jedoch direkte Folgen wie Leistungsverlust, schlechte Beschleunigung und „Ersticken“ des Motors bei hohen Drehzahlen. Er verursacht höhere Abgastemperaturen, wodurch die im Zylinderkopf montierten Auslassventile verbrennen können. Im schlimmsten Fall verzieht sich der Zylinderkopf. Der Turbolader verschleißt schneller. Es entstehen Schäden an den Dichtungen, sodass eine gute Abdichtung nicht mehr gewährleistet werden kann. Zu hoher Gegendruck führt zu einer schlechten Spülung der Zylinder. Die Verbrennungsgase werden nicht optimal entfernt, wodurch die Sauerstofffüllung sinkt. Es kommt zu einer unvollständigen Verbrennung, wodurch mehr Ruß- und Kohlenablagerungen entstehen. Das EGR-System wird überlastet. Erhöhter Gegendruck vor dem Motor (Abgasgegendruck) entsteht, wenn die Abgase nicht frei abströmen können. Meist ist dies die Folge einer Verstopfung in der Abgasanlage. Der Katalysator kann geschmolzen sein, der Partikelfilter kann voll sein, ein Auspuff-Flexstück kann eingeknickt sein und es kann eine Delle in einem Auspuffrohr vorhanden sein. Ein schlecht laufender Motor infolge schlecht arbeitender Injektoren kann dazu führen, dass das Kraftstoffgemisch schlecht oder unvollständig verbrennt. Das führt zu einer höheren Rußproduktion, wodurch das Abgassystem verstopft.

Reparieren, ersetzen oder reinigen von Abgasteilen

Gerissene Auspuff-Flexstücke oder Auspuffrohre müssen ersetzt werden. Beim Schweißen von Abgasteilen treten eine Reihe technischer, metallurgischer und praktischer Prozesse auf, die für Funktion und Lebensdauer der Abgasanlage und des Motors wichtig sind. Die Abgasanlage wird lokal stark erhitzt. Das Material dehnt sich beim Schweißen aus und schrumpft beim Abkühlen, wodurch sich die Teile verziehen. Die korrekte Abdichtung der Abgasteile ist nicht mehr gewährleistet, wodurch Abgase das System an der falschen Stelle verlassen. Teile aus Edelstahl verlieren durch Schweißen ihre Korrosionsbeständigkeit. Ein Partikelfilter (DPF) kann mit Ruß und Asche übersättigt sein, sodass eine Regeneration über das Fahrzeug nicht mehr möglich ist. Diese Partikelfilter können bei Lkw, die die Euro-6-Norm erfüllen, demontiert werden. Sie können in einer Maschine mittels Druckluftimpulsen gereinigt werden. Dadurch wird die Asche aus den Poren ausgeblasen. Sie können auch thermisch gereinigt werden, wobei Ruß zu Asche verbrannt wird. Ein Katalysator kann nicht repariert werden und muss bei inneren Schäden ersetzt werden.

Abgassysteme abgestimmt auf die Nutzung des Fahrzeugs

Bei Lkw gibt es meist drei mögliche Abgasaustritte. Welche gewählt wird, hängt von Einsatz, Fahrzeugtyp und Umgebung ab. Ein seitlicher Abgasaustritt (Side-Exit) wird bei Fahrzeugen für die Stadtdistribution eingesetzt und ist weniger windempfindlich. Ein Abgasaustritt nach oben (Stack/Vertical) wird bei Lkw verwendet, die offroad arbeiten müssen. Die Gase werden über der Kabine abgeführt, wodurch es weniger Belästigung für Fahrer und Kollegen auf der Baustelle gibt. Ein Abgasaustritt nach hinten (Rear-Exit) wird vor allem bei Fahrzeugen mit kurzem Radstand eingesetzt.

Praktischer Rat aus Erfahrung

Stellen Sie den Motor ab und lassen Sie Motor und Abgassystem abkühlen, damit sich der Monteur nicht verbrennt. Das Tragen von Handschuhen und einer Schutzbrille wird empfohlen. Lesen Sie die Fehlercodes über den Bordcomputer oder über ein Diagnosegerät aus, das an die OBD-Steckdose (On Board Diagnostics) angeschlossen ist. Prüfen Sie den Differenzdruck des Partikelfilters (DPF). Prüfen Sie die korrekte Funktion von Lambdasonden und NOx-Sensoren. Prüfen Sie das Fahrzeug auf Warn- und Störleuchten im Kombiinstrument. Führen Sie eine Sichtprüfung durch. Prüfen Sie Auspuff-Flexstücke, Auspuffrohre und Schalldämpfer auf Rost, Risse und lose Schweißnähte. Prüfen Sie die Aufhängepunkte und die erforderlichen Gummis. Lassen Sie bei Bedarf den Partikelfilter reinigen. Prüfen Sie das AdBlue-System. AdBlue ist nicht giftig, aber korrosiv. Verwenden Sie deshalb auch hier Handschuhe und eine Schutzbrille. Vermeiden Sie den Kontakt von AdBlue mit Lack und Metalloberflächen. Es verursacht Flecken und Korrosion. Sorgen Sie für eine gute Belüftung der Werkstatt beim Befüllen oder Reinigen. Ersetzen Sie den AdBlue-Filter. Prüfen Sie das System auf Verstopfung. AdBlue kristallisiert bei Verdunstung des Wassers, wodurch Verstopfungen auftreten. AdBlue kann bei Frosttemperaturen unter -11°C gefrieren. Zusammengefasst kann man sagen, dass AdBlue kristallisiert, wenn Wasser verdampft und Harnstoff als weiße Kristalle zurückbleibt, meist rund um Tank, Leitungen oder Injektoren. Montieren Sie die neuen oder instandgesetzten Teile korrekt. Schließen Sie Sensoren und Ventile an. Programmieren Sie bei Bedarf neu, damit Fehlercodes verschwinden. Lassen Sie den Motor auf Betriebstemperatur laufen und prüfen Sie das Abgassystem auf Rauch oder Undichtigkeiten.

Der Mehrwert von Braem für Abgasteile

Braem verfügt über einen großen Lagerbestand an Abgasteilen für MAN- und Mercedes-Lkw, Busse und Transporter. Dank schneller Lieferung und technischer Expertise können Reparaturen effizient durchgeführt werden.

Kunden entscheiden sich für Braem wegen :

• Gute Qualität durch eine gute Qualitätskontrolle
• Braem verfügt über die erforderliche Ausrüstung zur Regeneration von DPF-Filtern
• Technische Unterstützung bei Demontage und Montage
• Schnelle Lieferung innerhalb Europas und darüber hinaus
• Transparente Garantie- und Rückgabebedingungen

Ein einwandfrei funktionierendes Abgassystem ist entscheidend für Leistung, Zuverlässigkeit und die Einhaltung von Emissionsnormen. Mit den richtigen Teilen und dem passenden Know-how bleibt das Fahrzeug optimal einsatzfähig.