Die Abgasanlage eines modernen Dieselmotors besteht aus mehreren Bauteilen, die durch die Abgase durchströmt werden. Dabei übernimmt jeder Teil der in der Anlage eingebaut wurde, eine ganz bestimmte Aufgabe. Es überrascht Sie vielleicht, nicht jeder Dieselmotor hat jeden Teil dieser hier beschriebenen Anlage. Die hier komplett ausgestattete Anlage ist nur bei neusten Diesellokomotiven eingebaut worden.

Beginnen wir deshalb dort, wo wir aufgehört haben. Die Verbrennung im Zylinder führt dazu, dass Abgase entstehen. Diese Abgase bestehen aus Kohlendioxyd und anderen Stoffen, wie zum Bei-spiel Russ. Diese Stoffe können zum Teil nicht einfach in die Umwelt abgegeben werden.

Doch beginnen wir beim Auslassventil, denn dort haben wir beim Motor mit dem Weg der Abgase aufgehört. Genau dort beginnen wir nun aber un-seren Weg durch die Abgasanlage.

Die aus dem Zylinder ausgestossenen Abgase wer-den in einem speziellen Rohr gesammelt. Das heisst, bevor wir die Abgase überhaupt behandeln können, müssen wir diese aus den einzelnen Zylindern zusammenführen und so bündeln. Dadurch erhalten wir einen kontinuierlichen Abgasstrom. Schliesslich ist immer irgendein Kolben gerade dabei Abgase auszustossen. Diese Sammelrohre nennt der Fachmann übrigens Krümmer.

Bevor wir die Abgase ein wenig aufbereiten, führen wir diese zum Abgasturbolader, denn die Abgase sollen noch etwas Arbeit leisten. Im Abgasturbolader sorgen die Abgase dafür, dass der Ladedruck der Ladeluft erhöht wird. Damit haben die Abgase jedoch schon alle Aufgaben übernommen, denn man kann bei einem Verbrennungsmotor mit den Abgasen nicht viel Arbeit verrichten. Um die Heizung zu betreiben hat man schliesslich schon das Kühlwasser.

Da die Abgase jetzt noch sehr heiss sind, erwärmt sich der Abgasturbolader und kann bei langem Betrieb und voller Belastung beginnen zu glühen. Sie sehen, das Teil ist sehr hoch belastet und deshalb sollten Sie einen Dieselmotor nicht sofort nach einer Fahrt mit Vollgas ausschalten, denn das schadet dem Abgasturbolader. Moderne Auto sind wie neue Lokomotiven mit einer speziellen Schutzeinrichtung versehen worden.

Die Abgase haben nun ihren Teil der Arbeit erledigt. Sie können in die Umwelt entlassen werden. Es gab durchaus Lokomotiven, wo wir jetzt schon den Schritt zum Schluss dieses Abschnitts machen könnten.

Mehr als das bisher beschriebene gab es nicht. Die Lokomotive war deshalb nicht als besonders leise bekannt geworden. Im Ge-genteil, es handelte sich um eine extrem laute Maschine. Man muss deshalb die Abgase beruhigen.

Der Schalldämpfer: Die Abgase eines Motors sind sehr laut. Die Explosionen im Motor versetzen die Luftmoleküle in den Abgasen in Schwingung. Diese Schwingungen nehmen wir als Lärm war. Wo jedoch die Grenze liegt, ist bei jedem Menschen anders. So ging man früher von wesentlich höheren Werten aus. Das führte dazu, dass dieser Schalldämpfer bei der Lokomotive auf dem Bild oben sogar fehlte.

Heute kann man die Abgase nicht einfach in die Umwelt entlassen. Der Lärm, der dabei freigesetzt würde, wäre auf Dauer unbefriedigend. Daher sind heute spezielle Normen vorhanden, die nur mit Hilfe eines Schalldämpfers eingehalten werden können. Wir müssen daher den Schalldämpfer etwas genauer ansehen und dabei seine Funktion kennen lernen. Sie werden schnell feststellen, dass ein Schalldämpfer eigentlich ganz einfach aufgebaut ist.

Mit Hilfe eines Schalldämpfers werden die Abgase beruhigt. Das bedeutet, die Schallwellen müssen gedämpft werden. Je geringer diese Wellen sind, desto leiser wird der Schall. Findet keine Schwingung statt, ist es ruhig und wir hören nichts. Wenn wir den Lärm daher reduzieren wollen, müssen wir diese Schwingungen künstlich reduzieren. Durch das Dämpfen der Schwingungen verliert diese an Intensität und wir empfinden das dadurch entstehende Geräusch leiser.

Im Schalldämpfer wird deshalb die Luft beruhigt. Das heisst, wir bieten viele unregelmässige Oberflächen an. Dadurch verlaufen sich die Schallwellen darin und beruhi-gen sich. Der Lärm wird reduziert und das Geräusch leiser.

Leider können technische Schalldämpfer nur einen Teil dieser Wellen einfangen und dämpfen. Je mehr Schikanen im Bauteil eingebaut sind, desto schlechter kommen die Abgase durch den Schalldämpfer. Es ist daher eine Grat-wanderung zwischen Effizienz und Dämpfung.

Bis vor wenigen Jahren war hier die Nachbehandlung der Abgase abgeschlossen. Die Abgase wurden nach dem Schalldämpfer direkt einem Endrohr zugeführt und auf dem Dach der Lokomotive oder an der Seite Ihres Wagens ins Freie entlassen.

Heute reicht diese Nachbehandlung der Abgase jedoch nicht mehr. Wir müssen die Abgase noch reinigen. Erst dann können wir sie ins Freie entlassen. Die Reinigung der Abgase werden wir daher auch noch ansehen müssen.

Der Russpartikelfilter: Die Abgase von Dieselmotoren ent-halten feine Partikel aus Russ. Dieser entsteht, wenn der Diesel nicht optimal verbrennt. Bei älteren Lastwagen, oder Lokomotiven konnten Sie die schwarzen Rauch-fahnen erkennen, die aus dem Endrohr kamen. In diesen Situationen war keine optimale Verbrennung erfolgt und es entstand viel Russ, der ungefiltert in die Umwelt entlassen wurde.

Die feinen Teilchen aus Russ sind immer noch vorhanden und gelangen so in die Lungen der Menschen. Dort richten sie dann grossen Schaden an. Deshalb müssen Fahrzeuge seit neustem mit Russpartikelfilter versehen werden. Diese haben die Aufgabe, die unverbrannten Rückstände aus den Abgasen zu entfernen. Eine einfache Methode wäre ein einfacher Filter, der durch die Abgase durchströmt wird.

Solche Abgasfilter sind mit einem speziellen Flies gefüllt wor-den. An diesem Flies bleiben die Russpartikel kleben und gelangen so nicht mehr in die Umwelt. Die Filter müssen jedoch, wie alle Filter, regelmässig ausgewechselt werden.

Daher reichen solche Abgasfilter bei kleineren Motoren, wie man sie zum Beispiel im Strassenverkehr verwendet, aus. Für grössere Motoren muss aber eine andere Lösung gefunden werden.

Eine Nachverbrennungsanlage gilt als aktive Behandlung der Abgase. Da Russ unverbrannter Treibstoff ist, kann man die Partikel eigentlich auch verbrennen.

Daher werden die Abgase in einer Nachverbrennungsanlage erhitzt und so der noch enthaltene Russ verbrannt. Die Abgase sind daher vom Russ befreit worden. Sie können nach dieser Nachbehandlung in die Umwelt entlassen werden.

Die Nachverbrennungsanlage hat gegenüber der passiven Filterung den Vorteil, dass sie weniger Wartung benötigt und auch grössere Mengen Abgase ohne Probleme behandeln kann.

Aber wie bei der passiven Filterung gelingt es auch hier nicht, sämtliche Partikel zu vernichten. Partikel gelangen so immer noch in die Umwelt, es sind aber viel weniger. Den wirklich sauberen Motor wird man auch mit der besten Anlage nicht erhalten.

Neuere Dieselmotoren nutzen zur Aufbereitung der Luft nicht nur Filter. Diese befreien die Abgase nur von Russ, aber nicht von den Stickoxyden. Diese werden mit Harnstoff nachbehandelt. Dabei ist Harnstoff ein natürliches Produkt, das von den Lebewesen ausgeschieden wird. Künstlich hergestellt wird es für den erwähnten Zweck verwendet. Ihnen ist der Harnstoff vermutlich besser unter dem Markennamen AdBlue bekannt.

Katalysator: Bei Fahrzeugen mit Ottomotor ist nicht der Russ das grosse Problem, sondern nicht verbrannte Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxyd und Stickoxyde. Um diese zu reduzieren, werden Katalysatoren verwendet. Der Begriff umschreibt ein Umwandler, der dabei nicht verbraucht wird. Daher sind diese Teile nahezu ohne Wartung zu betreiben. Im Strassenverkehr sind sie mittlerweile sogar vorgeschrieben.

Im Katalysator werden die erwähnten Stoffe durch Oxidation, oder Reduktion in andere Stoffe wir Kohlen-dioxyd, Wasser und Stickstoff umgewandelt. Dabei arbeiten warme Katalysatoren deutlich besser als kalte Modelle.

Sie beginnen also erst nach eine gewissen Betriebszeit optimal zu arbeiten. Bei der Wartung wird in regel-mässigen Abständen geprüft, ob die gesetzlichen Werte eingehalten werden können.

Auch wenn man es anders nennt, ist eigentlich die Nachverbrennungsanlage auch als Katalysator zu be-zeichnen. Es ist eine Reinigung, die ohne Verschleiss arbeitet und damit haben wird auch beim Ottomotor die Aufbereitung der Abgase bereits abgeschlossen.

Auch wenn sich die gereinigten Abgase gut anhören, gesund sind sie immer noch nicht. Wenn sie das möchten, dann müssen Sie elektrisch fahren, aber das ist eine andere Geschichte.

Das Endrohr: Wir sind am Ende unserer Leitung für die Abgase angelangt, denn die Abgase können nicht mehr weiter behandelt werden. Sie haben ihre Aufgabe übernommen, wurden beruhigt und gereinigt. Dass aus einer Verbrennung trotz aller Massnahmen nichts Sauberes entsteht, ist klar. Die Abgase können nur noch durch ein Rohr ins Freie entlassen werden. Dabei müssen wir aber bedenken, dass sie immer noch recht heiss sind.

Dieses Endrohr nennen wir Auspuff. Dabei hat es wirklich keine weitere Aufgabe, als die Abgase ins Freie zu entlassen. Anfänglich waren auch nicht alle Lokomotiven mit einem Auspuff versehen worden. Die Abgase gelangten einfach durch ein Loch im Schalldämpfer ins Freie. Die heute vorhandenen Endrohre kamen erst nach einigen Jahren Betrieb. Bei modernen Lokomotiven ist der Auspuff auch nicht mehr mittig angeordnet.

Der Grund für die seitliche Verschiebung des Aus-puffes liegt bei den Abgasen. Die Abgase sind sehr heiss, besonders dann, wenn sie in einer Nach-verbrennungsanlage behandelt wurden.

Würden diese heissen Abgase seitlich entlassen, würden Sie die  Personen neben dem Fahrzeug ernsthaft gefährden.

Gleiches gilt auch für den Fahrdraht einer Fahr-leitung. Daher wird der Auspuff leicht seitlich ver-schoben und die Abgase nach oben entlassen.

Bei einem Fahrzeug mit passiven Abgasfiltern kön-nen die Abgase auch seitlich oder hinten entlassen werden. Daher gibt es eigentlich keinen festge-legten Punkt, wo ein Auspuff montiert werden muss.

Man wählte bei den Lokomotiven einfach den Weg nach oben, weil es einer Tradition der Dampfloko-motiven entsprach. Mit den Nachverbrennungs-anlagen gaben das jedoch die heissen Abgase vor. So ist es eigentlich nicht mehr freigestellt, wo der Auspuff montiert wird.

Wir haben den Weg durch die Diesellokomotive angeschlossen, denn wir haben nach dem Motor das, was wir wollten, eine drehende Bewegung. Diese können wir nun nutzen und so unser Fahrzeug, also die Lokomotive, antreiben. Das gehört dann aber zu den Antrieben. Diese werden aber auf einer anderen Seite behandelt. Hier wollen wir den Motor noch starten und regulieren. Das ist das, was wir noch wissen müssen.

Doch halt, sind das wirklich alle möglichen Methoden um aus Diesel, also aus einer Flüssigkeit, eine drehende Bewegung zu machen? Es gibt sicher noch Alternativen, aber die sind wirklichen nicht zu erwähnen und können vernachlässigt werden. Wie, Sie wollen auch diese Lösung kennen lernen? Gut, eigentlich haben Sie ja Recht, denn diese Antriebsform ist weiter verbreitet, als man meinen könnte. Nur, dann führt uns der Weg in die Luftfahrt.