NOx-Emissionen von PKW und schweren Nutzfahrzeugen an Steigungsstrecken

Projektlaufzeit:

09/2017 - 12/2017

Projektziele:

• Ermittlung des Einflusses der Geschwindigkeit auf den Stickoxid-Ausstoß von Kraftfahrzeugen der Schadstoffklasse EURO 6 an Straßen mit durchschnittlich 7 % Steigung
• Grundlage für die Erarbeitung von Maßnahmen zur Verbesserung der Luftqualität  in sächsischen Luftreinhalteplänen

Projektergebnisse:

• An einer stark steigenden Bundesfernstraße mit einer zulässigen Höchstgeschwindigkeit von 50 km/h waren die tatsächlich gefahrenen Geschwindigkeiten bei allen Fahrzeugklassen zu einem erheblichen Anteil höher.
• Mit dem Messprogramm wurden Ergebnisse für den Einfluss der Geschwindigkeit (Stufen: 30, 40, 50 und 60 km/h) auf den Stickoxid-Ausstoß beispielhaft für jeweils ein Fahrzeug der untersuchten Klasse ermittelt.
• Die Leistungsabforderung von Fahrzeugmotoren an Steigungsstrecken unterscheidet sich deutlich von denen auf ebener Fahrbahn.
• Die Fahrt mit einem Mittelklasse-Diesel-PKW (1,6 Liter Hubraum; 88 kW Leistung; mit NO_x-Speicherkatalysator) entlang einer Steigungsstrecke mit 7 % Steigung und 50 km/h entspricht einer Fahrt auf ebener Strecke mit ca. 125 km/h. Dieses Verhältnis verdeutlicht, dass an Steigungsstrecken große Motorleistungen erforderlich sind.
• Beim Mittelklasse-Diesel-PKW führten Geschwindigkeiten von 60 km/h zu einem verdoppelten Stickoxidausstoß (820 mg/km) im Vergleich zu dem bei 50 km/h.
• Beim Oberklasse-Diesel-PKW (3 Liter Hubraum, 180 kW Leistung, mit SCR-Katalysator) war kein einheitlicher Einfluss der Geschwindigkeit auf den Stickoxid-Ausstoß feststellbar. Dieser lag bei allen Geschwindigkeiten unter 200 mg/km.
• Der Stickoxid-Ausstoß des Benzin-PKW war äußerst gering und mit der eingesetzten Messtechnik nicht messbar.
• Der voll beladene LKW (39 t Gesamtgewicht; 12,8 Liter Hubraum; mit SCR-System zur Abgasbehandlung) erreichte die Geschwindigkeit von 50 km/h nicht. Der  spezifische Stickoxid-Ausstoß war bei niedrigen Geschwindigkeiten gering (bei 30 km/h nur ca. 30 mg/km). Ausgehend von diesem niedrigen Niveau war mit steigender Geschwindigkeit und Motorlast ein deutlicher Anstieg zu verzeichnen. Für 40 km/h lag der Stickoxid-Ausstoß bereits bei 250 mg/km, für die Vollastfahrt (45 km/h) ergab sich bezogen auf diesen erhöhten Wert eine nochmalige Steigerung auf 3600 mg/km.
• Für den Bus (18,7 t Gesamtgewicht; 10,7 Liter Hubraum; mit SCR-System) war kein einheitlicher Einfluss der Geschwindigkeit auf den Stickoxid-Ausstoß feststellbar. Der maximale Stixkoxid-Ausstoß lag bei ca. 240 mg/km.
• Die Ergebnisse belegen, dass die Abgasbehandlung mit selektiver katalytischer Reduktion (SCR) den Stickoxid-Ausstoß von Diesel-Kfz wirksam mindern kann.
• Zur Verbesserung der Luftqualität sind die Kontrolle der zulässigen Höchstgeschwindigkeit und die möglichst durchgehende Verstetigung des Verkehrsflusses empfehlenswerte Maßnahmen.