Thermofenster

Begriff "Thermofenster"

Ein Begriff, der im Zusammenhang mit Diesel-Fahrzeugen immer wieder auftaucht, sind "Thermofenster". Damit ist der Außentemperaturbereich gemeint, außerhalb dessen Teile der Emissionsminderung (falsch: "Abgasreinigung", siehe Abgasrückführung ist keine Abgasreinigung) nicht oder nicht vollständig arbeiten. Ein Thermofenster liegt aber nicht vor, wenn es z.B. eine Zieltemperatur für das Motorkühlmittel gibt und bei Kälte - Überraschung - das Motorkühlmittel ohne gesonderte Maßnahmen zu kalt wird. Das Thema ist die Verwendung der Außentemperatur zur Steuerung des Emissionsminderungssystem.

Oft behaupten Anti-Diesel-Trolle, Thermofenster seien illegal, und dies sei von Gerichten bestätigt worden. Tatsächlich gibt es keine Sonderregeln für Thermofenster. Solche Thermofenster verringern die Wirksamkeit des Emissionsminderungssystems, und es gelten einfach die gleichen gesetzlichen Anforderungen wie an andere Eigenschaften, die die Wirksamkeit des Emissionsminderungssystems verringern. Diese sind in der Verordnung 715/2007 zu finden. Zum Beispiel sind sie ausnahmsweise legal, wenn ein Schaden abgewendet wird, wobei Verschleiß nicht als "Schaden" gilt. Friert AdBlue auf dem Weg vom Tank zur Einspritzanlage in der Leitung ein, liegt ein Schaden vor. Die Volllastanreicherung bei Benzinern verringert die Verbrennungs- und Abgastemperatur und verhindert Hitzeschäden am 3-Wege-Katalysator, und zwar für den Preis exorbitant steigender Kohlenmonoxid-Emissionen (siehe Benziner, Benzindirekteinspritzer und (Ultra)Feinstaub). Anti-Diesel-Trolle fordern aber nur von Diesel-Fahrzeugen, dass sie Abgasgrenzwerte unter allen Umständen einhalten. Von Benzinern fordern sie das nicht (siehe Allgemeines über Antidieseltrolle). Daher stören sich Anti-Diesel-Trolle nicht an der Volllastanreicherung von Benzinern.

Das Problem

Emissionsminderungssysteme müssen laut Abgasverordnung so konstruiert sein, dass sie bei vernünftigerweise zu erwartenden Bedingungen (z.B. Temperaturen) und bestimmungsgemäßem Gebrauch auch funktionieren. In Europa umfassen solche Bedingungen weder -40°C noch 3000 Meter über dem Meeresspiegel, auch wenn es in Teilen von Finnland nachts tatsächlich -40°C geben kann.

Und genau an dieser Stelle findet sich das tatsächliche Problem. Das Thema hat Beachtung gefunden, seit bei immer mehr Fahrzeugen aufgefallen ist, dass Emissionsminderungssysteme bereits bei in Deutschland bzw. Europa üblichen Temperaturen nicht mehr (vollständig) funktionieren:

  • Die Deutsche Umwelthilfe hat bei einer Mercedes C-Klasse, Euro 6b, gezeigt, dass bereits bei +5°C die Wirksamkeit des SCR-Systems stark reduziert ist [1]
  • Die Deutsche Umwelthilfe hat bei einem Volvo XC60, Euro 5, gezeigt, dass die Abgasrückführung bei -4°C nicht mehr arbeitet [2] (hier wird der Begriff der Abgasreinigung wieder einmal falsch verwendet).
  • Es gibt mehrere Berichte darüber, dass VW EA189-Motoren mit Software-Update bei -10°C die Abgasrückführung komplett abschalten [Quelle fehlt noch], aber auch schon bei deutlich höheren Außentemperaturen außentemperaturgesteuert die AGR-Rate reduzieren.
  • Für einen Opel wurde 2016 nachgewiesen, dass das SCR-System nur von ca. +17°C bis +33°C arbeitet [4]

Wenn Anti-Diesel-Trolle behaupten, Gerichte hätten bestätigt, dass Thermofenster illegal seien, dann ist das schlicht falsch. Richtig ist: Gerichte haben bestätigt, dass enge Thermofenster illegal sind, also Thermofenster, die die Wirksamkeit des Emissionsminderungssystem so oft verringern, dass hier die Ausnahme zur Regel wird. In Deutschland liegt die Jahresdurchschnittstemperatur um die +10°C. Funktion ein Emissionsminderungssystem also nur zwischen +17°C und +33°C, dann arbeitet es während deutlich weniger als der Hälfte des Jahres.

Bestimmungsgemäßer Gebrauch

Emissionsminderungssysteme müssen bei bestimmungsgemäßem Gebrauch funktionieren. Aber was bedeutet das? Das lässt sich am einfachsten erklären, wenn man ein Beispiel für nicht bestimmungsgemäßen Gebrauch zeigt:

Die Abgasverordnung fordert, dass NOx-Nachbehandlungssysteme von Dieselfahrzeugen, also NOx-Speicherkatalysatoren oder das SCR-System, bei -7°C Kaltstarttemperatur nach 400 Sekunden ausreichend warm für einen sicheren Betrieb sind. Gilt das auch beim Warmlaufen lassen? Nein, denn Warmlaufen lassen ist aus Umweltschutzgründen verboten und daher kein bestimmungsgemäßer Gebrauch.

Trotzdem liefert diese Klausel eine wichtige Information: Wenn ein solches System 400 Sekunden nach einem Kaltstart bei -7°C betriebswarm sein muss, dann ist es sehr schwierig, eine Argumentation zu finden, warum die AdBlue-Einspritzung bereits bei einer Außentemperatur von -7°C (oder größerer Wärme) abgeschaltet werden darf.

Weitere Fenster

Neben Thermofenstern wurden weitere Fenster gefunden, jedoch zum Teil falsch bewertet. Zum Beispiel wurde behauptet, dass eine Verringerung der Abgasrückführung in großer Höhe eine illegale Abschalteinrichtung sei.

So einfach ist es aber nicht. Zunächst einmal ist allgemein bekannt, dass für jede Verbrennung Sauerstoff benötigt wird. Das gilt auch für die Verbrennung von Kraftstoff. Die Abgasrückführung führt sauerstoffarmes Abgas zurück in den Brennraum und verringert so den Anteil von Sauerstoff in der Luft im Motor. Durch den geringeren Sauerstoffanteil sinkt die Verbrennungstemperatur, und damit die Stickoxid-Produktion. In großer Höhe ist jedoch die Luft dünner, d.h. es befindet sich auch insgesamt weniger Luft im Motor, und damit auch weniger Sauerstoff. Um trotzdem ausreichend Sauerstoff im Motor zu haben, darf also nur weniger Abgas zugemischt werden. 

Anders verhält es sich bei AdBlue-Systemen: Die chemischen Reaktionen bei der Verdampfung von AdBlue und bei der Reaktion von Ammoniak und Stickoxiden im SCR-Katalysator haben wenig mit Sauerstoff zu tun. Eine plausible Erklärung, warum das AdBlue-System einem Höhenfenster (genauer: Luftdruck-Fenster) unterliegen sollte, ist mir nicht bekannt.

Und Euro 4?

Siehe hierzu den Artikel AdBlue und AGR: Analyse mittels VCDS

Das Auslesen von Daten eines einzigen Fahrzeugs lässt natürlich so noch keine Verallgemeinerung zu, aber die Erkenntnis passt dazu, dass Euro 4 - Diesel-PKW im Flottendurchschnitt weniger Stickoxide ausstoßen als Euro 5 - Fahrzeuge [3]: Bei niedrigen Außentemperaturen würden sie, falls sich meine Ergebnisse verallgemeinern lassen, eine viel geringere Verschlechterung gegenüber sommerlichen Bedingungen zeigen als viele Euro 5 - Fahrzeuge.

Externe Links

[1] Dramatische Erhöhung der giftigen Stickoxid-Emissionen bei herbstlichen Außentemperaturen: Mercedes C-Klasse 250 d schmutziger als 25 Jahre alter Diesel-Pkw (Quelle: DUH, abgerufen: 27.02.2021)

[2] Dieselgate erreicht Volvo: Abgasmessungen der Deutsche Umwelthilfe zeigen illegale Abschaltung der Abgasreinigung bei einem Euro 5 Diesel-Volvo XC60

[3] Stickoxid-Belastung durch Diesel-Pkw noch höher als gedacht (Quelle: Umweltbundesamt, abgerufen: 27.02.2021)

[4] Software Defined Emissions A hacker’s review of Dieselgate (abgerufen: 13.03.2022)

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