Ein Jahrhundert nach der Erfindung des motorisierten Zweirads fahren die meisten Motorräder immer noch ohne Abgasreinigung. Vielleicht sinkt auch die Sympathie für deren Lenker bald wieder auf den Stand von damals.
- Abgasreinigung (Archivversion) – SUZUKI GS 500 E MIT U-KAT
- Abgasreinigung (Archivversion) – HARLEY-DAVIDSON ROAD KING MIT G-KAT
- Abgasreinigung (Archivversion) – HONDA CB 500 MIT G-KAT
- Abgasreinigung (Archivversion) – DUCATI 748 SP MIT G-KAT
- Abgasreinigung (Archivversion) – TWIN-AIR FÜR ZWEITAKTER
- Abgasreinigung (Archivversion) – VERGLEICH PKW / MOTORRAD
Motorradpionier Ernst Geuder berichtete einst in MOTORRAD über eine seiner Ausfahrten im Jahre 1903: »Federvieh aller Art bevölkerte die Straße, und außerdem stürzten die Dorfköter wütend auf meine Maschine los. Daß hier und da auch der Steinwurf eines entrüsteten Dorfbewohners mir um die Ohren flog, war ich schon gewöhnt. Zu meinem Glück hat mich niemals ein solches Wurfgeschoß getroffen. Zwischen allem Getier, den Dorfbewohnern und uns Motorradfahrern herrschte eben überall Kriegszustand!«Inzwischen hat es das motorisierte Zweirad zu etwas höherem Ansehen gebracht, nur sein Schadstoffausstoß liegt immer noch auf steinzeitlichem Niveau. Daß deshalb bald wieder Steine fliegen könnten, will keiner so recht glauben – genau sowenig wie damals die Tankstellenpächter, deren Konzernleitung eine Bohrinsel im Ozean versenken wollte. Die Öffentlichkeit geht eben nicht zimperlich mit umweltverschmutzenden Minderheiten um. Jedenfalls würde es auch diesmal wieder die falschen treffen, denn an dem Dreck haben einzig und allein die Politiker und die Hersteller schuld: Die Politiker, weil sie Motorräder bei der Einführung neuer Schadstoffgrenzwerte für Pkw schlichtweg vergessen haben, was dazu führte, daß ein modernes Motorrad mittlerweile im Schnitt 30 – in Worten dreißig! – mal mehr Schadstoffe durch den Auspuff pustet als ein moderner Pkw, und die Hersteller (mit Ausnahme von BMW), weil sie sich noch immer auf die Versäumnisse der Politiker rausreden.Für 1997 sind nun endlich strengere Abgasgrenzwerte für Motorräder geplant, deren verbindliche Einführung für Neufahrzeuge wird sich aber vermutlich noch bis Mitte 1998 hinziehen. Doch schon jetzt verkündet der IVM (Industieverband Motorrad) stolz, daß zum Erreichen dieser EURO-1-Norm zum Teil noch nicht mal ein ungeregelter und keinesfalls ein geregelter Kat notwendig wird (siehe Heft 15, Themen u. Trends), viele Modelle schaffen die neuen Grenzwerte ganz einfach so. Im Klartext: Die Schadstoffe aus den Motorrädern nehmen demnächst so drastisch ab, daß die technische Bronzezeit als erreicht gelten darf.MOTORRAD zeigt deshalb an vier Beispielen auf, welche Möglichkeiten zur Abgasreduzierung es gibt und wo der Schadstoffausstoß nach dem aktuellen Stand der Technik liegen könnte (siehe Kästen auf Seite 40 bis 43). Alle vier Systeme setzen auf den Kat, um den herum sich eine Unzahl von Begriffen tummeln, die hier nochmals erklärt werden sollen:Dreiwegekatalysator – heißt so, weil er die drei für die Abgasmessung relevanten Schadstoffe in harmlose Substanzen umwandelt, Stickoxide (NOX) in Stickstoff, Kohlenmonoxid (CO) in Kohlendioxid und Kohlenwasserstoffe (HC) in Wasserdampf (siehe auch Zeichnung S. 45). Als die katalytische Abgasnachbehandlung noch in den Kinderschuhen steckte, verwendete man reine Oxidations- oder Zweiwegekats, doch damit war den Stickoxiden nicht beizukommen, deshalb werden heute nur noch Dreiwegekatalysatoren eingesetzt. Im Motorrad bietet sich ein Kat mit Edelstahlträger an, denn ein spröder Keramikträger wie im Pkw könnte unter den Vibrationen zerbröseln. Das Trägergerippe ist mit Aluminiumoxid beschichtet, auf der sind die eigentlichen Katalysatoren aufgebracht: die Edelmetalle Platin, Palladium und Rhodium. Sie regen die Schadstoffe im Abgas zur erwähnten chemischen Umwandlung an, ohne sich dabei selbst zu verändern. Ein Kat verbraucht sich also nicht, sofern er nicht übermäßig hohen Temperaturen ausgeliefert wird (ab 850 Grad beginnen die Schichten, sich zu lösen) oder mit sogenannten Katalysatorgiften (zum Beispiel dem Blei aus verbleiten Benzin) für immer außer Gefecht gesetzt wird.U-Kat – oder ungeregelter Katalysator. Er kann die drei Schadstoffe nur unvollkommen reduzieren, weil der Motor je nach Lastzustand und Vergasereinstellung zu fett oder zu mager läuft. Im Magerbetrieb klappt das Umwandeln der Stickoxide nicht mehr, ist das Gemisch zu fett, machen ihm HC und CO Probleme.G-Kat – oder geregelter Katalysator. Am effektisten arbeitet ein Kat um Lambda 1, das heißt wenn der Motor ständig mit Gemisch gefüttert wird, das dem sogenanntem stöchiometrischen Kraftstoff-/Luftverhältnis entspricht (auf 14,6 Kilogramm Luft kommen 1 Kilogramm Kraftstoff). Nicht der Katalysator, sondern eigentlich das von Vergaser oder Einspritzung aufzubereitende Gemisch wird also geregelt. Dazu meldet eine Lambdasonde im Auspuffkrümmer ständig die Abgaszusammensetzung an ein Steuergerät. Dieses Steuergerät beeinflußt die Gemischaufbereitung dahingehend, daß der Motor in möglichst engen Grenzen um Lambda 1 (im sogenannten Lambdafenster) arbeitet, also nicht zu fett und nicht zu mager läuft.An dieser Stelle soll auch gleich noch auf Gerüchte eingegangen werden, nach denen Katalysatoren viel giftigere Stoffe produzieren, als sie bekämpfen. In diversen Studien wurde festgestellt, daß tatsächlich nur zwei Abgaskomponenten mit Kat höher sind als ohne: zum einen das stechend riechende Ammoniak, zum anderen der nach faulen Eiern stinkende Schwefelwasserstoff, der allerdings nur, wenn die Arbeitstemperatur des Kats noch nicht erreicht ist. Beide Verbindungen sind giftig, treten aber in solch geringen Mengen auf, daß bisher noch niemand eine Gefährdung für den Menschen nachweisen konnte. Das gleiche gilt übrigens für die Platinemissionen, die auftreten können, wenn der Kat zu heiß wird. Ebenfalls in Verruf kam das krebserregende Benzol als Anteil des bleifreien Benzins. Hierzu sei gesagt, daß bleifreier Sprit mittlerweile genauso viel oder wenig Benzol enthält wie verbleiter, nämlich deutlich unter den erlaubten fünf Prozent. Insgesamt dürfte der Nachweis ziemlich schwerfallen, daß die Abgase aus einem Fahrzeug ohne Kat gesünder sind als jene mit Kat – immerhin filtert er bis zu 90 Prozent der erwiesener Maßen giftigen Abgasbestandteile heraus.Kommen wir also endlich zu den vier Beispielen, bei denen nach mehr oder weniger aufwendigen Umrüstaktionen eine deutliche bessere Abgasqualität gemessen wurde, zunächst zur Suzuki GS 500 E, die einen ungeregelten Proterra-Kat verpaßt bekam. Erstaunliches am Rande: Die Test-Suzuki schaffte auch ohne Kat die geplante EURO-1-Norm, wofür es in manchen Bundesländern eine Ozon-Plakette gäbe. Sie muß aber trotzdem bei Ozonalarm in der Garage bleiben, weil die einstige Homologations-GS 500 E bei ihrer Typprüfung mit deutlich höheren Werten patzte. Mit dem U-Kat gingen der CO- und HC-Ausstoß um knapp die Hälfte zurück, NOX sank sogar um Zweidrittel. Eine Ozon-Plakette gibt es aber immer noch nicht, denn den Proterra-Unterlagen liegt kein spezielles Abgasgutachten für die GS 500 E bei, nur eine allgemeine Betriebserlaubnis für den Kat.Genau umgekehrt liegt der Fall bei der gemessenen, mit Vergaser bestückten Variante der Harley-Davidson Road King: Sie bekommt das begehrte Babberl in manchen Bundesländern auch ohne den Kat, weil ihre Typprüfwerte die EURO-1-Norm erfüllen – das Testmotorrad konnte diese Hürde nicht nehmen. Dafür beeindruckte die Harley nach dem Umbau auf G-Kat durch die Paul Wurm GmbH mit phänomenal niedrigen HC- und CO-Ausdünstungen, und auch die NOX-Werte halbierten sich. Leider blieben dabei einige Pferdestärken auf der Strecke, was sich aber im Fahrbetrieb als kaum spürbar erwies. Dafür gibt es sogar eine G-Kat-Plakette, die als Trumpf-Karte im großen Fahrverbotspoker zählt. Sie sticht nämlich die Ozon-Plakette, und man darf mit ihr in allen Bundesländern ausrücken.Überall fahren darf auch eine Honda CB 500, wenn sie Honda-Händler Motorrad Pabst auf seine segensreiche Variante eines G-Kats umgerüstet hat. Hier genügt sogar ein Antrag auf die eigentlich weniger zählende Ozon-Plakette, da außerdem die momentan gültigen Grenzwerte um 90 Prozent unterboten werden, was wiederum alle Länder als schadstoffarm akzeptieren – ein Joker sozusagen. Wie die im Originalzustand gemessene Honda, verpaßte auch die Homologations-CB 500 die EURO-1-Norm knapp, was jegliche Chance auf eine Plakette auf anderen Wegen zunichte macht.Der Lenz ist da, und darüber dürfen sich ganz besonders die Ducatisti freuen. Die Firma Lenz Motorentechnik rüstet nämlich die 748 und 916 mit G-Kat aus. Dabei wird neben den beiden Kats ein neues Steuergerät fürs Motormanagement und ein neuer, erleichterter Geber mit Außenverzahnung zum Abtasten der Motordrehzahl fällig, Kostenpunkt für die aufwendige Einzelanfertigung: etwa 3900 Mark. Vor dem Umbau lag die 748 SP beim CO hart an der Grenze des Erlaubten, und auch mit den beiden anderen Abgaskomponenten geizte sie nicht. Danach lagen die Werte für einen Supersportler verblüffend niedrig, ohne daß die Leistung bis 9000/min nennenswert darunter gelitten hätte.Und wie sieht es mit den Zweitaktern aus? Bei Hubräumen über 125 cm³ ist das Angebot in Deutschland mittlerweile dünn geworden, dafür boomen Zweitakt-Roller mit 50 und 125 cm³, die meist mit ungeregeltem Kat ausgestattet sind. Doch der hat einen schweren Stand gegen das Öl aus der Verlustschmierung und dem unverbrannten Benzin aus den Spülverlusten, zudem die Motoren meist auch noch viel zu fett abgestimmt sind, um unter ungünstigen Wetterbedingungen nicht zu kollabieren. Oft läßt deshalb die Wirkung des Kats schon nach wenigen tausend Kilometern nach. Ölkohle setzt ihn langsam zu, bis die Abgaswerte schließlich sogar schlechter sind als ohne Kat. Eine preisgünstige Möglichkeit, die Lebensdauer des U-Kats im Zweitakter um mehr als das Doppelte zu erhöhen, bietet das Twin-Air-System (siehe Kasten S. 44). Doch die Firma Twin-Tech ist noch auf der Suche nach einem Hersteller oder Importeur, um dann gemeinsam das System zur Serienreife zu entwickeln.Leider – oder zum Glück, sonst würden vermutlich längst Steine fliegen – lassen sich die Abgaswerte von Motorrädern und Pkw nicht direkt miteinander vergleichen, weil zum einen die Fahrzyklen unterschiedlich sind und zum anderen – und das ist der eigentliche Knackpunkt – die Abgasmessung beim Auto schon nach wenigen Sekunden beginnt, beim Motorrad erst mit warmem Motor (siehe Kasten S. 45). Die starke Kaltlauf-Bewertung beim Pkw treibt die Meßwerte enorm in die Höhe (etwa Faktor 3), da der Kat erst ab einer Temperatur von 250 Grad den Betrieb aufnimmt. Ein Blick auf die jeweiligen Abgasgrenzwerte zeigt, wie weit die Motorräder trotz dieses Vorteils hinterherhinken.Natürlich wäre die Forderung, Motorräder sollten dem Pkw gleichgestellt werden, überzogen, mit Blick auf die weitere Verschärfung der Grenzwerte beim Pkw in den nächsten Jahren, sogar unrealistisch. Diese Werte sind nur noch mit Vorkats oder Katvorheizung zu schaffen, die dafür notwendigen, monströsen und teuren Auspuffanlagen würden bei Motorräder unlösbare Platzprobleme verursachen. Aber die drei vorgestellten Systeme mit G-Kat zeigen, wo Motorräder heute eigentlich stehen sollten, wozu sie nach jetzigem Stand der Technik in der Lage sind. Solange der nicht erreicht ist, wird sich der IVM schwertun, in einer zur Zeit laufenden Studie glaubhaft nachzuweisen, daß Motorräder und Roller ökologisch sinnvolle Transportmittel sind. Dabei wären sie es tatsächlich, wenn man zum Beispiel den Verbrauch oder die benötigte Verkehrsfläche betrachtet.Die deutschen EG-Abgeordneten sollten deshalb weiter darauf drängen, daß die ab 1999 geplanten Grenzwerte auch tatsächlich zu diesem Termin verbindlich werden, denn nur sie entsprechen dem momentan Stand der Technik. Den Herstellern sei gesagt, daß es nicht verboten ist, schon vor diesem Zeitpunkt BMW zu folgen und die abgastechnische Stein- und Bronzezeit hinter sich zu lassen. Zu allererst muß aber der Nonsens um die unterschiedlichen Ozon-Verordnungen in den verschiedenen Bundesländern gestoppt werden, denn die jetzige Regelung ist regierungstechnisches Mittelalter.
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Fahrzeug/Leistung/Gemischaufbereitung: Harley-Davidson Electra Glide Road King, 44 kW (60 PS), GleichdruckvergaserUmrüster: Paul Wurm GmbH; Am Wildbädle 4, 70329 Stuttgart, Telefon 0711/420071Preis: zirka 2500 MarkOzon-Plakette: nicht in allen Bundesländern; aber G-Kat-Plakette und somit freie Fahrt bei Ozon-Alarm in allen Bundesländern (Stand 05.07.1996)Funktionsweise: geregelter Dreiwegekatalysator; die Lambdasonde im Auspufftrakt meldet dem Steuergerät die Abgaszusammensetzung und somit indirekt die momentane Gemischzusammensetzung; herrscht ein Benzinüberschuß (Gemisch zu fett), aktiviert das Steuergerät einen Stellmotor, der das Regelventil stufenlos öffnet, so daß zusätzliche Luft in das Saugrohr strömen kann (Gemisch wird abgemagert); das Gemisch wird auf Lambda 1 (optimales Benzin-/Luftverhältnis) korrigiertWeitere Modelle: alle Harley-Davidson-Modelle, alte BMW-Boxer-Modelle
Abgasreinigung (Archivversion) – HONDA CB 500 MIT G-KAT
Fahrzeug/Leistung/Gemischaufbereitung: Honda CB 500, gedrosselt auf 25 kW (34 PS), GleichdruckvergaserUmrüster: Motorrad Pabst, Wandsbeker Chaussee 96, 22089 Hamburg, Telefon 040/2514805Preis: 1599 MarkOzon-Plakette: in allen Bundesländern (Stand 05.07.1996)Funktionsweise: geregelter Dreiwegekatalysator; über die Lambdasonde ermittelt das Steuergerät die Gemischzusammensetzungen; herrscht ein Benzinüberschuß (Gemisch zu fett), öffnet sich das elektropneumatische Regelventil, und der höhere Unterdruck zwischen Drosselklappe und Einlaßventil wirkt auch im Unterdruckraum des Vergasers; dadurch wird der Gasschieber angehoben, die Strömungsgeschwindigkeit im Saugrohr sinkt, und die Benzinzufuhr aus der Schwimmerkammer nimmt ab (Gemisch wird abgemagert); das Gemisch wird auf Lambda 1 (optimales Benzin-/Luftverhältnis) korrigiertWeitere Modelle: in Vorbereitung sind Honda CB 500 mit 43 kW (58 PS), CBR 600, ST 1100, GL 1500; weitere Honda-Modelle auf Anfrage
Abgasreinigung (Archivversion) – DUCATI 748 SP MIT G-KAT
Fahrzeug/Leistung/Gemischaufbereitung: Ducati 748 SP, 77 kW (105 PS), Saugrohr-EinspritzungUmrüster: Lenz Motorentechnik GmbH, Hauptstaße 45-47, 85614 Kirchseeon, Telefon 08091/3032Preis: zirka 3900 MarkOzon-Plakette: in allen Bundesländern, in denen das Erreichen der EURO-1-Norm ausreicht (Stand 05.07.1996)Funktionsweise: geregelter Dreiwegekatalysator; über die Lambdasonde ermittelt das Steuergerät die Gemischzusammensetzungen; zusätzlich erfaßt das Steuergerät über Sensoren die Motordrehzahl, die Ansauglufttemperatur, den Luftdruck in der Airbox, die Motortemperatur und die Drosselklappenstellung, um daraus Zündzeitpunkt, Einspritzmenge und -zeitpunkt zu bestimmen; die Gemischzusammensetzung wird dadurch auf Lambda 1 (optimales Benzin-/Luftverhältnis) reguliertWeitere Modelle: Ducati-Modelle 748 Strada, 916 Strada, 916 SP; BMW-Boxer-Modelle in Vorbereitung; weitere Modelle auf Anfrage
Abgasreinigung (Archivversion) – TWIN-AIR FÜR ZWEITAKTER
Fahrzeug: Zweitakter mit ungeregeltem DreiwegekatalysatorDas Problem: Durch die Verlustschmierung beim Zweitaktmotor sammelt sich im Katalysator allmählich Ölkohle an, der Kat wird wirkungslos und setzt sich zu. Dadurch gibt der Motor auch nur noch einen Bruchteil seiner ursprünglichen Leistung ab.Die Lösung: Über eine Luftdüse im Ansaug- oder Überströmkanal wird das Gemisch bei Konstantfahrt abgemagert. Der zusätzliche Sauerstoff ermöglicht eine bessere Nachverbrennung – sprich weniger Rückstände – im Katalysator. Wie mehrere Meßreihen ergeben haben, wird seine Lebensdauer dadurch mehr als verdoppelt. Damit der Motor beim Beschleunigen wegen zu mageren Gemischs nicht zu ruckeln beginnt, öffnet die Düse erst mit einer gewissen Verzögerung.Selbst bei Zweitaktern ohne Katalysator zeigt die Düse Wirkung: An einem 50er Roller nahm der CO-Ausstoß um Zweidrittel ab, HC und NOX sanken immerhin um die Hälfte. In Großserie verbaut, würden die zusätzlichen Kosten für das Twin-Air-System wohl kaum über zehn Mark liegen.Entwickler: Twin-Tec GmbH, Drachenfelsstraße 8, 53721 Siegburg, Telefon 02241/388109
Abgasreinigung (Archivversion) – VERGLEICH PKW / MOTORRAD
Die deutschen EG-Abgeordneten beteiligen sich eifrig an der Diskussion um neue Abgasgrenzwerte, so haben sie die Verschärfung für Pkw ab dem Jahr 2000 und für Motorräder ab 1999 vorgeschlagen. Außerdem fordern sie, daß sich Motorräder ab 1999 dem jetzigen Pkw-Testzyklus mit nur 40 Sekunden Warmlaufphase vor dem Meßbeginn unterziehen. Auch die Testbedingungen für Pkw sollen härter werden: Die Messung beginnt, sobald der Zündschlüssel umgedreht wird, und die Leerlaufphase vor dem ersten Stadtzyklus wird auf elf Sekunden verkürzt.
