Theorie Abgasmessung

Transkript

1 mobillab Metrohm Theorie Abgasmessung Worum geht es? Abgase entstehen meist als Nebenprodukte bei industriellen Feuerungen, Hochöfen und Verbrennungsmotoren. Es handelt sich dabei häufig um Schadstoffe für Mensch und Umwelt. Um die Mengen und Konzentrationen möglichst klein zu halten, muss man die Quellen zuerst aufspüren und die Mengen messen. Es ist natürlich auch möglich, die Abgase aufgrund ihrer noch brennbaren Bestandteile, wie CO und HC, weiterzuverwenden. Ziele Künstliche und natürliche Quellen von Abgasen nennen Beispiele für die Abgasreinigung im Alltag aufzählen Produkte der vollständigen und unvollständigen Verbrennung von Kohlenwasserstoffen nennen Funktionsweise eines Katalysators beschreiben Prinzip und Funktionsweise der Abgasmessung erklären

2 Theorie Abgasmessung 2 Alltagsbezug Natürliche Quellen, wie Waldbrände oder Vulkanausbrüche, können Verursacher von Abgasen sein. Durch die technischen Errungenschaften des Menschen gibt es immer mehr künstliche Abgasquellen, wie Auto-Auspuffanlagen (siehe Abb. 1) oder industrielle Kamine (siehe Abb. 2). So entweichen beispielsweise bei einem benzinbetriebenen Auto hauptsächlich Stickoxide (NO x), Kohlenstoffmonoxid (CO) und unverbrannte Kohlenwasserstoffe. Aus industriellen Kaminanlagen entweichen zusätzlich immer häufiger auch Schwefeloxide (SO x). Abb. 1: Auto-Auspuff Abb. 2: Kamin einer industriellen Anlage Selbst Zigarettenrauch gehört zu den Abgasen. Die Filter in Zigaretten können nur einen kleinen Teil der entstehenden Schadstoffe auffangen. Wenn man bedenkt, dass sich unter den ca Substanzen im Zigarettenrauch mehr als 70 krebserregende Substanzen und viele hochgiftige Substanzen befinden, sollte dies einem Raucher zu denken geben (siehe Abb. 3). Abb. 3: Nichtraucherlunge (li), Raucherlunge mit Teereinlagerungen (re) 1 1

3 Theorie Abgasmessung 3 Theoretischer Hintergrund Prinzip Abgase im Allgemeinen sind die bei einem Stoffumwandlungsprozess anfallenden, nicht mehr nutzbaren gasförmigen Abfallprodukte. Heutzutage ist es möglich, viele industrielle Abgase weiterzuverwenden. Im allgemeinen Sprachgebrauch sind meist die Abgase einer Verbrennung gemeint, dies kann auch im Freien sein. Abgase sind in der Regel Schadstoffe für Mensch und Umwelt. Abb. 4: Feuer im Freien (Video) In Abb. 4 kann man das Video durch klicken auf das Bild starten. Rauch ist sichtbares Abgas in Form kleiner Partikel. Bei jedem Feuer entsteht Rauch, da bei einer Verbrennung Russpartikel fein verteilt in der Luft auftreten. Grundsätzlich sind alle Brennstoffe feuergefährlich! Mischungen aus Kohle- oder Holzstaub mit Luft sind sogar explosiv. Aus diesem Grund sollte im Umgang mit Brennstoffen auf Flammen, Funken und glühende Gegenstände verzichtet werden. In der Tabelle unten sieht man die Hauptbestandteile der trockenen Luft. Gas Formel Volumenanteil Massenanteil Stickstoff N % % Sauerstoff O % % Argon (Edelgas) Ar % % Kohlenstoffdioxid CO % % Summe der Hauptanteile % % Durch den relativ geringen Sauerstoffanteil der Luft treten beispielsweise Waldbrände viel seltener auf und es kommt nicht zu grösseren, verheerenderen Auswirkungen.

4 Theorie Abgasmessung 4 Abb. 5: Teilchenmodell von Gasen (Video) Die Moleküle von Gasen bewegen sich mit grossem Abstand zueinander voneinander losgelöst (siehe Abb. 5). Aus diesem Grund kann das Volumen mit Druck leicht verringert werden. Eine Verbrennung ist eine chemische Reaktion eines brennbaren Stoffes mit Sauerstoff. Die meisten Verbrennungen laufen mit dem Sauerstoff der Luft ab. Bei jeder Verbrennung gehen Elektronen vom Brennstoff zum Sauerstoff, wobei der Brennstoff oxidiert wird und ein Oxid entsteht. Beispiel: Verbrennung von Magnesium Magnesium + Sauerstoff Magnesiumoxid 2Mg + O 2 2MgO Hier wird Magnesium zum Magnesiumion oxidiert, indem es zwei Elektronen abgibt und es entsteht Magnesiumoxid. Vollständige Verbrennung Eine vollständige Verbrennung findet bei idealer Verbrennungstemperatur und ausreichender Sauerstoffzufuhr statt. Aus brennbaren Stoffen, wie z.b. Erdgas (CH 4 ), Flüssiggas (Propan: C 3 H 8, Butan: C 4 H 10 ), Benzin (C 8 H 18 )* oder Diesel (C 14 H 30 )* entstehen bei vollständiger Verbrennung die Verbrennungsprodukte Wasser (H 2 O) und Kohlenstoffdioxid (CO 2 ). In den folgenden Gleichungen sieht man beispielhaft die vollständige Verbrennung einiger Kohlenwasserstoffe. Propan + Sauerstoff Kohlenstoffdioxid + Wasser C 3H O 2 3CO 2 + 4H 2O Benzin* + Sauerstoff Kohlenstoffdioxid + Wasser 2C 8H O 2 16CO H 2O Diesel* + Sauerstoff Kohlenstoffdioxid + Wasser 2C 14H O 2 28CO H 2O *ungefähre Mittelwerte

5 Theorie Abgasmessung 5 Bei jeder Verbrennung gehen Elektronen vom Brennstoff zum Sauerstoff, dabei wird der Brennstoff oxidiert. Beispiel: vollständige Verbrennung von Propan (siehe Abb. 6) Abb. 6: vollständige Verbrennung von Propan (C 3H 8) mit Sauerstoff (O 2) Die Abgase sind in kleinen Konzentrationen wenig giftig, aber CO 2 ist ein Treibhausgas, welches zur Erwärmung unserer Atmosphäre beiträgt. Höhere Konzentrationen in der Luft haben Auswirkungen auf den menschlichen Körper: 1.5 % Es muss etwa 40 % mehr Luft eingeatmet werden. 5 % Auftreten von Kopfschmerzen, Schwindel und Bewusstlosigkeit. 8 % Bewusstlosigkeit, Krämpfe, Eintreten des Todes nach Minuten. Unvollständige Verbrennung Bei nicht optimalen Verbrennungsbedingungen, wenn z.b. zu wenig Sauerstoff O 2 vorhanden ist, reagiert zuerst der Wasserstoff zu H 2O und Kohlenstoff bleibt als CO (Kohlenstoffmonoxid) oder C (Russ) übrig. Beispiel: unvollständige Verbrennung von Propan (siehe Abb. 7) Abb. 7: Unvollständige Verbrennung von Propan (C 3H 8) mit Sauerstoff (O 2)

6 Theorie Abgasmessung 6 Das Abgas CO ist schon in kleinen Konzentrationen giftig und Russ (C) ist krebserzeugend. Eine Nebenreaktion vom Stickstoff (N 2) der Luft liefert NO 2 (siehe Abb. 8). Ist die Temperatur bei der Verbrennung hoch, wie z.b. bei Flugzeugen ca C, dann reagiert der Sauerstoff (O 2) der Luft mit dem Stickstoff (N 2) der Luft und es bilden sich giftige Stickoxide (NO oder NO 2). Abb. 8: Nebenreaktion zwischen O 2 und N 2 In der Hitze der Verbrennungsluft verbindet sich der sonst reaktionsträge Luft-Stickstoff mit dem Luft-Sauerstoff zum giftigen NO 2. NO und NO 2 sind sehr giftig! Noch nicht berücksichtigt sind hier die nicht verbrannten Treibstoffe, welche normalerweise als HC (engl. Hydrocarbons) bezeichnet werden und im Sommer zur Ozonbildung beitragen. In der Realität verläuft eine Verbrennung nie ideal, so dass immer unerwünschte Nebenprodukte entstehen. Ihr Anteil im Abgas ist jedoch sehr gering. Heutzutage produziert ein Otto-Motor ca. 3 Promille dieser Produkte (siehe Abb. 9) waren diese Anteile ungefähr zehn Mal höher. Abb. 9: mittlere Abgaszusammensetzung eines Otto-Motors

7 Theorie Abgasmessung 7 Chemische Reaktionen im Autokatalysator In Abb. 10 ist die allgemeine Funktionsweise eines Katalysators dargestellt. Ein Katalysator übernimmt die Rolle eines Vermittlers zwischen zwei Partnern, die ohne dessen Anwesenheit nur langsam oder auch gar nicht miteinander reagieren würden. Er ermöglicht einen Reaktionsweg, der besonders einfach ist und somit beschleunigt er die Reaktion. Beim Autokatalysator übernehmen diese Rolle Edelmetalle wie Platin, Palladium und Rhodium. Sobald die Abgasschadstoffe mit diesen in Berührung kommen, werden sie an der Oberfläche gebunden, bestehende Bindungen werden gelockert und neue Bindungen werden ermöglicht. Abb. 10: Funktionsweise eines Katalysators 2 Die ungereinigten Abgase von Fahrzeugen mit einem Verbrennungsmotor würden ungehindert in der Umgebung verteilt. Mit einem Autokatalysator werden diese Abgase in den Fahrzeugen nachbehandelt und die Schadstoffmengen in den Abgasen werden stark reduziert. Allgemein besteht die Aufgabe eines Autokatalysators darin, die Verbrennungsschadstoffe chemisch in die ungiftigen Stoffe Kohlenstoffdioxid (CO 2), Wasser (H 2O) und Stickstoff (N 2) umzuwandeln. Da drei Schadstoffe umgewandelt werden, spricht man auch von einem 3- Wege-Katalysator. Alle heutigen Autokatalysatoren sind in der Lage CO, NO x und die unverbrannten Kohlenwasserstoffe umzuwandeln. Hierzu werden die folgenden Reaktionen beschleunigt: 2CO + O 2 2CO 2 Kohlenstoffmonoxid 2NO + 2CO N 2 + 2CO 2 + Sauerstoff Kohlenstoffdioxid Stickstoffmonoxid + Kohlenstoffmonoxid Stickstoff + Kohlenstoffdioxid 2C 8H O 2 16CO H 2O Benzin* + Sauerstoff Kohlenstoffdioxid Wasser

8 Theorie Abgasmessung 8 In Abb. 11 sieht man den schematischen Aufbau eines Abgaskatalysators. 3 Durch die sehr grosse Oberfläche der katalytischen Schicht können viele Schadstoffe dort gebunden und umgewandelt werden. Durch die Bindung der Schadstoffe an der katalytischen Schicht werden die bestehenden Bindungen gelockert. Sobald sich neue Bindungen gebildet haben, können die neuen, jetzt unschädlichen Reaktionsprodukte die Katalysatoroberfläche verlassen. Abb. 11: schematischer Aufbau eines geregelten Abgaskatalysators Am Beispiel der Reaktion NO + NO O 2 + N 2 soll der Mechanismus der Platin-Katalyse schematisch dargestellt werden. 4 Abb. 12: Mechanismus der Platinkatalyse Durch einen Katalysator kann die Sauerstoffkonzentration so geregelt werden, dass die Verbrennung optimal, also mit minimalen Schadstoffkonzentrationen abläuft. Dazu werden Sauerstoffmessgeräte verwendet. Bei Autos und Heizkesseln sind das Lambdasonden (siehe Abb. 13). Abb. 13: Lambdasonde eines PkWs

9 Theorie Abgasmessung 9 Zur Ermittlung des Restsauerstoffgehalts werden zwei Lambdasonden eingesetzt, die Regelsonde (misst den O 2-Gehalt im unbehandelten Abgas) und die Diagnosesonde (misst den O 2-Gehalt im behandelten Abgas). Die Luftzahl (= Lambdawert) beschreibt das Verhältnis der tatsächlich zugeführten Luftmenge zur stöchiometrisch benötigten Luftmenge. Bei idealen Verhältnissen besitzt die Luftzahl den Wert 1. Bei Luftmangel liegt sie unter 1 und bei Luftüberfluss über 1 (siehe Abb. 14). Abb. 14: Einfluss der Luftzahl 5 5

10 Theorie Abgasmessung 10 Das Gerät Allgemeines Unser Abgasmessgerät VLT 2800 verfügt über verschiedene Sensoren, mit denen gleichzeitig die Konzentrationen von Kohlenmonoxid (CO), Kohlenstoffdioxid (CO 2), Sauerstoff (O 2) und unverbrannten Kohlenwasserstoffen (HC) in den Abgasen von Verbrennungsmotoren gemessen werden kann. Zusätzlich enthält es auch ein Thermometer zur Bestimmung der Öltemperatur und einen Drehzahlmesser. Auch die Luftzahl wird im Display angezeigt. Das hier verwendete Gerät VLT 2800 findet auch in den Prüfhallen der Schweizer Strassenverkehrsämter Verwendung. Dort wird die Abgaskontrolle analog durchgeführt wie im Einsatz von Mobillab. Wir können mit diesem Gerät speziell Benzinmotoren überprüfen, wie sie in Autos, Motorrädern und Rasenmähern eingesetzt werden. Abb. 15: Abgasprüfgerät VLT Auf dem Display des Geräts erscheint eine mehrzeilige LCD-Anzeige, die Meldungen und Messergebnisse der vier Gase anzeigt: CO, CO 2, O 2 in % Vol. HC in ppm Vol. LAMBDA-Wert ( ) Drehzahl und Öltemperatur Das Tastenfeld auf der rechten Seite hat folgende Belegung: Reset (Esc) der Anwendung Bewegen nach LINKS Bewegen nach OBEN oder erhöhen der Werte Bewegen nach UNTEN oder verringern der Werte Bewegen nach RECHTS Bestätigen (Enter) Das Messgerät kann auch über eine Fernbedienung oder eine erweiterte Tastatur bedient werden. Die Fernbedienung enthält dieselben Tasten wie die Steuerungsleiste am Gerät und die Tastatur dient zur Eingabe von Werten. 6 6 Abgasanalyse_Bedienungsanleitung.pdf

11 Theorie Abgasmessung 11 Messbereiche und Auflösung Messung in Vol Auflösung CO [%] CO 2 [%] HC [ppm*] O 2 [%] für O 2 < 4% 0.1 für O 2 > 4% sonst Öltemperatur [ C] Drehzahl [min -1 ] *1 ppm = = % Sensoren Die verschiedenen Sensoren im Abgasprüfgerät VLT 2800 funktionieren nach zwei grundsätzlich verschiedenen Prinzipien: Elektrochemisch: O 2 Optisch: CO 2, CO und HC Elektrochemischer Sensor Elektrochemische Sauerstoffsensoren funktionieren nach dem Prinzip einer galvanischen Zelle. Das zu überwachende Gasgemisch gelangt durch Diffusion durch eine Membran in den flüssigen Elektrolyten des Sensors. Im Elektrolyten befinden sich eine sogenannte Arbeitselektrode und eine Gegenelektrode (Bleielektrode). Der Elektrolyt und das Elektrodenmaterial sind so gewählt, dass der zu messende Sauerstoff an der Arbeitselektrode elektrochemisch reduziert wird: Kathodenreaktion an der Arbeitselektrode: O 2 + 2H 2O + 4e - 4OH - Anodenreaktion an der Gegenelektrode: 2Pb + 4OH - 2PbO + 2H 2O + 4e - Daraus ergibt sich als Gesamtreaktion: O 2 + 2Pb + 2H 2O 2PbO + 2H 2O Wenn alles Blei aufgebraucht ist, muss der Sensor ausgetauscht werden. Der hierbei fliessende Strom kann gemessen werden und ist ein direktes Mass für die Sauerstoffkonzentration. Vergleicht man den Sensor mit der Batterieanzeige im PC, so stellt man fest, dass in beiden Fällen eine Aussage über den Oxidationsprozess machen lässt. Bei der Batterieanzeige wird angezeigt, wie viele Elektronen in einem Oxidati- Abb. 16: Batterieanzeige im PC

12 Theorie Abgasmessung 12 onsprozess noch ausgetauscht werden können, während der Sensor im Abgasmessgerät die Konzentration eines reaktiven Stoffes, hier Sauerstoff, anzeigt. Durch den elektrochemischen Sensor wird chemische Energie in elektrische Energie umgewandelt. Vom Prinzip sind also Nervenreize und elektrochemische Prozesse dasselbe. Optische Sensoren Abb. 17: elektrochemischer Sensor Im Abgasmessgerät befinden sich auch optische Sensoren, welche mit Infrarot-Strahlung funktionieren. Unser Auge kann vom elektromagnetischen Spektrum nur einen ganz kleinen Teil wahrnehmen, das sichtbare Licht. Infrarotsensoren können Wärmestrahlen, IR-Strahlen registrieren. Abgase absorbieren bestimmte Anteile der IR-Strahlung oder Wärmestrahlung. Abb. 18: IR-Strahlen im elektromagnetischen Spektrum

13 Linse Fotosensor Linse Theorie Abgasmessung 13 Die CO 2-Messung erfolgt mit Infrarot-Licht und einem Sensor. Gehirn Licht Optik Auge (= Lichtdetektor) Auswertung Auswertung Licht Optik Lichtdetektor Auswertung Abb. 19: Analogie zwischen optischem Lichtsensor und Sehprozess Das Messprinzip der optischen Messung beruht darauf, dass ermittelt wird wie viel IR-Licht in der Messzelle absorbiert wird. Im Messgerät können die Konzentrationen von CO, CO 2 und HC bestimmt werden. Abb. 20: Prinzip der optischen Messung

14 Theorie Abgasmessung 14 Die Detektion vieler wichtiger Abgase geschieht durch Messung der Absorption der Gase für Licht einer bestimmten Wellenlänge. Das ist möglich, weil Gase Licht bei unterschiedlichen Infrarot-Wellenlängen verschieden stark absorbieren (siehe Abb. 21). Unterschiedliche Abgase absorbieren bestimmte Anteile der IR-Strahlung. Je nach Wellenlängenbereich des Absorptionsmaximums kann bestimmt werden, welches Gas absorbiert wurde. Die Intensität der Absorption ist ein Mass für die Konzentration. Abb. 21: IR-Absorptionsspektrum von CO 2 (blau), CO (grün) und NO 2 (rot) Die absorbierten Infrarotstrahlen führen zu einer Erwärmung des Gases. Durch den Vergleich mit einem Messgas, das keine Strahlung absorbiert, kann die Konzentration bestimmt werden. Mit Hilfe eines IR-Fotosensors kann auch die Strahlung gemessen werden, welche nicht absorbiert wird. Das Abgasmessgerät misst auch die Konzentration der unverbrannten Treibstoffe, welche normalerweise als HC (engl. Hydrocarbons) bezeichnet werden und im Sommer zur Ozonbildung beitragen. Wie kommt die Schwingung im Kohlenstoffdioxid- oder Stickstoffdioxidmolekül zustande? Abb. 22: IR-Schwingungen im CO 2-Molekül (links) und im NO 2-Molekül (rechts) (Video) Achtung: Abgase sind im Allgemeinen giftig. Nicht einatmen!

15 Theorie Abgasmessung 15 Drehzahlmessung Die Drehzahlmessung ermittelt, wie schnell sich z.b. der Motor dreht. Hierfür kann man die Zeit für eine Umdrehung bestimmen, die Frequenz eines Geräusches messen, Winkel in festen Zeitabständen ermitteln, die Frequenz eines Stroboskops verwenden, die Fliehkraft messen oder die elektromagnetische Induktion ermitteln. Nach dem Induktionsgesetz ist die Spannung in einer Spule zur Geschwindigkeit der Änderung des magnetischen Flusses proportional. Rotiert also ein Dauermagnet, so erzeugt er in der Spule eine Wechselspannung. Die Höhe der Spannung oder die Rotationsfrequenz können zur Drehzahlbestimmung verwendet werden. Im Abgasmessgerät VLT 2800 wird ein Kombisensor verwendet, der mit einem Mikrofon akkustische Signale auswertet. Der starke Dauermagnet des Sensors ermöglicht die einfache Anbringung am Motor und die Funktionsüberwachung erfolgt über eine mehrfarbige Leuchtdiode. Der Kombisensor wertet zwei Signale aus, das Körperschallsignal des Motors und das Luftschallsignal. Für die Drehzahlauswertung wird automatisch das geeignetere Signal verwendet, welches mit einem Auswertealgorithmus zu Drehzahlpulsen verarbeitet wird. Abb. 23: Kombisensor zur Drehzahlmessung Der Kombisensor muss mit seinem Magnetfuss an einem Eisenteil des Motors angebracht werden. Ob dies bei Motorstillstand oder im Leerlauf erfolgt ist irrelevant. Ob die Stelle geeignet ist, zeigt die Leuchtdiode nach 3 10 Sekunden an, sobald der Motor im Leerlauf läuft. Die Drehzahlaufnahme gelingt am besten, wenn die Motorvibrationen nicht durch gummigelagerte Teile zwischen Motor und Anbringstelle gedämpft werden. In der nachfolgenden Abb. 24 sind Montagebeispiele für den Kombisensor zu sehen. Als zweiter Sensor steht eine Induktivzange zur Verfügung. Diese wird über das Stromkabel der Zündkerze geklemmt. Springt der Zündfunke, so wird in der Zange ein Strom induziert aus dem die Drehzahl des Motors bestimmt werden kann. Temperaturmessung Abb. 11: mögliche Positionen für den Kombisensor Damit die Abgasmessung aussagekräftige Werte liefert, muss der Motor warm sein. Mit einem Temperatursensor wird die Temperatur des Motorenöls gemessen. Abhängig von der Temperatur des Motorenöls verändert sich der Fühlerwiderstand. Der Temperatursensor wird anstelle des Ölmessstabes in die Ölwanne eingeführt, um die Temperatur zu bestimmen. Dazu muss der Sensor auf die exakt gleiche Länge wie der Ölmessstab eingestellt werden.

16 Theorie Abgasmessung 16 Anwendungen Das Prinzip der Abgasuntersuchung, welches hier zum Einsatz kommt ist speziell für Benzinmotoren im Gebrauch und in den meisten Prüfhallen der Schweizer Strassenverkehrsämter findet sich genau dieses Gerät. Die Einsatzmöglichkeiten sind vielfältig und es können beispielsweise folgende Anlagen bzw. technische Geräte untersucht werden: Öl- oder Gasheizung Mofas, Motorräder und Autoabgase Bunsenbrennerabgase Kerzenabgase Rechaudbrenner Glühende Holzkohle Das Gerät VLT 2800 dient dabei hauptsächlich der Untersuchung von Benzinmotoren und kann nicht für Dieselgeräte verwendet werden. Kohlenstoffdioxid als Treibhausgas 1 Liter Benzin produziert bei der Verbrennung ca. 2.4 kg CO 2. CO 2 -Footprint, oder fliegen ist eine Klimasünde 7 : 15'000 km Mittelklassewagen (9.5 l/100 km) 3.45 t CO 2 (pro Auto) km Hin- und Rückflug Flugzeug (Zürich-LA) 5.98 t CO 2 (pro Person) Flugdistanzrechner: Bei Flugzeugen darf nicht unterschätzt werden, dass sie die Stickoxide NO und NO 2 am Boden und in der Troposphäre (10 km Höhe) als Ozonbildner abgeben. Diese tragen dort entscheidend zum Treibhauseffekt bei 8. Einige Grenzwerte von Abgasen Unsere Nase: Die Geruchsschwelle von NO 2 liegt bei 0.1 bis 0.5 ppm. Motoren mit Kohlenwasserstoffen (Diesel, Benzin) Tabelle 1: Abgas-Grenzwerte: Kleinkraftrad (Mofa, Moped) 9 Norm Euro 1 Euro 2 Typprüfung ab 17. Juni 1999 (Gramm/km) ungefähr* (ppm) ab 1. Jan (Gramm/km) ungefähr* (ppm) CO (HC + NO x ) ,2 160 * Abgeschätzt mit Gasgleichung, Verbrauch 3 Liter/100 km 7 EFN_CO2 calculator, 8 Europäische Kommission schlägt neue Normen für die Emissionen von Stickstoffoxiden (NOx) durch Flugzeuge vor, IP/97/1080, Brüssel 9 Abgasnorm,

17 Theorie Abgasmessung 17 Tabelle 2: Europäische Abgas-Grenzwerte für Personenwagen (g/km) 10 Norm Datum CO g/km ppm a HC NO x g/km ppm a HC+NOx Partikel Masse CO auf 10'000 km in kg Diesel EM1 Jan (31.6) Euro 2 Jan (10) Euro 3 Dez (6.4) Euro 4 Jan (5) Euro 5 Sept (5) Euro 6 Sept (5) Benzin EM1 Jan (31.6) Euro 2 Jan (22) Euro 3 Jan (23) Euro 4 Jan (10) Euro 5 Sept b (10) Euro 6 Sept b (10) a Schätzung mit: Pkw mit einem Verbrauch von 5 l Benzin (als Octan gerechnet) pro 100km. b Motoren mit Direkteinspritzung Ganz spannend ist, dass das erste Serienauto das Ford Modell T (1908) mit Ethanol betrieben wurde. Die Begründung von Henri Ford war, dass Agraralkohol der Treibstoff der Zukunft sei, der zugleich der Landwirtschaft neue Wachstumsimpulse bringen würde 11 : The fuel oft he future is going to come from fruit like that sumach out by the road, or from apples, weeds, sawdust almost anything. Die Entwicklung der Hybridautos ist auch mittlerweile so weit fortgeschritten, dass immer mehr Autos entsprechend ausgerüstet werden. Die heutigen Hybridautos werden meist mit einem Elektromotor und einem weiteren Energiewandler angetrieben und die Energie hierfür wird aus einer Speichereinrichtung für elektrische Energie und einem Betriebsstofftank bezogen. Der Toyota Prius NHW 20 ist ein gutes Beispiel eines solchen Modells das mittlerweile Serienmässig gefertigt wird und das Nachfolgemodell des ersten Grossserien-Pkw mit Hybridantrieb. Luftreinhalteverordnung der Schweiz von Tabelle 3: CO-Konzentration in der Luft, Inhalationszeit und Folgen Konzentration in der Atemluft Konzentration in der Atem- Wirkung, Effekt [ppm] luft [%] MAK-Wert bei achtstündiger Arbeitszeit Leichte Kopfschmerzen innerhalb von 2 3 Stunden Kopfschmerzen im Stirnbereich innerhalb von 1 2 Stunden, breitet sich im ganzen Kopfbereich aus 10 European emission standards, emission standards 11 Kovarik B., Henry Ford, Charles Kettering and the Fuel oft he Future, 12 Luftreinhalte-Verordnung vom 16. Dezember 1985 (LRV), , und Änderung:

18 Theorie Abgasmessung Schwindel, Übelkeit und Gliederzucken innerhalb von 45 Minuten, innerhalb von 2 Stunden Bewusstlosigkeit Schwindel, Übelkeit und Gliederzucken innerhalb von 45 Minuten und Bewusstlosigkeit innerhalb von 2 Stunden Kopfschmerzen, Übelkeit und Schwindel innerhalb von 20 Minuten, Tod innerhalb von 30 Minuten Kopfschmerzen und Schwindel innerhalb von 1 2 Minuten, Tod innerhalb von Minuten Tod innerhalb von 1 3 Minuten Tabelle 4: MAK-Werte 13 (Maximale Arbeitsplatz-Konzentration), ein Mass für die Giftigkeit Gas Maximale Arbeitsplatz- Konzentration in der Atemluft in ppm Maximale Arbeitsplatz-Konzentration in der Atemluft in mg/m 3 NO NO CO CO Methan (CH 4 ) Ethan (C 2 H 6 ) Propan (C 3 H 8 ) Butan (C 4 H 10 ) Kohlenstoffdioxid: Konzentrationen über 8 % CO 2 können beim Einatmen schnell Kreislaufschwäche verursachen. Symptome sind Kopfschmerz, Übelkeit und Erbrechen, wobei es bis zur Bewusstlosigkeit kommen kann. 13 SUVA, Grenzwerte am Arbeitsplatz 2009, Januar 2009, 1903.d,

19 Theorie Abgasmessung 19 Quellen und Links Publikationen Luft, BAFU, EFN_CO2 calculator, EFN-de.xls Europäische Kommission schlägt neue Normen für die Emissionen von Stickstoffoxiden (NOx) durch Flugzeuge vor, IP/97/1080, Brüssel, 3. Dezember 1997 Abgasnorm, European emission standards, Kovarik B., Henry Ford, Charles Kettering and the "Fuel of the Future", Luftreinhalte-Verordnung vom 16. Dezember 1985 (LRV), , und Änderung: SUVA, Grenzwerte am Arbeitsplatz 2009, Januar 2009, 1903.d, Atemschutz.htm?pn=100&cn=1830&ww=true&pgid=9762&prodgrptype=detail, GHS-Klassierung nach: Abgasanalyse_Bedienungsanleitung.pdf,