Dichtungen Neue Dichtungswerkstoffe für AdBlue-Anwendungen

Mit einer Reihe von bereits heute für den Einsatz mit AdBlue geeigneten Dichtungswerkstoffen und der forcierten Entwicklung neuer Elastomer-Compounds stellt sich Parker-Prädifa auf die zunehmende Nutzung der umweltfreundlichen SCR-Abgasnachbehandlungstechnik bei LKWs – und künftig auch bei PKWs – ein.

Anbieter zum Thema

OSWALD Elektromotoren GmbH

SAB Bröckskes GmbH & Co KG

Novotechnik Messwertaufnehmer OHG

Parker Engineered Materials Group

Die Entwicklung moderner, leistungsstarker Turbodiesel sowie die höhere Energieeffizienz und der damit verbundene, geringere Kraftstoffverbrauch von Dieselmotoren haben in den vergangenen Jahren zu einer wachsenden Zunahme der Selbstzünder in PKWs geführt. Leider „produzieren“ diese im Vergleich zu „Benzinern“ rund drei Mal soviel Stickoxide (NOx) im Abgas.

Die hohe Produktion von Stickoxiden bei Dieselmotoren – insbesondere bei Turbodieseln – ist bedingt durch deren besonders hohe Verbrennungstemperaturen und Drücke. Deshalb werden zur Nachbehandlung des Abgases spezielle Systeme wie beispielsweise das mit AdBlue arbeitende SCR (Selective Catalytic Reduction) eingesetzt. AdBlue ist der Markenname einer wässrigen Harnstofflösung, die nach Umwandlung in Ammoniak in SCR-Abgasnachbehandlungssystemen moderner Dieselfahrzeuge zur Reduktion von Stickoxiden (NOx) dient. Dabei wird der Zusatzstoff aus einem separaten Tank an Bord des Fahrzeugs in den Abgasstrang injiziert. Dort wird in einer Hydrolysereaktion aus AdBlue Ammoniak freigesetzt, der sodann im SCR-Katalysator mit den Stickoxiden zu Stickstoff und Wasser reagiert – zwei Stoffen, die aus umwelttechnischer Sicht unbedenklich sind. Die Senkung der Stickoxide im Abgas beträgt bei dieser Technik bis zu 80 %.

Hohe Anforderungen an Dichtungswerkstoffe

Im AdBlue-Dosier-Modul wird eine Vielzahl von O-Ringen eingesetzt. Sie dienen z.B. zur Abdichtung im Filterelement, in Druck- und Temperatursensoren, in Anschlüssen oder in Regelventilen. Die dabei verwendeten Elastomerwerkstoffe müssen eine gute Medienbeständigkeit gegenüber AdBlue bei Temperaturen bis zu 80 °C (kurzfristig bis 100 °C) aufweisen. Aufgrund des hohen Wassergehaltes in der Harnstofflösung ist zudem eine gute Heißwasserbeständigkeit bis zu 100 °C unabdingbar. Außerdem ist eine thermische Beständigkeit in heißer Luft bis 120 °C gefordert. Im Tieftemperaturbereich müssen die Elastomerwerkstoffe eine Kälteflexibilität bis -20 °C aufweisen (unterhalb dieser Temperatur gefriert die AdBlue-Lösung). Teilweise wird zudem eine ausreichende Dieselbeständigkeit des Elastomers gefordert, um eine starke Quellung der Dichtungen bei irrtümlicher Betankung des AdBlue-Tanks mit Dieselkraftstoff zu vermeiden.

In den Injektoren zur Einspritzung der AdBlue-Lösung in den Abgasstrom entstehen Temperaturen von > 100 °C. An die im AdBlue-Einspritzsystem verwendeten Dichtungswerkstoffe werden daher erhöhte Temperaturanforderungen von 120 °C (kurzfristig bis 150 °C) gestellt.

AdBlue-kompatible Dichtungswerkstoffe

Der peroxidisch vernetzte EPDM-Werkstoff E8556 (70 Shore A) weist mit sehr geringer Volumenquellung und Änderung der mechanischen Eigenschaften eine hervorragende Beständigkeit gegenüber AdBlue® bei Temperaturen bis 100 °C auf. Eine weichmacherfreie EPDM-Mischung mit 60 Shore A steht ebenfalls zur Verfügung. Gute Medienbeständigkeit gegenüber AdBlue® bei Temperaturen bis 100 °C in Verbindung mit ausreichender Dieselbeständigkeit bietet der HNBR-Werkstoff N3831 (70 Shore A). Eine hervorragende chemische Beständigkeit gegenüber der AdBlue®-Lösung, selbst bei 150 °C, ist bei FFKM-Typen (Parker Parofluor®) mit speziellem Rezepturaufbau gegeben.

Angesichts des erwarteten noch stärkeren Einsatzes von SCR-Systemen in künftigen Dieselfahrzeugen arbeitet die Parker-Werkstoffentwicklung außerdem daran, dem Markt möglichst bald weitere geeignete Elastomer-Compounds mit ausreichender Medienbeständigkeit für die Harnstoffeinspritzung zur Verfügung zu stellen.

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