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Dieselantrieb mit nachgerüstetem Abgasrückführungssystem und Erdgasantrieb im Vergleich

Full text: Dieselantrieb mit nachgerüstetem Abgasrückführungssystem und Erdgasantrieb im Vergleich

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1
Dieselantrieb mit nachgerüstetem Abgasrückführungssystem und Erdgasantrieb im Vergleich LANUV-Fachbericht 14

www.lanuv.nrw.de

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1
Dieselantrieb mit nachgerüstetem Abgasrückführungssystem und Erdgasantrieb im Vergleich LANUV-Fachbericht 14 Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen Recklinghausen 2009

IMPRESSUM Herausgeber:

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz NordrheinWestfalen (LANUV NRW) Leibnizstraße 10, 45659 Recklinghausen Telefon 02361 305-0 Telefax 02361 305-3215 E-Mail: poststelle@lanuv.nrw.de Der vorliegende Fachbericht ist der Abschlussbericht eines Forschungsvorhabens, das der TÜV NORD Mobilität GmbH & Co. KG im Auftrag des LANUV NRW durchgeführt hat.

Autoren:

Martin Kleinebrahm, Leif-Erik Schulte, Sergej Dreger (TÜV NORD Mobilität GmbH & Co. KG, Institut für Fahrzeugtechnik und Mobilität, Fachgebiet Motoren/Nutzfahrzeuge) Dr. Andreas Brandt (LANUV NRW) TÜV NORD Mobilität GmbH & Co. KG, wenn nicht anders angegeben 1864-3930 LANUV-Fachberichte Informationen und Daten aus NRW zu Natur, Umwelt und Verbraucherschutz unter • www.lanuv.nrw.de Aktuelle Luftqualitätswerte zusätzlich im • WDR-Videotext Tafeln 177 bis 179

Projektbetreuung: Fotos: ISSN: Informationsdienste:

Bereitschaftsdienst:

Nachrichtenbereitschaftszentrale des LANUV NRW (24-Std.-Dienst): Telefon 0201 714488 Nachdruck – auch auszugsweise – ist nur unter Quellenangaben und Überlassung von Belegexemplaren nach vorheriger Zustimmung des Herausgebers gestattet. Die Verwendung für Werbezwecke ist grundsätzlich untersagt.

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

INHALT 1 2 3
3.1 3.2 3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.4 3.5 3.5.1 3.5.2 3.5.3 3.5.4 3.5.5 3.5.6 3.5.7

SEITE 5 7 7
7 8 9 9 12 13 14 16 16 22 23 23 24 25 25

EINLEITUNG ZIELSETZUNG VORGEHENSWEISE
Allgemeines Nachrüstsystem Versuchsfahrzeuge Solobus MAN NL 263 / E3 SL-A Gelenkbus Mercedes O 530 GN 3 Citaro Gelenkbus MAN NG 313 CNG Streckenauswahl Messtechnik und Fahrzeugausrüstung Messtechnik für gasförmige Komponenten Messung des Abgasmassenstromes Messung der Umgebungsdaten Messung der geodätischen Daten Drehmomentmessung Geschwindigkeitsmessung Messung der Motordrehzahl

4
4.1 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.2.5 4.2.6 4.2.7 4.2.8

ERGEBNISSE
Allgemeine Vorgehensweise Zyklusentwicklung „Düsseldorfer Zyklus“ Vorbemerkung zur Besonderheit des Voith DIWA® Getriebes Vorgehensweise Referenzdatenbank Normierung und Klassierung der Daten Geschwindigkeitsverteilung, mittlere Geschwindigkeit Beschleunigungsleistung Fahrstreckenauswahl für den Referenzfahrzyklus Repräsentativer Fahrzeugzyklus (v(t) - Fahrzyklus)

26
26 27 28 32 32 34 36 39 40 42 43 46 50

4.2.8.1 Analyse des Referenzfahrzyklus 4.2.8.2 Erstellung von Musterzyklen und Auswahl des repräsentativen Fahrzyklus 4.2.8.3 Vollendung des repräsentativen Fahrzyklus

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4.2.9

Repräsentativer Motorzyklus (Mrel(nrel)-Zyklus)

54 56 57 58 58 60 61 62 64 65 66 70 73 75 78 80 82 85

4.2.9.1 Repräsentativer Motorzyklus (Teil 1) 4.2.9.2 Repräsentativer Motorzyklus (Teil 2) 4.2.9.3 Repräsentativer Motorzyklus (Teil 3) 4.2.10 Abschließende Zyklusbetrachtung 4.3 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.4 4.4.1 4.4.2 4.4.3 4.4.4 4.4.5 4.4.6 4.4.7 4.4.8 Prüfstandsvermessung Ergebnisse im ESC (European Stationary Cycle) Ergebnisse im ETC (European Transient Cycle) Ergebnisse im Düsseldorfer Zyklus Ergebnisse im Realbetrieb Streckenbezogene Ergebnisse Leistungsbezogene Ergebnisse Streckenbetrachtung Stickoxidemissionen Solobus Stickoxidemissionen Gelenkbus Stickoxidemissionen Gasbus Fahrzeugvergleiche NO2-Emissionen

5 6 7

BETRIEBSVERHALTEN ZUSAMMENFASSUNG ANHANG

90 96 97

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1 Einleitung
Mit der EU-Rahmenrichtlinie über die Beurteilung und die Kontrolle der Luftqualität (RL 96/62/EG) und den zugehörigen Tochterrichtlinien (z.B. 1999/30/EG, 2000/69/EG, 2002/3/EG) werden Luftqualitätsziele zur Vermeidung oder Verringerung schädlicher Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt festgelegt. Die Beurteilung der Luftqualität in den Mitgliedstaaten der EU erfolgt nach einheitlichen Methoden und Kriterien. Die Umsetzung dieser Richtlinien in deutsches Recht erfolgte durch Novellierung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (BImSchG) und der 22. Verordnung zum BImSchG im Jahr 2002. Als Folge der Umsetzung der EU-Richtlinien gelten wesentlich schärfere Grenzwerte für die wichtigsten Luftschadstoffe. Die nachfolgende Tabelle 1 und Tabelle 2 geben einen Überblick über die Grenzwerte für Stickstoffoxide (NOx) und Partikel (PM10). Die Richtlinie 96/62/EG schreibt zudem vor, dass die Belastungssituation regelmäßig durch Messung oder Modellrechnung zu ermitteln und zu beurteilen ist. Im Falle der Feststellung einer unzulässig hohen Umweltbelastung muss ein Luftreinhalteplan (LRP) aufgestellt werden. Im Jahr 2002 wurde an der Messstation in der Corneliusstraße in Düsseldorf ein Jahresmittelwert für Stickstoffdioxid von 59 µg/m3 festgestellt. Dieser Messwert hat nicht nur den ab 2010 gültigen Jahresmittelgrenzwert für den NO2 von 40 µg/m³ deutlich überschritten, sondern lag auch über dem zulässigen Toleranzbereich (Grenzwert + Toleranzmarge) für das Jahr 2002, der bei 56 µg/m3 liegt. Tabelle 1:
Grenzwerte für NO2 und NOx

Grenzwert

Toleranzmarge

1-StundenGrenzwert Gesundheitsschutz

200 µg/m NO2 über 1 Stunde bei höchstens 18 Überschreitungen im Kalenderjahr, einzuhalten ab 1.1.2010 40 µg/m NO2 Kalenderjahres-mittelwert, einzuhalten ab 1.1.2010
3

3

50% ab Inkrafttreten bis 1.1.2010 in gleichen Jahresraten auf 0% zu mindern 50% ab Inkrafttreten bis 1.1.2010 in gleichen Jahresraten auf 0% zu mindern

Jahresgrenzwert Gesundheitsschutz

Jahresgrenzwert Vegetationsschutz

30 µg/m NOx (NO+NO2), als Kalenderjahresmittelwert 400 µg/m NO2, gemessen über 3 aufeinander folgende Stunden an repräsentativen Orten über mindestens 100 2 km oder in ganzen Ballungsräumen, wenn sie kleiner sind
3

3

keine

Alarmschwelle

keine

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Tabelle 2:

Grenzwerte für Partikel (PM10)

Grenzwert

Toleranzmarge

24-StundenGrenzwert

50 µg/m PM10 über 24 Stunden, höchstens 35 Überschreitungen im Jahr, einzuhalten ab 1.1.2005 40 µg/m PM10 über 1 Kalenderjahr, einzuhalten ab 1.1.2005
3

3

50% bei Inkrafttreten, in gleichen Jahresraten zu mindern auf 0%

Jahresgrenzwert

20% bei Inkrafttreten, in gleichen Jahresraten zu mindern auf 0%

Neben der Überschreitung des zulässigen Jahresmittelwertes für Stickstoffdioxid wurde im Jahre 2003 auch die Überschreitung des ab 2005 gültigen Grenzwertes für Partikel (PM10) festgestellt. Daraufhin wurde die Aufstellung eines Luftreinhalteplanes für die südliche Innenstadt von Düsseldorf veranlasst. Der Luftreinhalteplan bezieht sich allerdings nur auf die NO2-Belastung, nicht auf die Partikelbelastung. Der Luftreinhalteplan für DüsseldorfSüdliche Innenstadt sieht unter den zahlreichen Maßnahmen zur Reduzierung der NO2Belastung auch die schrittweise Umstellung der städtischen Fahrzeuge sowie der gesamten Busflotte der Rheinbahn auf emissionsarme Antriebsarten vor. Dies soll teilweise durch Neubeschaffung von modernen Bussen und durch Umrüstung der vorhandenen Busse auf fortschrittliche Abgasnachbehandlungssysteme erfolgen. Die Buspopulation der Rheinbahn weist eine sehr große Zahl von Fahrzeugen auf, die der Abgasnorm Euro III (1999/96/EG, Grenzwertzeile A) entsprechen, was einem Stickoxidgrenzwert von 5 g/kWh entspricht. Diese Fahrzeuge werden voraussichtlich noch für ca. 10 Jahre eingesetzt werden. Eine solche Situation zwingt zu Maßnahmen, die die NOx-Emissionen an bereits im Betrieb befindlichen Fahrzeugen reduzieren. Das hier beschriebene Projekt dokumentiert die Nachrüstung zweier Busse mit Abgasnachbehandlungssystemen und die damit erzielten Ergebnisse.

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2 Zielsetzung
Berechnungen des Landesamtes für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen haben gezeigt, dass mit der derzeitigen Buspopulation eine deutliche Absenkung der Stickoxidemission der Busse des öffentlichen Nahverkehrs notwendig ist, um die Situation in der südlichen Innenstadt von Düsseldorf zu verbessern. Die Absenkung sollte hierbei zumindest die Euro V Grenzwerte (2 g/kWh), besser noch 1 g/kWh erreichen. Mit einer solchen, deutlichen Absenkung der Stickoxidemissionen wurde auch eine entsprechende Verminderung der NO2-Emission erwartet. Um diese Ziele zu erreichen, müssten die vorhandenen Euro III Busse mit Nachrüsttechnologien ausgestattet werden, die die vorhandenen Stickoxidemissionen um deutlich mehr als 50% reduzieren. Zielsetzung des Projektes ist der grundsätzliche Nachweis, dass das gewählte Nachrüstungssystem das Potential besitzt, die bestehenden NOx-Emissionen auf die gewünschten Zielwerte abzusenken. Darüber hinaus soll gezeigt werden, inwieweit die erreichte Emissionsreduktion im Realbetrieb der Busse dargestellt werden kann. Um speziell die Bedingungen des Busbetriebes in Düsseldorf darzustellen, ist ein weiteres Ziel die Entwicklung eines Fahrzyklus („Düsseldorfer Zyklus“), der für eine Stadt mit den topographischen und verkehrstechnischen Bedingungen, die man in Düsseldorf vorfindet, repräsentativ ist, um die Möglichkeit zu eröffnen, vergleichende Untersuchungen auf einem Motorprüfstand durchzuführen. Um Alternativen zu den dieselbetriebenen Bussen mit in den Vergleich einzubeziehen, sollte auch ein Gasbus, der dem derzeitigen Stand der Technik entspricht, auf den gleichen Strecken wie die Dieselbusse vermessen werden.

3 Vorgehensweise 3.1 Allgemeines
Zur Erreichung der o.g. Projektziele wurde im Vorfeld ein Nachrüstsystem ausgesucht, dessen Hersteller die Erreichung der Emissionsziele in Aussicht gestellt hat. Dieses System sollte an zwei unterschiedlichen Bussen der Rheinbahn installiert werden. Zur Applikation der Systeme wurden zwei entsprechende Busmotoren auf dem Prüfstand des Nachrüstsystemherstellers aufgebaut. Um nach der Umrüstung der Motoren die grundsätzliche Eignung des Systems zu dokumentieren und um die Betriebserlaubnis der Fahrzeuge wiederherstellen zu können, wurden beide Busmotoren den Typprüfungstests unterzogen, die für Euro III – Fahrzeuge mit fortschrittlicher Abgasnachbehandlung vorgesehen sind. Zusätzlich wurden auch Untersuchungen im „Düsseldorfer Zyklus“ durchgeführt. Für die Vermessung der Busse im Realbetrieb der Rheinbahn wurde folgende Vorgehensweise gewählt: Zur Dokumentation des Ausgangszustandes wurden die beiden zur Nachrüstung vorgesehenen Busse auf ihre Emissionen hin vermessen. Die hierzu benutzten Linienführungen wurden im Vorfeld durch die Rheinbahn ausgewählt. Die Streckenführung sollte als repräsentativ für den Busbetrieb bei der Rheinbahn gelten. Während der Erstvermessung wurden auch Daten zur Entwicklung des „Düsseldorfer Zyklus“ aufgenommen. Um Alternativen zur Nachrüstung von Dieselbussen zu betrachten, wurde auch ein Gasbus auf den gleichen Strecken wie der vergleichbare Dieselbus vermessen.

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Nach erfolgter Umrüstung der Fahrzeuge auf das Abgasnachbehandlungssystem wurden die beiden Fahrzeuge noch dreimal vermessen. Die erste Vermessung fand kurz nach der Umrüstung statt, um den Neuzustand zu dokumentieren. Jeweils eine weitere Vermessung erfolgte in der Mitte und am Ende des geplanten Beobachtungszeitraumes.

3.2 Nachrüstsystem
Im Vorfeld des hier beschriebenen Projektes wurde ein Abgasnachbehandlungssystem des schwedischen Herstellers stt emtec ausgewählt. Dieses Nachrüstsystem besteht aus einer Niederdruck Abgasrückführung in Verbindung mit einem aktiv regenerierten Partikelfilter. Abbildung 1 zeigt den grundsätzlichen Systemaufbau. Abbildung 2 stellt die Funktion der aktiven Filterregeneration dar. Über das AGR-Ventil wird für den jeweiligen Kennfeldpunkt die richtige AGR-Menge eingestellt.

1. Rückführsystem 2. AGR-Kühler 3. AGR-Ventil 4. Turbolader 5. Ladeluftkühler 6. Motor (Verbrennungsraum) 7. Partikelfilter 8. Sekundärfilter 9. Steuergerät 10.Dynamische AGR-Entnahme

Abbildung 1:

Prinzipbild Niederdruck Abgasrückführung

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Die Grafik verdeutlicht die Funktionsweise des aktiv regenerierenden Filtersystems. Bei Regenerationsbedarf wird Kraftstoff in das Abgasrohr eingedüst. Der dem Filter vorgeschaltete Oxidations-Katalysator erzeugt durch seine exotherme Reaktion die notwendige Wärme, um die Regeneration des Partikelfilters sicherzustellen.

Abbildung 2:

Aktive Filterregeneration

3.3 Versuchsfahrzeuge
Bei der Auswahl der Versuchsfahrzeuge waren die Buspopulation sowie der Einsatz der Fahrzeuge auf den als repräsentativ ausgewählten Strecken zu berücksichtigen. Beide Fahrzeuge besitzen eine Euro III Homologation.

3.3.1 Solobus MAN NL 263 / E3 SL-A
Bei dem ersten Fahrzeug handelt es sich um einen Solobus. Der Antrieb dieses Fahrzeuges wird durch einen Motor sichergestellt, der die Euro III Grenzwerte mithilfe einer gekühlten Hochdruck AGR erfüllt. Abbildung 3 zeigt das Fahrzeug.

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Abbildung 3:

MAN Solobus NL 263 / E3 SL-A

Abbildung 4:

Abgasrückführung [Quelle: MAN]

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Abbildung 4 zeigt das grundsätzliche Schema einer gekühlten Abgasrückführung. Hierbei bedeuten die Abgasentnahme auf der Hochdruckseite der Turbine des Abgasturboladers, der Abgasrückführkühler, + die AGR-Klappe mit den Flatterventilen, das Saugrohr und die Kühlwasserzuführung zum AGR-Kühler. Die durch das pulsierende Abgas entstehenden Druckspitzen erreichen temporär Werte, die Abgas von der Hochdruckseite der Turbine durch den Kühler über Regelklappe und Flatterventile in das Saugrohr des Motors strömen lassen. Rückströmungen werden durch die Flatterventile verhindert. Durch dieses rückgeführte Abgas wird die Spitzentemperatur der Verbrennung abgesenkt und die Reaktionen so beeinflusst, dass nach der Verbrennung geringere NOx-Konzentrationen verbleiben. Über die AGR-Klappe wird die AGR ein- bzw. ausgeschaltet. Unter normalen Betriebsbedingungen kann bei entsprechender Motorapplikation über weite Bereiche des Motorkennfeldes Abgas zurückgeführt werden und so die Stickstoffoxid-Rohemission des Motors entsprechend reduziert werden. Bei der Nachrüstung dieses Fahrzeuges wurde die Ansteuerung der serienmäßigen AGR-Klappe nicht mehr über das Motorsteuergerät getätigt, sondern wurde über das Steuergerät des Nachrüstsystems mit angesteuert. Die Tabelle 3 fasst die technischen Daten des Fahrzeuges zusammen. Tabelle 3: Technische Daten MAN NL 263 / E3 SL-A
Solobus MAN NL 263 / E3 SL-A D 2866 LUH23 Euro III 191 kW bei 1900 min-1 1050 Nm bei 800 - 1300 min-1 Voith DIWA® 854.3 4-Gang Automatgetriebe

Fahrzeug Motortyp Motorleistung Motordrehmoment Getriebe

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3.3.2 Gelenkbus Mercedes O 530 GN 3 Citaro
Bei dem zweiten Versuchsfahrzeug handelt es sich um einen Gelenkbus O 530 GN 3 Citaro. Im Gegensatz zu dem MAN Solobus hat dieses Fahrzeug im serienmäßigen Zustand keine AGR. Die Grenzwerte werden hier durch eine anders ausgelegte motorische Verbrennung erreicht, die zu niedrigeren Spitzentemperaturen führt und somit eine geringere Stickstoffoxidbildung bewirkt. Abbildung 5 zeigt das Versuchsfahrzeug. In der Tabelle 4 sind die technischen Daten des Fahrzeuges zusammengefasst.

Abbildung 5: Tabelle 4:
Fahrzeug

Mercedes Gelenkbus O 530 GN 3 Citaro Technische Daten O 530 GN 3 Citaro
Gelenkbus MB O 530 GN 3 Citaro OM 457 hLA 934 Euro III 220 kW bei 2000 min-1 1250 Nm bei 1100 min-1 Voith DIWA® 854.3 4-Gang Automatgetriebe

Motortyp Motorleistung Motordrehmoment Getriebe

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3.3.3 Gelenkbus MAN NG 313 CNG
Als drittes Fahrzeug wurde ein erdgasbetriebener Bus vermessen. Da im Fuhrpark der Rheinbahn kein geeignetes Fahrzeug zu Verfügung stand, wurde hier mit Hilfe der Ruhrgas AG auf ein Fahrzeug zurückgegriffen, welches in Frankfurt an der Oder stationiert ist. Das Fahrzeug entspricht dem derzeitigen Stand der Technik. Abbildung 6 zeigt das Fahrzeug.

Abbildung 6:

Erdgasbus MAN NG 313 CNG

Tabelle 5 zeigt die technischen Daten des Fahrzeuges. Tabelle 5:
Fahrzeug Motortyp Motorleistung Motordrehmoment Getriebe

Technische Daten MAN NG 313 CNG
Gelenkbus MAN NG 313 CNG E2876LUH01 EEV 228 kW bei 2000 min-1 1250 Nm von 1000 - 1700 min-1 ZF 5 HP 592C 5-Gang Automatgetriebe

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3.4 Streckenauswahl
Für die Streckenauswahl wurden unterschiedliche Kriterien angesetzt. Zum einen sollten die gefahrenen Strecken die Situation in der südlichen Innenstadt von Düsseldorf widerspiegeln, zum anderen sollten auch die topographischen Bedingungen des Düsseldorfer Busbetriebs zum Tragen kommen. Darüber hinaus sollte auch noch ein Mischbetrieb zwischen Innenstadt und Ausfallstrecken in die Außenbezirke dargestellt werden. Mit diesen Vorgaben wurden von der Rheinbahn drei Streckenführungen ausgewählt, die den gewünschten Kriterien bestmöglich entsprechen. Es wurde eine Strecke ausgewählt, die nur mit dem Solobus gefahren wurde. Eine zweite Strecke wurde wiederum nur mit dem Gelenkbus gefahren. Die dritte ausgewählte Strecke wurde mit beiden Fahrzeugen befahren. Um hinreichend viele Daten zu erhalten, wurden bei allen Messfahrten die Linien mehrfach durchfahren. Der Gasbus wurde genauso eingesetzt, wie der Diesel-Gelenkbus. Die Tabelle 6 zeigt die Strecken und die jeweilige Messhäufigkeit. Die von beiden Busformen gemeinsam befahrene Strecke stellt im Wesentlichen den Innenstadtbetrieb dar und ist deutlich kürzer als die anderen Streckenführungen. Die Abbildung 7 bis Abbildung 9 zeigen die jeweiligen Streckenverläufe der befahrenen Linien. Tabelle 6: Streckenführung für die einzelnen Versuchsfahrzeuge
Fahrten ID 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Strecken ID 1 2 1 2 3 4 3 4 3 4 5 6 5 6 3 4 3 4 3 4 Linien Nr. 733 733 733 733 780 780 780 780 780 780 725 725 725 725 780 780 780 780 780 780

Fahrzeug

Startstelle St. Vinzenz Krankenhaus Am Püttkamp St. Vinzenz Krankenhaus Am Püttkamp Jan-Wellem-Platz Werstener Dorfstraße Jan-Wellem-Platz Werstener Dorfstraße Jan-Wellem-Platz Werstener Dorfstraße Franziusstraße Dreherstraße Franziusstraße Dreherstraße Jan-Wellem-Platz Werstener Dorfstraße Jan-Wellem-Platz Werstener Dorfstraße Jan-Wellem-Platz Werstener Dorfstraße

Endstelle Am Püttkamp St. Vinzenz Krankenhaus Am Püttkamp St. Vinzenz Krankenhaus Werstener Dorfstraße Jan-Wellem-Platz Werstener Dorfstraße Jan-Wellem-Platz Werstener Dorfstraße Jan-Wellem-Platz Dreherstraße Franziusstraße Dreherstraße Franziusstraße Werstener Dorfstraße Jan-Wellem-Platz Werstener Dorfstraße Jan-Wellem-Platz Werstener Dorfstraße Jan-Wellem-Platz

Solobus

Gelenkbus

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Abbildung 7:

Streckenverlauf Solobuslinie 733 [Quelle: Rheinbahn AG]

Abbildung 8:

Streckenverlauf Gelenkbuslinie 725 [Quelle: Rheinbahn AG]

Abbildung 9:

Streckenverlauf Solo- / Gelenkbuslinie 780 [Quelle: Rheinbahn AG]

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3.5 Messtechnik und Fahrzeugausrüstung
Ziel bei der Vermessung der Realemissionen von Fahrzeugen ist es, möglichst Ergebnisse zu erzeugen, die mit Messwerten aus Typprüfungen vergleichbar sind. Es ist nicht möglich, auf der Straße Typprüfbedingungen zu erzeugen, so dass direkt vergleichbare Endergebnisse erzeugt werden können. Es ist aber sehr wohl möglich, Messdaten zu erzeugen, die mit bestimmten Messsituationen an Prüfständen vergleichbar sind. Vorraussetzung hierfür ist allerdings, dass Messtechnik benutzt wird, die möglichst auf den gleichen physikalischen Prinzipien basiert wie Labormesstechnik, bzw. vergleichbare Ergebnisse liefert. Wie vorangegangene Vorhaben gezeigt haben, ist dies insbesondere für gasförmige Emissionen ein erreichter Stand der Technik. Die an den Fahrzeugen installierte Messtechnik wurde über ein eigenes Stromaggregat, welches bei den Messfahrten im Fahrzeug mitgeführt wurde, mit elektrischer Energie versorgt. Grundsätzlich wäre zwar auch eine Verbindung mit dem elektrischen Netz des Fahrzeuges möglich, aber es wurde darauf verzichtet, um den Belastungszustand des Motors durch eine höhere Belastung der Lichtmaschine nicht zu verfälschen.

3.5.1 Messtechnik für gasförmige Komponenten
Für die Messung der gasförmigen Komponenten wurde das SEMTECH-D der Firma Sensors benutzt. Mit Ausnahme des NOx-Analysators ist der prinzipielle Aufbau des Systems ähnlich der Messtechnik, die in den Regelwerken der EG zur Messung von Dieselmotoren im unverdünnten Abgas beschrieben ist. Hierbei gibt es einen beheizten Teil, der die Entnahmeleitung von der Messgassonde, ein beheiztes Filter und den FID (FlammenIonisations-Detektor) zur Bestimmung der Kohlenwasserstoffe beinhaltet. Die Beheizung auf mindestens 180 °C ist notwendig, um Kondensation von Kohlenwasserstoffen zu verhindern. Ein Teilstrom des Messgases wird zur Trocknung über einen Kühler geführt und dann dem NDIR Analysator (Nicht-Dispersiver-Infrarot-Analysator) zur Bestimmung der CO- und CO2Konzentration, dem elektrochemischen O2- Analysator und der NDUV-Messbank (NichtDispersive-Ultraviolet-Messbank) zur Bestimmung von NO und NO2 zugeführt. Die Trocknung ist notwendig, da diese Messgeräte nicht mit feuchtem Abgas betrieben werden können. Ein im Messsystem angeordneter Rechner verwaltet das Gesamtsystem und führt die Daten aus den unterschiedlichen Quellen zusammen. Tabelle 7 bis Tabelle 10 geben eine Übersicht über die Spezifikationsdaten der verwendeten Analysatoren. Neben dem eigentlichen Analysesystem können ebenfalls Daten aus einem GPS-System, einem Abgasmassensensor und diversen analogen und digitalen Eingängen gesammelt werden. Angeschlossen sind auch Sensoren zur Erfassung der atmosphärischen Daten. Zur Bedienung des Systems wird ein externer Rechner mit der entsprechenden Software über ein LAN angebunden. Abbildung 10 zeigt das Messsystem SEMTECH D der Firma Sensors. Abbildung 11 verdeutlicht den grundsätzlichen Systemaufbau.

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Abbildung 10:

Semtech-Messgerät [Quelle: Sensors, Inc.]

200°C
Sample Line Filter FID

Chiller

O2

NDIR

NDUV

PC104 PC104
Vehicle VI Interface

GPS

Wireless LAN

Analoge und digitale Ein- und Ausgänge

Umgebungsdaten

Abgasmassenstromsensor

Abbildung 11:

Systemaufbau SEMTECH-D [Quelle: Sensors, Inc.]

Die zum Betrieb des Messsystems notwendigen Gase wurden im Bus mitgeführt. Da der Gasverbrauch sehr gering ist, können grundsätzlich sehr kleine Druckgasflaschen benutzt werden, die teilweise auch im SEMTECH-D Gehäuse untergebracht werden können. Für die umfangreichen Messungen dieses Projektes war es jedoch sinnvoll, größere Flaschen zu verwenden.
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Da der gesamte Gasentnahmeweg sowie ein Teil des Messsystems auf 190 °C beheizt wird, ist vom Zeitpunkt des Einschaltens des Gerätes bis zur Betriebsbereitschaft mit mindestens einer Stunde Aufwärm- und Vorbereitungszeit zu rechnen. Am Ende dieser Vorbereitung steht die Kalibrierung des Systems. Dies wurde bei den Messungen dieses Projektes vor jeder Messfahrt durchgeführt und bei Zwischenstopps während der Fahrt nochmals überprüft.

Abbildung 12:

Raum für Messtechnik und Gasflaschenaufbewahrung

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Tabelle 7:

Spezifikationen des FID [Quelle: Sensors, Inc.]

Range of Measurement Accuracy Resolution Linearity Repeatability Noise Span drift Warm up time Response time Flow rate Data rate Operating temperature

0 - 100, 0 - 1,000,and 0 - 10,000 PPMC User Selectable 0 - 100 PPM Range ±1.0 % of reading or ±5 PPM whichever is greater 0.1 PPM ±0.5 % of reading or ±3 PPM whichever is greater ±0.5 % of reading or ±2 PPM whichever is greater ±2 PPM ±0.5 % of reading or 3 PPM Whichever is greater over 8 hrs 60 minutes T90 ≤ 2 seconds 2 LPM Up to 4 Hz, configurable 191 °C 0 - 10,000 PPM Range ±1.0 % of reading or ±25 PPM whichever is greater 1.0 PPM ±0.5 % of reading or ±10 PPM whichever is greater ±0.5 % of reading or ±10 PPM whichever is greater ±10 PPM ±0.5 % of reading or 15 PPM Whichever is greater over 8 hrs 60 minutes T90 ≤ 2 seconds 2 LPM Up to 4 Hz, configurable 191 °C

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Tabelle 8:

Spezifikationen der NDIR-Messbank [Quelle: Sensors, Inc.]

Gas Range of Measurement Accuracy

CO Low Range 0 – 5,000 PPM ±3 % of reading or 50 PPM, whichever is greater 1 ppm ±1 % of reading or 20 PPM, whichever is greater ±1 % of r whichever is greater reading or 20 PPM, ±20 PPM ±0.5 % of reading or 20 PPM, whichever is greater over 8 hrs 45 minutes T90 ≤ 3 seconds 2 LPM 0.83 Hz 5 to 50 °C

CO High Range 0 – 8% ±3 % of reading or ±0.02%, whichever is greater .001% ±1 % of reading or ±0.01%, whichever is greater ±1 % of reading or ±0.01%, whichever is greater ±20 PPM ±0.5 % of reading or ±0.01%, whichever is greater over 8 hrs 45 minutes T90 ≤ 3 seconds 2 LPM 0.83 Hz 5 to 50 °C

CO2 0 – 20% ±3 % of reading or ±0.1%, whichever is greater .01% ±1 % of reading or ±0.05 %, whichever is greater ±1 % of reading or ±0.05 %, whichever is greater ±0.02% ±2 % of reading over 8hours 45 minutes T90 ≤ 3 seconds 2 LPM 0.83 Hz 5 to 50 °C

Resolution Linearity

Repeatability

Noise Span drift

Warm up time Response time Flow rate Data rate Operating temperature

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Tabelle 9:

Spezifikation der NDUV-Messbank [Quelle: Sensors, Inc.]

NO Range of Measurement Accuracy Resolution Linearity Repeatability Noise Span drift Warm up time Response time Data Rate Flow rate Operating temperature 0 to 5,000 PPM ±3 % of reading or 15 PPM, whichever is greater 1 PPM ±1 % of reading or 5 PPM, Whichever is greater ±1 % of reading or 5 PPM, whichever is greater ±2 PPM ±1 % of reading or 20 PPM, whichever is greater over 8 hrs 45 minutes T90 ≤ 2 seconds Up to 2 Hz, configurable 3 LPM 5 to 50 °C

NO2 0 to 500 PPM ±3 % of reading or 10 PPM, whichever is greater 1 PPM ±1 % of reading or 5 PPM, whichever is greater ±1 % of reading or 5 PPM, whichever is greater ±2 PPM ±10 PPM over 8 hours 45 minutes T90 ≤ 2 seconds Up to 2 Hz, configurable 3 LPM 5 to 50 °C

Tabelle 10:

Spezifikation elektrochemischer O2 Analysator [Quelle: Sensors, Inc.]

Range of Measurement Accuracy Resolution Linearity Repeatability Noise Span drift Warm up time Responsetime Flowrate Operatingtemperature

0 to 25 % ±2 % of reading or ±1 % Oxygen whichever is greater 0.1 % ±0.5 % of reading or ±0.5 % whichever is greater ±0.25 % of reading or ±0.3 % Oxygen whichever is greater 0.1 % Oxygen 1 % of reading or ±0.5 % Oxygen whichever is greater 5 minutes T90 < 6 seconds 0.5 to 3 LPM 5 to 50 °C

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3.5.2 Messung des Abgasmassenstromes
Zur Messung des Abgasmassenstromes wurde ein EFM (Electronic Flow Meter) der Firma SENSORS eingesetzt. Das System arbeitet nach dem Pitot-Rohr Prinzip, wobei über den dynamischen Staudruck im Vergleich zum statischen Druck die durchströmende Masse ermittelt wird. Abbildung 13 zeigt das Gesamtsystem mit Messrohr, Schlauchbündel und Auswerteeinheit. Die Tabelle 11 und Tabelle 12 geben Überblick über die Spezifikationen des Messsystems.

Abbildung 13: Tabelle 11:

Electronic Flow Meter [Quelle: Sensors, Inc.]

Spezifikationen des EFM-Messrohres [Quelle: Sensors, Inc.]

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Tabelle 12:

Allgemeine EFM-Spezifikationen [Quelle: Sensors, Inc.]

3.5.3 Messung der Umgebungsdaten
Zur Bestimmung der Korrekturfaktoren bei der Auswertung der Messungen war die Kenntnis der Umgebungsdaten von großer Wichtigkeit. Temperatur und Barometerstand sowie die relative Feuchte wurden durch geeignete Sensoren erfasst. Die Anordnung der Temperaturund Feuchtemessstelle war hierbei so gewählt, dass sie nahe an der Ansaugung der Motorverbrennungsluft lag. Es wurde ein handelsüblicher kombinierter Sensor zur Erfassung der Lufttemperatur und der relativen Feuchte benutzt und die Signale über die analogen Eingänge in das SEMTECH-D eingeschleust.

3.5.4 Messung der geodätischen Daten
Zur Messung der geodätischen Größen wurde ein GPS-System benutzt. Neben den Längenund Breitengraden wurden die Geschwindigkeit über Grund sowie die Höhe über NN mitprotokolliert. Die Antenne für das GPS-System war auf dem Fahrzeugdach angebracht.

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3.5.5 Drehmomentmessung
Um die Möglichkeit zu besitzen, leistungsbezogene Emissionsdaten zu ermitteln, bedurfte es der zeitaufgelösten Ermittlung eines Drehmomentes im Antriebsstrang. Die Applikation einer Drehmomentmessung an ein Serienfahrzeug ohne eine Änderung des Serienzustandes lässt nicht viele Möglichkeiten zu. In diesem Projekt wurde die Messung über Anbringung von Dehnmessstreifen (DMS) auf der Kardanwelle realisiert. Die Anbringung der DMS ist ein sehr zeitaufwendiger Vorgang, der äußerste Sorgfalt und Sachkenntnis verlangt. In Abbildung 14: ist ein solcher aufgeklebter DMS im Rohzustand zu sehen. Zwei solcher Streifen wurden um jeweils 180° versetzt auf der Welle angeordnet. Die anschließende elektrische Verschaltung zu einer Wheatstoneschen Brücke, die Anbringung der Antenne und die Energieversorgung des Messsystems vervollständigen die Messanordnung. Das so applizierte System wird zum Schluss mit einem an der Welle angesetzten Hebelarm und Kalibriergewichten kalibriert. Die Messdaten wurden dem SEMTECH-D als Analogwert zur Verfügung gestellt.

Abbildung 14:

Dehnmessstreifen im Rohzustand

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3.5.6 Geschwindigkeitsmessung
Neben der Geschwindigkeitsmessung über das GPS-System wurde noch parallel die Geschwindigkeit über ein optisches Messsystem der Firma Datron, Typ DLS 1 ermittelt. Das Signal des Systems wurde verarbeitet und über einen Analogeingang dem SEMTECH-D zugeführt. Das Geschwindigkeitssignal wurde als redundantes System zum GPS-System benutzt, da Verbindungsausfälle des GPS-Systems möglich sind und dann Fehlsignale entstehen können. Des Weiteren wird über die Geschwindigkeit, das HinterachsÜbersetzungsverhältnis und die Reifendaten die Kardanwellendrehzahl ermittelt. Abbildung 15: zeigt das Messsystem am Fahrzeug.

Geschwindigkeitsmesssystem Datron

Abbildung 15:

Geschwindigkeitsmesssystem am Fahrzeug

3.5.7 Messung der Motordrehzahl
Um die ermittelten Massenemissionsergebnisse in einem motorischen Kennfeld einordnen zu können, bedurfte es noch der Messung der Motordrehzahl. Hierzu konnte keine einheitliche Messtechnik benutzt werden, da die Möglichkeiten des messtechnischen Abgriffes der Drehzahl für jedes Fahrzeug unterschiedlich waren. Das jeweils am Fahrzeug gefundene Drehzahlsignal wurde mit einer geeigneten Messdatenverarbeitung in ein Analogsignal umgeformt und an das SEMTECH-D weitergegeben.

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4 Ergebnisse 4.1 Allgemeine Vorgehensweise
Die aufgezeichneten Messdaten wurden in eine Access-Datenbank überführt und als erstes auf die Plausibilität überprüft. Dazu wurden die Zeitverläufe von Geschwindigkeit, Motordrehzahl, Drehmoment und Höhenprofil für jede Fahrt graphisch dargestellt und manuell auf Fehler überprüft. Die fehlerhaften Bereiche wurden markiert und für die weitere Auswertung nicht berücksichtigt. So konnte z.B. eine Messung des Solobusses wegen Ausfall der Drehmomentmessung nicht leistungsbezogen ausgewertet werden. Abbildung 16 zeigt beispielhaft die zeitlichen Signalverläufe eines Fahrtabschnittes. Ähnliche Vorgehensweise wurde auch für die gasförmigen Emissionen (CO, CO2, HC, NOx) angewandt.
60 2000

45 Geschwindigkeit in km/h, Höhe ü. NN in m

1500

30

1000

15

500

0

0

-15

-500

-30 600

660

720

780

840

900 Zeit in s

960

1020

1080

1140

-1000 1200

Geschwindigkeit

Höhe

Drehmoment

Drehzahl

Abbildung 16:

Exemplarischer Zeitverlauf

Um die relativen Motorbelastungen bestimmen zu können, muss für jede gemessene Motordrehzahl die entsprechende Motorleistung bei Volllast bekannt sein. Dazu wurden die für jeden Motor vorliegenden Leistungswerte der Volllastkurve mittels eines Polynoms 6. Grades angenähert. Für die weitere Auswertung wurden zwei normierte Leistungswerte bestimmt:
• •

relative Leistung Prel normierte Leistung Pnorm

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Drehzahl in min-1, Drehmoment in Nm

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Die relative Leistung Prel ist das Verhältnis der aktuell gemessenen Leistung Pakt zur Volllastleistung bei der entsprechenden Motordrehzahl Pmax(n):

Prel =

Pakt Pmax (n)

Die normierte Leistung Pnorm ist das Verhältnis der aktuell gemessenen Leistung Pakt zur Nennleistung des Motors Pnenn:

Pnorm =

Pakt Pnenn

Die Werte der beiden normierten Leistungen wurden in 5%-Schritten klassiert. Die gemessenen Motordrehzahlen wurden zunächst zur Plausibilisierung in DrehzahlGeschwindigkeitsdiagrammen dargestellt (Siehe Abbildung 18). Für die Auswertung wurde ebenfalls eine normierte, relative Drehzahl nrel bestimmt:

n rel =
Dabei ist:
n: nidle : s:

(n − nidle ) (s − nidle )

aktuell gemessene Motordrehzahl Leerlaufdrehzahl Nennleistungsdrehzahl

Die Werte der normierten Drehzahl wurden ebenfalls in 5%-Schritten klassiert.

4.2 Zyklusentwicklung „Düsseldorfer Zyklus“
Wie bereits vorher beschrieben, soll für die Stadt Düsseldorf ein spezieller Fahrzyklus entwickelt werden, der folgende Merkmale aufweisen soll: • • • • Repräsentativität Nachfahrbarkeit auf dem Motorprüfstand Übertragbarkeit auf andere Städte mit ähnlichen Bedingungen Anwendbarkeit für andere, stadtbusspezifische Themen

Das Fahrprofil soll als Geschwindigkeit / Zeit-Profil [v(t)-Fahrprofil] und als Drehmoment / Drehzahl-Profil [M(n)-Fahrprofil] dargestellt werden und eine zeitliche Ausdehnung von 1800 Sekunden haben. Zur Auswertung der gemessenen Daten, war die Kenntnis der technischen Daten der Testfahrzeuge von großer Wichtigkeit. In der folgenden Tabelle 13 sind die für die Berechnung wichtigen technischen Daten noch einmal zusammengefasst.

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Tabelle 13:

Technische Daten der Versuchsfahrzeuge
Solobus MAN NL 263 / E3 SL-A 191 kW bei 1900 min-1 1050 Nm bei 800 - 1300 min-1 1.Gang: 5,05(nur im Anfahrpunkt) 2.Gang: 1,36 3.Gang: 1,0 4.Gang: 0,73 R-Gang: 4,3 Portalachse, Außenplanetenachse Achsübersetzung: 5,74 275/70 R 22,5 18000 kg 15240 kg 2880 mm 2500 mm Gelenkbus MB O 530 GN 3 Citaro 220 kW bei 2000 min-1 1250 Nm bei 1100 min-1 1.Gang: 4,9(nur im Anfahrpunkt) 2.Gang: 1,36 3.Gang: 1,0 4.Gang: 0,73 R-Gang: 4,1 Portalachse, Außenplanetenachse Achsübersetzung: 5,771 275/70 R 22,5 28000 kg 21420 kg 3076 mm 2550 mm

Fahrzeug Motorleistung Motordrehmoment

Getriebeübersetzung

Antriebsachse Bereifung Zul. Gesamtmasse Test-Gesamtmasse Höhe über alles Breite

4.2.1 Vorbemerkung zur Besonderheit des Voith DIWA® Getriebes
In der Abbildung 17 sind die realen Fahrwiderstandskurven des Gelenkbusses, d.h. der Leistungsbedarf, den das Fahrzeug zur Fahrt bei einer bestimmten Geschwindigkeit benötigt, durch die Projektion der einzelnen Betriebspunkte in das Leistungskennfeld sehr gut erkennbar. Auch die Motorschubkurve, die die vom Motor aufgenommene Leistung darstellt, wenn der Fahrer das Gaspedal nicht betätigt und der Motor vom Fahrzeug geschoben wird sowie die Retarderbremskurve, d.h. die von der ins Getriebe integrierten hydraulischen Bremse erzeugte Bremsleistung, sind sehr gut sichtbar.

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1800

1. Gang
1600 1400 engine speed in min-1 Motordrehzahl in min
-1

2. Gang

3. Gang

4. veh 2 Gang

1200 1000

Hochschalten
800 600

Herunterschalten
400 200 0 0 10 20 30 40 vehicle speed in km/h Geschwindigkeit in km/h 50 60 70 80

Abbildung 17:

Leistungskennfeld

Betrachtet man die Drehzahl / Geschwindigkeitsdarstellung in Abbildung 18 wird eine Besonderheit des verwendeten Busgetriebes deutlich.

250 200 150 engine powerkWkW in Leistung in 100 50 0 -50 -100 -150 -200 0 500 1000 1500 2000 2500 engine speed in min-1 Motordrehzahl in min-1 veh 2 max. power in kW

Fahrwiderstandskurve

Schubkurve Retarderbremskurve

Abbildung 18:

Drehzahl / Geschwindigkeitsdiagramm

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Die technische Besonderheit dieses Getriebes ist der Differenzialwandler (DIWA). Vor dem hydrodynamischen Wandler befindet sich ein Planetendifferenzialgetriebe, welches die Motorleistung teilt. Ein Teil der Motorleistung wird mechanisch übertragen, ein anderes Teil der Leistung wird hydraulisch übertragen. Mit steigender Fahrgeschwindigkeit wird der hydraulische Anteil kleiner bis das Getriebe in den 2. Gang schaltet und die Leistung dann rein mechanisch übertragen wird. Dadurch ist das Übersetzungsverhältnis des 1. Ganges nur im Anfahrpunkt konstant, im weiteren Geschwindigkeitsbereich bis etwa 35 km/h ist das Übersetzungsverhältnis variabel und lastabhängig. Dies führt zu der, in Abbildung 18 sichtbaren Punktwolke bei geringen Geschwindigkeiten. Die Abbildung 19 zeigt den inneren Aufbau des Getriebes und den Leistungsfluss im 1. und 2. Gang.

Abbildung 19:

Voith DIWA® Automatgetriebe [Quelle: Voith AG]

Im Drehzahl-Geschwindigkeits-Diagramm (Abbildung 18) sind die einzelnen Getriebestufen ersichtlich. Dabei sind die oberen Flanken die Hochschaltflanken und die unteren die Herunterschaltflanken. Durch die variable, lastabhängige Übersetzung ist der Bereich des ersten Ganges breit gestreut.
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Um das Übersetzungsverhältnis des 1. Ganges mathematisch beschreiben zu können, wurden mehrere Anfahrvorgänge mit ähnlichen Charakteristiken ausgesucht und verglichen. Aus den Anfahrvorgängen wurde ein Mittelwert gebildet und darüber eine Trendfunktion gelegt. Die folgende Abbildung 20 zeigt die angenäherte Funktion des 1. Ganges.

Motordrehzahl-Raddrehzahl-Verhältnis im 1.Gang ( Anfahrvorgang) 1700 1600 1500 1400
Motordrehzahl [1/min]

1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200
Mittelwert Polynomisch (Mittelwert) Raddrehzahl [1/min] 192-202s 334-342s 408-416s 730-739s

y = -1,9751758E-09x6 + 1,0933916E-06x5 - 2,3248961E-04x4 + 2,4573111E-02x3 1,4315901E+00x2 + 4,6594485E+01x + 8,6274172E+02 R2 = 9,3579448E-01

Abbildung 20:

Mathematische Funktion des 1. Ganges

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Die Problematik des 1. Ganges, nämlich die Last- und Drehzahlabhängigkeit der Übersetzung, stellt auch hohe Anforderungen an die Motorenprüfstände. Der Motorenprüfstand muss hochdynamisch sein und die Fahrwiderstandskurve sowie SollMotormoment und Soll-Motordrehzahl aus dem v(t)-Fahrprofil berechnen können. Dazu müssen neben dem Fahrzeuggewicht und den Übersetzungen des Schaltgetriebes sowie des Achsgetriebes auch die Schaltpunkte des Schaltgetriebes bekannt sein. Während beim Handschaltgetriebe die Schaltpunkte relativ einfach festzulegen sind, z.B. bei einer bestimmten Motordrehzahl und Fahrgeschwindigkeit, stellt die variable, lastabhängige Übersetzung des 1. Ganges des Voith DIWA® Automatgetriebes eine große Herausforderung für den Motorenprüfstand dar. Nicht alle Prüfstände können diese Aufgabe bewerkstelligen. Aus der Tatsache, dass der Düsseldorfer Fahrzyklus auf jedem vorschriftenkonformen dynamischen Motorenprüfstand nachfahrbar sein soll, resultiert der Schritt zur Entwicklung eines relativen M(n)-Fahrprofils, welches gleiche Anforderungen an die Motorenprüfstände wie der europäische Zulassungszyklus ETC (European Transient Cycle) stellt. Somit kann der Düsseldorfer Fahrzyklus auf jedem Motorenprüfstand gefahren werden, der die Anforderungen für den ETC erfüllt.

4.2.2 Vorgehensweise
Bei der Entwicklung des repräsentativen Fahrzyklus wurde der folgende 4-Schritte-Ansatz verwendet: 1. Sammeln von Messdaten, Berechnung und Klassierung der zusätzlich notwendigen Daten, wie mittlere Geschwindigkeit, Beschleunigung, Leistung etc. 2. Erzeugung einer Referenz-Datenbank, die alle Messdaten der Testfahrzeuge sowie wichtige Einflussparameter wie Stillstandsanteile, mittlere Geschwindigkeit und Beschleunigung, Leistung etc. beinhaltet. Bildung eines Referenzfahrzyklus aus der Referenzdatenbank. 3. Ableitung eines transienten Fahrzeugzyklus aus dem Referenzfahrzyklus in Form eines Geschwindigkeit-Zeit-Fahrprofils. 4. Transformation des transienten Fahrzeugzyklus in einen transienten Motorzyklus in Form eines relativen Drehmoment-Drehzahl-Fahrprofils.

4.2.3 Referenzdatenbank
Die Messdaten wurden mit einer Frequenz von 1 Hz aufgezeichnet, d.h. pro Sekunde wurde jeweils ein Datensatz gespeichert. Dies führte zu einer relativ großen Datenmenge. Um die Handhabung der Messdaten bei der Weiterbearbeitung zu vereinfachen, wurden alle Daten in einer Access-Datenbank zusammengefasst. Neben den gemessenen Daten (Geschwindigkeit, Motordrehzahl, Drehmoment, gasförmige Emissionen) enthält die Datenbank wichtige gerechnete oder aus den Messwerten abgeleitete Daten. Die wichtigsten Parameter der Referenzdatenbank sind in der Tabelle 14 kurz erklärt.

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Tabelle 14:

Wichtige Parameter der Referenzdatenbank

Parameter veh_no ID_strecke ID_Fahrt_nr time

Beschreibung Fahrzeugnummer Streckennummer Fahrtnummer Zeit in s

M_cardan_k Korrigiertes, gemessenes Drehmoment in Nm orr n_cardan P_korr_kW v_korr v_korr_kl ag ag_kl P_rel aP_rel P_rel_kl P_norm P_norm_kl P_max n n_rel n_rel_kl an_rel Kardanwellendrehzahl in min-1, gerechnet aus der Geschwindigkeit und Achsübersetzung Korrigierte Leistung in kW, gerechnet aus n_cardan und M_cardan_korr Korrigierte, gemessene Geschwindigkeit in km/h Gerundete Geschwindigkeit, klassiert in 5 km/h - Schritten Beschleunigung in m/s², gerechnet aus der Geschwindigkeit Gerundete Beschleunigung, klassiert in 0,1 m/s² - Schritten Relative Leistung in % Änderung der P_rel pro Sekunde in % Gerundete relative Leistung, klassiert in 10% - Schritten Normierte Leistung in % Gerundete normierte Leistung, klassiert in 10% - Schritten Maximale Leistung bei gegebener Drehzahl in kW Gemessene Motordrehzahl in min-1 Relative Motordrehzahl in % Gerundete Relative Motordrehzahl, klassiert in 5% - Schritten Änderung der n_rel pro Sekunde in %

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4.2.4 Normierung und Klassierung der Daten
Um die einzelnen Fahrabschnitte besser miteinander vergleichen zu können, wurden die wichtigsten fahrzyklusrelevanten Messgrößen, wie die Geschwindigkeit, die Motordrehzahl, die Beschleunigung und die Leistung normiert und klassiert. Die gemessenen Geschwindigkeitswerte wurden gerundet und in 5 km/h-Schritten klassiert. Die Fahrzeugbeschleunigung a wurde aus der gemessenen Geschwindigkeit berechnet. Durch die zeitliche Auflösung von 1 Hz vereinfachte sich die Berechnungsformel für die Beschleunigung zu

a=

∆v 3,6

Die gerechneten Beschleunigungswerte wurden ebenfalls gerundet und in 0,1 m/s²-Schritten klassiert. Die Leistung P wurde aus der Kardanwellendrehzahl ncardan und dem gemessenen Drehmoment an der Kardanwelle Mcardan nach der Formel

P=

M cardan ⋅ ncardan 9550

rechnerisch bestimmt. Das gemessene Kardanwellendrehmoment wurde noch um einen eventuell vorhandenen Nullpunkt-Offset korrigiert. Der Korrekturwert wurde aus dem Mittelwert der Drehmomentmesswerte gebildet, bei denen das Fahrzeug definitiv gestanden hat, der Motor im Leerlauf war und das Getriebe sich im ausgekuppelten Zustand (Neutralstellung) befand, d.h. die Kardanwelle entlastet sein müsste. Die Größenordnung der Korrektur lag hierbei deutlich unter 0,1 % der Maximaldrehmomente. Die Kardanwellendrehzahl wurde aus der Fahrzeuggeschwindigkeit v, dem Reifenabrollumfang U und der Hinterachsübersetzung iA nach folgender Formel berechnet

ncardan =

v ⋅ iA U

Die Normierung und Klassierung von Leistung und Drehzahl wurde wie in Kapitel 4.1 beschrieben vorgenommen. Die Maximalleistung Pmax(n) wurde durch die Annäherung der Motor-Volllastkurve mittels eines Polynoms 6. Ordnung bestimmt. Die folgende Abbildung 21 zeigt die Approximationsfunktion der Volllastkurve.

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250

200

Motorleistung in kW

150

100

50
y = -7,1155445E-16x6 + 5,2107363E-12x5 - 1,5434275E-08x4 + 2,3694957E-05x3 - 2,0016465E-02x2 + 9,0813083E+00x - 1,6930088E+03 R2 = 9,9312316E-01

0 500

700

900

1100

1300

1500

1700

1900

2100

2300

Motordrehzahl in min-1
max. power in kW Polynomisch (max. power in kW)

Abbildung 21:

Maximalleistung (Volllastkurve)

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4.2.5 Geschwindigkeitsverteilung, mittlere Geschwindigkeit
Eine sehr wichtige Größe für die Fahrprofilentwicklung ist die Geschwindigkeit des Fahrzeugs. In Abbildung 22 ist ein 10 Minuten langer Ausschnitt des Geschwindigkeitssowie des Motordrehzahlverlaufes dargestellt. Dabei sind die kurzen Stillstandsabschnitte zwischen zwei Fahrabschnitten jeweils die Haltestellenstopps, die etwas längeren Abschnitte sind Ampelstopps bzw. verkehrsbedingte Stopps. An der Motordrehzahlkurve sind die Schaltpunkte des Getriebes zu erkennen.
70 60 Geschwindigkeit in km/h 50 40 30 20 10 0 1200 1260 1320 1380 1440 1500 1560 1620 1680 1740 1800 2100 1800 1500 1200 900 600 300 0 Drehzahl in U/min

Zeit in s Geschwindigkeit Motordrehzahl

Abbildung 22: Geschwindigkeits- und Motordrehzahlverlauf (Ausschnitt über 600s)

Für alle Fahrten wurden die mittlere Geschwindigkeit und die Stillstandsanteile gerechnet. Als Stillstand wurden dabei die Fahrgeschwindigkeiten kleiner als 2 km/h definiert. In Abbildung 23 ist die kumulierte Häufigkeitsverteilung der Fahrgeschwindigkeiten der beiden Busse dargestellt. Aus dem Diagramm ist zu erkennen, dass die Geschwindigkeitscharakteristik der Buslinie 725 (rote Linien oben) deutlich von den beiden anderen Buslinien 780 und 733 abweicht. Sie ist wesentlich langsamer. Die Linien 733 und 780 haben in etwa ähnliche Geschwindigkeits-Charakteristiken. Aus dem Diagramm ist auch zu erkennen, dass der Solobus im Allgemeinen etwas schneller fährt als der Gelenkbus. Neben dem etwas besseren Leistungsgewicht könnte auch der Fahrereinfluss ein möglicher Grund dafür sein. Die beiden Busse wurden von zwei verschiedenen Fahrern gesteuert. Dies sollte zwar im Projekt möglichst vermieden werden, ließ sich aber aus betriebsablauftechnischen Gründen bei der Rheinbahn nicht durchhalten.

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100% 90% 80% 70% cum frequency Kumulierte Häufigkeit 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0 10 20 30 40 vehicle speed in km/h Geschwindigkeit in km/h 50 60 70 80
SB_L_733_S_1_F_1 SB_L_733_S_1_F_3 SB_L_733_S_2_F_2 SB_L_733_S_2_F_4 SB_L_780_S_3_F_5 SB_L_780_S_3_F_7 SB_L_780_S_3_F_9 SB_L_780_S_4_F_6 SB_L_780_S_4_F_8 SB_L_780_S_4_F_10 GB_L_780_S_3_F_15 GB_L_780_S_3_F_17 GB_L_780_S_3_F_19 GB_L_780_S_4_F_16 GB_L_780_S_4_F_18 GB_L_780_S_4_F_20 GB_L_725_S_5_F_11 GB_L_725_S_5_F_13 GB_L_725_S_6_F_12 GB_L_725_S_6_F_14

Abbildung 23:

Kumulierte Geschwindigkeitsverteilung

Prozentuale Stillstandsanteile
60,00%
Strecken 1 und 2

Solobus Strecken 3 und 4 Strecken 5 und 6

Gelenkbus Strecken 3 und 4

50,00%

Stillstandsanteil in %

40,00%

30,00%

20,00%

10,00%

0,00% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Fahrt Nr. Stillstand Ø Stillstand

Abbildung 24:

Stillstandsanteile der Testfahrzeuge

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In Abbildung 24 sind die prozentualen Stillstandsanteile von allen Fahrten dargestellt. Die mittlere Standzeit bei allen Linien beträgt durchschnittlich etwa 31 %. Die höheren Standzeiten der Fahrten 1 und 5 mit dem Solobus sind durch das außerplanmäßige Anhalten wegen Messtechnikproblemen bedingt. Diese Fahrten sind nicht repräsentativ und werden bei der weiteren Betrachtung nicht mehr berücksichtigt. In Abbildung 25 sind die Durchschnittsgeschwindigkeiten (v_ave) von allen Fahrten zusammengefasst. Hierbei ist ebenfalls zu erkennen, dass die Linie 725 (Strecken 5 u. 6) deutlich langsamer ist. Die Durchschnittsgeschwindigkeit auf diesen Strecken beträgt etwa 15 km/h, während die mittlere Geschwindigkeit aller Fahrten (v_ave_alle_Fahrten) bei ca. 20 km/h liegt.

Durchschnittsgeschwindigkeit
30
Strecken 1 und 2

Solobus Strecken 3 und 4 Strecken 5 und 6

Gelenkbus Strecken 3 und 4

25 mittlere Geschwindigkeit, [km/h]

20

15

10

5

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Fahrt Nr. v_ave v_ave_alle_Fahrten

Abbildung 25:

Mittlere Geschwindigkeiten der Testfahrzeuge

Des Weiteren ist zu erkennen, dass die Durchschnittsgeschwindigkeiten auf den Strecken 5 und 6 fast konstant sind, während die Durchschnittsgeschwindigkeiten auf den anderen Strecken relativ großen Schwankungen unterzogen sind. Die geringere Durchschnittsgeschwindigkeit der Fahrten 1 und 5 ist durch das außerplanmäßige Anhalten wegen der aufgetretenen Probleme mit der Messtechnik bedingt. Die etwas geringere Durchschnittsgeschwindigkeit der Fahrt 19 ist durch den dichten Feierabendverkehr auf der Strecke hervorgerufen. Aufgrund der während der Testfahrt aufgetretenen Probleme mit der Drehmomentmessung beim Solobus und der damit fehlenden Möglichkeit der Leistungsbestimmung werden bei der weiteren Fahrprofilentwicklung nur die Messdaten des Gelenkbusses verwendet.

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Diese Tatsache bringt jedoch keinen großen Nachteil für die Repräsentativität des Fahrzyklus mit sich. Denn, wie aus Abbildung 23 ersichtlich, haben sowohl der Solobus als auch der Gelenkbus in etwa ähnliche relative Motorbelastungen. Das höhere Gewicht des Gelenkbusses wird durch die höhere Motorleistung kompensiert.

4.2.6 Beschleunigungsleistung
Die maximal mögliche Fahrzeugbeschleunigung ist von der Fahrgeschwindigkeit und dem Leistungsgewicht des Fahrzeuges abhängig. Das Beurteilungsmaß der Fahrzeugbeschleunigung ist die Beschleunigungsleistung PA, welche das Produkt aus Fahrgeschwindigkeit v, Fahrzeugbeschleunigung a und Fahrzeugmasse m darstellt

PA = m ⋅ a ⋅ v
In Abbildung 26 sind die mittleren positiven Beschleunigungsleistungen (Pa_ave) aller Fahrten dargestellt. Die Unterschiede der einzelnen Fahrten resultieren hauptsächlich aus äußeren Verkehrssituationen.

Mittlere pos. Beschleunigungsleistung
60,00
Strecken 1 und 2

Solobus Strecken 3 und 4 Strecken 5 und 6

Gelenkbus Strecken 3 und 4

Mittlere Beschleunigungsleistung in kW

50,00

40,00

30,00

20,00

10,00

0,00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Fahrt Nr. Pa_ave Pa_ave_alle Fahrten

Abbildung 26:

Mittlere positive Beschleunigungsleistung

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4.2.7 Fahrstreckenauswahl für den Referenzfahrzyklus
Um die am besten passenden Fahrabschnitte zu selektieren, wurden alle Fahrten hinsichtlich ihrer Fahrgeschwindigkeit untersucht. Wie schon oben erwähnt unterscheiden sich die Strecken 5 und 6 von den anderen Strecken. Nach dem Vergleich der Fahrgeschwindigkeitsverteilung der einzelnen Fahrten auf den Strecken 5 und 6 mit der durchschnittlichen Geschwindigkeitsverteilung aller Fahrten auf diesen Strecken hat sich die Fahrt 13 als die am Ähnlichsten dem Durchschnitt entsprechend herausgestellt (siehe Abbildung 27). Diese Fahrt wurde als repräsentativ für die Fahrstrecken 5 und 6 bewertet und für die Fahrzyklusentwicklung ausgewählt. Analog zu den Fahrten auf den Strecken 5 und 6 wurden auch die Fahrten auf den Strecken 3 und 4 untersucht. Dabei wurden die Fahrten 15 und 18, die in etwa dem Durchschnitt aller Fahrten dieser Strecken entsprechen, ausgewählt. Um die realen Verkehrsbedingungen besser widerspiegeln zu können, wurden zusätzlich auch zwei vom Durchschnitt abweichende Fahrten ausgewählt, die etwas schnellere Fahrt 16 und die langsamere Fahrt 19 (siehe Abbildung 28).

100% 90% 80% 70% cum frequency Kumulierte Häufigkeit 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0 10 20 30 vehicle speed in km/h Geschwindigkeit in km/h 40 50 60
veh_2_journey_13 average routes 5 & 6

Abbildung 27:

Fahrstreckenauswahl; Geschwindigkeitsverteilung Fahrt 13

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100% 90% 80% 70% cum frequency Kumulierte Häufigkeit 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0 10 20 30 40 vehicle speed in km/h Geschwindigkeit in km/h 50 60 70 80
veh_2_journey_15 veh_2_journey_19 veh_2_journey_16 veh_2_journey_18 average, route 3 & 4

Abbildung 28:

Fahrstreckenauswahl; Geschwindigkeitsverteilung Fahrten 15,16,18,19

Strecken 3 und 4 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% -10% -20% -30% -40% -50% -60% -70% -80% -90% -100%

Strecken 5 und 6 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% -10% -20% -30% -40% -50% -60% -70% -80% -90% -100%

P_rel

1,6%-2,0% 1,2%-1,6% 0,8%-1,2% 0,4%-0,8% 0,0%-0,4%

1,6%-2,0% 1,2%-1,6% 0,8%-1,2% 0,4%-0,8% 0,0%-0,4%

0%

10%

20%

30%

40% n_rel

50%

60%

70%

0%

10%

20%

30%

40% n_rel

50%

60%

70%

Abbildung 29:

Streckenbezogene Verteilung der Motorbelastung

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P_rel

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In Abbildung 29 ist die streckenbezogene Häufigkeitsverteilung der Motorbelastung dargestellt. Hierbei gilt: je dunkler die Farbe, desto häufiger befindet sich der Motor in dem Lastbereich. Aus den Diagrammen ist ersichtlich, dass die beiden Streckenpaare 3/4 und 5/6 in etwa ähnliche Motorbelastungen hervorrufen. Dabei befindet sich der Motor am Häufigstem im unteren Drehzahlbereich mit niedrigen Lasten und im Teillastbereich. Der Volllastbereich ist so gut wie nicht vertreten. Die etwas höhere Motorbelastung auf den Strecken 3 und 4 ist mit der höheren Fahrgeschwindigkeit erklärt. Der Referenzfahrzyklus besteht somit aus 5 Fahrten und dauert 7115 Sekunden. In der Tabelle 15 sind die Zeitdauern sowie Längen und Durchschnittsgeschwindigkeiten der einzelnen Fahrten zusammengefasst. Tabelle 15: Zusammensetzung Referenzfahrzyklus

Fahrt Nr. 13 15 16 18 19 Referenzzyklus

Dauer, [s] 2709 1140 908 1027 1331 7115

Strecke, [m] 11208,55 6737,27 5786,12 5788,39 6724,33 36244,66

mittlere Geschwindigkeit, [km/h] 14,90 21,28 22,94 20,29 18,19 18,34

4.2.8 Repräsentativer Fahrzeugzyklus (v(t) - Fahrzyklus)
Der aus den Messdaten abgeleitete Referenzfahrzyklus ist zwar repräsentativ für das wirkliche Verhalten der Stadtomnibusse, jedoch ist er viel zu lang für die Untersuchungen am Motorenprüfstand. Deshalb wird aus dem Referenzfahrzyklus ein repräsentativer Fahrzyklus abgeleitet, der dieselben Charakteristiken zeigt wie der Referenzfahrzyklus. Die Fahrzyklusdauer wurde wie beim ETC auf 30 min (1800 s) begrenzt. Für die Ableitung des repräsentativen Fahrzyklus wird folgende Vorgehensweise benutzt:
• • • •

Analyse des Referenzfahrzyklus Bildung von Musterzyklen (sample cycles) Statistischer Vergleich zwischen dem Referenzzyklus und den Musterzyklen und Auswahl des repräsentativen Fahrzyklus Vollendung des repräsentativen Fahrzyklus.

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4.2.8.1

Analyse des Referenzfahrzyklus

Ein wichtiges Element für die Analyse ist die Zeitdauer der Fahrsequenzen und der Stopps. Eine Fahrsequenz ist definiert als ein Geschwindigkeitsabschnitt zwischen zwei Stopps. Ein Stopp ist definiert als ein Zeitabschnitt mit durchgehender Geschwindigkeit gleich Null (bzw. < 2 km/h). Die Abbildung 30 zeigt als Beispiel einen kurzen Zyklus, bestehend aus 3 Fahrsequenzen und 3 Stopps. Die Anzahl der Stopps ist normalerweise gleich der Anzahl der Fahrsequenzen. Allerdings wurde bei den Vermessungsfahrten die Datenaufzeichnung immer mit einem Stopp begonnen und mit einem Stopp beendet. Dadurch ist die Anzahl der Stopps beim Referenzzyklus um 5 höher als die der Fahrsequenzen.

Fahrabschnitt
70
Stop 1 Sequenz 1 Stop 2 Sequenz 2 Stop3 Sequenz 3

60

Geschwindigkeit in km/h

50

40

30

20

10

0 0 60 120 Zeit in s
v

180

240

300

Abbildung 30:

Beispiel Fahrabschnitt

Die Analyse des Referenzzyklus beginnt mit der Separation der Fahrsequenzen (microtrips) und der Stopps. Dabei werden die Geschwindigkeitsabschnitte immer zusammen mit den (relativen) Motorleistungsabschnitten betrachtet. Im nächsten Schritt werden die durchschnittlichen Dauern der Fahrsequenzen und der Stopps berechnet. Mit der Kenntnis der durchschnittlichen Dauern lässt sich die Anzahl der Fahrsequenzen nseq und der Stopps nstop des repräsentativen Fahrzyklus nach folgender Formel errechnen:

n seq = n stop =

t Zykl (t ave, seq + t ave, stop )

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Mit der gewünschten Fahrzyklusdauer tZykl = 1800 s und der durchschnittlichen Sequenzendauer tave, seq = 47 s sowie der durchschnittlichen Stoppdauer tave, stop = 19 s beträgt die theoretische Anzahl der Fahrsequenzen und der Stopps 27. In der Tabelle 16 sind die einzelnen Dauern der Fahrsequenzen und der Stopps des Referenzfahrzyklus zusammengefasst. Tabelle 16:
Nr.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 Fahrt 13 47 57 4 41 49 11 34 14 6 77 7 50 23 16 35 26 78 88 16 23 51 12 70 10 77 43 54 14 26 20 71 53 83 21 54 38 10 59 57 16 51 53 69 72 38 49 1 34

Dauern der Fahrsequenzen und der Stopps (Referenzzyklus)
Dauer der Fahrsequenzen in s
Fahrt 15 60 56 7 27 22 27 41 85 73 17 89 91 28 87 146 Fahrt 16 12 18 21 160 91 12 148 13 63 108 Fahrt 18 12 20 22 156 28 20 91 12 148 71 2 113 Fahrt 19 44 21 62 68 72 34 21 26 37 18 11 32 20 6 19 33 9 24 65 38 25 89 136 Fahrt 13 26 15 15 25 26 13 2 12 13 6 22 31 5 52 13 3 55 14 16 44 17 13 32 21 2 20 29 8 17 5 16 13 11 12 14 1 17 8 15 17 12 11 20 14 13 1 26 2 6

Dauer der Stopps in s
Fahrt 15 9 26 42 2 14 18 15 15 11 23 17 24 12 21 22 13 Fahrt 16 31 50 46 10 14 19 22 18 6 43 3 Fahrt 18 18 43 42 16 36 24 46 17 22 25 23 18 2 Fahrt 19 4 6 24 12 12 24 13 9 12 34 22 23 15 12 15 51 3 26 9 38 13 18 24 2

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Der repräsentative Fahrzyklus muss eine ähnliche Verteilung der Fahrsequenz- und Stoppdauern zeigen, wie der Referenzzyklus. Dadurch, dass der Referenzzyklus im Allgemeinen eine viel größere Anzahl an Sequenzen besitzt, lässt sich dessen Verteilung nicht direkt auf den repräsentativen Fahrzyklus übertragen. Die Verteilung der Sequenzenund Stoppdauern des repräsentativen Fahrzyklus wird mit Hilfe des Gaußschen Prinzips der kleinsten Quadrate angenähert. In der Abbildung 31 und Abbildung 32 sind die Verteilungen der Fahrsequenzdauern und der Stoppdauern des Referenzzyklus sowie des späteren repräsentativen Fahrzyklus dargestellt. Zusätzlich sind die Trendlinien der jeweiligen Verteilungen maßstabsgerecht dargestellt, aus denen ersichtlich ist, dass die Verteilungen der Sequenzen und der Stopps des Fahrzyklus mit denen des Referenzzyklus relativ gut korrespondieren.

Fahrsequenzen
12
3

8

2

6

4

1

2

0 1 11 21 31 41 51 Dauer in s
Fahrsequenzen Referenzzyklus Polynomisch (Fahrsequenzen Referenzzyklus) Fahrsequenzen Fahrzyklus Polynomisch (Fahrsequenzen Fahrzyklus)

0

61

71

81

91

>100

Abbildung 31:

Verteilung der Fahrsequenzdauern

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Anzahl der Sequenzen (Fahrzyklus)

10 Anzahl der Sequenzen (Referenzzyklus)

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Stopps
12 3

Anzahl der Stopps (Referenzzyklus)

10 Anzahl der Stopps (Fahrzyklus)

8

2

6

4

1

2

0 1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 Dauer in s Stopps Referenzzyklus Stopps Fahrzyklus Polynomisch (Stopps Fahrzyklus)

0

Polynomisch (Stopps Referenzzyklus)

Abbildung 32:

Verteilung der Stoppdauern

4.2.8.2

Erstellung von Musterzyklen und Auswahl des repräsentativen Fahrzyklus

Nachdem die Verteilung der Fahrsequenzdauern bekannt ist, werden Musterzyklen erstellt, die aus verschiedenen Sequenzen der vorher berechneten Sequenzendauern zusammengesetzt werden. Um die richtigen Fahrsequenzen zu finden, wird ein Satz von Sequenzen für jede berechnete Dauer zusammengestellt. Diese Sequenzen werden aus den Messdaten des Referenzfahrzyklus ausgewählt. Die Sequenzen der ähnlichen Dauern müssen möglichst große Variation an Fahrgeschwindigkeiten zeigen, um möglichst viele verschiedene Musterzyklen erzeugen zu können. Die Stopps werden zum Musterzyklus in einer späteren Phase hinzugefügt. Nachdem für jede berechnete Sequenzlänge ein Satz von Fahrsequenzen ausgewählt ist, werden mehrere Musterzyklen der gewünschten Länge erstellt. Aus diesen Kombinationen von Sequenzen wird diejenige ausgewählt, die mit dem Referenzzyklus am vergleichbarsten ist. Die Kriterien, die zum Vergleich verwendet werden, müssen noch definiert werden. Als Vergleichskriterium für die Fahrgeschwindigkeitsmuster wird die FahrgeschwindigkeitBeschleunigungs-Matrix (v-a-Matrix) verwendet. Dies ist die beste Charakterisierung der Fahrmuster, denn aus der v-a-Matrix lassen sich alle Zyklusparameter ableiten. Für den Vergleich der Motorleistung wird eine zweidimensionale Matrix der relativen Motorleistung und der Änderung der relativen Motorleistung pro Zeiteinheit (hier: 1 s) („Prel dPrel/dt“ -Matrix) verwendet. Die Prel - dPrel/dt - sowie die v-a-Matrix des Referenzzyklus kann aufgestellt werden, sobald der Referenzzyklus entwickelt ist. Die Matrixzellen enthalten die zeitlichen Anteile der Wertekombination aus der relativen Motorleistung und der Änderung der relativen Motorleistung (bzw. Fahrgeschwindigkeit- und Beschleunigungswerte). Die Zellenwerte der Matrizen des
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Referenzzyklus werden durch die Gesamtdauer des Referenzzyklus geteilt und mit der gewünschten Fahrzyklusdauer multipliziert. Das ergibt dann die Zeitdauer, die eine bestimmte Kombination aus Prel und dPrel/dt (bzw. aus v und a) in dem repräsentativen Fahrzyklus zeigen sollte. In der Tabelle 17 und Tabelle 18 sind die v-a- und Prel - dPrel/dtSollmatrizen für den Fahrzyklus dargestellt. Die Werte für die Fahrgeschwindigkeit, Beschleunigung, relative Leistung und die Änderung der relativen Leistung sind dabei, wie in Kapitel 4.1 beschrieben, klassiert. Die Zyklusdauer beträgt 1269 Sekunden (exklusive Stopps). Wenn die v-a- und Prel - dPrel/dt- Matrizen des Musterzyklus ein ähnliches Häufigkeitsverteilungsmuster wie die Sollmatrizen zeigen, sind alle wichtigen Zyklusparameter und -Eigenschaften vergleichbar mit dem Referenzzyklus und somit repräsentativ für den wirklichen Straßenverkehr. Die Auswahl des repräsentativen Fahrzyklus erfolgt mittels eines statistischen Vergleichs zwischen den beiden Matrizen des Referenzzyklus und denen des jeweiligen Musterzyklus. Der statistische Vergleich wird mit dem Chi-Quadrat-Anpassungstest durchgeführt. Dabei werden die beobachteten Häufigkeitswerte des Musterzyklus mit den Häufigkeitswerten des Referenzzyklus verglichen. Je besser die Übereinstimmung der Häufigkeitswerte des Muster- und des Referenzzyklus ist, desto kleiner wird die Testgröße X2. Die Testgröße X2 wird nach folgender Formel berechnet:
k

X2 = ∑
i =1

(Ni − n* ) 2 i n* i

Mit:
X2: Ni:

Chi-Quadrat-Testgröße beobachtete Werte (Musterzyklus) erwartete Werte (Referenzzyklus)

n*: i

Die beobachteten Häufigkeitswerte werden vom Musterzyklus und die erwarteten Werte vom Referenzzyklus (auf die gewünschte Zyklusdauer umgerechnet) berechnet.

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Tabelle 17:

v-a-Sollmatrix für den Fahrzyklus (Zeit in [s], ohne Stopps)
v , [km/h] 30 35

a, [m/s²] 1,40 1,30 1,20 1,10 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 -0,10 -0,20 -0,30 -0,40 -0,50 -0,60 -0,70 -0,80 -0,90 -1,00 -1,10 -1,20 -1,30 -1,40 -1,50 -1,60 -1,70 -1,80 -1,90

0 0,0 0,0 0,0 1,0 1,3 1,0 0,5 0,0 0,5 0,3 0,3 1,0 0,3 1,0 1,0 1,0 1,0 0,8 5,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

5 0,3 0,5 4,3 8,9 6,8 2,8 2,3 2,8 5,1 3,8 5,8 8,3 5,8 6,6 6,1 8,6 6,3 4,0 6,6 7,6 10,6 6,8 5,1 4,8 2,3 1,0 0,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

10 0,0 1,0 2,8 6,1 6,6 4,3 5,3 3,3 5,3 4,0 5,8 6,3 6,1 9,6 9,1 6,6 6,3 3,8 6,8 3,0 5,1 4,0 5,3 5,6 3,8 5,1 3,3 2,3 0,8 0,3 0,3 0,3 0,0 0,0

15 0,0 0,3 1,3 5,6 3,8 4,0 6,1 5,6 6,3 4,8 7,1 5,1 6,8 7,6 10,1 12,1 7,6 5,8 5,3 4,0 5,6 4,3 3,5 4,6 3,8 4,3 2,8 3,3 0,5 1,3 0,0 0,3 0,3 0,0

20 0,0 0,0 1,8 4,3 5,8 3,8 6,1 7,8 8,6 6,1 8,1 6,8 7,3 9,1 7,3 8,6 10,6 8,6 6,6 3,8 3,3 5,3 4,3 4,0 2,0 2,0 0,3 0,3 0,8 0,5 0,0 0,0 0,3

25

40

45

50

55

60

65

0,0 0,0 0,0 1,5 5,6 5,6 9,4 12,9 8,1 6,1 6,6 4,0 6,8 7,3 6,8 8,3 7,3 7,3 3,3 4,8 4,0 3,3 4,3 1,0 1,8 0,5 0,5 0,3 0,3 0,0 0,3 0,0

0,0 0,0 0,0 0,8 5,3 9,6 9,4 13,9 13,4 11,6 9,1 14,9 11,4 13,7 10,9 6,6 5,1 5,6 4,6 2,5 2,3 2,3 2,8 1,3 0,8 0,3 0,3 0,0 0,0 0,0

0,0 0,0 0,0 0,3 3,0 7,3 12,9 10,6 10,6 14,7 9,1 9,6 11,9 9,4 4,3 6,3 5,6 1,0 1,3 2,5 1,0 1,8 0,3 0,0 0,3 0,0 0,0 0,0

0,0 0,0 0,0 0,5 5,8 8,1 7,1 9,1 7,1 9,6 7,1 9,1 3,8 2,0 4,6 2,3 0,5 0,3 1,3 0,3 1,5 0,0 0,3 0,3 0,0 0,0

0,0 0,0 0,0 2,0 4,6 7,1 8,9 8,9 9,9 9,1 6,8 3,0 1,8 1,5 2,8 2,0 0,0 1,0 0,3 0,0 0,3 0,0 0,3 0,0

0,0 0,0 0,0 0,5 5,3 11,1 9,9 9,9 10,1 6,6 3,0 1,0 2,3 1,3 0,8 0,0 0,0 0,3 0,0 0,0 0,0 0,0

0,0 0,0 0,0 0,5 4,6 11,1 9,1 2,8 3,3 1,8 0,8 0,5 0,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

0,0 0,0 0,5 3,5 4,8 8,6 3,3 2,5 1,0 0,8 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

0,0 0,0 0,5 2,5 4,0 1,8 1,3 0,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

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Tabelle 18:

Prel - dPrel / dt -Sollmatrix für den Fahrzyklus (Zeit in [s], ohne Stopps)
Prel 40%

dPrel / dt 60% 55% 50% 45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% -5% -10% -15% -20% -25% -30% -35% -40% -45% -50% -55% -60%

< 0% 0,3 0,5 0,5 3,0 6,6 9,1 16,7 16,2 20,7 25,6 31,6 33,9 67,3 51,9 34,9 28,8 13,4 9,1 8,3 3,5 1,5 1,0 0,8 0,0 0,0

0% 0,0 0,0 0,0 0,3 0,3 1,5 3,0 5,6 7,3 7,8 8,9 9,9 7,8 6,6 9,4 1,8 0,8 1,0 0,8 0,3 0,0 0,0 0,0 0,0

10%

20%

30%

50%

60%

70%

80%

90%

0,0 0,0 0,0 0,3 0,3 1,5 5,1 9,4 12,6 23,0 27,1 14,7 7,1 7,3 8,9 1,8 0,8 1,5 0,5 0,3 0,0 0,0 0,0

0,0 0,0 0,0 0,5 1,3 6,3 12,6 18,7 30,4 47,1 23,8 14,4 5,8 7,1 4,6 2,0 0,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

0,0 0,0 0,5 0,8 4,3 11,4 14,2 19,2 22,8 18,0 13,7 7,8 6,3 2,8 3,3 0,3 0,0 0,3 0,3 0,0 0,0

0,0 0,0 0,0 1,0 7,6 14,9 19,0 13,9 11,6 9,9 8,6 4,6 4,6 3,0 1,3 0,5 0,3 0,0 0,0 0,0

0,0 0,0 0,8 4,0 13,9 22,0 13,9 10,9 7,8 5,6 3,3 3,3 1,0 1,3 1,5 0,3 0,0 0,0 0,0

0,0 0,0 2,8 9,1 15,9 19,2 9,1 6,3 5,1 2,5 3,0 1,0 1,0 1,0 0,3 0,8 0,3 0,0

0,0 1,0 4,3 9,4 13,2 6,3 3,8 2,3 2,5 1,0 0,3 0,0 0,3 0,3 0,3 0,0 0,0

0,0 1,5 9,9 19,2 5,1 2,3 2,0 0,8 0,8 0,5 1,0 0,3 0,0 0,0 0,0 0,3

0,0 3,5 19,7 5,6 1,5 0,5 0,5 0,5 0,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

Nach dem statistischen Vergleich wurde der in Abbildung 33 dargestellte Fahrzyklus ausgewählt Die Zusammensetzung des Fahrzyklus ist in der folgenden Tabelle 19 dargestellt. Tabelle 19: Zusammensetzung des Fahrzyklus
Musterzyklus Fahrabschnitt Nr. t_start 1 1 2 901 3 986 4 995 5 1162 6 1311 7 1315 8 1770 Summe Referenzzyklus t_end Dauer Strecke Fahrt Nr. t_start t_end Dauer 900 900 4 18 111 1010 900 985 85 4 16 182 266 85 994 9 4 16 347 355 9 1161 167 3 15 974 1140 167 1310 149 3 19 1183 1331 149 1314 4 3 15 1137 1140 4 1769 455 5 13 373 827 455 1800 31 5 13 607 637 31 1800 1800

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Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

70

60

v
50 vehicle speed km/h Geschwindigkeit in km/h

40

30

20

10

0 0 300 600 900 time in s Zeit in s 1200 1500 1800

Abbildung 33:

Ausgewählter repräsentativer Fahrzyklus

4.2.8.3

Vollendung des repräsentativen Fahrzyklus

Nachdem der repräsentative Zyklus ausgewählt ist, werden die Fahrsequenzen und die Stopps sinnvoll geordnet. Bei der Anordnung der Fahrsequenzen wird das wirkliche Verhalten der Stadtbusse im Straßenverkehr berücksichtigt. Der Fahrzyklus wird dabei in drei Teile aufgeteilt, die folgende städtische Straßen repräsentieren: 1. Straßen im Stadtkern oder in Wohngegenden mit einer zulässigen Geschwindigkeit von max. 30 km/h (Zone 30). Dieses Fahrzyklusteil enthält kurze Fahrsequenzen mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit < 15 km/h mit häufigen Haltestellenstopps. Am Ende dieses Zyklusabschnitts ist ein längerer Stopp angeordnet, der das Warten an einer ampelgeregelten Straßenkreuzung bzw. an einer ungeregelten Kreuzung der Neben- und Hauptstraßen repräsentieren soll. 2. Innerstädtische Hauptstraßen mit einer zulässigen Geschwindigkeit von 50 km/h. Dieses Zyklusteil enthält längere Fahrsequenzen mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von ca. 25 km/h und wenigen Haltestellenstopps. 3. Das dritte Zyklusteil repräsentiert die gut ausgebauten inner- oder außerstädtischen Straßen mit einer Geschwindigkeitsbegrenzung von mindestens 70 km/h (z.B. mehrspurige Landstraßen oder Stadtautobahnen). Dieses Zyklusteil enthält lange Fahrsequenzen mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von etwa 40 km/h und wenigen Haltestellenstopps.

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Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

Bevor die richtige Anordnung der Fahrsequenzen durchgeführt werden konnte, musste der ausgewählte Fahrzyklus noch von Hand korrigiert werden. Bei der Kontrolle der Geschwindigkeitsverteilung des ausgewählten Zyklus hat sich herausgestellt, dass der Fahrzyklus schneller als der Durchschnitt aller Fahrten ist (siehe Abbildung 34, orangefarbene Linie). Der Grund für die Abweichung ist die höhere Durchschnittsgeschwindigkeit sowie geringere Stillstandsanteile. Um die Durchschnittsgeschwindigkeit zu reduzieren wurden zwei, in Abbildung 35 rot markierte Fahrsequenzen entfernt. Zum Ausgleich wurden die grün markierten Fahrsequenzen jeweils einmal wiederholt. Zusätzlich mussten die Stoppdauern angepasst werden.

100% 90% 80% 70% cum frequency Kumulierte Häufigkeit 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0 10 20
average, route 3

30
average, route 4

40 vehicle speed inin km/h Geschwindigkeit km/h
average routes 5 & 6

50
repcycle

60
repcycle_mod

70

80

Abbildung 34:

Vergleich der Geschwindigkeitsverteilung

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 51 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

70

60

50 vehicle speed in Geschwindigkeit in km/h

40

30

20

10

0 0 300 600 900 time in s Zeit in s 1200 1500 1800

Abbildung 35:

Modifikation des Fahrzyklus

Der so modifizierte endgültige Fahrzyklus ist in Abbildung 36 und die Zykluszusammensetzung in der Tabelle im Anhang dargestellt. Die Geschwindigkeitsverteilung des modifizierten Fahrzyklus ist in Abbildung 34 als grüne Linie dargestellt. An dieser Stelle wäre die Aufgabenstellung der Fahrzyklusentwicklung erfüllt, wenn es die Problematik der variablen Übersetzung des ersten Ganges nicht gäbe. Diese Problematik macht den repräsentativen Fahrzeugzyklus für viele Motorenprüfstände nutzlos, denn sie können die variable Übersetzung nicht simulieren. Aus diesem Grund wird im nächsten Abschnitt ein repräsentativer Motorzyklus in Form eines relativen M(n) - Fahrprofils aus dem repräsentativen Fahrzeugzyklus entwickelt. Der große Vorteil des relativen Fahrprofils ist seine universelle Anwendbarkeit für jeden Motor. Man kann für jeden Motor das normierte Fahrprofil entnormieren, indem man auf dem Prüfstand eine Volllast- und eine Schleppkurve des Motors fährt und dann die absoluten Werte für das Motordrehmoment und die Motordrehzahl bestimmt. Die Voraussetzung für die universelle Anwendbarkeit des relativen Fahrprofils ist jedoch eine ähnliche Motorbelastung. Dies wurde aber mit den Messfahrten dieses Projektes bewiesen, denn das größere Gewicht des Gelenkbusses wird durch die größere Motorleistung wettgemacht, sodass die relative Motorbelastung sehr ähnlich ist.

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Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

Düsseldorf driving cycle
70

Part 1
60

Part 2

Part 3

v, [km/h]
vehicle speed in km/h Geschwindigkeit inkm/h 50

40

30

20

10

0 0 300 600 900 time in s Zeit in s 1200 1500 1800

Part 1 Part 2 Part 3 Total

t_start [s] 1 961 1381 1

t_end [s] 960 1380 1800 1800

v_ave [km/h] 11 25 41,8 21,5

n_rel_ave [%] 19,7% 32,6% 43,3% 28,2%

duration [s] 960 420 420 1800

distance [m] 2945 2912 4880 10737

stop time [%] 37,1% 22,4% 12,9% 28%

stop time [s] 356 94 54 504

Abbildung 36:

Der Düsseldorfer Fahrzyklus (v(t)-Diagramm)

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 53 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

4.2.9 Repräsentativer Motorzyklus (Mrel(nrel)-Zyklus)
Der repräsentative Motorzyklus wurde aus dem repräsentativen Fahrzeugzyklus abgeleitet. Da für jeden Punkt des Fahrzeugzyklus auch die entsprechende Motordrehzahl und das Kardanwellendrehmoment vorlagen, konnte die Transformation des Fahrzeugzyklus in den Motorzyklus relativ einfach durchgeführt werden. Aus dem Kardanwellendrehmoment wurde die Leistung bestimmt. Die absoluten Motordrehzahl- und Leistungswerte mussten noch, wie in Kapitel 4.1 beschrieben, normiert werden. Da die Motorleistung proportional zum Motordrehmoment bei der jeweiligen Motordrehzahl ist, konnten die Werte der relativen Leistung Prel unverändert für das relative Drehmoment Mrel übernommen werden. Bedingt dadurch, dass die Busse mit einem hydrodynamischen Retarder ausgestattet waren, wurden die relativen Schleppmomente von -150 % und mehr gemessen. Für den Fahrzyklus wurden die maximalen, relativen Schleppmomente von Hand auf -100% gesetzt. Der entstandene repräsentative Motorzyklus wurde analog zum Fahrzeugzyklus in drei Teile aufgeteilt, die die im vorigen Kapitel beschriebenen Straßentypen repräsentieren. In Abbildung 37 sind die Punkte des relativen Motorzyklus als orange Dreiecke dargestellt (repcycle). Die blaue Punktewolke (veh_2, all journeys) ist die gemessene relative Leistung aus allen Fahrten des Gelenkbusses. Die zeitlichen Verläufe des relativen Drehmomentes und der relativen Drehzahl des Motorzyklus sind in der Abbildung 76 im Anhang dargestellt. Die kompletten Daten des Düsseldorfer Fahrzyklus (Fahrzeug- und Motorzyklus) sind in der Tabelle 29 im Anhang zu finden.
Düsseldorf driving cycle
125,00% 100,00% 75,00% 50,00% 25,00% 0,00% M_rel -25,00% -50,00% -75,00% -100,00% -125,00% -150,00% -175,00% 0,00% veh_2, all journeys repcycle

10,00%

20,00%

30,00%

40,00% n_rel

50,00%

60,00%

70,00%

80,00%

Abbildung 37:

Der Düsseldorfer Fahrzyklus ( Mrel(nrel)-Diagramm)

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 54 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

Die Abbildung 38 stellt das Belastungsschaubild des Düsseldorfer Fahrzyklus als Häufigkeitsverteilung der bestimmten Kombinationen aus relativem Moment M_rel und relativer Drehzahl n_rel dar. Je dunkler die Farbe, desto häufiger kommt eine bestimmte Kombination im Zyklus vor. Wie aus dem Bild ersichtlich, ist der Bereich der niedrigen Drehzahl und Leistung am Häufigsten vertreten. Des Weiteren ist der Teillastbereich oft vertreten, der Volllastbereich hingegen ist so gut wie gar nicht vertreten. Somit spiegelt die Motorbelastung des Fahrzyklus in etwa die realen Motorbelastungen während des Fahrbetriebs wider (vgl. Abbildung 29).

90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% -10% -20% -30% -40% 1,6%-2,0% 1,2%-1,6% 0,8%-1,2% 0,4%-0,8% 0,0%-0,4% 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50% 55% 60% 65% 70% 75% -50% -60% -70% -80% -90% -100% n_rel M_rel 0%

Abbildung 38:

Belastungsschaubild des Düsseldorfer Fahrzyklus

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 55 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

4.2.9.1

Repräsentativer Motorzyklus (Teil 1)

Der erste Teil des Motorzyklus repräsentiert das Fahren auf Straßen in Wohngebieten mit niedriger Geschwindigkeit und häufigem Anhalten. Dadurch befindet sich der Motor häufig in dem unteren Drehzahlbereich mit geringer relativer Leistung bzw. geringem relativen Drehmoment. Seltener befindet sich der Motor in mittleren und hohen Lastbereichen. Die relativen Schleppmomente sind verhältnismäßig gering, was durch die geringe Fahrgeschwindigkeit bedingt ist. In Abbildung 39 sind in einem Mrel(nrel)-Diagramm zusätzlich zu Abbildung 37 die Punkte des ersten Teils des repräsentativen Motorzyklus als grüne Punkte abgebildet. Die zeitlichen Verläufe des relativen Drehmomentes und der relativen Drehzahl des ersten Teils des Motorzyklus sind in der Abbildung 77 im Anhang dargestellt.

Düsseldorf driving cycle
125,00% 100,00% 75,00% 50,00% 25,00% 0,00% M_rel -25,00% -50,00% -75,00% -100,00% veh_2, all journeys -125,00% -150,00% -175,00% 0,00% repcycle Part 1

10,00%

20,00%

30,00%

40,00% n_rel

50,00%

60,00%

70,00%

80,00%

Abbildung 39:

Der Düsseldorfer Fahrzyklus ( Mrel(nrel)-Diagramm) Teil 1

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 56 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

4.2.9.2

Repräsentativer Motorzyklus (Teil 2)

Der zweite Teil des Motorzyklus repräsentiert das Fahren auf städtischen Hauptstrassen mit wenigen Halten und größerem Haltestellenabstand, die maximale Fahrgeschwindigkeit beträgt etwa 50 km/h. Der Motor befindet sich nur kurz im unteren Drehzahlbereich und geht relativ schnell in die mittleren und oberen Lastbereiche des Kennfeldes. Durch die höhere Fahrgeschwindigkeit sind die Schleppmomente deutlich höher als im ersten Teil des Motorzyklus. Das Mrel(nrel)-Diagramm aus Abbildung 37 wurde in Abbildung 40 um die Punkte des zweiten Teils des repräsentativen Motorzyklus als hellblaue Rauten erweitert. Die zeitlichen Verläufe des relativen Drehmomentes und der relativen Drehzahl sind in der Abbildung 78 im Anhang dargestellt.

Düsseldorf driving cycle
125,00% 100,00% 75,00% 50,00% 25,00% 0,00% M_rel -25,00% -50,00% -75,00% -100,00% veh_2, all journeys -125,00% -150,00% -175,00% 0,00% repcycle Part 2

10,00%

20,00%

30,00%

40,00% n_rel

50,00%

60,00%

70,00%

80,00%

Abbildung 40:

Der Düsseldorfer Fahrzyklus ( Mrel(nrel)-Diagramm) Teil 2

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 57 / 120 -

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4.2.9.3

Repräsentativer Motorzyklus (Teil 3)

Der dritte Teil des Motorzyklus repräsentiert das Fahren auf mehrspurigen, gut ausgebauten innerörtlichen oder außerörtlichen Strassen mit wenigen Halten mit großem Haltestellenabstand und einer maximalen Fahrgeschwindigkeit von etwa 70 km/h. Der Motor befindet sich fast ausschließlich im mittleren und oberen Lastbereich. Entsprechend der Fahrgeschwindigkeit sind die maximalen relativen Schleppmomente hoch. Das Mrel(nrel)-Diagramm aus Abbildung 37 wurde in Abbildung 41 um die Punkte des dritten Teils des repräsentativen Motorzyklus als violette Quadrate erweitert. Die zeitlichen Verläufe des relativen Drehmomentes und der relativen Drehzahl sind in der Abbildung 79 im Anhang gezeigt.

Düsseldorf driving cycle
125,00% 100,00% 75,00% 50,00% 25,00% 0,00% M_rel -25,00% -50,00% -75,00% -100,00% veh_2, all journeys -125,00% -150,00% -175,00% 0,00% repcycle Part 3

10,00%

20,00%

30,00%

40,00% n_rel

50,00%

60,00%

70,00%

80,00%

Abbildung 41:

Der Düsseldorfer Fahrzyklus ( Mrel(nrel)-Diagramm) Teil 3

4.2.10

Abschließende Zyklusbetrachtung

Der statistische Vergleich der Geschwindigkeitsverteilungen des Düsseldorfer Fahrzyklus und aller Fahrten des Messvorhabens zeigt, wie in Abbildung 42 abgebildet, dass der Fahrzyklus dem Durchschnitt der meisten Fahrten entspricht (von einigen Ausreißern abgesehen) und somit als repräsentativ angesehen werden kann.

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 58 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

Auch der statistische Vergleich der Häufigkeitsverteilungen der relativen Drehzahl (Abbildung 43) zeigt, dass der Düsseldorfer Fahrzyklus ungefähr die Drehzahlverteilungen aller Fahrten widerspiegelt, sowie das höhere Drehzahlniveau des Motors des Solobusses berücksichtigt. Der Düsseldorfer Fahrzyklus wurde in drei Teile aufgeteilt, die drei verschiedene, in Städten häufig vorkommende, Straßentypen repräsentieren. Die drei Teilzyklen können unabhängig von einander gefahren werden und die Abgasemissionen können mittels Wichtungsfaktoren unterschiedlich bewertet werden. Dadurch wird die Anforderung der Übertragbarkeit auf andere Städte mit ähnlichen Bedingungen erfüllt.

100% 90% 80% 70% Kumulierte Häufigkeit 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Fahrgeschwindigkeit in km/h

SB_L_733_S_1_F_1 SB_L_733_S_1_F_3 SB_L_733_S_2_F_2 SB_L_733_S_2_F_4 SB_L_780_S_3_F_5 SB_L_780_S_3_F_7 SB_L_780_S_3_F_9 SB_L_780_S_4_F_6 SB_L_780_S_4_F_8 SB_L_780_S_4_F_10 GB_L_780_S_3_F_15 GB_L_780_S_3_F_17 GB_L_780_S_3_F_19 GB_L_780_S_4_F_16 GB_L_780_S_4_F_18 GB_L_780_S_4_F_20 GB_L_725_S_5_F_11 GB_L_725_S_5_F_13 GB_L_725_S_6_F_12 GB_L_725_S_6_F_14 repcycle

Abbildung 42:

Vergleich der Geschwindigkeitsverteilungen

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 59 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

100% 90% 80% Kumulierte Häufigkeit 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% n_rel Relative Drehzahl Solobus, alle Fahrten Gelenkbus, Linie 780 Gelenkbus, alle Fahrten Düsseldorfer Fahrzyklus Solobus, Linie 780

Abbildung 43:

Gegenüberstellung der Verteilungen der relativen Drehzahl

Bei den Untersuchungen auf dem Motorenprüfstand hat sich der Düsseldorfer Fahrzyklus als sehr gut nachfahrbar und realitätsnah erwiesen. Im Vergleich beträgt die Zyklusarbeit des Düsseldorfer Fahrzyklus etwa 50% der Zyklusarbeit des europäischen Zulassungszyklus ETC. Somit kann der Düsseldorfer Fahrzyklus als ein „Schwachlastzyklus“ bezeichnet werden.

4.3 Prüfstandsvermessung
Zur Applikation des Niederdruck-Abgasrückführsystems sind beide Motoren auf dem Motorprüfstand der Firma stt emtec in Sundsvall, Schweden, vermessen worden. Nach erfolgter Applikation wurde jeweils eine Abnahmevermessung durchgeführt, um den erreichten Stand zu dokumentieren. Es wurden Vergleiche mit und ohne Abgasrückführsystem gefahren.

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Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

4.3.1 Ergebnisse im ESC (European Stationary Cycle)

Ergebnisse ESC (MAN D2866LUH23)
8,0 729,7 7,0 697,7

ohne Nachrüstung mit Nachrüstung

6,0

g/kWh für CO2: 100 g/kWh

5,0

4,0

3,619

3,0 2,016

2,0 0,735 1,0 0,261 0,373 0,015

0,113

0,0

0,010

CO

HC

NOx

PT

CO2

Abbildung 44:

Ergebnisse im ESC des MAN-Motors

Der stationär gefahrene europäische Zulassungszyklus ESC enthält 12 Messpunkte, die auf drei Drehzahlschnitten im Kennfeld eines Motors verteilt sind. Zusätzlich wird noch der Leerlaufpunkt vermessen. Bei der Berechnung des Ergebnisses werden die einzelnen Messpunkte mit Wichtungsfaktoren versehen, um die Aufenthaltsdauer des Motors in bestimmten Kennfeldbereichen bei realer Fahrt abzubilden. Abbildung 44 zeigt die Ergebnisse im ESC ohne und mit Abgasnachbehandlung. Es ist erkennbar, dass das Ziel von 2 g/kWh erreicht wurde. Die massiven Absenkungen der Komponenten CO, HC, und PT werden durch den Oxidationskatalysator und den nachgeschalteten Partikelfilter erreicht. Die Nachrüstung führt aber auch zu einer Verbrauchserhöhung. Abbildung 45 zeigt die ESC Ergebnisse für den Mercedes-Motor. Zwar sind Ergebnisse in der Größenordnung von 2 g/kWh grundsätzlich darstellbar (gelbe Balken), aber die AGRVerträglichkeit des Motors lässt eine solche Einstellung nicht zu, da die Rauchemissionen stark ansteigen und mit Motorschäden gerechnet werden muss. Die zweite Ergebnisdarstellung (grüne Balken) zeigt die Werte mit einer aus Nachrüstersicht vertretbaren AGR-Menge. Die Werte zeigen zwar eine deutliche Reduktion der NOxEmission, erreichen aber nicht den Zielwert von 2 g/kWh. Ein Wert von 3,5 g/kWh ist nach Meinung des Nachrüsters realisierbar. Prinzipbedingt verhalten sich die anderen Komponenten ähnlich wie beim MAN-Motor.

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Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

Ergebnisse ESC (OM 457 hLA)
8,0 676,3 699,8

7,0

ohne Nachrüstung mit Nachrüstung 3,5g mit Nachrüstung 2,0g
5,020

661,4

6,0

g/kWh für CO2: 100 g/kWh

5,0

4,0 3,140 3,0

2,0 0,620 0,000 0,0 0,000 0,203 0,000 0,000

1,640

1,0

0,079 0,008 0,012

CO

HC

NOx

PT

CO2

Abbildung 45:

Ergebnisse im ESC des Mercedes-Motors

4.3.2 Ergebnisse im ETC (European Transient Cycle)
Der ETC ist ein dynamisch gefahrener Prüfzyklus, der für herkömmliche Dieselmotoren ohne „fortschrittliche“ Abgasnachbehandlung der Emissionsstufe Euro III nicht gefahren werden musste. Als fortschrittliche Abgasnachbehandlung zählte hierbei alles, was über einen Oxidationskatalysator hinausging. Eine innermotorische Maßnahme wie AGR zählte nicht dazu. Der ETC ist als relativer Motorzyklus in der Vorschrift hinterlegt und repräsentiert Fahrten eines Nutzfahrzeuges in Stadt, auf Landstraßen und auf Autobahnen. Die folgenden Bilder zeigen die Ergebnisse für den ETC.

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 62 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

Ergebnisse ETC (MAN D2866LUH23)
8,0 710,2

7,0

ohne Nachrüstung mit Nachrüstung

687,2

6,0

g/kWh für CO2: 100 g/kWh

5,256 5,0

4,0

3,0 1,894 2,0 1,057 1,0 0,090 0,0 0,551 0,017 0,248 0,014

CO

HC

NOx

PT

CO2

Abbildung 46:

Ergebnisse im ETC des MAN-Motors

Die Reduktion der NOx-Ergebnisse fällt im dynamischen Test beim MAN-Motor noch deutlicher aus als bei der stationären Prüfung, wie Abbildung 46 zeigt. Alle anderen Komponenten verhalten sich erwartungsgemäß.
Ergebnisse ETC (OM 457 hLA)
8,0

7,0

ohne Nachrüstung mit Nachrüstung 3,5g mit Nachrüstung 2,0g
5,453

677,4

710,9

728,4

6,0

g/kWh für CO2: 100 g/kWh

5,0

4,0 3,296 3,0 1,734 2,0 0,880 0,280 0,0 0,000 0,000 0,014 0,000 0,205

1,0

0,012

0,015

CO

HC

NOx

PT

CO2

Abbildung 47:

Ergebnisse im ETC des Mercedes-Motors

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 63 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

Wie Abbildung 47 zeigt, ist dieser Effekt bei dem Mercedes-Motor nicht zu erkennen. Die Ergebnisse im dynamischen Test verhalten sich ganz ähnlich wie die stationären Ergebnisse. Eine Begründung hierfür ist nicht leicht lieferbar, da es sich um komplexe Zusammenhänge im dynamischen Verhalten der Verbrennung handelt. Es müssten hierfür tiefergehende Untersuchungen durchgeführt werden.

4.3.3 Ergebnisse im Düsseldorfer Zyklus
Neben den für eine Zulassung geforderten Tests wurden auch Versuche im Düsseldorfer Zyklus gefahren. Da dieser Zyklus nur ungefähr die Hälfte der Zyklusarbeit des ETC aufweist, waren durchaus von den ETC Ergebnissen abweichende Ergebnisse möglich.
Ergebnisse Düsseldorfer Zyklus (MAN D2866LUH)
8,0 723,9 7,0

ohne Nachrüstung mit Nachrüstung

690,5

6,0

g/kWh für CO2: 100 g/kWh

5,281 5,0

4,0

3,0 2,248 2,0

1,0

0,901 0,551 0,091 0,022 0,220 0,016

0,0

CO

HC

NOx

PT

CO2

Abbildung 48:

Ergebnisse im Düsseldorfer Zyklus des MAN-Motors

Beim MAN-Motor sind die Ergebnisabweichungen vom ETC nur recht gering, wie Abbildung 48 zeigt. Auch die Niedriglastigkeit des Zyklus scheint auf die grundsätzliche Funktion des Systems keinen Einfluss zu haben.

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Ergebnisse Düsseldorfer Zyklus (OM 457 hLA)
8,0 691,8 698,7 6,095

7,0

ohne Nachrüstung mit Nachrüstung 3,5g

6,0

g/kWh für CO2: 100 g/kWh

5,0

4,0

3,640

3,0

2,0 0,950 0,392 0,0 0,000 0,007 0,215

1,0

0,077

CO

HC

NOx

PT

CO2

Abbildung 49:

Ergebnisse im Düsseldorfer Zyklus des Mercedes-Motors

Abbildung 49 zeigt, dass der Mercedes-Motor deutlich empfindlicher auf den schwachlastigen Zyklus reagiert. Schon im serienmäßigen Zustand steigen die spezifischen Emissionen deutlich an. Auch hier wäre eine genaue Erläuterung der Effekte auf tiefergehende Untersuchungen angewiesen.

4.4 Ergebnisse im Realbetrieb
Die nachfolgenden Tabellen geben einen Überblick über die Ergebnisse aller Messungen. Es sind jeweils streckenbezogene und leistungsbezogene Werte dargestellt. Für den Solobus fehlen die leistungsbezogenen Werte für die Fahrt ohne Abgasnachbehandlungssystem, da während dieser Fahrt ein Defekt an der Drehmomentmessung aufgetreten ist, so dass die Messwerte nicht belastbar waren. Der direkte Vergleich von leistungsbezogenen Ergebnissen aus Straßenfahrten und Prüfstandsvermessungen ist nur sehr bedingt möglich und mit Unsicherheiten behaftet, da z.B. die vorschriftskonforme Ermittlung der Motorleistung im Fahrzeug nicht möglich ist. Hierfür müssten zeitaufgelöst die Leistungsaufnahmen aller Hilfsantriebe, wie Lüfter, Kompressor, Lenkhilfepumpe usw. bekannt sein. Aus diesen Gründen wird auf die grafische Darstellung eines direkten Vergleiches der Ergebnisse verzichtet, da die Gefahr von Fehlinterpretationen sehr groß ist. Die späteren Darstellungen beschränken sich auf die NOx-Emissionen, da die oxidierbaren Komponenten HC und CO sowie die Partikelemission aufgrund des eingesetzten Oxidationskatalysators bzw. des Partikelfilters eine absolut untergeordnete Bedeutung haben.

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Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

4.4.1 Streckenbezogene Ergebnisse
Tabelle 20: Ergebnisse Solobus ohne Abgasnachbehandlung [g/km]
Dauer s 3226 2498 2400 2328 1378 896 958 952 1064 1064 mittl. Geschwindigkeit km/h 13,2 21,4 22,0 22,3 17,9 23,4 25,8 22,1 23,3 19,9 Min Max Mittelwert Standardabweichung Varianz Variationskoeffizient Emissionen, [g/km] NOx CO2 HC 18,442 2196,494 2,128 11,529 1449,364 1,309 12,777 1682,492 1,354 9,709 1332,560 1,095 10,123 1290,149 1,130 10,342 1252,930 1,182 10,032 1264,282 1,078 10,365 1201,659 1,191 9,975 1232,660 1,168 11,545 1332,375 1,254 9,709 1201,659 1,078 18,442 2196,494 2,128 11,484 1423,497 1,289 2,625 305,450 0,308 6,893 93299,847 0,095 22,9% 21,5% 23,9% NOx/CO2 g/kg 8,396 7,955 7,594 7,286 7,846 8,254 7,935 8,626 8,092 8,665 7,286 8,665 8,065 0,438 0,192 5,4%

Fahrzeug Fahrt Strecke 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 1 2 3 4 3 4 3 4

. Tabelle 21:

CO 7,885 5,013 5,318 4,181 4,058 4,069 3,902 3,705 4,305 4,455 3,705 7,885 4,689 1,227 1,505 26,2%

Ergebnisse Gelenkbus ohne Abgasnachbehandlung [g/km]
Dauer s 2659 2618 2709 2679 1140 908 1159 1027 1331 1014 mittl. Geschwindigkeit km/h 15,1 15,2 14,9 14,9 21,3 22,9 20,9 20,3 18,2 20,4 Min Max Mittelwert Standardabweichung Varianz Variationskoeffizient Emissionen, [g/km] NOx CO2 HC 19,623 2192,528 0,801 18,147 2009,549 0,709 18,733 2085,590 0,830 15,126 1510,249 0,790 14,383 1616,760 0,561 12,965 1522,564 0,519 14,988 1720,509 0,586 13,950 1621,508 0,565 16,795 1812,722 0,631 15,392 1706,954 0,542 12,965 1510,249 0,519 19,623 2192,528 0,830 16,010 1779,893 0,653 2,212 239,678 0,118 4,891 57445,446 0,014 13,8% 13,5% 18,1% NOx/CO2 g/kg 8,950 9,030 8,982 10,016 8,896 8,515 8,712 8,603 9,265 9,017 8,515 10,016 8,999 0,421 0,177 4,7%

Fahrzeug Fahrt Strecke 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 5 6 5 6 3 4 3 4 3 4

CO 7,332 8,171 3,729 4,068 2,242 2,307 2,642 2,759 2,503 2,397 2,242 8,171 3,815 2,170 4,710 56,9%

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Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

Tabelle 22:

Ergebnisse Gasbus [g/km]
Dauer s 2271 2545 2627 2485 792 1117 859 1187 mittl. Geschwindigkeit km/h 17,5 15,8 15,1 16,5 25,4 21,7 23,4 20,5 Min Max Mittelwert Standardabweichung Varianz Variationskoeffizient Emissionen, [g/km] NOx CO2 HC 4,617 1903,781 0,763 5,726 2193,604 0,893 5,250 1951,567 0,643 5,965 2088,195 0,749 4,645 1532,054 0,742 5,829 1668,314 0,823 3,882 1339,395 0,680 5,413 1749,860 0,946 3,882 1339,395 0,643 5,965 2193,604 0,946 5,166 1803,346 0,780 0,725 286,716 0,103 0,526 82205,869 0,011 14,0% 15,9% 13,2% NOx/CO2 g/kg 2,425 2,610 2,690 2,856 3,032 3,494 2,899 3,093 2,425 3,494 2,887 0,330 0,109 11,4%

Fahrzeug Fahrt Strecke 3 3 3 3 3 3 3 3 21 22 23 24 25 26 27 28 6 5 6 5 4 3 4 3

CO 5,532 9,235 9,065 9,374 5,420 5,971 5,885 7,400 5,420 9,374 7,235 1,755 3,080 24,3%

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Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

Tabelle 23:

Ergebnisse Solobus mit Abgasnachbehandlung [g/km]
Dauer s 2910 2631 2691 2523 969 933 916 883 1112 847 2547 2573 2375 2547 1088 688 1193 757 1132 834 2667 2485 2793 2416 908 866 1145 857 1186 1061 mittl. Geschwindigkeit km/h 17,2 18,6 18,5 19,4 24,4 21,4 15,8 22,4 12,9 24,1 20,4 20,5 21,8 21,7 22,2 29,0 21,0 26,4 22,1 23,8 19,5 21,3 18,6 21,2 26,7 24,1 19,7 23,9 19,7 17,5 Min Max Mittelwert Standardabweichung Varianz Variationskoeffizient Emissionen, [g/km] NOx/CO2 NOx CO2 HC CO g/kg 7,245 1550,766 0,830 4,411 4,672 4,125 1273,002 0,047 1,046 3,240 7,498 1543,745 0,909 1,076 4,857 4,318 1252,831 0,087 0,936 3,446 3,950 1269,663 0,062 1,157 3,111 7,872 1446,227 1,443 2,100 5,443 6,675 2067,346 0,118 2,312 3,229 3,993 1247,755 0,047 1,479 3,200 7,406 2207,175 0,080 1,367 3,355 4,007 1259,997 0,028 0,772 3,180 10,758 1519,291 0,018 0,714 7,081 9,157 1338,523 0,047 1,473 6,841 10,490 1558,024 0,580 0,974 6,733 8,798 1276,364 0,008 0,914 6,893 9,264 1376,476 0,061 0,961 6,730 7,778 1186,658 0,024 0,686 6,554 9,372 1399,820 0,060 1,199 6,695 8,218 1222,877 0,034 0,909 6,720 8,588 1230,515 0,042 1,090 6,979 8,159 1128,811 0,031 1,053 7,228 4,869 1609,693 0,020 2,575 3,025 7,361 1530,116 0,275 4,378 4,811 4,179 1511,195 0,156 1,732 2,765 7,662 1564,562 0,931 4,844 4,897 3,447 1216,783 0,029 0,653 2,832 3,740 1313,639 0,033 0,767 2,847 3,711 1297,982 0,015 0,833 2,859 10,107 1727,620 2,458 11,806 5,850 4,003 1334,946 0,014 0,938 2,998 4,969 1722,815 0,011 1,132 2,884 3,447 1128,811 7,74E-03 0,653 2,765 10,758 2207,175 2,458 11,806 7,228 6,724 1439,507 0,283 1,876 4,732 2,368 249,045 0,544 2,187 1,723 5,607 62023,323 0,296 4,781 2,970 35,2% 17,3% 192,2% 116,5% 36,4%

Fahrzeug Fahrt Strecke 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 1 2 1 2 3 4 3 4 3 4 1 2 1 2 3 4 3 4 3 4 1 2 1 2 3 4 3 4 3 4

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Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

Tabelle 24:

Ergebnisse Gelenkbus mit Abgasnachbehandlung [g/km]
Dauer s 2565 2467 2523 2194 1184 812 1238 985 1204 1160 2443 2733 2495 2523 841 979 916 1004 1278 1141 2439 2418 2332 2239 770 1182 753 1055 799 1369 2639 2720 mittl. Geschwindigkeit km/h 15,7 16,2 16,0 17,1 20,3 25,4 19,7 21,0 20,2 17,8 16,4 14,4 16,2 15,6 23,8 24,6 22,8 24,0 16,3 21,2 15,9 17,2 17,4 17,7 26,5 21,2 26,6 23,5 25,0 18,0 15,0 14,9 Min Max Mittelwert Standardabweichung Varianz Variationskoeffizient Emissionen, [g/km] NOx/CO2 CO2 HC CO g/kg 2042,144 1,877 3,986 6,471 1682,744 0,013 1,674 5,324 2114,478 1,300 2,327 5,403 1787,730 0,024 1,358 5,472 1849,346 3,173 4,468 6,114 1324,262 0,058 0,959 7,887 1465,483 0,061 0,960 8,469 1438,559 0,074 0,943 8,014 1434,235 0,034 1,067 8,241 1554,503 0,032 1,188 8,546 1887,659 0,029 2,109 8,250 1768,880 0,101 1,759 9,162 1880,409 0,053 1,407 8,686 1752,956 0,067 1,463 8,468 1381,791 0,011 0,911 8,145 1448,212 0,014 0,966 8,134 1361,416 0,018 0,902 7,965 1570,718 0,022 1,127 7,485 1645,114 0,057 1,266 8,425 1562,003 0,064 1,210 8,015 1927,644 0,005 2,202 8,868 1769,018 0,000 2,517 8,731 1914,934 0,000 2,845 8,713 1769,686 0,000 3,281 8,406 1466,512 0,004 0,885 8,211 1553,626 0,007 1,090 8,293 1268,174 0,093 0,680 8,082 1422,897 0,027 0,754 8,280 1285,898 0,019 1,005 8,526 1557,400 0,008 1,189 8,266 1821,951 0,025 1,432 8,432 1991,686 0,016 1,439 8,477 1268,174 4,4E-05 0,680 5,324 2114,478 3,173 4,468 9,162 1646,940 0,228 1,605 7,936 235,370 0,664 0,932 1,019 55399,108 0,441 0,868 1,038 14,3% 291,7% 58,0% 12,8%

Fahrzeug Fahrt Strecke 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 5 6 5 6 3 4 3 4 3 4 5 6 5 6 4 3 4 3 4 3 5 6 5 6 4 3 4 3 4 3 6 5

NOx 13,215 8,959 11,425 9,783 11,308 10,445 12,412 11,529 11,819 13,285 15,574 16,206 16,332 14,845 11,255 11,780 10,844 11,757 13,860 12,519 17,095 15,446 16,685 14,876 12,041 12,885 10,249 11,782 10,963 12,874 15,363 16,883 8,959 17,095 13,009 2,274 5,172 17,5%

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Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

4.4.2 Leistungsbezogene Ergebnisse
Tabelle 25: Ergebnisse Gelenkbus ohne Abgasnachbehandlung [g/kWh]
Dauer s 1834 1534 1639 1564 845 664 873 774 1003 631 mittl. Geschwindigkeit km/h 14,041 15,416 15,664 14,787 18,476 20,296 18,934 17,299 15,901 20,273 Min Max Mittelwert Standardabweichung Varianz Variationskoeffizient Emissionen, [g/kWh] NOx CO2 HC 10,497 1202,465 0,377 10,405 1211,501 0,346 10,640 1212,805 0,394 8,212 875,650 0,333 9,301 1055,643 0,320 8,787 1044,036 0,307 9,221 1069,291 0,321 9,364 1100,052 0,331 10,274 1123,734 0,340 9,618 1099,773 0,283 8,212 875,650 0,283 10,640 1212,805 0,394 9,632 1099,495 0,335 0,806 101,430 0,032 0,650 10288,059 0,001 8,4% 9,2% 9,6% NOx/CO2 g/kg 8,729 8,589 8,773 9,378 8,811 8,417 8,623 8,512 9,142 8,745 8,417 9,378 8,772 0,290 0,084 3,3%

Fahrzeug Fahrt Strecke 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 5 6 5 6 3 4 3 4 3 4

CO 3,501 4,062 1,965 1,896 1,410 1,493 1,556 1,753 1,485 1,452 1,410 4,062 2,057 0,938 0,879 45,6%

Tabelle 26:

Ergebnisse Gasbus [g/kWh]
Dauer s 1181 1452 1252 1284 438 568 467 584 mittl. Geschwindigkeit km/h 19,607 18,666 17,453 19,168 26,207 25,531 24,848 22,779 Min Max Mittelwert Standardabweichung Varianz Variationskoeffizient Emissionen, [g/kWh] NOx/CO2 CO2 HC CO g/kg 964,722 0,436 2,873 2,505 894,761 0,406 3,839 2,754 1065,351 0,414 5,108 2,932 996,619 0,409 4,510 2,970 954,207 0,521 3,438 2,945 939,404 0,516 3,431 3,719 743,291 0,409 2,895 2,864 1023,975 0,623 4,349 3,108 743,291 0,406 2,873 2,505 1065,351 0,623 5,108 3,719 947,791 0,467 3,805 2,975 97,862 0,079 0,798 0,350 9577,012 0,006 0,638 0,122 10,3% 17,0% 21,0% 11,8%

Fahrzeug Fahrt Strecke 3 3 3 3 3 3 3 3 21 22 23 24 25 26 27 28 6 5 6 5 4 3 4 3

NOx 2,416 2,464 3,124 2,960 2,810 3,494 2,129 3,182 2,129 3,494 2,822 0,457 0,209 16,2%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 70 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

Tabelle 27:

Ergebnisse Solobus mit Abgasnachbehandlung [g/kWh]
Dauer s 1374 1112 1329 1125 459 438 513 437 592 433 1317 1188 1280 1231 528 366 651 397 562 399 1386 1223 1419 1198 540 433 536 461 564 413 mittl. Geschwindigkeit km/h 22,4 21,1 23,4 22,5 28,7 24,1 18,3 25,5 14,9 27,0 24,9 24,0 26,5 24,3 28,2 32,0 22,4 30,4 26,2 30,3 24,6 23,8 24,4 23,9 27,3 29,7 24,6 27,5 26,3 25,7 Min Max Mittelwert Standardabweichung Varianz Variationskoeffizient Emissionen, [g/kWh] CO2 HC 1288,515 0,492 1360,104 0,042 1200,502 0,653 1266,616 0,069 1217,372 0,037 1430,988 1,019 2048,787 0,086 1306,116 0,040 2154,129 0,078 1340,880 0,027 1037,013 0,010 1125,322 0,028 1087,397 0,278 1125,093 0,005 1104,579 0,038 1033,501 0,016 1130,827 0,028 1067,217 0,022 1090,102 0,028 1048,862 0,021 1135,919 0,013 1180,044 0,183 1029,742 0,086 1193,903 0,612 1112,485 0,023 1088,997 0,023 1126,940 0,013 1407,335 1,896 1122,935 0,012 1144,346 0,006 1029,742 5,38E-03 2154,129 1,896 1233,552 0,196 260,977 0,401 68109,220 0,161 21,2% 204,6% NOx/CO2 g/kg 4,231 2,903 4,504 3,081 2,874 4,853 2,976 2,993 3,095 2,943 6,655 6,401 6,418 6,497 6,314 6,246 6,348 6,342 6,582 6,715 2,782 4,775 2,569 4,742 2,657 2,642 2,635 5,887 2,801 2,697 2,569 6,715 4,439 1,659 2,752 37,4%

Fahrzeug 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Fahrt 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

Strecke 1 2 1 2 3 4 3 4 3 4 1 2 1 2 3 4 3 4 3 4 1 2 1 2 3 4 3 4 3 4

NOx 5,452 3,948 5,407 3,903 3,498 6,945 6,097 3,909 6,666 3,946 6,901 7,204 6,979 7,310 6,974 6,455 7,179 6,769 7,176 7,043 3,160 5,635 2,646 5,661 2,955 2,877 2,969 8,285 3,146 3,086 2,646 8,285 5,339 1,786 3,191 33,5%

CO 2,934 1,045 0,824 0,909 1,016 1,668 2,066 1,390 1,334 0,825 0,467 0,988 0,610 0,696 0,680 0,553 0,842 0,696 0,817 0,810 1,517 2,320 1,020 2,839 0,569 0,597 0,677 7,559 0,730 0,675 0,467 7,559 1,322 1,347 1,814 101,8%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 71 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

Tabelle 28:

Ergebnisse Gelenkbus mit Abgasnachbehandlung [g/kWh]
Dauer s 1409 1319 1335 1275 569 441 610 508 638 556 1317 1363 1281 1217 431 540 451 564 624 584 1242 1353 1391 1184 426 625 400 554 436 644 1395 1457 mittl. Geschwindigkeit km/h 18,2 17,9 20,1 18,5 27,7 28,4 26,9 24,5 25,5 23,2 18,8 17,1 19,9 18,4 28,8 30,3 28,5 28,3 20,7 27,2 19,5 18,9 18,6 19,7 29,3 26,8 30,6 29,0 29,7 24,4 17,0 17,9 Min Max Mittelwert Standardabweichung Varianz Variationskoeffizient Emissionen, [g/kWh] CO2 HC 1038,333 0,896 1044,970 0,007 1007,615 0,583 989,330 0,011 1032,500 1,626 872,524 0,030 915,817 0,031 921,506 0,038 934,927 0,019 938,032 0,017 952,377 0,013 1011,614 0,043 947,109 0,020 997,671 0,029 865,070 0,006 864,905 0,004 875,554 0,010 881,348 0,009 948,087 0,024 881,554 0,026 990,875 0,002 1020,955 0,000 982,214 0,000 988,413 0,000 916,077 0,003 950,538 0,005 892,644 0,057 929,584 0,013 920,713 0,012 943,349 0,004 1041,187 0,011 991,036 0,007 864,905 2,7E-05 1044,970 1,626 952,763 0,111 55,956 0,331 3131,025 0,110 5,9% 298,4% NOx/CO2 g/kg 6,427 5,397 5,285 5,375 6,063 7,692 7,855 7,750 8,015 7,931 7,843 8,462 7,988 7,863 7,649 7,699 7,508 7,188 7,802 7,530 8,167 8,357 8,375 8,045 7,868 7,955 7,815 7,904 8,199 7,864 8,134 8,155 5,285 8,462 7,567 0,872 0,760 11,5%

Fahrzeug Fahrt Strecke 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 5 6 5 6 3 4 3 4 3 4 5 6 5 6 4 3 4 3 4 3 5 6 5 6 4 3 4 3 4 3 6 5

NOx 6,673 5,640 5,326 5,318 6,260 6,711 7,194 7,141 7,493 7,440 7,469 8,561 7,566 7,845 6,617 6,659 6,574 6,335 7,397 6,638 8,093 8,532 8,226 7,952 7,207 7,561 6,976 7,347 7,549 7,419 8,469 8,081 5,318 8,561 7,196 0,854 0,729 11,9%

CO 1,734 0,863 0,909 0,657 1,920 0,527 0,522 0,535 0,597 0,600 0,891 0,823 0,621 0,690 0,479 0,489 0,479 0,548 0,604 0,563 0,891 1,139 1,181 1,391 0,472 0,553 0,421 0,444 0,601 0,581 0,679 0,598 0,421 1,920 0,750 0,364 0,132 48,5%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 72 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

4.4.3 Streckenbetrachtung
Die nachfolgenden Bilder stellen kumulierte Geschwindigkeitsanteile der unterschiedlichen Strecken für den Solo- und den Gelenkbus dar. Die Strecken 3 und 4 (Jan-Wellem-Platz bis Werstener Dorfstrasse und zurück) sind die von beiden Bussen befahrenen Strecken.
Solobus mit Abgasnachbehandlung
100%

Strecken 1 und 2
90%

80%

veh_1_R_1_J_1 veh_1_R_1_J_3

70%

veh_1_R_1_J_11 veh_1_R_1_J_13 veh_1_R_1_J_31

kum. Häufigkeit

60%

50%

veh_1_R_1_J_33 veh_1_R_2_J_2

40%

veh_1_R_2_J_4
30%

veh_1_R_2_J_12 veh_1_R_2_J_14

20%

veh_1_R_2_J_32 veh_1_R_2_J_34 average routes 1&2

10%

0% 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 Geschwindigkeit in km/h

Abbildung 50:

Kumulierte Geschwindigkeitsverteilung Strecke 1 und 2 (Solobus)
Solobus mit Abgasnachbehandlung

100%

Strecken 3 und 4
90%

veh_1_R_3_J_5 veh_1_R_3_J_7 veh_1_R_3_J_9 veh_1_R_3_J_15 veh_1_R_3_J_17 veh_1_R_3_J_19 veh_1_R_3_J_35 veh_1_R_3_J_37 veh_1_R_3_J_39 veh_1_R_4_J_6 veh_1_R_4_J_8 veh_1_R_4_J_10 veh_1_R_4_J_16 veh_1_R_4_J_18 veh_1_R_4_J_20 veh_1_R_4_J_36 veh_1_R_4_J_38 veh_1_R_4_J_40 average routes 3&4

80%

70%

kum. Häufigkeit

60%

50%

40%

30%

20%

10%

0% 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 Geschwindigkeit in km/h

Abbildung 51:

Kumulierte Geschwindigkeitsverteilung Strecke 3 und 4 (Solobus)

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 73 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

Gelenkbus mit Abgasnachbehandlung
100%

Strecken 3 und 4
90%

veh_2_R_3_J_25 veh_2_R_3_J_27 veh_2_R_3_J_29 veh_2_R_3_J_46 veh_2_R_3_J_48 veh_2_R_3_J_50 veh_2_R_3_J_56 veh_2_R_3_J_58 veh_2_R_3_J_60 veh_2_R_4_J_26 veh_2_R_4_J_28 veh_2_R_4_J_30 veh_2_R_4_J_45 veh_2_R_4_J_47 veh_1_R_4_J_49 veh_1_R_4_J_55 veh_1_R_4_J_57 veh_1_R_4_J_59 average routes 3&4

80%

70%

kum. Häufigkeit

60%

50%

40%

30%

20%

10%

0% 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 Geschwindigkeit in km/h

Abbildung 52:

Kumulierte Geschwindigkeitsverteilung Strecke 3 und 4 (Gelenkbus)
Gelenkbus mit Abgasnachbehandlung

100%

Strecken 5 und 6
90%

80%

veh_2_R_5_J_21 veh_2_R_5_J_23

70%

veh_2_R_5_J_41 veh_2_R_5_J_43

kum. Häufigkeit

60%

veh_2_R_5_J_51 veh_2_R_5_J_53

50%

veh_2_R_5_J_62 veh_2_R_6_J_22

40%

veh_2_R_6_J_24 veh_2_R_6_J_42 veh_2_R_6_J_44

30%

20%

veh_2_R_6_J_52 veh_2_R_6_J_54

10%

veh_2_R_6_J_61 average routes 5&6

0% 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 Geschwindigkeit in km/h

Abbildung 53:

Kumulierte Geschwindigkeitsverteilung Strecke 5 und 6 (Gelenkbus)

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 74 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

Abbildung 50 bis Abbildung 53 machen deutlich, dass die Strecken 3 und 4 mit stark streuenden Geschwindigkeitsverteilungen durchfahren werden. Die Strecken sind sehr stark vom Verkehrsaufkommen beeinflusst und stellen sich je nach Tageszeit und weiteren Umständen sehr unterschiedlich dar. Die jeweils anderen Streckenführungen laufen in einem wesentlich engeren Toleranzband. Diese Unterschiede spiegeln sich auch deutlich in stark oder weniger stark schwankenden Emissionsergebnissen auf den einzelnen Strecken wider.

4.4.4 Stickoxidemissionen Solobus
16

14

12 11,85 10 9,33 8

Stark verschmutzter Sekundärfilter durch defekten Partikelfilter

NOx-Emmision in g/km

6,92 6 5,68 4 5,59

2

0 o.Nachbehandlung 1.Messung o.Nachbehandlung 1.Messung 2.Messung 2.Messung 3.Messung 3.Messung m.Nachbehandlung m.Nachbehandlung

Abbildung 54:

Gesamtübersicht der Stickoxidemissionen des Solobusses [g/km]

Abbildung 54 zeigt eine Gesamtdarstellung der Stickoxidemissionen sämtlicher Messkampagnen als streckenbezogene Emissionen in g/km. Die erste und dritte Messung kommen auf sehr ähnliche Ergebnisse, die einer Stickoxidreduktion von ca. 52,5 % entsprechen. Diese Werte liegen in ähnlicher Größenordnung wie sie auf dem Motorprüfstand im Düsseldorfer Zyklus gefunden wurden. Die zweite Messung fiel deutlich aus dem erwarteten Rahmen, so dass nach Ursachen geforscht wurde. Als Grund stellte sich ein stark verschmutztes Sekundärfilter heraus, welches offensichtlich in einem vorangegangenen Partikelfilterschaden begründet war. Mit dem Tausch des Filters vor der dritten Messung konnten die ursprünglichen Werte reproduziert werden. Betrachtet man die Emissionen der unterschiedlichen Strecken, werden deutliche Unterschiede sichtbar, die in den verschiedenen Streckencharakteristiken begründet sind, wie Abbildung 55 zeigt. Dargestellt sind jeweils die Ergebnisse ohne und mit Abgasnachbehandlung.

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 75 / 120 -

Mittelwert

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

16 15,31 14

12 11,85 10 10,63 10,04 10,75

NOx-Emmision in g/km

8 7,51 6,98 6 6,25 6,54 6,92

4

2

0 Strecke 1 Strecke 2 Strecke 3 Solobus o. A. Solobus m. A. Strecke 4 mittlere Emission

Abbildung 55:

Emissionen auf den unterschiedlichen Streckenverläufen [g/km]

Strecke 1 hat z.B. eine höher gelegene Endhaltestelle und ein erhöhtes Geschwindigkeitsprofil in den Steigungsstrecken, welches zu einer höheren Motorlast führt. Strecke 4 weist zwar keine besonderen Steigungen auf, wird aber schneller durchfahren als Strecke 3, was auch in höheren Motorlasten resultiert. Bricht man nun die Emissionsergebnisse auf den unterschiedlichen Strecken auf verschiedene Fahrsituationen herab, ergeben sich folgende Bilder. Hierbei haben die Abkürzungen folgende Bedeutung:
acc: dec: cruise: stop: acceleration, Beschleunigung deceleration, Verzögerung cruising, Fahrten mit gleichbleibender Geschwindigkeit stop, Stillstandszeiten (v < 2 km/h)

Abbildung 56 zeigt die zeitlichen Anteile von Stop-(Leerlauf)-Situationen [blau], Verzögerungen [gelb], Beschleunigungen [rot] und gleichmäßiger Fahrt [grün] auf den unterschiedlichen Strecken. Abbildung 57 ordnet den zeitlichen Anteilen der unterschiedlichen Fahrsituationen die entsprechenden Emissionsmassenanteile zu. Deutlich wird der große Anteil der Beschleunigungen an der Gesamtemission, was durch die temporär anliegenden hohen Motorlasten gut erklärbar ist.

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 76 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

Solobus mit Abgasnachbehandlung
100% 90% 80% 70% 60% 50% 27,3% 40% 30% 20% 29,6% 10% 0% Strecke 1 Strecke 2 stop Strecke 3 dec acc cruise Strecke 4 Gesamt 26,7% 25,6% 27,4% 27,5% 27,8% 27,7% 27,5% 27,7% 15,4% 16,4% 20,6% 16,8% 17,0%

29,0%

26,6%

28,1%

28,0%

zeitliche Anteile

27,3%

Abbildung 56:

Zeitanteile Strecken

verschiedener

Fahrsituationen

auf

unterschiedlichen

Solobus mit Abgasnachbehandlung
100% 90% 80% 70% 60% 57,8% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Strecke 1 Strecke 2 stop Strecke 3 dec acc cruise Strecke 4 Gesamt 8,7% 6,9% 9,3% 7,8% 8,1% 63,2% 55,9% 59,6% 59,5% 16,4% 12,5% 19,4% 16,0% 15,6%

rel. Masse NOx

17,1%

17,4%

15,5%

16,7%

16,8%

Abbildung 57:

Relative NOx-Emissionen bezogen auf unterschiedliche Strecken

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 77 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

4.4.5 Stickoxidemissionen Gelenkbus
Für den Gelenkbus stellen sich die Stickoxidemissionen dar, wie in Abbildung 58 dargestellt.
20

18

16

16,49

14 NOx-Emmision in g/km

14,04

14,55 13,41

12 11,30 10

8

6

4

2

0 o.Nachbehandlung 1.Messung o.Nachbehandlung 1.Messung 2.Messung 2.Messung 3.Messung 3.Messung m.Nachbehandlung m.Nachbehandlung

Abbildung 58:

Gesamtübersicht der Stickoxidemissionen des Gelenkbusses [g/km]

Man kann eine Verschlechterung der Ergebnisse von Messkampagne zu Messkampagne beobachten, wobei keine offensichtlichen Fehler vorlagen. Rein vorsorglich wurde auch bei diesem Fahrzeug vor der letzten Messung das Sekundärfilter getauscht, was aber nicht zu den gleichen Verbesserungen wie bei dem Solobus geführt hat. Betrachtet man nun die Aufschlüsselung bezogen auf die unterschiedlichen Linienführungen, wie Abbildung 59 zeigt, ist wiederum zu erkennen, dass die Streckenführung und Streckencharakteristik großen Einfluss auf die Emissionen haben. Die Endstelle der Streckenführung 5 (Dreherstrasse) liegt deutlich höher als die Startstelle (Franziusstrasse), was einen höheren Leistungsbedarf und somit eine höhere Stickoxidemission bedingt.

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 78 / 120 -

Mittelwert

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

Gelenkbus
20 19,18

18

16 15,39 14 NOx-Emmision in g/km 14,10 12,13 15,31

16,64

16,49

13,68

13,41

12

11,62

10

8

6

4

2

0 Strecke 3 Strecke 4 Strecke 5 Gelenkbus o. A. Gelenkbus m. A. Strecke 6 mittlere Emission

Abbildung 59:

Emissionen auf den unterschiedlichen Streckenverläufen [g/km]
Gelenkbus mit Abgasnachbehandlung

100% 90% 80% 70% zeitliche Anteile 60% 50% 40% 30% 20% 28,0% 10% 0% Strecke 3 Strecke 4 stop Strecke 5 dec acc cruise Strecke 6 Gesamt 26,0% 28,5% 26,9% 27,5% 26,1% 28,8% 28,8% 29,5% 28,5% 29,6% 30,0% 29,3% 29,3% 17,9% 15,7% 12,7% 14,3% 14,7%

28,0%

Abbildung 60:

Zeitanteile Strecken

verschiedener

Fahrsituationen

auf

unterschiedlichen

Abbildung 60 zeigt wiederum die zeitlichen Anteile unterschiedlicher Fahrsituationen auf den verschiedenen Strecken. Hier sind kaum Unterschiede zum Solobus zu erkennen.

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 79 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

Gelenkbus mit Abgasnachbehandlung
100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 6,6% 10% 13,1% 0% Strecke 3 Strecke 4 stop Strecke 5 dec acc cruise Strecke 6 Gesamt 13,0% 5,9% 61,2% 66,1% 65,3% 65,2% 64,6% 19,1% 15,0% 12,4% 13,1% 14,4%

rel. Masse NOx

7,7%

7,4%

7,1%

14,7%

14,3%

14,0%

Abbildung 61:

Relative NOx-Emissionen bezogen auf unterschiedliche Strecken

In Abbildung 61 ist allerdings zu erkennen, dass im Vergleich zum Solobus ein deutlich größerer Teil der Gesamt-NOx-Emission während der Beschleunigungsphasen emittiert wird. Begründbar dürfte dies durch die höhere Fahrzeugmasse sein, was zu deutlich höheren Motorlasten bei der Beschleunigung im Vergleich zum Solobus führt.

4.4.6 Stickoxidemissionen Gasbus
Abbildung 62 zeigt die streckenbezogenen Stickoxidemissionen des Gasbusses auf den unterschiedlichen Linienführungen. Die Werte liegen auf gleichem Niveau wie die des Solobusses mit funktionierendem Nachbehandlungssystem. Da der Gasbus jedoch ein Gelenkzug ist, ist der direkte streckenbezogene Vergleich nicht korrekt, da mit dem Gasbus eine deutlich höhere Transportleistung erbracht wird. Die Abbildung 63 und die Abbildung 64 stellen die relativen Zeitanteile und die relativen NOx-Emissionen des Gasbusses dar. Auffällig hierbei ist, dass der Gasmotor den weitaus größten Teil seiner NOx-Emissionen während der Beschleunigungsphasen emittiert. Erklärbar ist dieses Verhalten mit Abweichungen vom stöchiometrischen Luftverhältnis im dynamischen Betrieb und somit kurzfristigen Umsatzänderungen im Katalysator während der Beschleunigungsphasen.

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Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

Gasbus
10

9

8

7 NOx-Emmision in g/km

6 5,96 5,63 5 4,77 4 5,01 5,41

3

2

1

0 Strecke 3 Strecke 4 Strecke 5 Gasbus Strecke 6 mittlere Emission

Abbildung 62:

Emissionen des Gasbusses auf den unterschiedlichen Strecken

Gasbus
100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Strecke 3 Strecke 4 stop Strecke 5 dec acc cruise Strecke 6 Gesamt 26,4% 28,4% 20,5% 28,4% 27,2% 29,3% 29,1% 28,4% 28,7% 28,7% 30,0% 33,1% zeitliche Anteile 30,4% 28,4% 30,0% 14,3% 17,3% 12,8% 14,5% 14,2%

Abbildung 63:

Zeitanteile Strecken

verschiedener

Fahrsituationen

auf

unterschiedlichen

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Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

Gasbus
100% 13,0% 90% 19,6% 21,1% 13,7% 15,6%

80%

70%

rel. Masse NOx

60% 70,7% 69,4% 40% 67,8%

50%

72,6%

70,6%

30%

20% 8,2% 7,3% 3,7% Strecke 3 9,0% 2,0% Strecke 4 stop Strecke 5 dec acc cruise 8,2%

10%

8,2% 5,5% Strecke 6

8,1% 5,7% Gesamt

0%

Abbildung 64:

Relative NOx-Emissionen bezogen auf unterschiedliche Strecken

4.4.7 Fahrzeugvergleiche
Im Folgenden sind die streckenbezogenen NOx-Emissionen des Solo-, des Gelenk- und des Gasbusses über der mittleren Geschwindigkeit dargestellt. Diese Darstellungsform wurde gewählt, da sie in anschaulicher Weise das Emissionsverhalten der Fahrzeuge in unterschiedlichen Fahrsituationen zeigt, welche sich leichter mit den Immissionssituationen in Verbindung bringen lassen. Abbildung 65 zeigt den Ausgangszustand der beiden Dieselbusse und die Auswertung des Gasbusses. Abbildung 66 stellt den Zustand nach der Nachrüstung im Vergleich zum Gasbus dar. Deutlich erkennbar ist die Emissionsabsenkung der beiden Dieselbusse, wobei insbesondere der Solobus an das Niveau des Gasbusses reicht. Es sei allerdings noch einmal auf die geringere Transportleistung des Solobusses hingewiesen. Filtert man nun die dargestellten Gesamtergebnisse für unterschiedliche Fahrsituationen, ergeben sich Abbildung 67 bis Abbildung 69. Dargestellt sind hier Situationen mit quasistationären Fahrzuständen, leichten Beschleunigungen und großen Beschleunigungen. Die nachgerüsteten Fahrzeuge zeigen hier zwar durchweg bessere Werte als im Ausgangszustand, weisen aber nur für den Solobus deutliche Vorteile aus. Mit steigender Dynamik werden für den Solobus auch günstigere Werte als beim Gasbus erreicht. Dieser scheint hier offensichtlich durch kurzfristige Abweichungen vom stöchiometrischen Luftverhältnis deutlich höhere Emissionen zu produzieren. Die Auffälligkeiten beim Gasbus im Geschwindigkeitsbereich um 65 km/h sind anhand der Messergebnisse nicht direkt erklärbar, dürften aber in Applikationsbesonderheiten des Fahrzeuges zu suchen sein.

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Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

100

90

80

70 NOx-Emission in g/km

60

50

40

30

ohne Abgasnachbehandlung
20

10

0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 Geschwindigkeit in km/h Solobus gesamt Gelenkbus gesamt Gasbus gesamt

Abbildung 65:

NOx-Emissionen im Ausgangszustand

100

90

80

70 NOx-Emission in g/km

60

50

40

mit Abgasnachbehandlung
30

20

10

0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 Geschwindigkeit in km/h Solobus gesamt Gelenkbus gesamt Gasbus gesamt

Abbildung 66:

NOx-Emissionen mit Nachrüstung

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Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

50

45 Beschleunigungen zwischen -0,1 und 0,1 m/s² (quasistationäre Fahrtabschnitte)

40

35 NOx-Emission in g/km

30

25

20

15

10

5

0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 Geschwindigkeit in km/h Solobus m. AN Gelenkbus m. AN Solobus o. AN Gelenkbus o. AN Gasbus

Abbildung 67:
60 55 50 45 40 NOx-Emission in g/km 35 30 25 20 15 10 5 0 0 5 10

streckenbezogene NOx-Emissionen für quasistationäre Zustände

Beschleunigungen zwischen 0,1 und 0,3 m/s² (Fahrtabschnitte mit geringer Beschleunigung)

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

Geschwindigkeit in km/h Solobus m. AN Gelenkbus m. AN Solobus o. AN Gelenkbus o. AN Gasbus

Abbildung 68:

streckenbezogene NOx-Emissionen für leichte Beschleunigung

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Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

150 140 130 120 110 100 NOx-Emission in g/km 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 Geschwindigkeit in km/h Solobus m. AN Gelenkbus m. AN Solobus o. AN Gelenkbus o. AN Gasbus Beschleunigungen größer 0,3 m/s² (Fahrtabschnitte mit hoher Beschleunigung)

Abbildung 69:

streckenbezogene NOx-Emissionen für große Beschleunigung

4.4.8 NO2-Emissionen
Die Nachrüstung der Busse mit einer Niederdruck-AGR sollte zu stark abgesenkten NOxEmissionen im realen Busverkehr führen. Die bereits vorgestellten Ergebnisse zeigen auch, dass durchaus signifikante Reduzierungen der NOx-Emissionen erreicht wurden. Die Absenkung der NOx-Emissionen sollte auch zu einer Reduktion der NO2-Emissionen führen. Grundsätzlich ist diese Annahme nachvollziehbar, jedoch kann man in Abbildung 70 erkennen, dass in dieser Anwendung einer Niederdruck-AGR der umgekehrte Fall eintritt. Erklärbar wird dieser Effekt bei der Betrachtung des Systemaufbaus. Prinzipbedingt sind bei den hohen Abgasrückführraten bei Euro III Motoren deutlich erhöhte Partikelemissionen vorhanden. Bei den eingesetzten Systemen werden diese hohen Partikelemissionen durch den verwendeten Filter vermieden. Für die Regeneration dieses Filters wurde eine aktive Regenerationsstrategie gewählt, d.h. dass hier über Eindüsung von Kraftstoff in den Abgastrakt und über einen nachgeschalteten Oxidationskatalysator eine Erwärmung des Abgasmassenstromes herbeigeführt wird, der die Regeneration des Partikelfilters sicherstellt. Nebeneffekt dieser Vorgehensweise ist die Oxidation von NO zu NO2. Bei dem hier verwendeten System geschieht dies in so großen Umfang, dass gegenüber dem Ausgangszustand, trotz stark reduzierter NOx-Gesamtemission, eine erhöhte NO2-Emission zu verzeichnen ist.

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Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

NO2- Emissionen
14 13 12 11 10 NO2-Emissionen in g/km 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Geschwindigkeit in km/h
Solobus mit AN gesamt Gelenkbus mit AN gesamt Solobus ohne AN gesamt Gelenkbus ohne AN gesamt Gasbus gesamt

Abbildung 70:

NO2-Emissionen der verschiedenen Fahrzeuge

Da die Verbesserung der NO2-Imissions-Situation in der Düsseldorfer Südstadt durch Absenkung der NOx-Emission der Fahrzeuge des öffentlichen Nahverkehrs eine Grundmotivation des Forschungsvorhabens war, führt die Erkenntnis dieses Sachverhaltes zwangsläufig zu dem Schluss, dass die gewählte Emissionsminderungsstrategie der Niederdruck-AGR in diesem Anwendungsfall nicht geeignet ist, die Projektziele zu stützen. Die Abbildung 71 bis Abbildung 73 zeigen die NO2-Emissionen bei unterschiedlichen Fahrzuständen. Zu erkennen ist, dass mit steigender Beschleunigung die NO2-Emissionen bei Fahrten mit Abgasnachbehandlungssystem überproportional ansteigen im Vergleich zu den Fahrten ohne Abgasnachbehandlung. Dies unterstreicht den Schluss, dass bei steigenden Abgastemperaturen und somit aktiverem Oxidationskatalysator auch die Oxidation von NO zu NO2 ansteigt.

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Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

NO2 - Emissionen
14 13 12 11 10 NO2-Emission in g/km 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 Geschwindigkeit in km/h Solobus m. AN Gelenkbus m. AN Solobus o. AN Gelenkbus o. AN Gasbus Beschleunigungen zwischen -0,1 und 0,1 m/s² ( i t ti ä F h t b h itt )

Abbildung 71:

NO2-Emissionen bei quasistationären Fahrzuständen
NO2 - Emissionen

14 13 12 11 10 NO2-Emission in g/km 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 Geschwindigkeit in km/h Solobus m. AN Gelenkbus m. AN Solobus o. AN Gelenkbus o. AN Gasbus Beschleunigungen zwischen 0,1 und 0,3 m/s² (Fahrtabschnitte mit geringer Beschleunigung)

Abbildung 72:

NO2-Emissionen bei Fahrzuständen mit geringer Beschleunigung

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NO2 - Emissionen
20 19 18 17 16 15 14 NO2-Emission in g/km 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 Geschwindigkeit in km/h Solobus m. AN Gelenkbus m. AN Solobus o. AN Gelenkbus o. AN Gasbus Beschleunigungen größer 0,3 m/s² (Fahrtabschnitte mit hoher Beschleunigung)

Abbildung 73:

NO2-Emissionen bei Fahrzuständen mit hoher Beschleunigung

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Abbildung 74 und Abbildung 75 verdeutlichen anhand des NO2/NOx-Verhältnisses noch einmal sehr eindrucksvoll die Effekte durch den Oxidationskatalysator.

30%

25%
24,84% 23,84% 22,62% 21,57%

20% NO2/NOx-Verhältnis

20,14%

15%

10%
8,75% 7,07% 6,92% 8,84% 7,64%

5%

0% Strecke 1 Strecke 2 Strecke 3 Solobus o.A. Solobus m.A. Strecke 4 mittlere Emission

Abbildung 74:

NO2/NOx-Verhältnis Solobus

30%
28,47% 27,03% 27,67% 28,89% 28,03%

25%

20% NO2/NOx-Verhältnis

15%

10%

5%

6,32%

6,18% 4,98% 5,37% 4,48%

0% Strecke 3 Strecke 4 Strecke 5 Gelenkbus o.A. Gelenkbus m.A. Strecke 6 mittlere Emission

Abbildung 75:

NO2/NOx-Verhältnis Gelenkbus

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5 Betriebsverhalten
Neben den messtechnischen Ergebnissen ist bei Umrüstung eines Fahrzeuges auf ein Abgasnachbehandlungssystem natürlich auch das Betriebsverhalten von großer Wichtigkeit. Die nachfolgenden Ereignisskizzen aus den Aufzeichnungen der Rheinbahn zum Projektverlauf geben einen Eindruck über das Betriebsverhalten der nachgerüsteten Fahrzeuge. Es handelt sich hierbei um interne Aufzeichnungen der Rheinbahn, die hier ungeändert wiedergegeben sind. Gewisse Abkürzungen oder Zahlencodes erscheinen zuerst unverständlich, ergeben sich aber aus dem Zusammenhang.
24.10.2005 Messfahrt MAN ohne AGR System in Düsseldorf 08.11.2005 Messfahrt Citaro ohne AGR System in Düsseldorf 28.11.2005 Beginn Mock up 7343 durch stt emtec in Düsseldorf 07.12.2005 Beginn Mock up 6830 durch stt emtec in Düsseldorf 21.02.2006 Messfahrt Gasbus in Düsseldorf 23./24.03.2006 Motorprüfstandsversuch MAN-Motor mit und ohne AGR in Schweden 11.04.2006 Einbau AGR-System in 7343 (374.704 km) und 7342 (378.026 km) abgeschlossen 18.04.2006 An beiden MAN-Fahrzeugen treten starke Diesel- und Abgasgerüche im Fahrzeuginneren auf. Als Ursache stellt sich eine zu hohe Einspritzmenge an Diesel heraus. Beim Fahrzeug 7342 war ein Transistor (Fertigungsmangel) zur Steuerung des AGR-Ventils durchgebrannt. Daher entstand zuviel Russ, der den Filter verstopfte.

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12.06.2006 bis 21.06.2006 Umbau 6830 und 6831 durch stt emtec in Düsseldorf Gleichzeitig Instandsetzung 7342 und 7343 Diesel- und Abgasgeruch im Fahrgastraum durch Reduzierung des eingespritzten Diesels während der Regeneration und Austausch des AGR-Ventils im 7342. Durchgebrannter Transistor führte zur Filterverstopfung. 26.06.2006 Messfahrt MAN Bus 7343 (384.695 km) mit AGR-System in Düsseldorf 27.06.2006 Das Fahrzeug 6831 wurde mit dem Abgasrückführungssystem der Firma stt emtec ausgerüstet. Zum Wechsel des Ölfilters (alle 60.000 km bzw. einmal pro Jahr) bis zu 10 Rohrschellen gelöst werden müssen, da eine Schelle auf der linken Seite so montiert ist, dass sie nicht erreichbar ist. Bei einer Serienlösung wäre darauf zu achten, dass die Schelle so montiert wird, dass sie erreichbar ist. Alternativ ist zu prüfen, ob eine andere Rohrverlegung gewählt werden kann. Sollten weitere Probleme dieser Art bei dem genannten Fahrzeug auftreten, werden diese von der Betriebswerkstatt Herrn Bohn mitgeteilt. 15./16.08.2006 Motorprüfstandsversuch DC-Motor mit und ohne AGR in Schweden 01.09.2006 Am 01.09.2006 wurde am Fahrzeug 7342 (403.630 km) von der Fa. DES der Partikelfilter gewechselt. Anlass war Ruß im Endrohr des Auspuffs. Bei der Demontage wurde festgestellt, dass der Filter an einer Stelle schadhaft war (durchgeschlagen). Es wurde ein neuer Filter eingebaut. 11.09.2006 ca. Rücksendung der Motoren nach Düsseldorf (MAN) und zum TÜV Nord in Essen (DC). 21.09.2006 Am Fahrzeug 7343 (400.791 km) wurde von der Fa. DES der Rußpartikelfilter ausgebaut. Bei einer Überprüfung des Fahrzeugs hatte sich gezeigt, dass im Endrohr Rußablagerungen vorhanden waren, was auf eine Fehlfunktion des Filtersystems hinweist. Das defekte System wurde von DES zur weiteren Untersuchung mitgenommen. Ein ähnlicher Schaden war am Fahrzeug 7342 aufgetreten. Nach Analyse der Fehler wird ein detaillierter Schadensbericht von DES geliefert. Bei den Instandsetzungsarbeiten wurde der Gegendrucksensor beschädigt. Dieser wurde behelfsmäßig instand gesetzt. Nach Lieferung eines neuen Sensors, wird dieser von der Rheinbahn in das Fahrzeug eingebaut. (ist erledigt)

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Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

18.10.2006 Fahrzeug 7342 (414.256 km) überprüft. Im Abgasendrohr sind wieder Rußablagerungen. Ebenso weist der Partikelfilter im vorderen Bereich undichte Stellen auf, was durch deutliche Rußablagerungen zu erkennen ist. Die Motorklappe ist auf der Innenseite stark mit Ruß bedeckt. 19.l0.2006 Ein Filter an DES zurückgeschickt. Damit ist kein Filter mehr bei der Rheinbahn. Der Zweite Filter für die Citaros ist entweder in Essen oder noch in Schweden. 31.10.2006 Meldung Lierenfeld 6831 verliert am Abgaskühler Wasser. 08.11.2006 Zweite Messfahrt mit AGR Fahrzeug 7343 (410.449 Km). 22.11.2006 Überprüfung des Fahrzeugs 7342 durch DES ergab einen Abgasgegendruck von 400 mbar. Ursache ist, dass die Regeneration nicht abläuft. Softwareproblem stt emtec. AGR-System wurde abgeschaltet. Freigabe zum weiteren Einsatz des Fahrzeugs von Herrn Hake erteilt. 04.12.2006 Erneute Inbetriebnahme des Systems im Fahrzeug 7342 durch DES. 14.12.2006 bis 20.12.2006 Inbetriebnahme des Systems im Fahrzeug 6830. Kühler AGR ist nicht undicht sondern die Wasserpumpe. Für das Fahrzeug 6831 fehlt der CCT-Filter. Wurde versehentlich in ein anderes Fahrzeug der Rheinbahn eingebaut. Nach Ermittlung des Fahrzeugs wird der Filter ausgebaut und in das Fahrzeug 6831 eingebaut. Zwischenstand: Fahrzeug 7342 ist einsatzbereit, am Fahrzeug muss noch der Sekundärfilter erneuert werden. STT schickt zwei Stück nach Düsseldorf. Der Filter hat sich zugesetzt, als die AGR ausgefallen ist und zuviel Russ entstanden ist. Dieser hat sich im Sekundärfilter abgesetzt. Der CRT-Filter wird von DES nochmals gewechselt Warum ?. Filter mit 15 Temperaturfühlern. Fahrzeug 7343 die ECU ist defekt. System ist abgeschaltet. (Blechplatte in der Rückführungsleitung, Stecker am Ventil abgezogen, Relaisstecker in Heckvoute abgezogen sowie Stecker von ECU abgezogen).l Ersatzteil wird an DES geliefert und von DES eingebaut.

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Fahrzeug 6830 ist einsatzbereit. Fahrzeug 6831 ist vollständig umgebaut. Der CAN-Buskonverter ist defekt. Ersatzteil wird an DES geschickt von STT. DES baut ein. 16.01.2007 Ein SMF System für 7342 mit Temperaturfühlern als Austauschteil geliefert (ohne KAT). Wird vom Lager an Herrn Frerichs geliefert. 17.01.2007 Fahrzeug 7343 wieder in Betrieb genommen von der Firma DES. 23.01.2007 Fahrzeug 7342 beim Einsatz auf der Messe von Polizei auf Rauchentwicklung um ca. 17.00 Uhr hingewiesen worden. Fahrer hat mehrfach Rauchentwicklung wahrgenommen. Über genaue Dauer und Häufigkeit konnten keine Angaben gemacht werden. 25.01.2007 Fahrzeug 7342 Testfahrt ca. 30 Minuten durchgeführt. Um 15.05 Uhr starke Rauchentwicklung transparent bläulich. Beim Gas geben Verstärkung des Austritts. Fahrzeuge hinter dem Bus hupten und haben die Spur gewechselt. Zum Abschluss eine starke weiße Wolke (stoßartiges ausblasen Dauer < 1 Sec aber sehr viel (Fläche der Wolke ca. 2,50 m x 2,50 m). Untersuchung des Problems wurde bei DES veranlasst. 29.01.2007 Citaro 6830 nach Essen überführt zur Aufrüstung für die erste Messfahrt mit AGR-System am 01.02.2007. Fahrzeug 7342 und 6831 aufgrund von Defekten zz. mit abgeschalteter AGR-Anlage im Einsatz. 01.02.2007 Messfahrt durchgeführt.

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05.02.2007 Mitteilung DES. Ursache der Rauchentwicklung ist das CCT-System. Es müssen Schweißnähte dicht geschweißt werden, damit kein Diesel am Katalysator vorbei in den Filterbereich eindringen kann, der den Rauch verursacht. Die Instandsetzung erfolgt am 07. und 08.02.2007. 7343 ebenfalls wegen zu starker Rauchentwicklung ausgewechselt worden. 07.02.2007 7342 (439.247 Km) wieder komplett in Betrieb genommen. 08.02.2007 7343 (428.458 Km) wieder komplett in Betrieb genommen. 6831 immer CAN-Buskonverter fehlt noch. AGR ohne Funktion. 18.02.2007 7342 wieder starke Rauchentwicklung. Mängelkarte des Fahrers sagt, dass eine Rauchwolke entsteht, die alles einnebelt. Zusätzlich riecht es nach verbranntem Diesel. System abgeschaltet. DES informiert. 27.02.2007 CAN-Busconverter für 6831 fehlt immer noch. 7342 noch keine neuen Erkenntnisse zum weiteren Vorgehen. 15.03.2007 Wagen 7342 Motorschaden. Letzter Ölwechsel am 16.01.2007 bei 434.815 Km. Ölprobe wird zur Analyse gegeben, Motor zur Befundung an Micke. Austauchmotor wir eingebaut. 26.03.2007 – 29.03.2007 Überprüfung des Wagens 7343 zeigt Russ im Auspuffendrohr. Nach Ausbau des CCTSystems (gemeinsam mit DES und stt) ergab sich folgendes. Die Düse zur Einspritzung des Diesels zur Regeneration war verstopft (schwer zu entfernen und von der Druckluft die regelmäßig durchgeblasen wird nicht zu entfernen). Daraus resultierten Russnester im Filter die zum Durchbrennen geführt haben. Filter muss erneut gewechselt werden. Festgelegt den Wagen 7342 auf 2,45 g/KWh einzustellen um die Systemstabilität für diesen Betriebspunkt zu ermitteln. Neuen CAN-Busconverter getestet und in 6831 eingebaut. 6830 nach Neueinstellung vom Betrieb wegen Rauchentwicklung ausgewechselt worden. Einstellungen nochmals angepasst am 29.03.2007 und 6831 auf dieselben Werte eingestellt.

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18.04.2007 Wagen 7342 wieder ausgewechselt wegen starker Rauchentwicklung. Fahrzeuge hinter dem Bus haben gebremst und sind ausgewichen. Fahrzeug so nicht verkehrssicher. System abgeschaltet. 19.04.2007 Letzte Messfahrt Wagen 7343 mit AGR. Neuen Sekundärfilter eingebaut. 17.04.2007 7342 wegen starker Rauchentwicklung außer Betrieb genommen. 14.06.2007 Russ im Auspuff des Busses 7343. AGR-Ventil der Hochdruck-AGR defekt. Nach Wechsel bleibt die Fehlermeldung erhalten. Nach Abschaltung der Niederdruck-AGR kommt die Störungsmeldung nicht wieder. Fahrzeug fährt ohne AGR. 15.06.2007 Überprüfung des Auspuffrohres 6830 ergab keine Beanstandung. 06.07.2007 Herrn Hake informiert, dass die Systeme in den Fahrzeugen 7342 und 43 abgeschaltet sind. Von ihm wurde mitgeteilt, dass dadurch keine Schäden an den CCT-Systemen entstehen. Diese arbeiten in diesem Betriebsfall als normale CRT-Systeme. Um Klärung mit stt gebeten. 12.07.2007 Zweite Messfahrt 6830 mit AGR durchgeführt. 04.09.2007 Bei DES zwei Sekundärfilter für die Messung nochmals angefordert. DES hat stt bereits deswegen angeschrieben. Bisher ohne Reaktion. 21.09.2007 Zwei Sekundärfilter geliefert. 11.10.2007 Dritte Messfahrt mit 6830 durchgeführt. Sekundärfilter ist vorher erneuert worden.

Den Aufzeichnungen ist zu entnehmen, dass die Systeme bis zum Projektende nicht dauerhaft störungsfrei funktionierten. Insbesondere scheint die Regenerationsstrategie nicht ausgereift zu sein.

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Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

6 Zusammenfassung
Im vorliegenden Bericht wird die messtechnische, wissenschaftliche Begleitung eines Projektes zur Nachrüstung von in Betrieb befindlichen Bussen des öffentlichen Nahverkehrs auf fortschrittliche Abgasnachbehandlungstechniken beschrieben. Mit der EURahmenrichtlinie über die Beurteilung und die Kontrolle der Luftqualität (RL 96/62/EG) und den zugehörigen Tochterrichtlinien (z.B. 1999/30/EG, 2000/69/EG, 2002/3/EG) werden Luftqualitätsziele zur Vermeidung oder Verringerung schädlicher Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt festgelegt. Im Rahmen der Umsetzung der Richtlinie sind auch in der Düsseldorfer Südstadt Überschreitungen der jetzigen und zukünftigen Imissionsgrenzwerte bei NO2 festgestellt worden. Analysen der unterschiedlichen Emittenten kamen zu dem Ergebnis, dass auch die Busse des öffentlichen Nahverkehrs signifikant zu der Imissionssituation beitragen. Eine Nachrüstung mit einer Niederdruck-Abgasrückführung soll die Fahrzeuge in ihren NOx-Emissionen auf Euro V Niveau (2 g/kWh) verbessern. Nach Applikation des Systems an einem MAN Euro III Motor für einen Solobus und an einen Mercedes Euro III Motor für einen Gelenkbus wurden Prüfstandsmessungen zur Dokumentation der Emissionssituation durchgeführt. Die 2 g/kWh konnten für den MAN-Motor realisiert werden. Für den Mercedes Motor konnten 3,5 g/kWh dargestellt werden. Zur Ermittlung der Realemissionen der in Betrieb befindlichen Fahrzeuge wurden diese mit mobiler Messtechnik ausgerüstet und auf repräsentativen Strecken auf ihre Emissionen hin vermessen. Diese Vermessung wurde mit Fahrzeugen im Ausgangszustand und im nachgerüsteten Zustand durchgeführt. Die nachgerüsteten Busse wurden zu Beginn, in der Mitte und am Ende eines Beobachtungszeitraumes vermessen. Zusätzlich wurde ein mit Erdgas betriebener Gelenkbus auf den gleichen Strecken vermessen wie der DieselGelenkbus. Aus den fahrdynamischen Messdaten der Fahrten wurde ein repräsentativer Fahrzyklus entwickelt, der die Vermessung eines Motors auf dem Motorprüfstand erlaubt. Dieser soll für vergleichende Messungen herangezogen werden. Die Ergebnisse der Emissionsmessungen zeigen, dass die auf dem Motorprüfstand ermittelten Emissionsverbesserungen bei den Realmessungen bestätigt werden können. Dies gilt insbesondere für den Solobus. Genaue Analysen der Messergebnisse zeigen aber, dass die Absenkung der NOx-Emissionen nicht zu den erwünschten Reduzierungen der NO2Emissionen führen. Durch den Oxidationskatalysator, der Bestandteil des Nachbehandlungssystems ist, wird das NO2/NOx-Verhältnis derartig vergrößert, dass die Massenemission NO2 mit Abgasnachbehandlungssystem über der des Ausgangszustand liegt. Diese Erkenntnis führt zwangsläufig zu dem Schluss, dass das verwendete Nachbehandlungssystem nicht geeignet ist, die Projektziele zu erreichen. Die Aufzeichnungen des Busbetreibers Rheinbahn lassen erkennen, dass sich das Betriebsverhalten der Nachbehandlungssysteme noch nicht auf einem akzeptablen Stand befindet. Viele Ausfälle und Probleme bei der Regeneration sind die Hauptkritikpunkte.

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 96 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

7 Anhang
Tabelle 29: Zusammensetzung des Düsseldorfer Fahrzyklus

Düsseldorfer Fahrzyklus Referenzzyklus Nr. t start [s] tend [s] Dauer [s] Strecke Fahrt Nr. tstart [s] t end [s] Dauer [s] 1 1 7 7 4 18 111 117 7 2 8 182 175 5 13 373 547 175 3 183 364 182 5 13 605 786 182 4 365 367 3 5 13 825 827 3 5 368 398 31 5 13 607 637 31 6 399 523 125 5 13 679 803 125 7 524 574 51 4 18 118 168 51 8 575 685 111 4 18 900 1010 111 9 686 689 4 4 16 182 185 4 10 690 800 111 4 18 351 461 111 11 801 921 121 4 18 890 1010 121 12 922 925 4 4 16 182 185 4 13 926 942 17 4 18 462 478 17 14 943 980 38 5 13 787 824 38 15 981 1391 411 4 18 479 889 411 16 1392 1472 81 4 16 186 266 81 17 1473 1481 9 4 16 347 355 9 18 1482 1648 167 3 15 974 1140 167 19 1649 1797 149 3 19 1183 1331 149 20 1798 1800 3 3 15 1137 1139 3 Summe 1800 1800

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Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

Teil 3

Düsseldorfer Fahrzyklus

Teil 2

1200

1500

-100% 1800

100%

-25%

-50%

-75%

75%

50%

25%

0%

Zeit in s

900

Teil 1

80

70

60

50

40

30

20

10

Abbildung 76:

Der Düsseldorfer Fahrzyklus (v(t)-, nrel(t)-, Mrel(t)-Diagramm)

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0

0

300

600

v, [km/h]

n_rel

M_rel

Geschwindigkeit in km/h

n rel , M rel

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

Düsseldorfer Fahrzyklus (Teil 1)
80 70 60 Geschwindigkeit in km/h 50 40 30 20 10 0 0 60 120 180 240 300 360 420 480 Zeit in s
v, [km/h] n_rel M_rel

100% 75% 50% 25% 0% -25% -50% -75% -100% 960 n rel , M rel

540

600

660

720

780

840

900

Abbildung 77:

Der Düsseldorfer Fahrzyklus, Teil 1 (v(t)-, nrel(t)-, Mrel(t)-Diagramm)

Düsseldorfer Fahrzyklus (Teil 2)
80 70 60 Geschwindigkeit in km/h 50 40 30 20 10 0 960 100% 75% 50% 25% 0% -25% -50% -75% -100% 1380 n rel , M rel

1020

1080

1140 Zeit in s
v, [km/h]

1200

1260

1320

n_rel

M_rel

Abbildung 78:

Der Düsseldorfer Fahrzyklus, Teil 2 (v(t)-, nrel(t)-, Mrel(t)-Diagramm)

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Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

Düsseldorfer Fahrzyklus (Teil 3)
80 70 60 Geschwindigkeit in km/h 50 40 30 20 10 0 1380 100% 75% 50% 25% 0% -25% -50% -75% -100% 1800 n rel , M rel

1440

1500

1560 Zeit in s
v, [km/h]

1620

1680

1740

n_rel

M_rel

Abbildung 79:

Der Düsseldorfer Fahrzyklus, Teil 3 (v(t)-, nrel(t)-, Mrel(t)-Diagramm)

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 100 / 120 -

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Tabelle 30:

Ablaufplan des Düsseldorfer Fahrzyklus

t start t end v ave n rel,ave duration distance stop time stop time [sec] [sec] [km/h] [%] [sec] [m] [%] [sec]
Part 1 Part 2 Part 3 Total
1 961 1381 1 960 1380 1800 1800 11,0 25,0 41,8 21,5 19,7% 32,6% 43,3% 28,2% 960 420 420 1800 2945 2912 4880 10737 37,1% 22,4% 12,9% 28,0% 356 94 54 504,0

t, [sec] v, [km/h] n_rel 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,13 1,49 5,69 9,80 13,83 17,85 21,63 24,25 24,95 24,49 22,84 19,79 15,85 11,28 6,81 3,12 1,07 0,37 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,50 1,73 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,6% 1,6% 4,8% 21,5% 39,0% 50,8% 61,7% 73,2% 63,5% 47,8% 40,8% 36,2% 30,6% 21,9% 9,3% 4,6% 2,1% 1,3% 1,3% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 2,1% 5,7%

M_rel 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,8% 7,9% 28,4% 43,8% 57,2% 69,4% 74,0% 48,6% 6,0% -20,7% -36,7% -40,6% -51,8% -46,9% -15,5% 11,5% 8,7% 4,8% 0,7% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,5% 4,0% 9,6%

t, [sec] v, [km/h] n_rel 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 2,47 3,00 3,33 3,29 2,79 2,38 1,97 1,56 1,11 0,62 0,25 1,12 4,29 8,07 11,60 14,68 17,27 18,74 19,07 19,07 19,44 20,39 22,04 23,84 25,65 27,17 28,36 29,64 30,91 31,90 32,59 32,51 32,02 31,56 31,40 31,32 31,32 31,07 30,33 1,6% 2,2% 1,1% 0,4% 1,7% 0,5% 0,5% 1,8% 0,3% 0,8% 1,8% 15,5% 35,3% 47,4% 52,6% 56,4% 57,9% 44,0% 28,6% 34,2% 46,5% 56,4% 64,7% 58,1% 46,6% 45,3% 47,3% 50,3% 53,6% 56,5% 58,4% 58,0% 56,7% 55,7% 55,1% 54,9% 54,8% 54,0% 52,0%

M_rel 18,2% 17,9% 21,6% 24,6% 18,0% 21,3% 19,1% 13,0% 13,1% 7,0% 2,5% 7,0% 23,2% 37,1% 43,3% 44,7% 39,6% 18,5% 6,0% 13,0% 23,5% 31,9% 39,3% 50,9% 53,2% 53,0% 52,9% 53,0% 49,5% 42,1% 25,6% -5,2% 2,6% 8,8% 12,3% 13,9% 7,5% -8,9% -15,6%

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Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

t, [sec] v, [km/h] n_rel 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 29,47 28,40 27,25 26,22 25,15 24,20 23,09 22,03 21,37 21,58 22,49 23,55 24,21 24,00 23,18 21,94 20,46 18,98 17,50 16,02 14,01 12,20 11,39 12,38 14,56 16,57 17,55 17,84 18,75 20,52 22,57 24,67 26,18 26,22 25,44 24,61 23,54 22,02 19,92 17,21 14,50 12,70 11,92 12,42 13,52 13,68 12,77 9,97 6,07 2,30 49,2% 46,1% 42,9% 39,6% 36,7% 33,8% 30,7% 27,7% 34,2% 51,6% 60,6% 62,7% 57,1% 38,2% 25,3% 22,4% 21,1% 17,7% 14,3% 7,4% 3,7% 2,6% 16,8% 38,5% 52,0% 51,4% 38,0% 36,0% 56,0% 67,1% 71,5% 57,1% 46,9% 42,0% 38,2% 35,3% 32,2% 27,5% 21,8% 13,3% 5,7% 3,7% 13,1% 31,3% 32,6% 13,0% 5,8% 2,3% 0,0% 1,1%

M_rel -18,1% -20,4% -20,7% -20,5% -20,4% -20,0% -19,7% -17,2% 9,0% 26,1% 32,5% 29,7% 16,5% -5,9% -20,0% -45,4% -28,7% -36,6% -40,7% -62,9% -85,8% -42,4% 16,9% 33,1% 41,9% 32,0% 15,7% 20,5% 41,5% 49,0% 50,4% 60,7% 33,1% 2,6% -13,0% -18,3% -32,4% -38,7% -44,1% -42,2% -66,4% -28,2% 11,3% 25,0% 17,8% 7,4% 3,3% 10,5% 36,5% 21,1%

t, [sec] v, [km/h] n_rel 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 0,78 0,33 0,12 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,50 2,26 3,29 3,90 3,74 3,74 3,33 2,79 1,93 0,90 0,37 0,16 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,7% 0,7% 2,5% 1,2% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 5,9% 6,8% 2,3% 2,0% 1,6% 0,3% 1,5% 1,0% 0,1% 1,6% 0,8% 0,3% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0%

M_rel 9,4% 3,1% 0,3% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,6% 3,4% 11,1% 19,9% 20,5% 20,7% 27,0% 20,7% 21,1% 21,0% 8,6% 4,6% 2,3% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 102 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

t, [sec] v, [km/h] n_rel 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 0,00 0,00 0,00 0,00 0,62 0,29 0,17 1,48 2,80 3,70 3,78 3,99 4,09 4,20 6,17 7,56 7,93 7,77 7,81 8,76 10,53 11,63 12,08 12,29 12,33 12,37 12,20 11,09 8,87 5,99 3,28 1,15 0,45 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 2,4% 3,2% 4,2% 5,2% 6,2% 7,2% 8,2% 9,9% 10,3% 11,6% 14,1% 17,6% 19,8% 22,5% 30,6% 20,6% 11,5% 10,0% 11,3% 4,8% 3,3% 1,1% 0,1% 1,0% 0,0% 0,2% 1,6% 0,9% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0%

M_rel 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 5,4% 3,9% 1,5% 8,6% 19,4% 22,1% 20,5% 26,6% 21,9% 18,7% 19,0% 17,3% 16,0% 14,6% 21,5% 23,9% 21,9% 14,2% 9,3% 5,6% 4,5% 0,9% -0,7% 3,4% 17,9% 25,8% 32,0% 14,3% 4,8% 1,4% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0%

t, [sec] v, [km/h] n_rel 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 5,12 9,96 14,27 17,43 19,16 20,22 21,01 21,99 23,02 22,85 21,20 18,48 14,74 9,93 5,82 2,46 0,90 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 3,0% 21,6% 40,2% 53,0% 63,8% 59,3% 54,8% 51,4% 53,3% 58,8% 48,4% 30,2% 25,3% 17,0% 8,3% 2,3% 0,8% 1,2% 0,0%

M_rel 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,4% 0,8% 26,9% 46,2% 58,5% 42,4% 33,1% 24,3% 25,7% 28,5% 8,6% -28,0% -46,0% -47,2% -56,9% -45,7% -3,1% 13,1% 11,2%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 103 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

t, [sec] v, [km/h] n_rel 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 0,37 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,45 4,45 7,66 10,45 13,16 16,04 18,92 21,67 23,84 25,49 26,72 27,66 27,90 27,25 26,13 24,57 22,51 20,34 18,12 16,39 15,33 15,21 16,73 18,38 19,49 20,93 22,94 24,79 25,65 25,43 23,37 19,83 15,43 10,38 6,15 3,12 1,15 0,38 1,95 1,1% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 1,2% 4,8% 18,1% 33,3% 41,0% 46,6% 52,7% 59,8% 66,1% 71,3% 61,3% 48,3% 45,2% 45,3% 44,8% 42,9% 39,8% 35,2% 29,1% 22,6% 15,6% 8,6% 8,2% 34,6% 52,3% 54,7% 55,8% 64,3% 66,0% 48,8% 42,3% 38,6% 31,9% 20,8% 10,1% 3,4% 1,0% 1,4% 3,1% 7,3% 18,6%

M_rel 3,9% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,6% 8,1% 21,8% 32,0% 37,3% 42,7% 48,4% 52,9% 53,6% 54,4% 53,7% 50,7% 30,9% 5,4% -11,6% -25,4% -38,9% -48,0% -50,0% -50,1% -35,5% -9,5% 29,8% 39,1% 34,1% 33,5% 42,6% 53,7% 46,3% 14,5% -15,0% -29,7% -37,0% -43,8% -40,5% -7,9% 8,0% 8,0% 3,5% 10,9%

t, [sec] v, [km/h] n_rel 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 5,39 7,73 8,88 10,28 10,89 10,77 10,36 10,99 11,73 12,46 15,05 17,97 20,47 22,20 22,98 23,63 23,92 23,42 22,48 20,87 18,89 16,10 12,85 8,74 4,80 2,05 0,78 0,29 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,17 1,48 2,80 3,70 3,78 3,29 3,09 4,20 6,17 7,56 7,93 33,1% 19,3% 20,2% 26,4% 11,3% 5,0% 2,6% 16,4% 35,4% 47,1% 55,9% 62,6% 64,8% 57,8% 49,7% 53,4% 40,3% 26,3% 21,7% 21,4% 16,9% 9,7% 3,3% 1,4% 1,4% 1,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 1,4% 2,4% 4,2% 1,2% 1,2% 1,7% 2,2% 5,4% 17,9% 21,3% 9,6% 4,1%

M_rel 23,3% 20,3% 23,1% 19,9% 13,2% 8,6% 6,9% 20,8% 28,7% 33,8% 40,5% 44,8% 41,6% 25,2% 15,6% 17,0% -3,8% -20,7% -49,4% -54,2% -53,9% -50,5% -25,1% 9,8% 26,2% 24,8% 8,6% 3,3% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 1,5% 8,6% 19,4% 22,1% 20,5% 26,6% 21,9% 18,7% 19,0% 17,3% 16,0%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 104 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

t, [sec] v, [km/h] n_rel 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 7,77 7,81 8,76 10,53 11,63 12,08 12,29 12,33 12,37 12,20 11,09 8,87 5,99 3,28 1,15 0,45 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 5,12 9,96 14,27 17,43 19,16 20,22 21,01 21,99 23,02 22,85 21,20 18,48 14,74 9,93 5,82 2,46 0,90 0,37 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 2,6% 5,8% 22,5% 30,6% 20,6% 11,5% 10,0% 11,3% 4,8% 3,3% 1,1% 1,1% 1,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 3,0% 21,6% 40,2% 53,0% 63,8% 59,3% 54,8% 51,4% 53,3% 58,8% 48,4% 30,2% 25,3% 17,0% 8,3% 2,3% 0,8% 1,2% 0,0% 1,1% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0%

M_rel 14,6% 21,5% 23,9% 21,9% 14,2% 9,3% 5,6% 4,5% 0,9% -0,7% 3,4% 17,9% 25,8% 32,0% 14,3% 4,8% 1,4% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,4% 0,8% 26,9% 46,2% 58,5% 42,4% 33,1% 24,3% 25,7% 28,5% 8,6% -28,0% -46,0% -47,2% -56,9% -45,7% -3,1% 13,1% 11,2% 3,9% 0,5% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0%

t, [sec] v, [km/h] n_rel 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452 453 454 455 456 457 458 459 460 461 462 463 464 465 466 467 468 469 470 471 472 473 474 475 476 477 478 0,00 0,00 0,00 1,45 4,45 7,66 10,45 13,16 16,04 18,92 21,67 23,84 25,49 26,72 27,66 27,90 27,25 26,13 24,57 22,51 20,34 18,12 16,39 15,33 15,21 16,73 18,38 19,49 20,93 22,94 24,79 25,65 25,43 23,37 19,83 15,43 10,38 6,15 3,12 1,15 0,38 1,95 5,39 7,73 8,88 10,28 10,89 10,77 10,36 10,99 0,0% 1,2% 4,8% 18,1% 33,3% 41,0% 46,6% 52,7% 59,8% 66,1% 71,3% 61,3% 48,3% 45,2% 45,3% 44,8% 42,9% 39,8% 35,2% 29,1% 22,6% 15,6% 8,6% 8,2% 34,6% 52,3% 54,7% 55,8% 64,3% 66,0% 48,8% 42,3% 38,6% 31,9% 20,8% 10,1% 3,4% 1,0% 1,4% 3,1% 7,3% 18,6% 33,1% 19,3% 20,2% 26,4% 11,3% 5,0% 2,6% 16,4%

M_rel 0,0% 0,0% 0,6% 8,1% 21,8% 32,0% 37,3% 42,7% 48,4% 52,9% 53,6% 54,4% 53,7% 50,7% 30,9% 5,4% -11,6% -25,4% -38,9% -48,0% -50,0% -50,1% -35,5% -9,5% 29,8% 39,1% 34,1% 33,5% 42,6% 53,7% 46,3% 14,5% -15,0% -29,7% -37,0% -43,8% -40,5% -7,9% 8,0% 8,0% 3,5% 10,9% 23,3% 20,3% 23,1% 19,9% 13,2% 8,6% 6,9% 20,8%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 105 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

t, [sec] v, [km/h] n_rel 479 480 481 482 483 484 485 486 487 488 489 490 491 492 493 494 495 496 497 498 499 500 501 502 503 504 505 506 507 508 509 510 511 512 513 514 515 516 517 518 519 520 521 522 523 524 525 526 527 528 11,73 12,46 15,05 17,97 20,47 22,20 22,98 23,63 23,92 23,42 22,48 20,87 18,89 16,10 12,85 8,74 4,80 2,05 0,78 0,29 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 35,4% 47,1% 55,9% 62,6% 64,8% 57,8% 49,7% 53,4% 40,3% 26,3% 21,7% 21,4% 16,9% 9,7% 3,3% 1,4% 1,4% 1,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0%

M_rel 28,7% 33,8% 40,5% 44,8% 41,6% 25,2% 15,6% 17,0% -3,8% -20,7% -49,4% -54,2% -53,9% -50,5% -25,1% 9,8% 26,2% 24,8% 8,6% 3,3% 0,4% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0%

t, [sec] v, [km/h] n_rel 529 530 531 532 533 534 535 536 537 538 539 540 541 542 543 544 545 546 547 548 549 550 551 552 553 554 555 556 557 558 559 560 561 562 563 564 565 566 567 568 569 570 571 572 573 574 575 576 577 578 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,17 2,17 5,84 9,63 13,18 16,19 18,34 19,52 19,92 20,21 21,05 22,40 24,09 25,23 25,30 24,61 23,18 21,03 18,54 15,54 11,45 7,22 3,34 1,20 0,45 0,21 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 1,2% 2,6% 8,7% 25,2% 40,0% 50,0% 59,2% 62,2% 62,0% 54,8% 48,1% 50,6% 57,0% 57,7% 48,2% 41,6% 38,4% 35,0% 30,5% 24,0% 17,4% 9,4% 4,0% 2,4% 0,8% 0,3% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0%

M_rel 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,9% 12,1% 29,5% 43,3% 53,3% 52,3% 44,5% 30,4% 21,5% 24,4% 28,8% 32,1% 21,1% -0,5% -22,5% -39,8% -50,0% -52,0% -48,2% -51,5% -44,7% -9,5% 16,8% 13,5% 4,2% 1,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 106 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

t, [sec] v, [km/h] n_rel 579 580 581 582 583 584 585 586 587 588 589 590 591 592 593 594 595 596 597 598 599 600 601 602 603 604 605 606 607 608 609 610 611 612 613 614 615 616 617 618 619 620 621 622 623 624 625 626 627 628 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,06 0,02 1,04 3,49 6,93 11,18 15,75 20,11 23,79 26,71 28,89 30,50 31,47 31,99 32,25 32,22 31,70 30,81 29,67 28,42 27,24 26,21 25,13 23,99 22,96 22,00 21,15 20,62 20,96 22,44 24,60 26,90 29,15 31,19 32,65 33,00 32,56 31,40 29,36 26,94 25,13 24,73 25,67 27,45 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,5% 1,3% 1,5% 10,4% 27,1% 44,6% 59,4% 71,4% 67,3% 53,0% 47,7% 49,4% 52,9% 55,4% 56,9% 57,4% 57,1% 55,5% 52,9% 49,6% 46,1% 42,7% 39,4% 36,2% 33,2% 30,3% 27,4% 24,9% 29,3% 46,5% 61,0% 55,3% 49,6% 51,1% 55,3% 47,8% 39,5% 34,8% 31,4% 36,1% 37,5% 35,9% 36,3% 39,5% 44,8%

M_rel 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,1% 0,6% 0,2% 6,6% 18,3% 35,3% 55,0% 70,9% 83,2% 87,8% 83,6% 71,6% 55,9% 38,0% 27,7% 17,2% 6,0% -9,4% -18,0% -20,3% -20,5% -20,4% -20,2% -19,8% -19,4% -19,0% -18,9% -11,3% 4,6% 27,5% 49,6% 63,5% 70,7% 73,3% 66,6% 36,0% 4,6% -27,7% -57,8% -69,9% -55,7% -23,5% 21,6% 49,6% 60,7%

t, [sec] v, [km/h] n_rel 629 630 631 632 633 634 635 636 637 638 639 640 641 642 643 644 645 646 647 648 649 650 651 652 653 654 655 656 657 658 659 660 661 662 663 664 665 666 667 668 669 670 671 672 673 674 675 676 677 678 29,63 31,71 33,31 34,03 34,01 33,80 33,71 33,73 33,92 34,23 34,77 35,32 35,38 34,78 33,55 31,59 28,37 24,42 20,74 17,50 15,57 15,46 17,33 20,29 22,33 22,71 22,42 22,23 22,34 22,40 22,34 22,53 23,32 24,69 26,36 28,06 29,39 29,72 29,21 28,15 26,54 24,15 21,13 17,91 14,66 12,46 11,01 9,51 8,49 7,99 51,0% 51,3% 44,4% 39,5% 37,2% 36,1% 35,9% 36,1% 36,6% 37,3% 38,4% 39,2% 39,0% 37,6% 34,9% 30,4% 32,0% 28,9% 21,2% 12,5% 15,7% 36,1% 58,8% 64,1% 49,0% 36,9% 36,5% 45,4% 50,6% 50,2% 50,6% 55,5% 52,9% 46,9% 45,8% 48,1% 50,4% 50,7% 49,0% 45,7% 41,1% 34,0% 25,1% 14,7% 8,0% 4,0% 1,9% 1,6% 0,8% 6,3%

M_rel 66,2% 65,6% 47,9% 14,7% -2,2% 9,3% 21,6% 25,6% 28,1% 31,1% 27,5% 9,9% -7,1% -30,5% -47,6% -72,8% -75,8% -63,5% -53,0% -38,5% -0,4% 30,3% 53,4% 58,6% 32,1% 9,7% 9,0% 17,2% 18,6% 16,2% 16,1% 21,9% 36,7% 48,2% 53,2% 53,6% 33,3% 3,7% -12,6% -29,7% -44,4% -50,4% -48,7% -46,2% -45,7% -26,9% -5,7% 6,8% 14,6% 17,9%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 107 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

t, [sec] v, [km/h] n_rel 679 680 681 682 683 684 685 686 687 688 689 690 691 692 693 694 695 696 697 698 699 700 701 702 703 704 705 706 707 708 709 710 711 712 713 714 715 716 717 718 719 720 721 722 723 724 725 726 727 728 8,19 9,26 10,84 12,52 14,09 15,04 15,43 0,13 0,05 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,05 0,64 1,52 2,10 2,49 2,87 3,31 3,74 4,11 5,90 7,10 7,83 8,52 9,10 9,63 9,99 9,53 9,15 9,92 11,22 11,53 10,49 8,59 7,15 6,29 6,02 6,03 18,9% 29,8% 35,5% 39,4% 39,1% 30,1% 24,8% 2,1% 1,0% 1,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,4% 0,5% 0,6% 0,7% 0,8% 0,9% 1,1% 1,4% 4,5% 15,1% 15,6% 11,1% 9,7% 11,7% 13,1% 10,7% 5,6% 3,3% 8,9% 24,6% 24,4% 12,3% 5,2% 2,6% 0,7% 0,9% 1,3% 0,5%

M_rel 19,9% 22,6% 23,8% 25,2% 21,4% 13,8% 9,8% 0,3% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,3% 0,4% 6,5% 14,0% 17,0% 22,6% 20,6% 18,4% 17,1% 18,3% 19,9% 18,8% 17,6% 15,9% 15,4% 13,2% 12,4% 12,6% 19,4% 24,6% 20,4% 14,5% 13,4% 17,0% 24,2% 24,5% 23,0% 26,0%

t, [sec] v, [km/h] n_rel 729 730 731 732 733 734 735 736 737 738 739 740 741 742 743 744 745 746 747 748 749 750 751 752 753 754 755 756 757 758 759 760 761 762 763 764 765 766 767 768 769 770 771 772 773 774 775 776 777 778 6,01 5,61 4,39 2,59 1,10 0,41 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,08 0,71 2,94 6,35 10,01 13,85 17,81 21,68 25,11 28,04 30,75 32,38 32,69 32,11 30,64 28,08 24,34 20,18 16,05 11,28 6,54 2,88 1,05 0,40 1,1% 1,1% 0,2% 1,0% 1,0% 0,3% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 1,0% 1,2% 8,5% 23,2% 36,4% 48,0% 59,9% 70,6% 60,8% 50,6% 50,5% 52,0% 43,7% 36,8% 32,6% 34,8% 37,4% 31,9% 21,6% 10,8% 5,2% 1,8% 0,6% 1,3% 1,0%

M_rel 23,3% 25,0% 31,9% 22,9% 12,3% 5,9% 1,1% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,3% 3,8% 14,8% 28,6% 41,9% 55,7% 68,4% 80,2% 86,0% 87,9% 69,3% 28,1% -2,9% -35,6% -63,3% -70,3% -61,2% -49,6% -51,2% -37,1% -3,0% 18,0% 9,9% 4,0%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 108 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

t, [sec] v, [km/h] n_rel 779 780 781 782 783 784 785 786 787 788 789 790 791 792 793 794 795 796 797 798 799 800 801 802 803 804 805 806 807 808 809 810 811 812 813 814 815 816 817 818 819 820 821 822 823 824 825 826 827 828 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,05 0,07 0,00 0,50 1,34 2,05 2,22 1,74 0,85 0,31 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,04 3,49 6,93 11,18 15,75 20,11 1,5% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 1,7% 1,7% 1,7% 1,7% 1,7% 1,7% 1,5% 0,8% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 1,3% 1,5% 10,4% 27,1% 44,6% 59,4% 71,4% 67,3%

M_rel 0,8% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,3% 0,6% 0,5% 5,0% 13,1% 16,3% 20,9% 17,0% 8,5% 4,1% 1,1% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,6% 0,2% 6,6% 18,3% 35,3% 55,0% 70,9% 83,2%

t, [sec] v, [km/h] n_rel 829 830 831 832 833 834 835 836 837 838 839 840 841 842 843 844 845 846 847 848 849 850 851 852 853 854 855 856 857 858 859 860 861 862 863 864 865 866 867 868 869 870 871 872 873 874 875 876 877 878 23,79 26,71 28,89 30,50 31,47 31,99 32,25 32,22 31,70 30,81 29,67 28,42 27,24 26,21 25,13 23,99 22,96 22,00 21,15 20,62 20,96 22,44 24,60 26,90 29,15 31,19 32,65 33,00 32,56 31,40 29,36 26,94 25,13 24,73 25,67 27,45 29,63 31,71 33,31 34,03 34,01 33,80 33,71 33,73 33,92 34,23 34,77 35,32 35,38 34,78 53,0% 47,7% 49,4% 52,9% 55,4% 56,9% 57,4% 57,1% 55,5% 52,9% 49,6% 46,1% 42,7% 39,4% 36,2% 33,2% 30,3% 27,4% 24,9% 29,3% 46,5% 61,0% 55,3% 49,6% 51,1% 55,3% 47,8% 39,5% 34,8% 31,4% 36,1% 37,5% 35,9% 36,3% 39,5% 44,8% 51,0% 51,3% 44,4% 39,5% 37,2% 36,1% 35,9% 36,1% 36,6% 37,3% 38,4% 39,2% 39,0% 37,6%

M_rel 87,8% 83,6% 71,6% 55,9% 38,0% 27,7% 17,2% 6,0% -9,4% -18,0% -20,3% -20,5% -20,4% -20,2% -19,8% -19,4% -19,0% -18,9% -11,3% 4,6% 27,5% 49,6% 63,5% 70,7% 73,3% 66,6% 36,0% 4,6% -27,7% -57,8% -69,9% -55,7% -23,5% 21,6% 49,6% 60,7% 66,2% 65,6% 47,9% 14,7% -2,2% 9,3% 21,6% 25,6% 28,1% 31,1% 27,5% 9,9% -7,1% -30,5%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 109 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

t, [sec] v, [km/h] n_rel 879 880 881 882 883 884 885 886 887 888 889 890 891 892 893 894 895 896 897 898 899 900 901 902 903 904 905 906 907 908 909 910 911 912 913 914 915 916 917 918 919 920 921 922 923 924 925 926 927 928 33,55 31,59 28,37 24,42 20,74 17,50 15,57 15,46 17,33 20,29 22,33 22,71 22,42 22,23 22,34 22,40 22,34 22,53 23,32 24,69 26,36 28,06 29,39 29,72 29,21 28,15 26,54 24,15 21,13 17,91 14,66 12,46 11,01 9,51 8,49 7,99 8,19 9,26 10,84 12,52 14,09 15,04 15,43 0,13 0,05 0,00 0,00 0,98 1,64 1,65 34,9% 30,4% 32,0% 28,9% 21,2% 12,5% 15,7% 36,1% 58,8% 64,1% 49,0% 36,9% 36,5% 45,4% 50,6% 50,2% 50,6% 55,5% 52,9% 46,9% 45,8% 48,1% 50,4% 50,7% 49,0% 45,7% 41,1% 34,0% 25,1% 14,7% 8,0% 4,0% 1,9% 1,6% 0,8% 6,3% 18,9% 29,8% 35,5% 39,4% 39,1% 30,1% 24,8% 2,1% 1,0% 1,0% 1,0% 0,2% 1,3% 1,3%

M_rel -47,6% -72,8% -75,8% -63,5% -53,0% -38,5% -0,4% 30,3% 53,4% 58,6% 32,1% 9,7% 9,0% 17,2% 18,6% 16,2% 16,1% 21,9% 36,7% 48,2% 53,2% 53,6% 33,3% 3,7% -12,6% -29,7% -44,4% -50,4% -48,7% -46,2% -45,7% -26,9% -5,7% 6,8% 14,6% 17,9% 19,9% 22,6% 23,8% 25,2% 21,4% 13,8% 9,8% 0,3% 0,1% 0,0% 0,0% 9,7% 13,9% 15,0%

t, [sec] v, [km/h] n_rel 929 930 931 932 933 934 935 936 937 938 939 940 941 942 943 944 945 946 947 948 949 950 951 952 953 954 955 956 957 958 959 960 961 962 963 964 965 966 967 968 969 970 971 972 973 974 975 976 977 978 1,16 1,25 1,29 1,17 0,70 0,30 0,15 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,3% 1,4% 1,4% 1,4% 1,4% 1,2% 0,8% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0%

M_rel 13,3% 10,3% 11,9% 13,8% 7,6% 3,6% 1,6% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 110 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

t, [sec] v, [km/h] n_rel 979 980 981 982 983 984 985 986 987 988 989 990 991 992 993 994 995 996 997 998 999 1000 1001 1002 1003 1004 1005 1006 1007 1008 1009 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016 1017 1018 1019 1020 1021 1022 1023 1024 1025 1026 1027 1028 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,13 1,48 3,79 6,89 10,46 14,24 18,12 21,91 25,20 28,02 30,68 33,10 35,44 37,58 39,66 41,61 42,87 43,63 44,29 44,83 45,38 46,10 47,09 47,95 48,59 49,25 49,92 50,55 50,87 50,74 50,41 50,51 51,10 51,83 52,45 52,58 52,42 51,91 51,48 50,75 49,44 47,60 45,60 43,17 40,01 0,0% 0,0% 0,0% 1,2% 1,2% 6,8% 14,2% 26,5% 38,6% 49,1% 60,2% 71,2% 62,3% 51,2% 50,1% 54,0% 49,5% 45,2% 45,9% 49,1% 52,7% 55,3% 56,9% 58,2% 59,3% 60,4% 61,8% 54,4% 45,6% 41,8% 41,2% 41,7% 42,5% 43,0% 43,0% 42,8% 43,1% 44,0% 45,2% 46,1% 46,4% 46,1% 45,3% 44,5% 43,0% 40,8% 38,0% 35,0% 29,6% 33,6%

M_rel 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,6% 6,7% 16,7% 29,2% 41,7% 55,2% 68,1% 81,3% 87,0% 88,4% 85,8% 88,0% 90,2% 90,7% 91,9% 80,0% 46,0% 36,5% 34,0% 30,6% 32,5% 41,8% 56,9% 51,0% 52,9% 58,4% 58,3% 52,8% 50,2% 38,4% 37,8% 52,2% 64,9% 63,0% 44,3% 26,4% 3,4% -11,2% -18,3% -59,5% -94,3% -100,0% -100,0% -100,0% -100,0%

t, [sec] v, [km/h] n_rel 1029 1030 1031 1032 1033 1034 1035 1036 1037 1038 1039 1040 1041 1042 1043 1044 1045 1046 1047 1048 1049 1050 1051 1052 1053 1054 1055 1056 1057 1058 1059 1060 1061 1062 1063 1064 1065 1066 1067 1068 1069 1070 1071 1072 1073 1074 1075 1076 1077 1078 36,14 32,25 28,93 26,37 24,81 24,51 25,25 26,48 27,94 29,73 31,23 31,84 31,34 30,49 29,65 29,61 30,42 31,60 32,71 33,84 35,05 36,19 37,39 38,65 39,87 40,97 41,95 42,66 42,92 43,04 43,40 43,91 44,45 44,53 44,27 44,18 43,82 42,65 39,99 35,88 31,58 27,70 23,69 19,41 15,05 10,45 6,04 2,73 1,07 0,41 34,7% 31,5% 35,1% 35,9% 34,1% 34,1% 36,6% 40,3% 44,8% 49,9% 54,5% 56,2% 54,6% 52,0% 50,0% 49,8% 51,4% 54,1% 57,1% 55,9% 47,9% 43,8% 44,2% 46,3% 49,0% 51,4% 53,4% 54,6% 55,4% 56,1% 57,1% 58,2% 58,8% 58,8% 58,4% 58,0% 57,0% 54,2% 48,5% 38,6% 35,7% 35,5% 29,5% 18,5% 9,8% 4,3% 1,3% 1,3% 0,7% 0,7%

M_rel -100,0% -100,0% -79,0% -54,0% -20,2% 19,0% 41,2% 53,2% 58,5% 60,6% 44,9% 13,1% -3,3% -10,8% -4,7% 13,4% 30,0% 43,1% 52,2% 56,7% 58,9% 62,8% 65,5% 68,2% 68,7% 55,2% 45,0% 31,8% 27,7% 33,4% 41,4% 41,1% 22,6% 5,8% 10,9% 10,3% -19,8% -51,2% -83,6% -100,0% -100,0% -84,4% -63,0% -47,1% -47,0% -33,2% -8,5% 10,7% 10,0% 4,1%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 111 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

t, [sec] v, [km/h] n_rel 1079 1080 1081 1082 1083 1084 1085 1086 1087 1088 1089 1090 1091 1092 1093 1094 1095 1096 1097 1098 1099 1100 1101 1102 1103 1104 1105 1106 1107 1108 1109 1110 1111 1112 1113 1114 1115 1116 1117 1118 1119 1120 1121 1122 1123 1124 1125 1126 1127 1128 0,17 0,09 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,49 2,09 4,09 5,75 7,06 8,08 8,70 9,02 9,02 8,46 6,98 4,71 2,30 0,93 0,36 0,16 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,11 0,87 3,36 1,9% 1,4% 1,4% 0,8% 0,5% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,7% 1,9% 6,4% 17,0% 21,8% 23,1% 21,9% 19,4% 13,0% 6,9% 4,1% 1,6% 1,0% 1,1% 0,1% 0,6% 1,5% 1,4% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,6% 1,1% 10,9% 27,3%

M_rel 0,7% 0,2% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,1% 3,0% 10,7% 17,3% 19,9% 19,5% 17,4% 15,2% 14,0% 13,6% 18,6% 26,4% 28,6% 26,2% 11,7% 3,8% 0,9% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,5% 4,7% 17,3%

t, [sec] v, [km/h] n_rel 1129 1130 1131 1132 1133 1134 1135 1136 1137 1138 1139 1140 1141 1142 1143 1144 1145 1146 1147 1148 1149 1150 1151 1152 1153 1154 1155 1156 1157 1158 1159 1160 1161 1162 1163 1164 1165 1166 1167 1168 1169 1170 1171 1172 1173 1174 1175 1176 1177 1178 7,23 11,33 15,31 19,35 23,03 26,12 28,83 31,34 33,66 35,83 37,93 39,88 41,35 41,95 41,78 41,23 40,55 39,41 37,67 35,75 33,70 31,64 29,22 26,97 25,37 25,26 26,19 27,55 29,14 30,96 33,00 35,13 37,06 38,94 40,47 41,12 41,13 41,13 41,41 42,23 43,15 43,85 44,14 44,03 43,71 43,28 42,86 42,27 41,40 40,52 42,4% 54,4% 65,8% 71,3% 57,8% 49,5% 50,8% 54,1% 49,1% 45,4% 46,4% 49,3% 52,0% 53,1% 52,7% 51,6% 49,9% 47,3% 43,7% 39,5% 35,2% 32,2% 36,4% 37,4% 35,9% 36,3% 39,2% 43,6% 48,5% 53,8% 52,7% 47,0% 45,7% 48,0% 50,6% 51,9% 51,9% 51,7% 52,3% 53,8% 55,7% 57,2% 57,8% 57,5% 56,8% 56,0% 54,9% 53,5% 51,9% 49,9%

M_rel 34,6% 49,8% 62,9% 75,0% 84,8% 88,7% 89,5% 87,4% 89,2% 91,0% 91,8% 85,9% 55,7% 13,8% -9,6% -17,8% -32,8% -56,3% -68,4% -73,7% -74,3% -80,4% -78,1% -53,1% -16,9% 18,9% 41,8% 49,0% 53,9% 61,2% 70,8% 77,6% 81,1% 82,4% 66,9% 37,7% 22,1% 35,5% 57,0% 67,7% 65,5% 54,6% 30,3% 12,1% 6,7% 3,2% -5,3% -14,3% -18,7% -20,1%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 112 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

t, [sec] v, [km/h] n_rel 1179 1180 1181 1182 1183 1184 1185 1186 1187 1188 1189 1190 1191 1192 1193 1194 1195 1196 1197 1198 1199 1200 1201 1202 1203 1204 1205 1206 1207 1208 1209 1210 1211 1212 1213 1214 1215 1216 1217 1218 1219 1220 1221 1222 1223 1224 1225 1226 1227 1228 39,35 37,72 35,78 34,21 33,11 32,18 31,01 29,65 28,37 27,34 27,44 28,59 30,32 32,34 34,38 36,25 37,49 38,19 38,44 38,02 37,08 36,22 34,96 33,02 29,95 26,81 23,50 20,66 18,15 16,36 15,74 16,94 19,60 22,72 25,29 27,07 28,66 30,47 32,33 34,21 35,71 36,44 36,73 37,35 38,37 39,57 40,65 41,71 42,57 43,62 47,3% 43,7% 39,7% 36,5% 34,2% 32,3% 32,1% 38,9% 42,5% 42,4% 43,2% 46,7% 51,8% 54,4% 48,4% 45,0% 45,0% 45,7% 45,8% 44,9% 42,9% 40,8% 38,0% 33,5% 30,9% 31,7% 28,1% 21,7% 15,8% 10,8% 27,4% 52,2% 66,9% 56,9% 47,4% 45,5% 47,9% 52,9% 52,0% 46,0% 43,1% 42,5% 42,4% 43,4% 45,6% 48,3% 50,7% 52,7% 54,7% 57,2%

M_rel -43,5% -59,4% -46,4% -29,9% -22,1% -31,2% -47,2% -35,8% -25,5% -6,9% 31,7% 58,3% 72,3% 77,3% 81,7% 75,8% 55,4% 35,4% 8,9% -8,8% -18,3% -31,2% -46,5% -59,5% -77,7% -70,9% -59,7% -53,8% -43,4% -23,2% 22,0% 47,2% 67,1% 77,2% 61,5% 54,6% 63,9% 73,9% 80,3% 76,9% 52,9% 36,4% 41,7% 54,9% 62,1% 66,8% 67,7% 56,5% 63,0% 73,5%

t, [sec] v, [km/h] n_rel 1229 1230 1231 1232 1233 1234 1235 1236 1237 1238 1239 1240 1241 1242 1243 1244 1245 1246 1247 1248 1249 1250 1251 1252 1253 1254 1255 1256 1257 1258 1259 1260 1261 1262 1263 1264 1265 1266 1267 1268 1269 1270 1271 1272 1273 1274 1275 1276 1277 1278 44,77 45,24 44,79 44,53 45,05 45,91 46,45 46,51 46,28 46,20 46,32 46,45 46,78 47,49 48,34 49,09 49,40 49,00 47,78 45,90 43,76 41,25 38,35 34,93 31,80 29,08 26,87 25,83 26,09 27,40 29,08 30,42 30,74 30,30 29,44 28,26 26,87 25,25 23,56 22,26 21,29 20,24 19,04 16,67 12,78 8,13 4,23 1,76 0,66 0,24 59,4% 60,1% 59,3% 59,0% 60,0% 52,0% 43,3% 39,1% 37,3% 36,5% 36,4% 36,5% 36,9% 37,9% 39,3% 40,5% 40,8% 40,2% 38,2% 35,2% 29,9% 33,2% 37,2% 34,4% 33,6% 37,8% 39,2% 39,6% 41,6% 45,2% 49,4% 52,7% 53,2% 51,6% 48,7% 44,8% 40,4% 35,4% 30,3% 26,3% 23,4% 20,7% 18,0% 11,2% 5,7% 3,2% 0,9% 0,8% 1,2% 1,1%

M_rel 52,5% 17,4% 4,0% 32,4% 59,2% 60,8% 36,9% 21,5% 19,3% 21,3% 24,5% 31,8% 53,3% 71,3% 77,1% 64,8% 26,3% -22,0% -65,5% -88,7% -100,0% -100,0% -100,0% -100,0% -92,6% -61,6% -19,8% 17,9% 40,3% 53,1% 54,5% 28,6% -1,3% -15,8% -31,8% -40,8% -44,2% -49,2% -44,5% -32,5% -29,7% -29,8% -29,6% -34,6% -41,7% -24,2% -1,9% 7,5% 4,5% 1,1%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 113 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

t, [sec] v, [km/h] n_rel 1279 1280 1281 1282 1283 1284 1285 1286 1287 1288 1289 1290 1291 1292 1293 1294 1295 1296 1297 1298 1299 1300 1301 1302 1303 1304 1305 1306 1307 1308 1309 1310 1311 1312 1313 1314 1315 1316 1317 1318 1319 1320 1321 1322 1323 1324 1325 1326 1327 1328 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,03 0,07 0,53 2,55 5,24 7,43 9,02 9,95 10,27 10,17 9,34 7,64 5,56 3,36 2,25 2,83 5,12 8,41 11,96 15,81 19,72 23,27 26,23 28,88 31,29 33,57 35,45 36,76 37,94 39,34 40,97 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,9% 4,2% 11,5% 22,1% 27,0% 27,6% 24,2% 15,2% 7,6% 4,2% 1,6% 0,9% 0,9% 0,9% 2,2% 14,4% 31,2% 43,4% 55,6% 68,5% 68,9% 55,0% 48,4% 50,4% 51,0% 45,4% 42,7% 43,2% 45,0% 47,8% 51,3%

M_rel 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,2% 2,6% 12,0% 20,5% 22,8% 20,2% 15,9% 12,6% 10,7% 15,0% 23,2% 28,3% 32,0% 20,1% 15,7% 24,9% 37,1% 50,8% 65,9% 78,7% 85,9% 88,6% 90,1% 87,5% 78,9% 61,6% 51,3% 57,4% 69,7% 79,7%

t, [sec] v, [km/h] n_rel 1329 1330 1331 1332 1333 1334 1335 1336 1337 1338 1339 1340 1341 1342 1343 1344 1345 1346 1347 1348 1349 1350 1351 1352 1353 1354 1355 1356 1357 1358 1359 1360 1361 1362 1363 1364 1365 1366 1367 1368 1369 1370 1371 1372 1373 1374 1375 1376 1377 1378 42,74 44,28 45,36 45,86 45,80 45,54 45,19 44,85 44,37 43,72 42,78 41,87 41,19 41,11 41,44 42,00 42,35 42,06 41,36 40,84 40,82 41,30 42,27 43,32 44,35 44,87 44,61 43,99 43,13 42,21 41,40 40,38 38,97 37,12 34,91 32,79 30,26 26,62 22,28 17,59 12,19 7,10 3,28 1,27 0,48 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 55,0% 58,2% 60,4% 61,4% 61,4% 60,9% 60,3% 59,4% 58,3% 56,9% 55,0% 53,0% 51,6% 51,3% 52,2% 53,4% 53,9% 53,4% 51,9% 50,7% 50,8% 52,1% 54,0% 56,2% 58,5% 59,5% 58,9% 57,3% 55,4% 53,4% 51,5% 49,6% 46,8% 42,9% 38,3% 32,0% 33,8% 33,9% 26,2% 14,4% 6,9% 2,4% 1,4% 1,4% 1,4% 1,4% 1,4% 1,2% 0,0% 0,0%

M_rel 78,1% 66,2% 38,5% 8,8% -7,5% -9,0% -14,8% -19,9% -21,8% -31,5% -32,6% -27,1% -11,1% 19,2% 37,8% 35,1% 10,2% -9,2% -16,5% 0,5% 28,2% 48,5% 59,2% 63,6% 61,1% 21,8% -6,8% -16,9% -20,2% -21,5% -22,1% -22,4% -44,8% -60,5% -69,6% -74,4% -78,3% -69,6% -55,8% -47,9% -35,2% -7,8% 13,3% 10,1% 5,4% 1,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 114 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

t, [sec] v, [km/h] n_rel 1379 1380 1381 1382 1383 1384 1385 1386 1387 1388 1389 1390 1391 1392 1393 1394 1395 1396 1397 1398 1399 1400 1401 1402 1403 1404 1405 1406 1407 1408 1409 1410 1411 1412 1413 1414 1415 1416 1417 1418 1419 1420 1421 1422 1423 1424 1425 1426 1427 1428 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,91 5,29 9,24 13,08 16,98 20,92 24,55 27,55 30,20 32,51 34,46 36,28 37,93 39,38 40,74 42,02 43,41 44,57 45,88 47,16 48,28 49,23 50,25 51,16 52,03 52,54 52,92 52,94 53,09 53,26 53,27 53,23 53,30 53,54 53,83 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 1,0% 6,0% 18,1% 34,7% 47,1% 58,0% 69,4% 71,0% 53,8% 49,8% 53,1% 52,6% 44,7% 43,7% 45,4% 47,8% 50,5% 53,3% 56,2% 59,2% 59,7% 48,1% 43,2% 42,4% 43,0% 44,4% 45,4% 46,2% 46,6% 46,8% 47,0% 47,1% 47,1% 47,1% 47,1% 47,4% 47,9%

M_rel 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 9,8% 25,4% 40,0% 51,8% 63,9% 75,6% 83,0% 86,6% 89,8% 89,2% 91,2% 90,6% 91,6% 92,9% 94,5% 95,7% 97,0% 97,7% 90,7% 92,9% 94,8% 88,6% 87,3% 86,6% 64,0% 50,5% 34,8% 26,0% 28,0% 14,3% -0,3% 6,0% 14,7% 18,3% 18,4%

t, [sec] v, [km/h] n_rel 1429 1430 1431 1432 1433 1434 1435 1436 1437 1438 1439 1440 1441 1442 1443 1444 1445 1446 1447 1448 1449 1450 1451 1452 1453 1454 1455 1456 1457 1458 1459 1460 1461 1462 1463 1464 1465 1466 1467 1468 1469 1470 1471 1472 1473 1474 1475 1476 1477 1478 54,11 54,17 54,72 55,52 56,39 57,33 58,23 59,29 60,24 61,03 61,43 61,76 62,20 62,73 62,64 62,21 61,44 60,47 59,60 58,50 57,70 56,84 55,87 54,92 54,09 53,19 52,32 51,69 50,92 49,83 48,14 46,06 43,96 41,63 38,12 34,90 32,43 29,42 25,80 22,10 18,40 14,78 10,85 8,00 5,17 2,13 0,73 0,35 0,00 0,00

M_rel

48,1% 0,0% 48,5% 3,6% 49,1% 24,5% 50,3% 38,2% 51,8% 37,1% 53,2% 35,3% 54,9% 40,8% 56,6% 50,0% 58,2% 52,0% 59,4% 40,0% 60,1% 38,4% 60,7% 44,9% 61,3% 53,3% 62,0% 53,7% 61,8% 9,6% 61,0% -11,6% 59,7% -18,3% 58,3% -21,6% 56,8% -21,7% 55,4% -21,0% 53,9% -21,1% 52,5% -20,9% 51,0% -20,8% 49,6% -19,5% 48,2% -18,8% 46,9% -18,4% 45,7% -18,0% 44,4% -18,0% 43,3% -19,1% 41,5% -67,5% 38,6% -90,6% 35,4% -97,8% 32,0% -95,5% 31,7% -100,0% 37,0% -100,0% 35,3% -88,3% 30,6% -76,4% 33,5% -81,6% 33,0% -64,3% 25,9% -51,6% 16,0% -40,5% 7,9% -52,8% 4,3% -39,5% 4,6% 6,1% 1,6% -0,3% 1,4% 10,1% 0,0% 7,8% 1,5% 2,4% 1,0% 0,4% 0,0% 0,0%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 115 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

t, [sec] v, [km/h] n_rel 1479 1480 1481 1482 1483 1484 1485 1486 1487 1488 1489 1490 1491 1492 1493 1494 1495 1496 1497 1498 1499 1500 1501 1502 1503 1504 1505 1506 1507 1508 1509 1510 1511 1512 1513 1514 1515 1516 1517 1518 1519 1520 1521 1522 1523 1524 1525 1526 1527 1528 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,04 0,08 1,37 4,40 7,95 11,20 13,85 15,75 17,21 18,72 20,38 22,00 23,72 25,68 27,60 29,52 31,53 33,43 35,16 36,71 38,10 39,40 40,69 41,99 43,15 44,33 45,49 46,47 47,27 47,97 48,64 49,45 50,31 51,05 51,73 52,30 52,64 52,71 52,71 52,78 52,95 53,10 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 1,0% 1,1% 5,5% 19,4% 34,7% 44,6% 51,9% 53,8% 52,2% 53,8% 56,9% 59,8% 64,6% 67,7% 59,7% 51,4% 52,2% 55,0% 51,1% 45,4% 44,5% 46,0% 48,2% 50,8% 53,4% 56,0% 58,7% 59,6% 52,1% 43,5% 40,9% 40,7% 41,5% 42,6% 43,7% 44,8% 45,6% 46,1% 46,2% 46,4% 46,5% 46,7% 46,8%

M_rel 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,4% 7,6% 22,6% 36,0% 44,0% 42,3% 36,1% 35,0% 35,6% 37,3% 43,5% 57,2% 70,3% 76,8% 79,8% 78,1% 78,0% 81,3% 81,3% 79,7% 78,5% 79,1% 79,8% 80,5% 80,8% 77,7% 73,3% 71,3% 73,1% 77,8% 81,1% 82,5% 80,0% 72,8% 61,4% 48,9% 43,2% 42,0% 41,1% 36,5% 27,3%

t, [sec] v, [km/h] n_rel 1529 1530 1531 1532 1533 1534 1535 1536 1537 1538 1539 1540 1541 1542 1543 1544 1545 1546 1547 1548 1549 1550 1551 1552 1553 1554 1555 1556 1557 1558 1559 1560 1561 1562 1563 1564 1565 1566 1567 1568 1569 1570 1571 1572 1573 1574 1575 1576 1577 1578 53,08 52,95 53,01 53,32 53,75 54,25 54,65 55,01 55,31 55,45 55,59 55,71 55,75 55,97 56,23 56,24 56,01 55,66 55,16 54,47 53,71 52,84 51,96 50,88 49,69 48,82 48,52 48,80 49,23 49,80 50,45 50,96 51,43 51,90 52,42 53,00 53,59 54,26 54,91 55,53 56,10 56,61 57,17 57,74 58,47 59,31 60,07 60,92 61,69 62,24 46,8% 46,8% 47,0% 47,5% 48,2% 49,0% 49,6% 50,0% 50,4% 50,6% 50,8% 51,0% 51,3% 51,7% 52,0% 52,1% 51,8% 51,3% 50,4% 49,2% 47,8% 46,3% 44,9% 43,2% 41,4% 40,2% 39,8% 40,1% 40,9% 41,7% 42,7% 43,6% 44,4% 45,2% 46,0% 46,9% 47,9% 49,0% 50,0% 51,0% 51,8% 52,6% 53,5% 54,5% 55,5% 56,7% 58,0% 59,3% 60,5% 61,3%

M_rel 21,9% 24,7% 33,6% 42,8% 47,1% 43,4% 36,5% 31,6% 30,0% 27,7% 25,3% 28,0% 31,4% 33,5% 31,8% 23,5% 15,6% 9,1% -2,3% -9,9% -12,9% -14,4% -15,9% -28,6% -28,5% -0,4% 29,5% 46,2% 53,5% 57,2% 57,0% 53,1% 53,0% 54,3% 56,4% 61,4% 65,6% 66,6% 65,8% 64,6% 62,8% 62,7% 64,3% 67,3% 71,6% 75,1% 76,7% 74,4% 68,2% 52,5%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 116 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

t, [sec] v, [km/h] n_rel 1579 1580 1581 1582 1583 1584 1585 1586 1587 1588 1589 1590 1591 1592 1593 1594 1595 1596 1597 1598 1599 1600 1601 1602 1603 1604 1605 1606 1607 1608 1609 1610 1611 1612 1613 1614 1615 1616 1617 1618 1619 1620 1621 1622 1623 1624 1625 1626 1627 1628 62,45 62,12 61,64 61,58 61,82 61,98 61,98 61,81 61,60 61,64 61,78 61,68 61,59 61,50 61,36 61,15 60,95 61,02 61,23 61,39 61,44 61,09 60,50 59,99 59,50 59,16 58,93 58,77 58,73 58,82 59,07 59,31 59,26 58,92 58,31 57,40 56,16 54,56 52,66 50,43 48,00 45,49 43,03 40,61 38,29 36,49 34,92 33,25 31,33 28,75 61,5% 61,0% 60,5% 60,5% 60,9% 61,3% 61,3% 60,9% 60,6% 60,6% 60,6% 60,6% 60,5% 60,4% 60,2% 60,0% 59,9% 60,0% 60,2% 60,4% 60,2% 59,6% 58,7% 57,8% 57,1% 56,5% 56,0% 55,8% 55,8% 56,0% 56,3% 56,6% 56,6% 56,2% 55,3% 53,8% 51,8% 49,4% 46,3% 42,7% 38,7% 34,6% 31,5% 35,4% 40,2% 39,8% 37,6% 34,4% 31,1% 32,5%

M_rel 20,8% -2,3% 10,6% 34,2% 44,1% 40,2% 28,3% 32,6% 50,3% 64,6% 70,1% 69,9% 69,7% 71,2% 72,7% 69,3% 69,9% 69,9% 62,3% 50,2% 24,6% -1,8% -13,6% -16,4% -18,1% -19,7% -17,9% -17,7% -19,2% -20,0% -20,7% -20,7% -20,8% -20,4% -19,6% -19,0% -18,3% -17,7% -43,7% -79,0% -93,6% -92,8% -92,3% -79,6% -54,0% -37,5% -35,9% -40,4% -55,1% -65,1%

t, [sec] v, [km/h] n_rel 1629 1630 1631 1632 1633 1634 1635 1636 1637 1638 1639 1640 1641 1642 1643 1644 1645 1646 1647 1648 1649 1650 1651 1652 1653 1654 1655 1656 1657 1658 1659 1660 1661 1662 1663 1664 1665 1666 1667 1668 1669 1670 1671 1672 1673 1674 1675 1676 1677 1678 25,44 21,89 18,37 14,86 11,32 7,77 4,32 1,81 0,66 0,28 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,56 2,95 6,81 10,79 13,86 15,82 17,40 19,08 20,83 22,77 24,97 27,15 29,17 31,20 33,20 35,18 37,02 38,79 40,51 42,19 32,2% 24,9% 15,4% 8,1% 3,5% 1,5% 1,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 1,2% 1,9% 11,6% 29,1% 45,2% 55,6% 55,5% 53,0% 54,6% 58,2% 63,0% 68,7% 61,1% 51,3% 51,0% 54,2% 50,1% 45,1% 45,1% 47,5% 50,7% 54,2%

M_rel -59,5% -51,3% -46,9% -50,5% -48,1% -19,9% 6,6% 13,1% 6,8% 3,1% 1,6% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,1% 2,9% 15,9% 35,0% 47,9% 43,8% 35,5% 34,3% 36,5% 41,9% 54,4% 68,4% 78,2% 83,7% 83,6% 86,2% 90,3% 91,6% 93,0% 94,7% 96,3%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 117 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

t, [sec] v, [km/h] n_rel 1679 1680 1681 1682 1683 1684 1685 1686 1687 1688 1689 1690 1691 1692 1693 1694 1695 1696 1697 1698 1699 1700 1701 1702 1703 1704 1705 1706 1707 1708 1709 1710 1711 1712 1713 1714 1715 1716 1717 1718 1719 1720 1721 1722 1723 1724 1725 1726 1727 1728 43,86 45,45 46,76 47,96 49,17 50,27 51,07 51,65 52,31 52,93 53,22 53,29 53,53 53,82 54,12 54,15 54,11 53,96 53,57 53,17 52,90 52,94 53,19 53,58 54,13 54,57 54,93 55,22 55,39 55,64 55,97 56,23 56,53 56,97 57,22 57,60 58,25 58,97 59,61 60,21 60,43 60,42 60,47 60,72 61,17 61,58 61,73 61,78 61,79 61,92 57,7% 57,1% 49,3% 43,4% 42,4% 43,0% 43,9% 44,9% 45,9% 46,7% 47,2% 47,4% 47,7% 48,2% 48,6% 48,7% 48,5% 48,3% 47,7% 47,1% 46,7% 46,8% 47,3% 48,0% 48,7% 49,3% 49,8% 50,2% 50,5% 50,8% 51,3% 52,0% 52,7% 53,3% 53,9% 54,6% 55,5% 56,4% 57,3% 58,1% 58,4% 58,4% 58,6% 59,0% 59,7% 60,3% 60,6% 60,7% 60,8% 61,0%

M_rel 97,4% 94,7% 92,8% 93,5% 92,2% 82,5% 75,4% 74,7% 74,2% 59,7% 46,5% 45,0% 52,4% 57,0% 48,1% 32,3% 26,6% 15,4% 1,0% 0,1% 14,0% 30,7% 37,7% 41,3% 38,9% 32,2% 29,9% 25,4% 24,7% 32,2% 41,6% 44,7% 42,8% 38,0% 47,2% 62,1% 70,1% 70,2% 67,4% 56,8% 34,1% 32,6% 45,5% 52,0% 52,7% 43,3% 27,0% 26,0% 33,6% 41,6%

t, [sec] v, [km/h] n_rel 1729 1730 1731 1732 1733 1734 1735 1736 1737 1738 1739 1740 1741 1742 1743 1744 1745 1746 1747 1748 1749 1750 1751 1752 1753 1754 1755 1756 1757 1758 1759 1760 1761 1762 1763 1764 1765 1766 1767 1768 1769 1770 1771 1772 1773 1774 1775 1776 1777 1778 62,19 62,63 63,29 63,90 64,19 64,29 64,32 64,42 64,68 65,11 65,41 65,47 65,55 65,79 66,20 66,65 67,05 67,20 66,83 66,19 65,38 64,53 63,85 63,60 63,46 63,28 63,11 62,80 62,54 62,37 62,23 62,21 62,30 62,45 62,69 62,95 62,92 62,77 62,72 62,57 62,45 62,41 62,49 62,85 63,29 63,41 63,20 62,64 61,56 60,17 61,5% 62,3% 63,3% 64,1% 64,5% 64,5% 64,6% 64,9% 65,4% 65,9% 66,4% 66,5% 66,7% 67,1% 67,8% 68,5% 69,1% 69,2% 68,6% 67,7% 66,5% 65,1% 64,1% 63,7% 63,4% 63,2% 62,9% 62,6% 62,3% 62,1% 61,9% 61,9% 62,0% 62,2% 62,5% 62,7% 62,6% 62,4% 62,2% 61,9% 61,8% 61,7% 62,0% 62,6% 63,2% 63,4% 63,1% 62,1% 60,4% 58,2%

M_rel 54,3% 66,5% 71,3% 57,9% 41,5% 38,4% 40,7% 46,3% 53,5% 55,6% 42,4% 32,2% 39,5% 50,1% 56,4% 57,7% 45,5% 17,6% -3,0% -12,3% -14,8% 3,1% 31,1% 51,0% 62,3% 66,7% 67,4% 67,5% 67,9% 68,9% 68,7% 64,7% 55,2% 52,7% 49,7% 29,2% 5,2% -0,5% -5,5% -13,9% -20,3% -21,8% -13,0% -6,6% -7,9% -9,1% -13,5% -19,5% -20,1% -17,6%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 118 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

t, [sec] v, [km/h] n_rel 1779 1780 1781 1782 1783 1784 1785 1786 1787 1788 1789 1790 1791 1792 1793 1794 1795 1796 1797 1798 1799 1800 58,66 57,09 55,71 54,26 52,30 49,69 45,95 41,06 36,07 32,10 28,32 24,12 19,83 15,51 11,10 6,98 3,40 1,29 0,48 0,00 0,00 0,00 55,6% 53,2% 51,1% 48,6% 45,4% 41,3% 34,6% 33,5% 32,7% 34,3% 36,0% 30,4% 19,3% 9,9% 4,7% 1,5% 1,0% 0,9% 0,7% 0,0% 0,0% 0,0%

M_rel -18,5% -20,5% -21,8% -51,4% -80,9% -100,0% -100,0% -100,0% -100,0% -87,5% -68,3% -55,8% -46,1% -48,3% -41,3% -15,3% 8,6% 8,9% 3,7% 0,0% 0,0% 0,0%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 119 / 120 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1: Dieselbus mit Nachrüstung Abgasrückführung, Erdgasbus

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 14 - 120 / 120 -
        
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