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Dieselantrieb mit nachgerüstetem SCR-System kombiniert mit einem CRT-Partikelfilter

Full text: Dieselantrieb mit nachgerüstetem SCR-System kombiniert mit einem CRT-Partikelfilter

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2
Dieselantrieb mit nachgerüstetem SCR-System kombiniert mit einem CRT-Partikelfilter LANUV-Fachbericht 19

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Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2
Dieselantrieb mit nachgerüstetem SCR-System kombiniert mit einem CRT-Partikelfilter LANUV-Fachbericht 19 Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen Recklinghausen 2009

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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. 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 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 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

INHALT
1 2 3
3.1 3.2 3.3 3.3.1 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

EINLEITUNG ZIELSETZUNG VORGEHENSWEISE
Allgemeines Nachrüstsystem Versuchsfahrzeug Gelenkbus Mercedes O 530 GN 3 Citaro Streckenauswahl Messtechnik und Fahrzeugausrüstung Messtechnik für gasförmige Komponenten Messung des Abgasmassenstromes Messung der Umgebungsdaten Messung der geodätischen Daten Drehmomentmessung Geschwindigkeitsmessung Messung der Motordrehzahl

5 7 8
8 9 10 10 11 12 13 17 18 18 19 20 21

4
4.1 4.2 4.2.1 4.3 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.3.5 4.3.6 4.3.7 4.3.8

ERGEBNISSE
Prüfstandsergebnisse Fahrzyklus Allgemeine Vorgehensweise Zyklusentwicklung „Hagener 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) Analyse des Referenzfahrzyklus Erstellung von Musterzyklen und Auswahl des repräsentativen Fahrzyklus Vollendung des repräsentativen Fahrzyklus Repräsentativer Motorzyklus (Mrel(nrel)-Zyklus) Abschließende Zyklusbetrachtung
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22
22 23 23 24 25 30 30 32 33 36 37 40 40 43 46 48 49

4.3.8.1 4.3.8.2 4.3.8.3 4.3.9 4.3.10

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4.4 4.4.1 4.4.2 4.4.3 4.4.4 4.4.5 4.4.6

Ergebnisse im Realbetrieb Allgemeine Vorgehensweise Streckenbezogene Ergebnisse Leistungsbezogene Ergebnisse Geschwindigkeitsabhängige Darstellung der NOx-Emissionen NO2-Emissionen Geschwindigkeitsabhängige Darstellung der NO2-Emissionen

50 50 51 54 55 57 59

5 6 7
7.1

ZUSAMMENFASSUNG LITERATUR ANHANG
Hagener Zyklus

62 63 64
64

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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 [1]. 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 2003 wurde an der Messstation am Graf-von-Galen-Ring in Hagen ein Jahresmittelwert für Stickstoffdioxid von 66 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 2003, der bei 54 µg/m3 liegt. Tabelle 1: Grenzwerte für NO2 und NOx , [Quelle: [2], Anhang II ]

Grenzwert
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

Toleranzmarge

1-Stunden-Grenzwert Gesundheitsschutz

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), [Quelle: [2], Anhang III ]

Grenzwert
3

Toleranzmarge

24-Stunden-Grenzwert

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

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 an der Station Graf-von-Galen-Ring die ab dem 01.01.2005 einzuhaltende maximale Anzahl der Tage (35) mit einem Tagesmittelwert über 50 µg/m3 für Partikel PM10 überschritten. Die für 2003 geltende Summe aus Grenzwert und Toleranzmarge (35 Überschreitungen des Tagesmittelwertes von 60 µg/m3) wird an dieser Station ebenfalls nicht eingehalten. Der ab 2005 gültige Jahresmittelwert von 40 µg/m3 wird am Graf-von-GalenRing erreicht. Aus diesen Gründen wurde die Aufstellung eines Luftreinhalteplanes für die Hagener Innenstadt für 2005 veranlasst, der aufgrund der zu erwartenden Überschreitungen in 2005 noch um einen Aktionsplan erweitert wurde. Eine der Maßnahmen des Luftreinhalteplanes sieht eine vorzeitige Umrüstung der Busflotte der Hagener Straßenbahn auf verschärfte Abgasnormen vor. Die Buspopulation der Hagener Straßenbahn weist, wie es in vielen Kommunen der Fall ist, 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 eines Busses mit einem Abgasnachbehandlungssystem 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 Innenstadt von Hagen 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 Hagen darzustellen, ist ein weiteres Ziel die Entwicklung eines Fahrzyklus („Hagener Zyklus“), der für eine Stadt mit den topographischen und verkehrstechnischen Bedingungen, die man in Hagen vorfindet, repräsentativ ist, um die Möglichkeit zu eröffnen, vergleichende Untersuchungen auf einem Motorprüfstand durchzuführen.

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3 Vorgehensweise
3.1 Allgemeines

Zur Erreichung der o.g. Projektziele wurde im Vorfeld ein Forschungsprojekt durch das Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz bei der Rheinbahn in Düsseldorf durchgeführt, welches die Umrüstung zweier Busse mit einer Abgasnachbehandlung auf Basis einer Niederdruck-AGR zum Projektthema hatte (siehe [3]). Um die Kenntnisse um ein weiteres Nachrüstsystem zu erweitern und um die besondere Situation bei der Hagener Straßenbahn, die ihre Busse mit Biodiesel betreibt, zu berücksichtigen, wurde ein weiteres Projekt veranlasst, bei der die Nachrüstung eines Gelenkbusses mit einem Abgasnachbehandlungssystem auf Basis eines SCR-Systems (Selectiv Catalytic Reduction), kombiniert mit einen CRT Partikelfilter (Continously Regenerating Trap), in Kurzform SCRT, untersucht wurde. Zur Wiedererlangung der Betriebserlaubnis nach der Umrüstung wurden durch den Systemhersteller Messungen auf dem Motorprüfstand in den gesetzlich vorgeschriebenen Testzyklen durchgeführt. Für die Vermessung des Busses im Realbetrieb der Hagener Straßenbahn wurde folgende Vorgehensweise gewählt: Nach erfolgter Umrüstung des Fahrzeuges auf das Abgasnachbehandlungssystem wurde das Fahrzeug auf zwei Strecken im Realbetrieb vermessen. Die hierzu benutzten Linienführungen wurden im Vorfeld durch die Hagener Straßenbahn ausgewählt. Die Streckenführung sollte als repräsentativ für den Busbetrieb in Hagen gelten. Während der Vermessung wurden auch Daten zur Entwicklung des „Hagener Zyklus“ aufgenommen. Auf eine explizite Dokumentation des Ausgangszustandes wurde verzichtet, da im Rahmen des oben beschriebenen Projektes des LANUV Messungen mit einem Bus gleichen Typs im Ausgangszustand durchgeführt worden waren. Jedoch traten bei der ersten Messfahrt Fehler auf, die die Eindüsung von Harnstoff blockierten. Die dadurch entstehende Emissionssituation entsprach nahezu einem Fahrzeug, welches nur mit einem CRT-System ausgerüstet ist.

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3.2

Nachrüstsystem

Das für die Nachrüstung benutzte System besteht aus einem motornah verbauten CRTSystem, einer Eindüsestrecke für den als Reagens benutzten Harnstoff und dem nachgeschalteten SCR-Katalysator. Abbildung 1 verdeutlicht den prinzipiellen Aufbau des Systems.

SMFョ - Sintermetall Partikelfilter

CRT®-System

SCRT -System

®

SCR-System

Urea (AdBlue®)-Eindüsung

SCR - Kat

Sperr - Kat

Abbildung 1:

Prinzipbild SCRT, [Quelle: HJS Fahrzeugtechnik GmbH & Co KG]

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3.3

Versuchsfahrzeug

Bei der Auswahl des Versuchsfahrzeuges waren die Buspopulation sowie der Einsatz der Fahrzeuge auf den als repräsentativ ausgewählten Strecken zu berücksichtigen. Darüber hinaus musste das Fahrzeug für die Verwendung eines SCRT-Systems geeignet sein. Das ausgewählte Fahrzeug besitzt eine Euro III Homologation.

3.3.1 Gelenkbus Mercedes O 530 GN 3 Citaro

Beim ausgesuchten Versuchsfahrzeug handelt es sich um einen Gelenkbus O 530 GN 3 Citaro. Dieses Fahrzeug verfügt über keine serienmäßige Abgasrückführung. Abbildung 2 zeigt das Versuchsfahrzeug. In der Tabelle 3 sind die technischen Daten des Fahrzeuges zusammengefasst.

Abbildung 2:

Mercedes Gelenkbus O 530 GN 3 Citaro

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Tabelle 3:
Fahrzeug

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

Nach der ersten Messreihe wurde im Hause HJS die Entscheidung getroffen, ein neues Eindüsesystem der Firma Grundfos zu verwenden. In Absprache mit den Projektbeteiligten wurde entschieden, die weiteren beiden Messungen an einem typgleichen Fahrzeug mit der neuen Eindüsung durchzuführen. Daten, die von dem ersten Fahrzeug abweichen, sind im Folgenden in Klammern angegeben.

3.4

Streckenauswahl

Für die Streckenauswahl wurden unterschiedliche Kriterien angesetzt. Zum einen sollten die gefahrenen Strecken die Situation in der Innenstadt von Hagen widerspiegeln, zum anderen sollten auch die topographischen Bedingungen des Hagener 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 Hagener Straßenbahn zwei Streckenführungen ausgewählt, die den gewünschten Kriterien bestmöglich entsprachen. Mit dem Versuchsfahrzeug wurden in diesem Vorhaben auf den entsprechenden Strecken Messfahrten durchgeführt. Um hinreichend viele Daten zu erhalten, wurden bei der Messfahrt die Linien mehrfach durchfahren. Die Tabelle 4 zeigt die Strecken mit den zugeordneten Kennziffern (Strecken ID). Abbildung 3 bis Abbildung 4 zeigen die jeweiligen Streckenverläufe der befahrenen Linien. Tabelle 4: ID_Strecke 1 2 3 4 Messablauf für das Versuchsfahrzeug Linie 512 512 514 514 Startstelle Bathey Wengeberg / Penninckweg Bathey Hördenstrasse Endstelle Wengeberg / Penninckweg Bathey Hördenstrasse Bathey

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Abbildung 3:

Streckenverlauf Linie 512, [Quelle: VRR AöR]

Abbildung 4:

Streckenverlauf Linie 514, [Quelle: VRR AöR]

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 realisieren, so dass direkt vergleichbare Endergebnisse erzeugt werden können. Es ist aber sehr wohl möglich, Messdaten zu erhalten, 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 dem Fahrzeug 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.

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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 (Flammen-Ionisations-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 CO2- Konzentration, dem elektrochemischen O2-Analysator und der NDUV-Messbank (Nicht-Dispersive-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 5 bis Tabelle 8 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 5 zeigt das Messsystem SEMTECH D der Firma Sensors. Abbildung 6 verdeutlicht den grundsätzlichen Systemaufbau.

Abbildung 5:

Semtech-Messgerät, [Quelle: Sensors Inc.]

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200°C

Sample Line

Filter

FID
THC

Kühler
4°C NDIR O2 CO, CO2 NDUV

NOx = NO + NO2

PC104
Vehicle Interface GPS
LAN

W-LAN

Analoge und digitale Ein- und Ausgänge

Umgebungsdaten

Abgasmassenstrommessgerät

Abbildung 6:

Systemaufbau SEMTECH-D [Quelle: Sensors Inc.]

Die zum Betrieb des Messsystems notwendigen Gase wurden im Bus mitgeführt. Da der Gasverbrauch sehr gering ist, konnten 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. Da der gesamte Gasentnahmeweg sowie ein Teil des Messsystems auf 190 °C beheizt werden, 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.

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Abbildung 7:

Raum für Messtechnik und Gasflaschenaufbewahrung

Tabelle 5:

Spezifikationen des FID [Quelle: Sensors Inc.]

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Tabelle 6:

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

Tabelle 7:

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

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Tabelle 8:

Spezifikation des elektrochemischen O2-Analysators, [Quelle: Sensors Inc.]

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 8 zeigt das Gesamtsystem mit Messrohr, Schlauchbündel und Auswerteeinheit. Die Tabelle 9 gibt einen Überblick über die Spezifikationen des Messsystems.

Abbildung 8:

Electronic Flow Meter, [Quelle: Sensors Inc.]

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Tabelle 9:

Spezifikationen des SEMTECH-EFM, [Quelle: Sensors Inc.]
Ambient to 700 ºC ± 1% of reading or ± 2 ºC, whichever is greater < 1.0 % full scale ± 2.5 % of reading, or ± 1.5 % of full scale, whichever is greater 15 minutes T90 < 1 s 1 – 4 Hz 12 VDC, 50 W RS-232, CAN LxWxH: 10,25x6,375x4,0 in (260x162x102 mm) 7.6 lbs (3.4 kg) 5" (127 mm) Heavy-Duty Diesel 12 – 18 liters 1,700 SCFM (48.1 m3/min)

Exhaust temperature range Exhaust temperature accuracy Flow measurement linearity Flow measurement accuracy Warm-up time Response time Data rate Power requirements Communications Electronics module dimensions Electronics module weight Flow Tube Outer Diameter Recommended vehicle application Flow rate at backpressure of 10 inches H2O (24.91 mbar) Flow rate at backpressure of 15 inches H2O (37.36 mbar) Flow tube length Flow tube weight

2,100 SCFM (59.5 m3/min) 35" (889 mm) 12.2 lbs (5.5 kg)

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 9 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 9:

Dehnmessstreifen im Rohzustand

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3.5.6 Geschwindigkeitsmessung
Neben der Geschwindigkeitsmessung über das GPS-System wurde 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 10 zeigt das Messsystem am Fahrzeug.

Geschwindigkeitsmesssystem Datron

Abbildung 10:

Geschwindigkeitsmesssystem am Fahrzeug

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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 wurde in allen bisherigen Projekten keine einheitliche Messtechnik benutzt, da die Möglichkeiten des messtechnischen Abgriffes der Drehzahl an den Fahrzeugen unterschiedlich sind. Das jeweils am Fahrzeug gefundene Drehzahlsignal wird mit einer geeigneten Messdatenverarbeitung in ein Analogsignal umgeformt und an das SEMTECH-D weitergegeben.

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4 Ergebnisse
4.1 Prüfstandsergebnisse

Durch den Systemhersteller wurden zur Wiedererlangung der Betriebserlaubnis Prüfstandsuntersuchungen durchgeführt, bei denen der Busmotor OM457 hLA mit 260 kW Leistung in Verbindung mit dem Nachrüst-SCRT-System in den gesetzlich vorgeschriebenen Prüfzyklen vermessen wurde.

Emissionen bei Prüfstandsvermessung
1,60 1,477 1,40

1,20

ESC ETC DUS 1

Emissionen [g/kWh]

1,00 0,814 0,80 0,670 0,60

0,40

0,20 0,001 0,003 0,011 0,00 0,040 0,059 0,021 0,005 0,002 0,001

HC

CO

NOx

PM

Abbildung 11:

Emissionen im ESC, ETC und Düsseldorfer Zyklus

Abbildung 11 zeigt die Ergebnisse der Messungen im ESC (European Stationary Cycle), ETC (European Transient Cycle) und dem Düsseldorfer Zyklus, wie er in dem vorangegangenen Vorhaben des LANUV entwickelt worden ist. Es ist zu erkennen, dass die 1 g/kWhGrenze für die Stickoxidemissionen in den gesetzlichen Zyklen ESC und ETC unterschritten werden konnte. Der niedriglastige Düsseldorfer Zyklus liefert ein deutlich höheres NOxErgebnis. Durch den Oxidationskatalysator und den Partikelfilter liegen die anderen Komponenten erwartungsgemäß auf niedrigstem Niveau.

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4.2

Fahrzyklus

4.2.1 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. Abbildung 12 zeigt beispielhaft die zeitlichen Signalverläufe eines Fahrtabschnittes. Eine 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 12:

Exemplarischer Zeitverlauf

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Drehzahl in min-1, Drehmoment in Nm

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Um die relativen Motorbelastungen bestimmen zu können, musste für jede gemessene Motordrehzahl die entsprechende Motorleistung bei Volllast bekannt sein. Dazu wurden die 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

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 15). Für die Auswertung wurde ebenfalls eine normierte, relative Drehzahl nrel bestimmt:

n rel 
Dabei ist: n: nidle : s: aktuell gemessene Motordrehzahl Leerlaufdrehzahl Nennleistungsdrehzahl

n  nidle  s  nidle 

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

4.3

Zyklusentwicklung „Hagener Zyklus“

Wie bereits vorher beschrieben, soll für die Stadt Hagen 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

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Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

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 10 sind die für die Berechnung wichtigen technischen Daten noch einmal zusammengefasst. Tabelle 10:
Fahrzeug Motorleistung Motordrehmoment

Technische Daten des Versuchsfahrzeuges, [Quelle: Evobus GmbH]
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 (6,21) 275/70 R 22,5 28000 kg ca. 22000 kg (20000 kg) 3076 mm 2550 mm

Getriebeübersetzung

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

4.3.1 Vorbemerkung zur Besonderheit des Voith DIWA® Getriebes
In der Abbildung 13 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. Abbildung 14 zeigt das gleiche Bild für Fahrten in Düsseldorf. Sehr deutlich zu erkennen ist der größere Volllastanteil bei den Fahrten in Hagen, der auf ausgeprägte Steigungsstrecken in die städtischen Randbezirke zurückzuführen ist. Darüber hinaus ist zu sehen, dass in Hagen Drehzahlbereiche erreicht werden, die in Düsseldorf nicht gefahren werden.

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250 200 150 100 Leistung in kW 50 0 -50 -100 -150 -200 0 500 1000 1500
-1

Bus Hagen Vollastkurve

2000

2500

Motordrehzahl in min

Abbildung 13:
250 200 150

Leistungskennfeld (Fahrten in Hagen)

Fahrwiderstandskurve
100 Leistung in kW 50

Schubkurve
0 -50

Retarderbremskurve
-100 -150 -200 0 500 1000 1500
-1

Bus Düsseldorf Vollastkurve

2000

2500

Motordrehzahl in min

Abbildung 14:

Leistungskennfeld (Fahrten in Düsseldorf)

Betrachtet man die Drehzahl / Geschwindigkeitsdarstellung in Abbildung 15 wird eine Besonderheit des verwendeten Busgetriebes deutlich.
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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 15:

Drehzahl / Geschwindigkeitsdiagramm

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, ein anderes Teil der Leistung 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 15 sichtbaren Punktwolke bei geringen Geschwindigkeiten. Die Abbildung 16 zeigt den inneren Aufbau des Getriebes und den Leistungsfluss im 1. und 2. Gang.

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Abbildung 16:

Voith DIWA® Automatgetriebe , [Quelle: Voith AG]

Im Drehzahl-Geschwindigkeits-Diagramm (Abbildung 15) 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. 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 17 zeigt die angenäherte Funktion des 1. Ganges.

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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 17:

Mathematische Funktion des 1. Ganges

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 Soll-Motormoment und SollMotordrehzahl 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 Hagener 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 Hagener Fahrzyklus auf jedem Motorenprüfstand gefahren werden, der die Anforderungen für den ETC erfüllt.

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4.3.2 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.

4.3.3 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 11 kurz erklärt.

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Tabelle 11: Parameter veh_no ID_strecke ID_Fahrt_nr time M_cardan_k 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

Wichtige Parameter der Referenzdatenbank Beschreibung Fahrzeugnummer Streckennummer Fahrtnummer Zeit in s Korrigiertes, gemessenes Drehmoment in Nm 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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4.3.4 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 9549,3

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 4.2.1 beschrieben vorgenommen. Die Maximalleistung Pmax(n) wurde durch die Annäherung der Motor-Volllastkurve mittels eines Polynoms 6. Ordnung bestimmt. Die folgende Abbildung 18 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 18:

Maximalleistung (Volllastkurve)

4.3.5 Geschwindigkeitsverteilung, mittlere Geschwindigkeit
Eine sehr wichtige Größe für die Fahrprofilentwicklung ist die Geschwindigkeit des Fahrzeugs. In Abbildung 19 ist ein 10 Minuten langer Ausschnitt des Geschwindigkeits- sowie 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.

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60

2500

50 2000

Geschwindigkeit (km/h)

40 Drehzahl (min-1) 1500

30

1000 20

500 10

0 0 100 200 300 Zeit (s) Geschwindigkeit Drehzahl 400 500

0 600

Abbildung 19:

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 festgelegt. In Abbildung 20 ist die kumulierte Häufigkeitsverteilung der Fahrgeschwindigkeiten des Busses auf beiden Linien dargestellt. Aus dem Diagramm ist zu erkennen, dass die Geschwindigkeitscharakteristik der Buslinie 512 (orange Linien) sich von der der Linie 514 (grüne Linien) unterscheidet. Die Linie 512 wird mit größeren Geschwindigkeiten durchfahren als die Linie 514. Die Verteilungen beider Linien besitzen ein jeweils recht schmales Toleranzband, d.h., dass die Abweichungen von Fahrt zu Fahrt nur gering sind. Die Form der Darstellung als kumulierte Geschwindigkeit erlaubt eine einfache Beurteilung der Repräsentativität einer Fahrt. Eventuelle Störereignisse wie ungewöhnliche Staus oder auch unterschiedliche Fahrer mit stark voneinander abweichenden Fahrgewohnheiten sind gut zu erkennen.

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100,00%

90,00%

80,00%

70,00% Kumulierte Häufigkeit

60,00% veh_1_R_1_J_1 50,00% veh_1_R_1_J_7 veh_1_R_2_J_2 40,00% veh_1_R_2_J_8 veh_1_R_3_J_3 30,00% veh_1_R_3_J_5 veh_1_R_4_J_4 20,00% veh_1_R_4_J_6

10,00%

0,00% 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 Geschwindigkeit in km/h

Abbildung 20:

Kumulierte Geschwindigkeitsverteilung

30

25

Stillstandsanteile in %

20

15

10

5

0

Linie 512

Linie 514

Abbildung 21:

Stillstandsanteile der beiden Linien

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Mittelwert Linie 514

Mittelwert aller Fahrten

Mittelwert Linie 512

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In Abbildung 21 sind die prozentualen Stillstandsanteile von allen Fahrten dargestellt. Die mittlere Standzeit bei allen Linien beträgt durchschnittlich etwa 25 %. Die Standzeiten der einzelnen Linien liegen in einem kleinen Toleranzbereich, so dass alle Fahrten in die weiteren Betrachtungen mit einbezogen werden können. In Abbildung 22 sind die Durchschnittsgeschwindigkeiten von allen Fahrten zusammengefasst. Hierbei ist ebenfalls zu erkennen, dass die Linie 514 (Strecken 3 u. 4) deutlich langsamer ist. Die Durchschnittsgeschwindigkeit auf diesen Strecken beträgt etwa 18,3 km/h, während die mittlere Geschwindigkeit aller Fahrten bei ca. 20 km/h liegt.

25,0

Strecken 1 und 2

Strecken 3 und 4

20,0

mittlere Geschwindigkeit in km/h

15,0

10,0

5,0

0,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

Reihe1

Mittelwert aller Fahrten

Abbildung 22:

Mittlere Geschwindigkeiten der Testfahrzeuge

4.3.6 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 23 sind die mittleren positiven Beschleunigungsleistungen (Pa_ave) aller Fahrten dargestellt. Die Unterschiede der einzelnen Fahrten resultieren hauptsächlich aus äußeren Verkehrssituationen.

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60

Erste Messung 50 mittlere pos. Beschleunigungsleistung in kW

Zweite Messung

Dritte Messung

40

30

20

10

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Fahrt Beschleunigungsleistung in kW Mittelwert

Abbildung 23:

Mittlere positive Beschleunigungsleistung

Die deutlichen Unterschiede zwischen der ersten und den beiden weiteren Messkampagnen sind in den unterschiedlichen angegebenen Ausladungen der Fahrzeuge zu suchen.

4.3.7 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 1 und 2 von den anderen Strecken (Strecken ID siehe Tabelle 4). Nach dem Vergleich der Fahrgeschwindigkeitsverteilung der einzelnen Fahrten auf den Strecken 1 und 2 mit der durchschnittlichen Geschwindigkeitsverteilung aller Fahrten auf diesen Strecken haben sich die Fahrten 7 und 8 als die am Ähnlichsten dem Durchschnitt entsprechend herausgestellt (siehe Abbildung 24). Diese Fahrten wurden als repräsentativ für die Fahrstrecken 1 und 2 bewertet und für die Fahrzyklusentwicklung ausgewählt. Analog zu den Fahrten auf den Strecken 1 und 2 wurden auch die Fahrten auf den Strecken 3 und 4 untersucht. Dabei wurden die Fahrten 5 und 6, die in etwa dem Durchschnitt aller Fahrten dieser Strecken entsprechen, ausgewählt. (siehe Abbildung 25).

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100,00%

90,00%

80,00%

70,00%

cum frequency

60,00% veh_1_R_1_J_7 veh_1_R_1_J_1 40,00% veh_1_R_2_J_2 30,00% average routes 1&2 veh_1_R_2_J_8

50,00%

20,00%

10,00%

0,00% 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 vehicle speed in km/h

Abbildung 24:

Fahrstreckenauswahl; Geschwindigkeitsverteilung Strecken 1 und 2

100,00%

90,00%

80,00%

70,00%

cum frequency

60,00% veh_1_R_3_J_3 veh_1_R_3_J_5 40,00% veh_1_R_4_J_4 30,00% veh_1_R_4_J_6 average routes 3&4

50,00%

20,00%

10,00%

0,00% 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 vehicle speed in km/h

Abbildung 25:

Fahrstreckenauswahl; Geschwindigkeitsverteilung Strecken 3 und 4

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Strecken 1 und 2
100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% -10% -20% -30% -40% -50% -60% -70% -80% -90% -100% 0,00% 10,00% 20,00% 30,00% 40,00% 50,00% 60,00% 70,00% 80,00% 90,00% 100,00% 0,00% 10,00% 20,00% 30,00% 40,00% P_rel

Strecken 3 und 4
100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% -10% -20% -30% -40% -50% -60% -70% -80% -90% -100% 50,00% 60,00% 70,00% 80,00% 90,00% 100,00% P_rel

n_rel 0,00%-0,25% 0,25%-0,50% 0,50%-0,75% 0,75%-1,00% 1,00%-1,25% 1,25%-1,50% 0,00%-0,25% 0,25%-0,50%

n_rel 0,50%-0,75% 0,75%-1,00% 1,00%-1,25% 1,25%-1,50%

Abbildung 26:

Streckenbezogene Verteilung der Motorbelastung

In Abbildung 26 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 1/2 und 3/4 durchaus unterschiedliche Motorbelastungen hervorrufen. Dabei befindet sich der Motor auf dem Streckenpaar 1/2 deutlich häufiger an der Volllast und dies auch bei hohen Drehzahlen. Streckenpaar 3/4 weist hingegen Motorbelastungen auf, die meistens im mittleren Drehzahlund Lastbereich angesiedelt sind. Der Referenzfahrzyklus besteht somit aus 4 Fahrten und dauert 7.115 Sekunden. In der Tabelle 12 sind die Zeitdauern sowie Längen und Durchschnittsgeschwindigkeiten der einzelnen Fahrten zusammengefasst. Tabelle 12:
Fahrt 5 6 7 8

Zusammensetzung Referenzfahrzyklus
Länge [m] 15245 14315 24813 25855 80228 Dauer [s] 3026 2752 4140 4143 14061 mittlere Geschwindigkeit [km/h] Streckendistanz [km] 18,14 15,24 18,73 14,31 21,58 24,81 22,47 25,85 20,23 80,23

Strecke 3 4 1 2 Gesamt:

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4.3.8 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.

4.3.8.1

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 27 zeigt als Beispiel einen kurzen Zyklus, bestehend aus 3 Fahrsequenzen und 3 Stopps aus den aufgenommenen Messdaten. 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.

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Fahrabschnitt
70
Stop 1 Sequenz 1 Sequenz 2 Stop3 Sequenz 3

60

Stop 2

Geschwindigkeit in km/h

50

40

30

20

10

0 0 60 120 Zeit in s
v

180

240

300

Abbildung 27:

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 )

Mit der gewünschten Fahrzyklusdauer tZykl = 1800 s und der durchschnittlichen Sequenzendauer tave, seq = 58 s sowie der durchschnittlichen Stoppdauer tave, Stopp = 19 s beträgt die theoretische Anzahl der Fahrsequenzen und der Stopps 23. In der Tabelle 13 sind die einzelnen Dauern der Fahrsequenzen und der Stopps des Referenzfahrzyklus zusammengefasst.

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Tabelle 13:
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 50 51 52 53 54 Fahrt 5 67 43 103 27 1 81 111 16 89 25 47 38 31 59 56 63 62 85 22 46 15 97 62 31 39 15 46 65 15 73 62 75 14 72 27 24 103 57 48 50 172 44

Dauern der Fahrsequenzen und der Stopps (Referenzzyklus)
Dauer der Fahrsequenzen in s Fahrt 6 Fahrt 7 Fahrt 8 35 39 103 52 69 91 64 110 84 52 45 33 55 15 93 33 39 107 16 68 253 126 56 137 40 38 196 33 57 49 42 8 156 23 52 58 18 60 34 49 14 110 54 44 74 27 57 38 69 70 74 143 62 113 38 24 61 55 35 108 31 19 25 84 39 24 86 24 33 12 52 28 82 94 45 36 20 18 69 44 24 78 44 14 37 52 70 48 70 69 44 24 50 37 31 33 28 37 28 50 47 16 8 40 44 164 21 45 39 62 54 36 7 28 73 89 63 52 9 90 42 45 46 75 98 112 30 213 111 225 80 160 28 49 71 29 69 79 36 Fahrt 5 44 11 14 2 4 8 7 12 63 12 9 14 7 15 11 8 17 10 1 11 17 31 9 9 7 11 14 4 1 30 44 39 27 25 20 50 7 28 9 14 6 32 33 Dauer der Stopps in s Fahrt 6 Fahrt 7 35 177 1 10 5 3 13 19 12 39 6 4 6 20 23 4 55 12 13 15 22 13 36 9 11 5 9 12 49 4 21 14 5 7 66 14 20 22 27 15 11 6 9 28 11 69 11 15 11 20 11 12 8 9 7 76 15 13 11 7 8 10 38 22 7 9 3 10 35 2 16 4 9 18 1 24 23 5 5 5 14 9 6 8 68 51 23 24 15 6 19 11 10 10 Fahrt 8 32 22 7 19 2 20 11 52 2 33 7 19 38 25 26 13 94 28 36 27 14 29 43 9 30 53 17 8 21 34 21 23 22 11 28 2 20 7 15 26 6 14 7 6 14 10 10 2

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 Sequenzen- und Stoppdauern des repräsentativen Fahrzyklus wird mit Hilfe des Gaußschen Prinzips der kleinsten Quadrate angenähert.
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4.3.8.2

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 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 Tabelle 14 und Tabelle 15 sind die v-a- und Prel - dPrel/dt- Sollmatrizen für den Fahrzyklus dargestellt. Die Werte für die Fahrgeschwindigkeit, Beschleunigung, relative Leistung und die Änderung der relativen Leistung sind dabei, wie in Kapitel 4.2.1 beschrieben, klassiert. Die Zyklusdauer beträgt 1498 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:

X2  
i 1

k

(Ni  n* ) 2 i n* i

X2: Ni:

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

n*: i

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Die beobachteten Häufigkeitswerte werden vom Musterzyklus und die erwarteten Werte vom Referenzzyklus (auf die gewünschte Zyklusdauer umgerechnet) berechnet. Tabelle 14:
a [m/s2] 1,8 1,7 1,4 1,3 1,2 1,1 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 -0,1 -0,2 -0,3 -0,4 -0,5 -0,6 -0,7 -0,8 -0,9 -1 -1,1 -1,2 -1,3 -1,4 -1,5 -1,6 -1,7 -1,8 -1,9 -2 0 5

v-a-Sollmatrix für den Fahrzyklus (Zeit in [s], ohne Stopps)
v [km/h 10 1 2 3 2 4 1 1 3 1 3 8 9 5 26 81 22 2 3 4 1 2 1 5 2 7 2 4 1 3 1 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75

1 2

1 1

2 5 2 3 3 2 3 2 2 3 3 2 2 4 1

2 2 1 6 3 4 4 3 7 6 1 1 3 12 1 1 3 3 3 2 4 6 3 1 5 2 1 1

1 1 2 3 1 4 6 5 3 4 4 3 4 4 1 5 5 2 4 3 7 2 3 1 4 2 1 1 2 1 5 1 1 7 7 6 8 6 5 2 7 11 3 8 3 2 1 3 1 1 1 3 1 4 1 1 1 4 5 6 10 3 9 26 99 22 10 2 7 5 2 2 1 2 1 3 1 2 1 1 1 6 2 4 2 13 12 9 11 10 10 3 8 4 4 2 2

1 1 2 1 4 5 16 14 8 12 13 14 5 5 2 1 5 2 1 1 2 1 9 8 14 26 25 24 6 6 5 5 3 1 2

3

1 6 4 3 6 4 6 1

8 14 12 6 8 23 15 4 4 1 1 1

2 6 9 9 12 17 24 22 4

1 2 8 5 1 7 14 6 10 7 2 1 1

1 3 2 3 6 4 8 7 5

1 2 5 3 3 12 5 1

2 1

1

1 1 1 2

1

1

1

1 1 1

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Tabelle 15:

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

Prel dPrel / dt -190% -180% -170% -160% -150% -140% -130% -120% -110% -100% -90% -80% -70% -60% -50% -40% -30% -20% -10% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90%
80% 75% 65% 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% -65% -70% 1 1 1 1 2 1 2 1 2 8 3 1 2 1 6 2 4 4 1 2 1 1 2 4 1 5 7 3 1 3 2 1 1 2 7 3 1 1 1 1 1 2 1 4 2 1 2 4 1 2 4 1 1 1 1 2 1 1 1 3 1 1 1 4 2 1 1 2 1 3 7 7 6 2 3 2 4 2 8 2 2 5 7 18 6 1 1 2 2 2 1 1 4 5 5 19 2 13 5 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 2 1 2 1 3 2 4 10 4 20 86 11 1 3 4 2 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 1 2 1 2 1

7

1 3 1 4 5 5 1 1

1 3 2 1 5

1 1

1 1 1 2

1 2 4 2 6 6 4 2 1 1

1 1 3 1 6 5 2 2 1

1 2 7 75 8 7 1 2 2 2 1 1

1 5 2 10 20 43 27 4 5 11 1

1 1 6 3 11 10 10 11 6 4 6 1 1 1

3 3 5 5 9 6 6 6 13 2 3 1 3 1

2 1 4 5 2 11 11 2 1 2 2 2

1 1 11 10 4 5 3 5 2

2 10 12 58 4 4 3 1 1 1

10 16 10 106 166 5 7 4 6 2 2 3 4 1 1 2

1

1 1

2

Nach dem statistischen Vergleich wurde der in Abbildung 28 dargestellte Fahrzyklus ausgewählt. Die Zusammensetzung des Fahrzyklus ist in der folgenden Tabelle 16 dargestellt. Tabelle 16: Zusammensetzung des Fahrzyklus

Musterzyklus Referenzzyklus Fahrtabschnitt Nr. t_start t_end Dauer Strecke Fahrt Nr. t_start t_end Dauer 1 1 25 25 1 7 844 868 25 2 26 52 27 1 7 989 1015 27 3 53 151 99 2 8 2273 2371 99 4 152 273 122 2 8 2376 2497 122 5 274 442 169 2 8 2620 2788 169 6 443 544 102 2 8 2818 2919 102 7 545 725 181 2 8 3316 3496 181 8 726 782 57 2 8 3224 3280 57 9 783 919 137 3 5 178 314 137 10 920 948 29 3 5 528 556 29 11 949 1076 128 3 5 1393 1520 128 12 1077 1219 143 4 6 1935 2077 143 13 1220 1418 199 4 6 1504 1702 199 14 1419 1547 129 3 5 580 708 129 15 1548 1682 135 2 8 489 623 135 16 1683 1800 118 2 8 3900 4017 118 Summe: 1800 Summe: 1800

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80

70

Fahrzeuggeschwindigkeit in km/h

60

50

40

30

20

10

0 0 300 600 900 1200 1500 1800

Zeit in s
v_korr

Abbildung 28:

Ausgewählter repräsentativer Fahrzyklus

4.3.8.3

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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Bevor die richtige Anordnung der Fahrsequenzen durchgeführt werden kann, muss der ausgewählte Fahrzyklus eventuell noch von Hand korrigiert werden. Um eine solche Notwendigkeit zu prüfen, werden wieder die kumulierten Geschwindigkeitsverteilungen betrachtet. (siehe Abbildung 29). Der gelb dargestellte repräsentative Fahrzyklus zeigt eine gute Übereinstimmung mit dem Mittelwert aller benutzten Fahrten. Die dünn dargestellten Linien zeigen weitere untersuchte Fahrzyklen, die jedoch nicht so gute Ergebnisse lieferten.

100,00%

90,00%

80,00% kumulierte Geschwindigkeitsverteilung

70,00%

60,00% veh_1_R_1_J_7 50,00% veh_1_R_2_J_8 veh_1_R_3_J_5 40,00% veh_1_R_4_J_6 repcycle8 30,00% average all routes repcycle9 20,00% Hagener Zyklus

10,00%

0,00% 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 Fahrzeuggeschwindigkeit in km/h

Abbildung 29:

Vergleich der Geschwindigkeitsverteilung

Der in Abbildung 28 dargestellte Fahrzyklus ist schon in sinnvoller Form sortiert, so dass er die endgültige Version darstellt. 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.

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4.3.9 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 4.2.1 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. In Abbildung 30 sind die Punkte des relativen Motorzyklus als rote Dreiecke dargestellt (repcycle). Die blaue Punktewolke ist die gemessene relative Leistung aus allen Fahrten des Busses.

Hagener Buszyklus
150,00%

100,00%

50,00%

0,00%
P_rel

-50,00%

-100,00%

-150,00%

-200,00%

-250,00% 0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%
n_rel

60,00%

70,00%

80,00%

90,00%

100,00%

Alle Fahrten

Referenzzyklus

repcycle

Abbildung 30:

Der Hagener Fahrzyklus ( Mrel(nrel)-Diagramm)

Die Abbildung 31 stellt das Belastungsschaubild des Hagener 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.

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100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% -10% -20% 1,25%-1,50% 1,00%-1,25% 0,75%-1,00% 0,50%-0,75% 0,25%-0,50% 0,00%-0,25% -30% -40% -50% -60% -70% -80% -90% -100% 0,00% 10,00% 20,00% 30,00% 40,00% 50,00% 60,00% 70,00% 80,00% 90,00% 100,00% P_rel

n_rel

Abbildung 31:

Belastungsschaubild des Hagener Fahrzyklus

4.3.10

Abschließende Zyklusbetrachtung

Der statistische Vergleich der Geschwindigkeitsverteilungen des Hagener Fahrzyklus und aller Fahrten des Messvorhabens zeigt, wie in Abbildung 29 abgebildet, dass der Fahrzyklus dem Durchschnitt aller Fahrten sehr gut entspricht und somit als repräsentativ angesehen werden kann. Auch der statistische Vergleich der Häufigkeitsverteilungen der relativen Drehzahl (Abbildung 32) zeigt, dass der Hagener Fahrzyklus ungefähr die Drehzahlverteilungen aller Fahrten widerspiegelt.

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100,00% 90,00% 80,00% 70,00% kumulierte Häufigkeit 60,00% 50,00% 40,00% 30,00% 20,00% 10,00% 0,00% 0,00% veh_1_R_1_J_7 veh_1_R_2_J_8 veh_1_R_3_J_5 veh_1_R_4_J_6 repcycle7 average all routes ave referenzzyklus repcycle8 Hagener Zyklus

20,00%

40,00%

60,00% relative Drehzahl

80,00%

100,00%

120,00%

Abbildung 32:

Gegenüberstellung der Verteilungen der relativen Drehzahl

4.4

Ergebnisse im Realbetrieb

4.4.1 Allgemeine Vorgehensweise
Die aufgezeichneten Messdaten wurden in eine Access-Datenbank überführt und im ersten Schritt auf die Plausibilität überprüft. Bei der weiteren Auswertung wurde die im Kapitel 4.2.1 beschriebene Vorgehensweise angewandt. Die nachfolgenden Tabellen geben einen Überblick über die Ergebnisse aller Messungen. Es sind jeweils streckenbezogene und leistungsbezogene Werte dargestellt. 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.

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 50 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

4.4.2 Streckenbezogene Ergebnisse

Tabelle 17:

Ergebnisse Gelenkbus mit SCRT [g/km]

14
12,22

12
10,51 10,57

10
8,28

NOx HC CO
7,68 6,93 6,47 4,12

Emissionen in g/km

7,74

6

5,85

4,19

3,98

4,31

6,32

7,02

8

7,36

3,25

3,14

3,15

2,62

2,58

2,36

1,76

1,93

3,07 1,42 1,39 1,48 1,64 0,009

4

1,65

1,56

1,57

1,25

1,11

1,22

1,00

0,001 0,87

0,000 0,36

0,030

0,010

0,012

0,016

0,004

0,005

0,007

0,032

0,006

1,10

0,000

0,000

0,001

0,001

0,000

0,000

0,000

0,002

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

0,000

17

18

19

20

21

22

Fahrt Nr.

Abbildung 33:

Streckenbezogene Emissionen in grafischer Darstellung

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 51 / 97 -

0,006

1,31

2

1,46

1,48

1,50

3,72

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

Abbildung 33 zeigt die drei limitierten gasförmigen Komponenten in grafischer Darstellung. Sehr gut zu erkennen sind die großen Streuungen der Ergebnisse bei den unterschiedlichen Fahrten. Als Beispiel seien hier die Fahrten 4 und 16 zu nennen, die beide auf der gleichen Strecke gefahren wurden. Zurückzuführen sind diese großen Streuungen auf Stillstandszeiten, die das Abgasminderungssystem auskühlen lassen. Bei der anschließenden Weiterfahrt kann erst wieder nach Erreichen der Eindüsekriterien das System aktiviert werden, was sich in den Ergebnissen deutlich widerspiegelt. Indiz hierfür ist auch die geringste Durchschnittsgeschwindigkeit. Die Abbildung 34 verdeutlicht diese Unterschiede noch einmal. Die kumulierten Geschwindigkeiten der Fahrten 4 und 16 zeigen, dass Fahrt 4 schneller ist als Fahrt 16. Betrachtet man die einzelnen Streckenverläufe und stellt die zeitlichen Anteile von Beschleunigung [acceleration], Verzögerung [deceleration], Stillstand [stop] und gleichmäßiger Fahrt [cruise] dar, ergibt sich Abbildung 35.

100,00%

90,00%

80,00%

70,00% kumulierte Häufigkeit

60,00%

Fahrt 4 Fahrt 16

50,00%

40,00%

30,00%

20,00%

10,00%

0,00% 0 10 20 30 Fahrzeuggeschwindigkeit in km/h 40 50 60

Abbildung 34:

Kumulierte Geschwindigkeitshäufigkeiten Fahrt 4 und 16

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 52 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

100%

90% 29,8% 80% 27,0%

23,6%

25,2%

26,5%

70% 25,1% 26,8% 27,9% 25,9%

zeitliche Anteile

60%

24,3%

50%

40% 22,2% 30% 22,9% 25,2% 25,7% 23,9%

20% 23,7% 25,1% 24,3% 21,3% 23,7%

10%

0% Strecke 1 Strecke 2 stop Strecke 3 dec acc cruise Strecke 4 Gesamt

Abbildung 35:

Zeitliche Anteile einzelner Betriebsphasen

Ordnet man nun den einzelnen Betriebsphasen die NOx-Massenemission zu, ergibt sich Abbildung 36.
100%

90% 26,2% 32,0% 80%

22,8%

24,5%

26,6%

70%

rel. Masse NOx

60%

50% 50,3% 40%

51,0%

56,3% 58,0%

53,6%

30%

20% 7,0% 10% 10,7% 0% Strecke 1

8,1%

7,1% 8,0%

7,5%

14,8%

13,8%

9,6% Strecke 4 cruise

12,3%

Strecke 2 stop

Strecke 3 dec acc

Gesamt

Abbildung 36:

Relative NOx-Massenemissionen auf den unterschiedlichen Strecken

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 53 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

4.4.3 Leistungsbezogene Ergebnisse

Tabelle 18:

Ergebnisse Gelenkbus mit SCRT-System [g/kWh]

7

6

5,39

5

5,22

5,44

6,81

4,10

4,26

Emission in g/kWh

4

4,01

3

2,66

2,80

2,86

2,91

NOx HC CO

3,42

2,40 1,47 1,97 1,21 1,27 1,02

1,25

1,56

2

2,22

2,29 0,51 0,002
20

0,82

0,91

0,79

0,73

0,78

0,66

0,55

0,62

0,54

0,54

0,000 0,44

0,000 0,20

0,010

0,53

1

0,66

0,66

0,007

0,012

0,68

0,003

0,002

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,003

0,000

0,000

0,001

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

0,000

18

19

Fahrt Nr.

Abbildung 37:

Leistungsbezogene Emissionen in grafischer Darstellung

Tabelle 18 und Abbildung 37 zeigen die Fahrzeugemissionen in unterschiedlichen Darstellungen. Die in Kapitel 4.4.2 erläuterten Einflüsse gelten analog für die leistungsbezogene Darstellung. Trotz der beschriebenen Einschränkungen beim Vergleich von leistungsbezoLandesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 54 / 97 -

0,004

1,02

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

genen Ergebnissen aus Straßenmessungen und Messungen auf dem Prüfstand ist eindeutig erkennbar, dass im realen Straßenbetrieb Emissionen entstehen, die sich deutlich von Prüfstandsmessungen unterscheiden. Siehe hierzu auch Abbildung 11.

4.4.4 Geschwindigkeitsabhängige Darstellung der NOx-Emissionen

50

45

Alle Fahrten

40

35 NOx-Emission in g/km

30 Messung 1 Messung 2 Messung 3

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

Abbildung 38:

NOx-Emissionen in [g/km] in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit

Abbildung 38 zeigt die NOx-Emissionen in [g/km] bezogen auf die mittlere Geschwindigkeit für alle Fahrten. Im Vergleich zu dem vorangegangenen Projekt des LANUV ist der gleiche grundsätzliche Verlauf zu erkennen. Die zu höheren Geschwindigkeiten niedriger werdenden Emissionen sind über den größeren Leistungsbedarf, die damit höher werdenden Temperaturen im System und dem somit höheren Wirkungsgrad erklärbar. Was aber bei Vergleich der unterschiedlichen Messkampagnen auffällt, ist der Unterschied bei kleinen und mittleren Geschwindigkeiten, der erst ab ca. 50 km/h in ungefähr der gleichen Größenordnung mündet. Weitere Betrachtungen haben gezeigt, dass hierfür Temperaturunterschiede durch die unterschiedlichen Jahreszeiten verantwortlich sind. Da die Temperaturgrenze für die Harnstoffeindüsung bei 200°C liegt, findet man in Wintermonaten deutlich höhere Zeitanteile ohne Eindüsung. Mit wachsender mittlerer Geschwindigkeit wird dieser Einfluss immer geringer. Stellt man in der gleichen Form die unterschiedlichen Betriebszustände „Quasi Stationärfahrt“, „Leichte Beschleunigung“ und „Hohe Beschleunigung“ dar, ergeben sich die Abbildung 39 bis Abbildung 41. Auch hier ist der gleiche Effekt erkennbar, zeigt sich allerdings in etwas anderen Ausprägungen.

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Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

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

45

40

35 NOx-Emission in g/km

30 Messung 1 Messung 2 Messung 3

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

Abbildung 39:

NOx-Emissionen in [g/km] für quasi stationäre Zustände

50

45

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

40

35 NOx-Emission in g/km

30 Messung 1 Messung 2 Messung 3

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

Abbildung 40:

NOx-Emissionen in [g/km] für geringe Beschleunigung

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Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

65 60 55 50 45 NOx-Emission in g/km 40 35 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 Messung 1 Messung 2 Messung 3 Beschleunigungen größer 0,3 m/s² (Fahrtabschnitte mit hoher Beschleunigung)

Abbildung 41:

NOx-Emissionen in [g/km] für hohe Beschleunigung

4.4.5 NO2-Emissionen
Abbildung 42 zeigt das NO2/NOx Verhältnis im nachgerüsteten Zustand. Auffällig ist der deutliche Unterschied zwischen der ersten und den beiden anderen Messkampagnen. Da es, wie oben beschrieben, einen Fahrzeugwechsel zwischen der ersten und den beiden anderen Messungen gab, der im Wechsel des Eindüsesystems begründet ist, ist die genaue Ursache dieser Unterschiede schwer nachvollziehbar. Gegenüber Fahrzeugen ohne Abgasnachbehandlung ist ein deutlicher Anstieg des prozentualen NO2-Anteils im Abgas feststellbar, der durch die katalytischen Prozesse im CRT-System und im Sperrkatalysator des SCRSystems erklärbar ist und somit prinzipbedingt ist. Da in den vorliegenden Untersuchungen kein Fahrzeug im Ausgangszustand ohne eine Abgasnachbehandlung vermessen wurde, ist ein direkter Vergleich der NO2-Emissionen mit und ohne Nachbehandlung nicht möglich. Während der ersten Messkampagne wurden allerdings Messungen ohne eine Eindüsung von Harnstoff gemacht. Abgesehen von dem erhöhten NO2/NOx-Anteil durch das CRT-System stellen diese einen Anhaltspunkt für die Emissionen ohne Nachbehandlung dar. Da für die Betrachtung der Emissionssituation nicht der relative NO2-Anteil, sondern die absolute NO2-Massenemission die relevante Größe ist, ist in Abbildung 43 die streckenbezogene NO2-Emission des nachgerüsteten Busses im Vergleich zum Bus ohne Harnstoffeindüsung dargestellt. Deutlich zu erkennen ist die Reduktion der NO2-Massenemission um ca. 94 %.

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Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

60
55,54

51,01

50

49,35 48,02 48,13 47,32

49,01

40 NO2/NOx-Verhältnis in %
36,98

30

20
13,71 10,78 13,62 12,37 10,29 10,94 9,81 12,19 8,94 14,05 11,54 10,01

13,10

13,20

10

1.Messung 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

2.Messung

3.Messung

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

Fahrt

Abbildung 42:

NO2 / NOx Verhältnis

50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 NO2 ohne Eindüsung NO2 mit Eindüsung NOx ohne Eindüsung NOx mit Eindüsung

Emissionen in g/km

Abbildung 43:

NO2-Emission in [g/km]

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Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

4.4.6 Geschwindigkeitsabhängige Darstellung der NO2-Emissionen
Die nachfolgende Abbildung 44 zeigt die streckenbezogenen NO2-Emissionen über der mittleren Geschwindigkeit für alle Fahrten in gleicher Darstellung wie in Kapitel 4.4.4. Auch hier ist die große Differenz zwischen der ersten und den beiden anderen Messkampagnen deutlich erkennbar. Wie bereits in Kapitel 4.4.5 beschrieben, ist die genaue Ursache hierfür aufgrund des erfolgten Wechsels des Eindüsesystems schwer nachvollziehbar. Vergleicht man die Messkampagnen 2 und 3, so fällt der Unterschied bei kleinen und mittleren Geschwindigkeiten bis ca. 45 km/h auf. Dieser Effekt ist auf die unterschiedlichen Umgebungstemperaturen der beiden Messkampagnen zurückzuführen (siehe Kapitel 4.4.4). Abbildung 45 bis Abbildung 47 zeigen die streckenbezogenen NO2-Emissionen über der mittleren Geschwindigkeit, differenziert nach Fahr- bzw. Betriebszuständen „Quasi Stationärfahrt“, „Leichte Beschleunigung“ und „Hohe Beschleunigung“. Auch bei dieser Darstellung ist der o.g. Effekt der Abhängigkeit der NO2-Emissionen von der Umgebungstemperatur bei geringen Fahrgeschwindigkeiten zu beobachten.

15 14 13 12 11 NO2-Emission in g/km 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 Messung 1 Messung 2 Messung 3 gesamte Fahrt

Abbildung 44:

NO2-Emissionen in [g/km] in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit

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Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

15 14 13 12 11 NO2-Emission in g/km 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 Messung 1 Messung 2 Messung 3 Beschleunigungen zwischen -0,1 und 0,1 m/s² (quasistationäre Fahrtabschnitte)

Abbildung 45:
15 14 13 12 11 NO2-Emission in g/km 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 5 10

NO2-Emissionen in [g/km] für quasistationäre Zustände

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

Messung 1 Messung 2 Messung 3

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

Geschwindigkeit in km/h

Abbildung 46:

NO2-Emissionen in [g/km] für geringe Beschleunigung

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 60 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

15 14 13 12 11 NO2-Emission in g/km 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 Messung 1 Messung 2 Messung 3 Beschleunigungen größer 0,3 m/s² (Fahrtabschnitte mit hoher Beschleunigung)

Abbildung 47:

NO2-Emissionen in [g/km] für hohe Beschleunigung

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 61 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

5 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 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. Im Rahmen der Umsetzung der Richtlinie sind auch in Hagen Überschreitungen der jetzigen und zukünftigen Immissionsgrenzwerte 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 einem SCRT-System soll das Versuchsfahrzeug in seinen NOx-Emissionen deutlich verbessern. Nach Applikation des Systems an einem Mercedes Euro III-Motor für einen Gelenkbus wurden durch den Systemhersteller Prüfstandsmessungen zur Dokumentation der Emissionssituation durchgeführt. In den Typprüftestzyklen konnten Werte deutlich unter 1 g/kWh realisiert werden. Der Grenzwert für Euro III Motoren liegt bei 5 g/kWh. Ein Linienbus wurde mit SCRT-System nachgerüstet. Um die Realemissionen ermitteln zu können, wurde es mit mobiler Messtechnik ausgestattet und auf repräsentativen Strecken emissionsseitig vermessen. Die Ergebnisse der Emissionsmessungen zeigen, dass die auf dem Motorprüfstand ermittelten Emissionsverbesserungen bei den Realmessungen bestätigt werden können. Genaue Analysen der Messergebnisse zeigen, dass auch die NO2-Massenemission deutlich abgesenkt wird. Bei Betrieb unter den Bedingungen der Stadt Hagen sind mit dem hier untersuchten System deutliche Verbesserungen zu erreichen, die aber systembedingt stark unterschiedlich sind. Grund hierfür sind äußere Einflüsse wie z.B. die Außentemperatur. Da in Hagen keine Messungen ohne Nachrüstsystem durchgeführt wurden, können keine genauen Aussagen über Umsatzraten im Realverkehr gemacht werden. Legt man die Rohemissionen aus Messungen in Düsseldorf zugrunde, sind im Mittel über alle Messungen Reduktionen der NOx-Emissionen in einer Größenordnung von > 50 % zu beobachten.

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6 Literatur
[1] Richtlinie 96/62/EG des Rates über die Beurteilung und die Kontrolle der Luftqualität vom 27. September 1996 [2] Richtlinie 1999/30/EG des Rates über Grenzwerte für Schwefeldioxid, Stickstoffdioxid und Stickstoffoxide, Partikel und Blei in der Luft vom 22. April 1999 [3] Kleinebrahm, M.; Schulte, L.-E.; Dreger, S.: Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 1, Dieselantrieb mit nachgerüstetem Abgasrückführungssystem und Erdgasantrieb im Vergleich. LANUVFachbericht 14, Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen, Recklinghausen, 2009

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Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

7 Anhang
7.1 Hagener Zyklus
n_rel 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 17,38% 31,01% 38,35% 33,96% 15,28% 5,96% 2,43% 0,38% 0,36% 0,15% 0,85% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% P_rel 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 3,82% 17,53% 28,18% 27,84% 20,20% 15,24% 17,92% 33,93% 27,48% 13,17% 3,93% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00%

time_cycle 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

n_rel 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 21,28% 37,11% 45,40% 40,96% 33,00% 17,84% 8,08% 3,27% 2,02% 0,31% 0,38% 0,00% 0,14% 0,00%

P_rel 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 11,12% 25,43% 35,33% 30,97% 22,14% 11,46% 0,28% -8,89% -12,59% -7,26% 6,15% 28,41% 34,14% 39,39%

time_cycle 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 64 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

time_cycle 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

n_rel 0,51% 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% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 3,15% 11,01% 18,71% 22,16% 29,03% 46,58% 63,39% 68,75% 58,86%

P_rel 15,98% 7,86% 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% 2,20% 8,32% 16,10% 20,45% 25,64% 39,35% 55,14% 64,90% 71,39%

time_cycle 77 78 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

n_rel 47,71% 45,00% 43,42% 41,79% 39,98% 38,02% 36,31% 34,67% 32,92% 30,84% 27,27% 21,43% 13,39% 6,55% 10,86% 26,35% 40,45% 49,35% 51,19% 44,36% 32,71% 19,89% 11,74% 6,92% 4,43% 8,30% 22,21%

P_rel 60,19% 23,98% -3,68% -13,83% -17,23% -18,46% -18,83% -20,29% -21,25% -24,65% -34,39% -40,55% -41,43% -36,58% -5,82% 16,44% 26,23% 31,29% 29,51% 19,17% 6,29% -10,51% -25,71% -38,39% -45,48% -19,50% 5,55%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 65 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

time_cycle 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130

n_rel 37,37% 50,25% 56,81% 55,12% 47,02% 32,68% 25,47% 32,46% 40,26% 37,78% 30,43% 25,89% 23,03% 21,14% 19,30% 16,13% 10,65% 5,10% 2,21% 0,66% 0,31% 0,40% 0,48% 0,26% 0,00% 0,00% 0,00%

P_rel 19,19% 29,29% 32,27% 25,66% 14,50% -1,54% -8,89% 2,55% 10,03% 6,43% -1,27% -5,19% -6,23% -5,90% -5,36% -6,86% -12,56% -20,43% -25,46% -27,76% -23,06% -15,14% -5,01% 7,19% 25,05% 42,95% 32,31%

time_cycle 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

n_rel 0,06% 0,85% 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% 10,12% 20,76% 27,46% 26,73% 23,55% 17,87%

P_rel 15,09% 3,84% 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% 1,75% 9,45% 19,48% 23,00% 21,55% 18,04%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 66 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

time_cycle 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184

n_rel 12,23% 10,42% 9,40% 9,26% 8,96% 9,18% 12,17% 15,99% 18,31% 18,43% 16,74% 15,13% 14,18% 12,87% 10,48% 9,00% 8,54% 8,01% 6,02% 3,79% 2,08% 1,45% 1,02% 0,97% 0,65% 0,79% 0,69%

P_rel 14,59% 12,68% 12,22% 12,00% 12,00% 12,10% 13,23% 15,27% 15,95% 15,45% 14,07% 13,04% 12,45% 11,50% 10,34% 10,17% 10,37% 10,32% 10,17% 10,41% 11,76% 12,72% 13,81% 13,67% 13,89% 12,62% 12,00%

time_cycle 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

n_rel 0,84% 0,64% 0,72% 0,43% 0,70% 0,55% 0,74% 0,57% 0,71% 0,52% 0,73% 0,58% 0,71% 0,55% 0,70% 0,56% 0,67% 0,56% 0,62% 0,53% 0,65% 0,48% 0,63% 0,56% 0,57% 0,64% 0,64%

P_rel 10,12% 9,33% 9,21% 13,12% 14,20% 15,17% 13,99% 14,28% 13,67% 13,98% 12,97% 13,31% 12,62% 12,64% 11,98% 12,51% 12,18% 12,62% 12,44% 13,20% 13,26% 14,28% 14,09% 14,59% 14,70% 14,21% 13,77%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 67 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

time_cycle 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238

n_rel 0,73% 0,68% 0,65% 0,71% 0,69% 0,61% 0,70% 0,60% 0,68% 0,54% 0,66% 0,52% 1,63% 4,87% 9,72% 12,65% 14,05% 12,09% 7,01% 3,36% 1,69% 1,17% 0,80% 0,78% 0,51% 2,36% 6,72%

P_rel 12,92% 12,42% 11,67% 10,75% 10,39% 10,20% 9,64% 9,85% 9,87% 10,92% 11,32% 12,32% 12,28% 12,44% 12,27% 12,56% 12,60% 11,58% 9,07% 7,81% 7,72% 7,93% 8,42% 8,25% 8,85% 8,72% 10,10%

time_cycle 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

n_rel 9,51% 8,31% 6,60% 5,17% 3,34% 1,51% 1,00% 7,04% 26,84% 46,95% 52,75% 39,13% 18,83% 8,25% 3,72% 1,77% 0,46% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,36% 0,86% 0,00% 0,00%

P_rel 10,22% 8,37% 6,98% 5,86% 3,75% 1,83% 0,70% 12,46% 25,80% 36,93% 38,03% 23,44% 2,27% -17,82% -34,49% -45,90% -54,49% -47,65% -21,31% 8,85% 35,06% 42,42% 27,45% 10,68% 2,87% 0,00% 0,00%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 68 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

time_cycle 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292

n_rel 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 31,84% 49,49% 60,30% 62,09% 57,20% 46,16% 27,92% 14,25% 6,45% 4,39% 11,90% 29,63% 46,15% 57,93% 61,98% 54,80% 49,85% 52,45%

P_rel 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 12,24% 35,10% 51,15% 50,86% 38,76% 23,92% 5,60% -10,05% -22,50% -20,95% 2,05% 17,54% 27,29% 34,80% 47,05% 62,48% 70,48% 71,25%

time_cycle 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

n_rel 56,59% 54,18% 44,94% 40,22% 38,13% 36,35% 33,74% 30,07% 29,24% 29,17% 20,72% 10,61% 4,45% 1,58% 0,67% 0,49% 1,09% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 12,60% 26,32% 37,01% 41,45%

P_rel 60,55% 44,89% 31,95% 14,47% -3,33% -23,56% -45,61% -59,36% -70,24% -63,92% -51,29% -42,52% -35,71% -3,89% 17,09% 11,98% 3,43% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 6,26% 17,52% 28,10% 32,86%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 69 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

time_cycle 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346

n_rel 33,87% 17,16% 6,72% 2,99% 1,73% 0,95% 0,77% 0,50% 1,04% 3,47% 6,70% 5,39% 2,17% 0,93% 0,80% 0,64% 0,74% 0,77% 0,73% 0,68% 0,59% 0,43% 0,00% 0,00% 0,05% 0,24% 0,63%

P_rel 28,49% 16,55% 4,43% -3,14% -6,41% -6,69% -4,10% -1,42% 1,08% 4,73% 5,95% 4,53% 1,91% 0,66% 0,49% 0,44% 0,59% 0,81% 0,87% 1,06% 2,93% 10,39% 27,38% 44,95% 30,10% 13,25% 3,66%

time_cycle 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

n_rel 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%

P_rel 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%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 70 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

time_cycle 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400

n_rel 17,18% 31,18% 36,99% 34,26% 28,15% 25,66% 23,35% 15,74% 6,73% 3,19% 5,56% 11,60% 12,68% 9,69% 4,69% 2,38% 1,38% 0,88% 0,62% 1,29% 1,71% 0,72% 1,34% 7,61% 17,27% 17,94% 11,84%

P_rel 5,11% 18,53% 28,07% 27,76% 21,55% 17,14% 13,87% 8,52% 0,52% -5,12% 0,48% 5,72% 5,59% 2,49% -3,72% -8,04% -10,03% -9,55% -6,71% -0,28% 3,95% 7,17% 11,21% 14,25% 16,95% 16,00% 12,86%

time_cycle 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

n_rel 10,16% 16,35% 21,54% 22,25% 21,41% 20,19% 22,36% 29,02% 35,42% 43,28% 51,15% 48,76% 34,03% 20,93% 11,74% 4,97% 1,94% 0,55% 0,17% 0,12% 0,92% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00%

P_rel 12,95% 16,39% 18,66% 17,60% 15,61% 13,90% 15,42% 19,34% 22,38% 27,38% 32,29% 27,69% 4,66% -24,28% -38,70% -54,33% -48,70% -14,49% 20,12% 18,31% 5,91% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 71 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

time_cycle 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452 453 454

n_rel 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% 11,48% 33,87% 52,18% 55,49% 41,04% 26,48% 19,15% 14,85% 11,73% 9,44% 8,32% 7,72%

P_rel 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% 2,13% 15,94% 39,51% 49,33% 34,09% 17,86% 8,14% 2,82% 0,04% -1,21% -0,71% 0,38%

time_cycle 455 456 457 458 459 460 461 462 463 464 465 466 467 468 469 470 471 472 473 474 475 476 477 478 479 480 481

n_rel 6,34% 3,90% 2,18% 1,22% 0,53% 0,00% 0,00% 0,03% 0,77% 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% 13,56% 35,38% 52,61% 65,32%

P_rel -0,34% -3,58% -4,98% 1,19% 17,01% 40,72% 36,90% 18,39% 6,31% 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% 3,16% 18,02% 40,21% 58,01%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 72 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

time_cycle 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

n_rel 75,47% 75,38% 59,35% 41,90% 34,18% 31,22% 38,60% 51,02% 49,83% 44,44% 44,57% 45,58% 45,74% 44,36% 41,42% 36,19% 26,62% 14,65% 5,80% 1,90% 0,89% 0,80% 1,55% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00%

P_rel 66,46% 64,52% 42,34% 7,11% -8,38% -8,79% 6,76% 27,33% 41,71% 48,23% 45,45% 35,12% 21,28% 1,24% -17,10% -30,98% -35,67% -33,72% -22,50% 4,31% 14,33% 6,36% 1,29% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00%

time_cycle 509 510 511 512 513 514 515 516 517 518 519 520 521 522 523 524 525 526 527 528 529 530 531 532 533 534 535

n_rel 0,00% 20,84% 42,53% 57,63% 68,50% 77,53% 83,16% 74,61% 56,50% 49,54% 44,42% 34,55% 20,56% 8,49% 2,94% 1,05% 0,76% 1,22% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00%

P_rel 0,00% 4,18% 22,52% 45,95% 61,69% 69,52% 70,48% 63,27% 47,28% 26,06% -6,46% -25,94% -29,40% -22,28% -2,45% 13,39% 9,57% 2,82% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 73 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

time_cycle 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

n_rel 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% 19,19% 40,29% 56,17% 68,38% 76,83% 71,15% 52,74% 44,16% 44,09%

P_rel 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% 4,11% 20,98% 44,68% 61,79% 67,98% 69,98% 69,58% 70,95% 67,59%

time_cycle 563 564 565 566 567 568 569 570 571 572 573 574 575 576 577 578 579 580 581 582 583 584 585 586 587 588 589

n_rel 46,24% 48,78% 51,62% 54,77% 58,07% 61,40% 61,29% 54,05% 46,66% 44,95% 45,42% 46,56% 47,67% 48,58% 49,21% 49,70% 50,17% 50,88% 51,73% 51,97% 50,85% 48,33% 45,09% 41,63% 38,08% 34,36% 30,22%

P_rel 60,46% 60,21% 64,28% 67,82% 73,13% 79,74% 81,38% 81,25% 84,51% 84,90% 84,46% 82,61% 79,22% 73,45% 67,49% 64,62% 64,94% 69,85% 69,53% 51,09% 22,13% -1,86% -11,74% -14,44% -14,90% -15,09% -21,85%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 74 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

time_cycle 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

n_rel 32,28% 38,53% 35,55% 27,47% 16,87% 7,84% 3,30% 1,16% 0,32% 0,62% 3,24% 14,02% 29,23% 42,20% 51,05% 57,61% 63,01% 67,70% 69,08% 66,00% 63,84% 59,50% 51,89% 50,78% 53,64% 56,31% 57,50%

P_rel -28,06% -30,60% -41,96% -47,49% -44,84% -43,95% -41,45% -5,65% 19,89% 11,17% 6,27% 10,49% 20,64% 32,49% 41,46% 46,44% 48,82% 49,60% 46,06% 36,78% 31,68% 39,72% 54,84% 59,80% 53,21% 34,80% 16,01%

time_cycle 617 618 619 620 621 622 623 624 625 626 627 628 629 630 631 632 633 634 635 636 637 638 639 640 641 642 643

n_rel 57,55% 57,10% 56,61% 55,79% 52,70% 45,58% 35,79% 25,19% 17,31% 24,89% 45,41% 62,16% 76,51% 86,64% 92,84% 91,85% 79,98% 68,40% 63,51% 59,33% 55,18% 51,36% 47,78% 42,06% 30,24% 15,91% 6,86%

P_rel 7,76% 5,78% 7,00% 1,30% -18,92% -39,68% -50,40% -49,47% -29,78% 9,46% 32,24% 48,84% 62,14% 67,66% 70,33% 74,37% 81,99% 67,73% 26,61% -3,03% -14,36% -17,56% -18,22% -22,88% -27,31% -23,76% -20,07%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 75 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

time_cycle 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

n_rel 2,70% 1,02% 1,08% 1,36% 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% 24,55% 44,85% 59,46% 70,76% 70,93% 57,25%

P_rel -1,00% 11,93% 6,19% 1,59% 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% 8,05% 28,67% 49,62% 63,07% 70,67% 73,96%

time_cycle 671 672 673 674 675 676 677 678 679 680 681 682 683 684 685 686 687 688 689 690 691 692 693 694 695 696 697

n_rel 48,61% 49,52% 53,24% 57,04% 60,10% 60,84% 54,67% 45,49% 43,15% 43,16% 42,70% 41,17% 38,69% 34,89% 31,95% 33,53% 36,07% 35,71% 36,01% 37,77% 41,32% 46,05% 51,70% 53,66% 48,11% 43,66% 44,19%

P_rel 72,56% 68,20% 60,35% 49,92% 40,02% 33,76% 37,43% 50,82% 58,96% 46,42% 18,27% -9,80% -33,04% -53,54% -70,65% -67,54% -32,82% 0,18% 25,05% 45,67% 62,49% 72,04% 78,89% 83,53% 86,44% 88,34% 87,75%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 76 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

time_cycle 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

n_rel 46,37% 48,65% 50,40% 51,59% 51,70% 50,43% 48,51% 46,43% 44,41% 42,54% 40,09% 36,55% 32,00% 30,18% 28,93% 20,18% 10,04% 4,37% 2,03% 0,63% 0,28% 0,09% 0,39% 0,37% 0,00% 0,00% 0,00%

P_rel 81,12% 65,79% 54,54% 42,86% 17,61% -6,66% -15,10% -17,52% -18,04% -17,93% -29,16% -51,09% -72,70% -85,68% -71,25% -54,97% -46,42% -49,32% -36,27% -15,01% 7,65% 16,37% 11,30% 5,77% 0,00% 0,00% 0,00%

time_cycle 725 726 727 728 729 730 731 732 733 734 735 736 737 738 739 740 741 742 743 744 745 746 747 748 749 750 751

n_rel 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% 28,60% 44,53% 57,07% 65,68% 65,08% 55,47% 48,77% 45,85%

P_rel 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% 8,11% 25,36% 44,96% 58,97% 58,60% 43,79% 34,24% 31,20%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 77 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

time_cycle 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

n_rel 46,85% 55,54% 61,70% 64,56% 69,21% 66,96% 54,22% 49,18% 49,63% 50,00% 48,52% 45,15% 39,27% 30,20% 19,03% 9,57% 4,42% 2,37% 0,99% 0,26% 0,00% 0,22% 0,23% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00%

P_rel 34,02% 45,05% 51,08% 50,84% 52,66% 63,57% 75,71% 71,15% 52,37% 23,24% -4,53% -21,92% -38,20% -46,08% -43,73% -42,95% -43,69% -18,43% 5,30% 28,89% 38,53% 21,41% 9,05% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00%

time_cycle 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

n_rel 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 6,62% 13,73% 18,67% 19,23% 19,92% 28,20% 40,12% 47,77% 52,80% 57,55% 61,36% 65,17% 64,00% 54,71% 49,18% 50,05% 52,89% 55,41% 55,75% 53,19% 48,63% 43,93%

P_rel 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 2,98% 10,05% 16,72% 19,47% 20,40% 25,17% 31,81% 34,97% 35,92% 37,14% 37,44% 38,28% 48,71% 60,79% 63,29% 61,48% 57,19% 42,01% 12,03% -17,90% -30,92% -25,96%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 78 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

time_cycle 806 807 808 809 810 811 812 813 814 815 816 817 818 819 820 821 822 823 824 825 826 827 828 829 830 831 832

n_rel 39,66% 35,01% 29,80% 23,49% 16,95% 11,21% 9,88% 23,37% 42,65% 53,11% 60,38% 61,26% 53,06% 46,40% 44,46% 43,14% 42,11% 41,47% 40,90% 40,95% 42,21% 44,27% 46,49% 48,40% 50,31% 52,56% 55,16%

P_rel -25,30% -32,07% -39,98% -46,06% -45,01% -33,28% -12,61% 12,92% 26,92% 32,51% 35,84% 43,12% 45,89% 29,18% 4,46% -12,28% -18,07% -20,31% -21,31% -10,59% 4,50% 7,32% 6,21% 4,20% 3,84% 5,95% 9,21%

time_cycle 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

n_rel 57,58% 59,23% 60,50% 61,52% 61,92% 61,18% 59,32% 55,79% 49,48% 41,15% 33,57% 27,86% 22,44% 17,01% 11,41% 16,12% 31,20% 41,86% 48,40% 48,27% 43,32% 39,90% 41,97% 50,87% 60,91% 58,89% 48,06%

P_rel 3,31% -7,13% -8,34% -9,70% -14,55% -19,89% -28,43% -43,01% -60,72% -68,78% -52,61% -36,62% -36,81% -39,06% -33,20% -1,54% 14,43% 20,94% 23,92% 21,21% 14,26% 9,47% 10,89% 19,54% 29,23% 38,35% 45,02%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 79 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

time_cycle 860 861 862 863 864 865 866 867 868 869 870 871 872 873 874 875 876 877 878 879 880 881 882 883 884 885 886

n_rel 44,18% 44,88% 47,05% 48,62% 47,66% 43,71% 37,53% 29,44% 20,75% 12,09% 5,70% 7,40% 14,35% 24,03% 36,25% 48,99% 59,47% 56,77% 50,28% 45,95% 38,64% 37,41% 34,81% 24,96% 12,96% 5,08% 1,79%

P_rel 49,77% 60,03% 61,16% 45,21% 15,08% -16,96% -37,23% -47,21% -49,47% -48,24% -48,88% -20,69% 3,70% 14,32% 21,76% 29,41% 42,39% 59,35% 72,48% 50,76% -8,27% -44,23% -55,14% -51,70% -43,55% -31,38% -2,81%

time_cycle 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

n_rel 0,71% 0,58% 9,77% 29,66% 47,31% 60,45% 65,31% 56,27% 46,33% 45,45% 46,75% 46,70% 44,50% 39,30% 33,01% 28,57% 24,41% 19,17% 14,37% 9,25% 6,10% 6,80% 5,54% 2,88% 1,29% 0,50% 0,23%

P_rel 15,96% 10,52% 6,89% 19,23% 36,53% 50,37% 60,89% 61,33% 51,04% 42,89% 22,69% -4,56% -24,68% -42,27% -42,72% -34,24% -34,23% -37,32% -43,66% -50,29% -42,04% -17,33% -8,32% -3,25% 5,73% 14,42% 23,56%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 80 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

time_cycle 914 915 916 917 918 919 920 921 922 923 924 925 926 927 928 929 930 931 932 933 934 935 936 937 938 939 940

n_rel 0,00% 0,07% 0,23% 0,46% 0,49% 0,64% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 22,04% 43,28% 58,31% 69,47% 76,25% 67,41% 51,51% 47,11% 45,71% 41,99% 35,90% 27,15% 16,56% 8,09%

P_rel 34,56% 33,48% 24,14% 13,65% 5,33% 6,32% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 6,67% 26,24% 47,71% 62,25% 70,24% 79,42% 85,10% 76,97% 41,87% 0,42% -20,95% -32,87% -35,58% -39,09%

time_cycle 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

n_rel 3,83% 1,50% 0,42% 0,22% 0,42% 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%

P_rel -41,37% -18,95% 8,69% 14,51% 7,38% 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%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 81 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

time_cycle 968 969 970 971 972 973 974 975 976 977 978 979 980 981 982 983 984 985 986 987 988 989 990 991 992 993 994

n_rel 0,00% 0,00% 0,00% 18,88% 40,84% 57,39% 68,52% 77,63% 85,60% 91,92% 94,35% 84,97% 72,52% 70,29% 72,28% 75,36% 78,39% 81,19% 84,16% 87,11% 88,97% 80,87% 66,97% 60,59% 58,20% 57,13% 56,55%

P_rel 0,00% 0,00% 0,00% 5,33% 23,09% 45,62% 60,79% 68,51% 71,17% 71,73% 73,73% 78,28% 86,44% 88,40% 89,53% 90,46% 90,81% 90,30% 89,82% 88,71% 82,67% 81,60% 89,41% 91,03% 91,91% 92,32% 92,31%

time_cycle 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

n_rel 56,13% 55,79% 55,50% 55,18% 54,70% 54,20% 53,75% 53,33% 52,92% 52,60% 52,34% 52,03% 51,71% 51,39% 51,11% 50,83% 50,55% 50,27% 49,98% 49,74% 49,46% 49,70% 60,46% 74,58% 78,85% 81,29% 83,06%

P_rel 92,30% 92,55% 92,83% 92,99% 92,75% 92,31% 92,08% 91,77% 91,52% 91,58% 91,79% 91,96% 91,79% 91,57% 91,77% 91,74% 91,44% 91,35% 91,27% 91,11% 91,20% 88,28% 84,11% 86,05% 89,76% 90,86% 91,25%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 82 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

time_cycle 1022 1023 1024 1025 1026 1027 1028 1029 1030 1031 1032 1033 1034 1035 1036 1037 1038 1039 1040 1041 1042 1043 1044 1045 1046 1047 1048

n_rel 84,64% 86,08% 87,39% 88,63% 89,64% 88,24% 83,37% 76,77% 69,56% 62,88% 57,53% 52,79% 47,39% 41,50% 35,74% 29,77% 23,25% 16,59% 10,13% 4,74% 2,18% 0,90% 0,19% 5,86% 23,66% 44,61% 59,15%

P_rel 91,02% 90,47% 89,86% 88,80% 81,00% 46,02% 4,17% -12,40% -17,25% -9,99% 3,22% 1,83% -8,40% -13,04% -17,64% -25,74% -28,27% -25,41% -32,14% -49,94% -52,11% -25,49% 10,70% 19,65% 24,62% 36,25% 51,27%

time_cycle 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

n_rel 69,16% 72,15% 62,83% 41,34% 22,91% 22,50% 37,76% 54,45% 61,56% 55,48% 40,74% 29,12% 24,09% 21,30% 20,41% 19,20% 12,57% 4,79% 1,70% 0,81% 0,48% 1,05% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00%

P_rel 61,88% 61,01% 45,72% 20,88% 1,99% 4,22% 19,97% 32,24% 34,85% 24,17% 4,85% -12,71% -22,01% -26,79% -38,07% -45,44% -39,80% -28,26% 1,17% 13,76% 9,66% 2,66% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 83 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

time_cycle 1076 1077 1078 1079 1080 1081 1082 1083 1084 1085 1086 1087 1088 1089 1090 1091 1092 1093 1094 1095 1096 1097 1098 1099 1100 1101 1102

n_rel 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 36,45% 54,46% 67,03% 78,66% 87,67% 89,48% 73,84% 71,37% 75,60% 78,15% 65,32% 58,74% 56,57% 56,32% 56,15% 55,93% 55,60% 55,15% 54,84% 54,69% 54,17% 54,22%

P_rel 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 18,45% 42,16% 58,11% 66,97% 69,40% 73,50% 84,87% 85,19% 71,52% 49,43% 46,49% 24,78% 2,64% 7,78% 6,35% 5,04% 0,49% 3,99% 32,78% 38,90% 47,69% 71,38%

time_cycle 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 1129

n_rel 54,80% 55,36% 55,76% 55,60% 54,26% 52,18% 51,40% 51,13% 50,86% 50,85% 51,23% 51,55% 51,86% 52,42% 53,26% 54,72% 56,32% 58,06% 59,93% 61,85% 63,68% 65,48% 66,82% 68,26% 66,98% 52,04% 42,68%

P_rel 82,86% 87,11% 84,41% 76,98% 47,35% 42,88% 67,17% 68,69% 67,71% 76,05% 76,75% 73,20% 73,45% 74,90% 80,26% 85,40% 87,98% 89,27% 90,20% 91,38% 91,64% 92,13% 92,62% 90,50% 72,75% 63,34% 25,29%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 84 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

time_cycle 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

n_rel 37,51% 33,36% 28,57% 35,15% 29,62% 28,57% 26,15% 16,22% 15,19% 35,15% 52,67% 43,04% 22,77% 17,67% 22,49% 28,17% 28,64% 23,83% 14,10% 6,54% 2,82% 2,02% 0,96% 1,19% 0,00% 0,29% 0,00%

P_rel 0,04% -12,33% -62,85% -70,89% -94,39% -98,60% -70,28% -46,73% -3,00% 28,72% 44,36% 31,68% 18,76% 14,75% 19,00% 21,74% 20,45% 16,26% 11,46% 6,81% 1,47% -6,55% -13,85% -11,33% 1,04% 14,46% 34,10%

time_cycle 1157 1158 1159 1160 1161 1162 1163 1164 1165 1166 1167 1168 1169 1170 1171 1172 1173 1174 1175 1176 1177 1178 1179 1180 1181 1182 1183

n_rel 0,08% 0,00% 0,49% 0,32% 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% 30,29% 50,77% 66,81% 78,32% 87,29% 77,91% 70,26% 74,24% 79,23% 68,54%

P_rel 33,81% 34,04% 12,51% 4,88% 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% 14,42% 38,24% 59,84% 68,59% 70,59% 81,66% 85,22% 85,22% 82,62% 89,06%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 85 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

time_cycle 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

n_rel 65,59% 50,65% 44,92% 43,55% 43,56% 44,13% 43,73% 42,41% 39,99% 36,76% 32,52% 34,01% 38,90% 36,79% 34,81% 32,15% 27,53% 34,15% 31,50% 25,45% 21,18% 15,52% 6,80% 3,86% 1,00% 0,77% 0,00%

P_rel 72,14% 40,03% 3,96% -10,40% -15,45% -21,06% -64,08% -100,00% -100,00% -100,00% -100,00% -100,00% -100,00% -100,00% -83,15% -75,48% -91,37% -81,76% -68,45% -61,45% -57,64% -51,78% -49,43% -55,23% -44,98% -5,90% 9,91%

time_cycle 1211 1212 1213 1214 1215 1216 1217 1218 1219 1220 1221 1222 1223 1224 1225 1226 1227 1228 1229 1230 1231 1232 1233 1234 1235 1236 1237

n_rel 0,63% 0,11% 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% 30,05% 47,92% 58,94% 68,01% 73,33% 75,23% 77,97% 80,91% 83,52% 69,54% 53,93% 51,74%

P_rel 6,47% 3,36% 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% 6,64% 28,15% 47,32% 61,15% 65,68% 62,89% 61,39% 61,06% 62,92% 78,23% 83,88% 85,54%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 86 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

time_cycle 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

n_rel 52,99% 55,54% 58,70% 62,35% 66,12% 67,06% 52,79% 44,69% 40,68% 37,50% 34,14% 30,42% 34,46% 30,81% 39,35% 58,59% 65,80% 52,90% 60,98% 84,32% 78,53% 71,74% 73,07% 77,74% 82,54% 75,26% 65,95%

P_rel 86,78% 87,64% 88,43% 88,89% 86,41% 65,74% 45,80% 30,77% 13,46% -8,12% -31,99% -52,07% -54,57% -39,96% -0,36% 26,55% 44,74% 66,38% 59,50% 64,13% 79,88% 84,94% 86,85% 87,42% 86,78% 88,24% 90,32%

time_cycle 1265 1266 1267 1268 1269 1270 1271 1272 1273 1274 1275 1276 1277 1278 1279 1280 1281 1282 1283 1284 1285 1286 1287 1288 1289 1290 1291

n_rel 64,71% 64,90% 54,40% 45,44% 41,76% 39,67% 38,11% 36,53% 35,09% 34,04% 32,65% 31,21% 30,14% 40,09% 40,45% 35,82% 27,99% 33,37% 33,02% 32,43% 36,31% 40,24% 53,10% 47,46% 47,46% 49,92% 52,40%

P_rel 89,20% 73,68% 71,54% 61,83% 22,05% -2,59% -11,27% -14,85% -14,90% -0,21% -10,24% -25,48% -76,74% -71,79% -77,94% -100,00% -100,00% -94,54% -71,42% -24,11% -8,73% -0,06% 20,14% 38,55% 41,45% 36,01% 19,55%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 87 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

time_cycle 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

n_rel 53,26% 52,73% 51,31% 48,41% 44,48% 39,56% 34,58% 32,87% 32,74% 34,44% 37,98% 39,92% 39,05% 35,60% 29,11% 19,07% 8,40% 2,54% 0,92% 0,35% 0,84% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00%

P_rel -7,00% -17,40% -29,42% -40,22% -50,87% -59,18% -42,50% -14,36% 3,61% 29,74% 41,95% 9,51% -18,83% -29,57% -38,44% -42,68% -38,48% -25,84% 5,91% 10,43% 4,78% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00%

time_cycle 1319 1320 1321 1322 1323 1324 1325 1326 1327 1328 1329 1330 1331 1332 1333 1334 1335 1336 1337 1338 1339 1340 1341 1342 1343 1344 1345

n_rel 0,00% 0,00% 17,17% 38,84% 55,16% 67,56% 78,00% 86,43% 92,81% 90,36% 72,72% 68,57% 70,73% 71,56% 69,03% 50,19% 40,88% 35,01% 28,79% 34,95% 38,79% 37,29% 34,41% 32,19% 31,81% 33,96% 39,31%

P_rel 0,00% 0,00% 2,94% 20,86% 43,03% 59,93% 68,01% 70,00% 71,06% 75,12% 86,11% 86,52% 79,91% 39,15% 22,91% 0,98% -10,96% -15,27% -17,18% -28,35% -22,17% -20,77% -19,98% -10,70% 10,10% 37,85% 64,06%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 88 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

time_cycle 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

n_rel 46,44% 51,46% 44,86% 45,66% 49,66% 54,40% 58,27% 60,98% 54,34% 44,90% 42,48% 42,60% 43,60% 44,89% 46,61% 48,35% 50,31% 51,55% 51,58% 51,83% 52,05% 51,70% 51,12% 50,29% 49,30% 48,28% 47,20%

P_rel 73,67% 76,97% 84,16% 83,93% 77,69% 56,32% 39,24% 25,14% 18,99% -2,57% -13,59% -17,01% -18,58% -20,30% -20,18% -20,29% -22,79% -56,32% -86,54% -63,01% -81,05% -97,68% -100,00% -100,00% -100,00% -100,00% -100,00%

time_cycle 1373 1374 1375 1376 1377 1378 1379 1380 1381 1382 1383 1384 1385 1386 1387 1388 1389 1390 1391 1392 1393 1394 1395 1396 1397 1398 1399

n_rel 46,34% 45,38% 44,47% 43,70% 43,04% 42,38% 41,91% 41,82% 41,93% 43,03% 43,77% 44,26% 44,44% 44,30% 43,98% 43,41% 42,59% 41,71% 40,59% 39,01% 37,21% 34,90% 32,16% 27,77% 37,08% 39,75% 37,72%

P_rel -100,00% -100,00% -100,00% -100,00% -100,00% -100,00% -100,00% -91,85% -72,82% -44,76% -63,61% -75,06% -80,57% -84,46% -85,94% -85,79% -86,63% -89,07% -96,28% -100,00% -100,00% -100,00% -100,00% -100,00% -96,26% -86,56% -83,32%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 89 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

time_cycle 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

n_rel 33,84% 30,06% 33,30% 25,51% 14,63% 5,62% 3,02% 0,40% 0,83% 0,04% 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%

P_rel -82,78% -95,41% -74,97% -56,93% -42,01% -52,51% -34,62% -1,62% 8,89% 6,00% 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%

time_cycle 1427 1428 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

n_rel 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% 18,88%

P_rel 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% 3,48%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 90 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

time_cycle 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 1479 1480

n_rel 37,76% 52,84% 61,34% 60,39% 54,41% 52,61% 56,75% 64,57% 69,61% 61,34% 50,42% 50,81% 54,19% 50,95% 44,62% 44,36% 45,72% 46,67% 47,89% 49,72% 51,87% 54,23% 56,74% 59,18% 61,46% 58,58% 49,50%

P_rel 17,93% 38,06% 51,23% 49,75% 39,01% 33,60% 36,09% 43,10% 52,80% 65,89% 76,84% 80,94% 81,79% 83,68% 87,81% 86,15% 65,78% 48,17% 58,41% 68,49% 75,11% 81,37% 86,28% 89,20% 90,60% 90,75% 90,94%

time_cycle 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

n_rel 43,14% 41,30% 40,87% 40,81% 40,61% 39,94% 38,63% 36,81% 34,93% 33,34% 31,95% 29,42% 31,91% 39,49% 43,13% 44,40% 45,68% 47,60% 49,53% 50,45% 49,69% 47,76% 46,16% 45,32% 44,66% 43,99% 43,67%

P_rel 92,22% 92,55% 92,85% 89,82% 80,11% 56,56% 21,25% -3,16% -12,09% -15,26% -29,90% -57,49% -80,28% -85,10% -63,61% -36,99% -17,02% 4,44% 5,39% -18,06% -45,48% -58,86% -48,59% -31,40% -24,11% -20,53% -6,37%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 91 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

time_cycle 1508 1509 1510 1511 1512 1513 1514 1515 1516 1517 1518 1519 1520 1521 1522 1523 1524 1525 1526 1527 1528 1529 1530 1531 1532 1533 1534

n_rel 43,58% 43,27% 42,57% 41,23% 38,85% 35,46% 31,35% 32,70% 36,83% 35,19% 31,54% 27,72% 37,95% 60,16% 73,01% 79,31% 75,79% 61,85% 54,24% 55,35% 55,87% 49,13% 41,48% 38,85% 36,97% 34,17% 32,70%

P_rel 2,90% 1,65% 0,63% -9,86% -26,53% -46,04% -60,24% -62,49% -44,25% -27,46% -20,96% -9,95% 10,45% 34,17% 54,12% 59,67% 69,94% 81,70% 84,32% 83,97% 79,44% 70,46% 59,17% 45,13% 21,19% -13,01% -42,42%

time_cycle 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

n_rel 35,23% 35,78% 30,22% 21,09% 11,19% 4,49% 1,57% 0,56% 0,35% 1,00% 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%

P_rel -53,95% -56,77% -57,60% -50,74% -44,51% -37,22% -9,02% 14,81% 11,84% 3,13% 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%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 92 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

time_cycle 1562 1563 1564 1565 1566 1567 1568 1569 1570 1571 1572 1573 1574 1575 1576 1577 1578 1579 1580 1581 1582 1583 1584 1585 1586 1587 1588

n_rel 0,00% 0,00% 0,00% 26,33% 44,97% 56,58% 65,02% 71,89% 77,74% 82,20% 85,71% 88,61% 91,00% 93,14% 94,90% 96,23% 97,39% 98,38% 98,88% 99,07% 99,12% 99,15% 99,15% 99,15% 99,15% 99,15% 99,15%

P_rel 0,00% 0,00% 0,00% 6,35% 23,88% 42,94% 57,25% 66,31% 70,81% 72,47% 73,10% 73,20% 73,38% 73,98% 74,66% 75,13% 75,63% 76,42% 77,55% 78,32% 78,14% 77,59% 76,94% 76,18% 75,47% 75,18% 75,21%

time_cycle 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

n_rel 99,15% 99,15% 99,15% 99,15% 99,15% 99,15% 99,15% 99,15% 99,15% 99,15% 99,15% 99,15% 99,15% 99,15% 99,15% 99,15% 99,15% 99,15% 99,15% 99,15% 99,15% 99,15% 99,15% 99,15% 99,15% 99,15% 99,15%

P_rel 75,26% 75,34% 75,48% 75,48% 75,27% 75,17% 75,41% 75,53% 75,42% 75,40% 75,57% 75,80% 75,90% 76,09% 76,17% 76,26% 76,36% 76,41% 76,54% 76,73% 76,83% 76,74% 76,55% 76,61% 76,72% 76,79% 76,86%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 93 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

time_cycle 1616 1617 1618 1619 1620 1621 1622 1623 1624 1625 1626 1627 1628 1629 1630 1631 1632 1633 1634 1635 1636 1637 1638 1639 1640 1641 1642

n_rel 99,15% 99,15% 99,15% 99,15% 99,15% 99,15% 99,15% 99,15% 99,15% 99,15% 99,15% 99,15% 97,31% 86,13% 70,80% 65,68% 65,21% 66,72% 68,98% 71,74% 75,17% 78,92% 82,88% 82,14% 72,83% 64,92% 64,03%

P_rel 76,90% 77,20% 77,35% 77,44% 77,43% 77,47% 77,37% 77,27% 77,21% 76,81% 76,19% 75,44% 74,83% 78,17% 87,79% 88,77% 88,97% 89,07% 89,07% 89,15% 89,44% 89,49% 88,32% 87,77% 90,21% 91,64% 91,39%

time_cycle 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

n_rel 65,87% 68,74% 71,87% 75,06% 78,57% 81,96% 79,35% 68,43% 60,59% 58,42% 58,17% 58,53% 59,10% 59,14% 58,41% 57,42% 56,25% 54,49% 50,98% 45,44% 37,43% 32,94% 32,68% 31,23% 32,70% 26,67% 15,27%

P_rel 91,36% 91,63% 91,35% 90,87% 90,11% 88,27% 84,11% 78,21% 71,72% 64,14% 58,04% 55,39% 51,48% 29,89% -2,07% -15,07% -19,16% -39,80% -80,73% -100,00% -100,00% -100,00% -100,00% -100,00% -90,57% -63,54% -46,23%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 94 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

time_cycle 1670 1671 1672 1673 1674 1675 1676 1677 1678 1679 1680 1681 1682 1683 1684 1685 1686 1687 1688 1689 1690 1691 1692 1693 1694 1695 1696

n_rel 6,17% 2,16% 0,93% 0,47% 0,95% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 19,95% 42,75% 58,88% 70,52% 79,98% 87,58% 92,22% 85,01% 72,39% 71,52% 75,88% 81,22% 78,04%

P_rel -31,75% -8,03% 8,42% 7,67% 2,40% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 5,57% 24,90% 48,02% 62,85% 69,63% 71,46% 73,54% 78,71% 87,16% 88,02% 88,46% 85,99% 86,46%

time_cycle 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

n_rel 68,03% 66,45% 68,36% 71,55% 75,23% 78,81% 76,10% 65,39% 57,82% 54,91% 54,29% 54,88% 55,63% 56,00% 56,16% 56,03% 55,53% 54,73% 53,79% 53,07% 52,54% 51,93% 51,30% 51,00% 51,21% 51,85% 52,89%

P_rel 91,91% 92,24% 92,35% 92,63% 92,80% 89,89% 88,50% 84,80% 49,50% 20,57% 39,72% 58,00% 53,65% 36,87% 25,09% 16,89% 4,54% -8,88% -12,20% 2,83% 10,83% -7,61% -13,88% -6,11% 14,00% 33,50% 49,51%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 95 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

time_cycle 1724 1725 1726 1727 1728 1729 1730 1731 1732 1733 1734 1735 1736 1737 1738 1739 1740 1741 1742 1743 1744 1745 1746 1747 1748 1749 1750

n_rel 54,10% 55,29% 56,32% 56,85% 57,01% 57,21% 57,62% 57,92% 57,89% 57,67% 57,33% 56,79% 55,41% 52,41% 48,44% 46,13% 46,51% 48,19% 50,57% 53,11% 55,19% 56,26% 56,53% 56,51% 56,30% 56,07% 55,13%

P_rel 53,99% 49,28% 37,91% 17,02% 1,21% 6,56% 20,03% 11,26% -6,64% -15,02% -17,87% -26,87% -57,25% -100,00% -100,00% -46,21% 28,74% 63,56% 78,89% 80,50% 60,40% 22,98% -4,25% -14,76% -18,29% -19,93% -44,13%

time_cycle 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

n_rel 52,78% 49,11% 44,55% 40,70% 37,12% 31,61% 29,66% 33,23% 33,54% 34,80% 33,76% 27,80% 21,55% 19,10% 20,14% 22,86% 26,55% 30,10% 33,25% 35,69% 36,94% 37,50% 37,79% 37,90% 38,21% 39,25% 40,64%

P_rel -92,28% -100,00% -100,00% -100,00% -100,00% -100,00% -100,00% -100,00% -100,00% -100,00% -77,14% -63,69% -48,70% -21,85% 1,90% 9,39% 8,82% 3,88% -1,05% -7,21% -14,52% -17,63% -18,98% -19,68% -15,57% -6,65% -5,92%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 96 / 97 -

Emissionsverhalten von Linienbussen – Teil 2: Dieselantrieb mit Nachrüstung SCR-System und CRT-Partikelfilter

time_cycle 1778 1779 1780 1781 1782 1783 1784 1785 1786 1787 1788 1789 1790 1791 1792 1793 1794 1795 1796 1797 1798 1799 1800

n_rel 41,62% 42,00% 42,07% 42,02% 41,90% 42,11% 43,28% 44,77% 45,11% 43,72% 41,24% 38,32% 34,14% 27,98% 18,50% 8,89% 3,56% 1,12% 0,62% 0,76% 0,00% 0,00% 0,00%

P_rel -13,29% -17,90% -19,50% -20,13% -20,47% -13,73% 0,74% 1,23% -14,40% -27,19% -29,80% -29,55% -37,94% -42,30% -40,26% -34,29% -20,76% 7,95% 12,31% 5,47% 0,00% 0,00% 0,00%

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen – Fachbericht 19 - 97 / 97 -

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen Leibnizstraße 10 45659 Recklinghausen Telefon 02361 305-0 poststelle@lanuv.nrw.de www.lanuv.nrw.de
        
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