Was passiert bei einem verstopften DPF-Filter und wie wird er gereinigt?

Viele Fahrzer, die bemerken, dass ihr Diesel im Leerlauf leicht zittert und beim Gasgeben verzögert reagiert, beschuldigen zuerst die Injektoren, dann das Getriebe. Doch der Schuldige sitzt meist mitten in der Abgasanlage: eine Ansammlung von Ruß, eingebettet in einen keramischen Block mit Wabenhonig-Struktur. Wenn der DPF-Filter verstopft, leugnet das Fahrzeug es nicht; es leuchtet die Warnleuchte, drosselt die Leistung und verbraucht Kraftstoff. In diesem Artikel erkläre ich, wozu der Filter gut ist, warum er verstopft, wie jener Selbstreinigungsprozess namens Regeneration funktioniert und welche realistischen Optionen Sie haben, wenn es zu einer Verstopfung kommt. Ich bin seit über dreißig Jahren in diesem Geschäft; der Diesel mit DPF ist eines der am häufigsten missverstandenen Bauteile, die ich in meinem Beruf gesehen habe.

Was ist ein DPF und warum schützt er Ihren Motor?

Der Dieselpartikelfilter ist eine Vorrichtung, die Ruß und feine Partikel aus dem Abgas zurückhält. Das Gas durchströmt poröse keramische Kanäle und hinterlässt die Partikel an deren Wänden; das häufigste Material ist eine Keramik namens Cordierit mit einem Schmelzpunkt von etwa 1200 °C. Wenn er gut funktioniert, entfernt dieser Filter mehr als 85-90 Prozent des Rußes aus dem Abgas, unter geeigneten Bedingungen nähert sich der Wirkungsgrad hundert Prozent. Das heißt: Der einzige Grund, warum Dieselautos heute keinen Ruß mehr aus dem Auspuff pusten, ist dieser lautlose Wächter.

Auch die Rechtslage ist eindeutig: PSA Peugeot Citroën war im Jahr 2000 der erste Hersteller, der den Filter in Pkw zum Standard machte. Als die Euro-5-Abgasnorm im Januar 2011 vollständig in Kraft trat, wurde der DPF bei Dieselautos de facto zur Pflicht. Jenes rauchige Auspuff-Image, das früher mit dem Wort Diesel verbunden war, ging mit genau diesem Bauteil in die Geschichte ein.

Warum verstopft der Filter: Der Unterschied zwischen Ruß und Asche

Hier gibt es einen Unterschied, den die meisten übersehen. Im Filter entstehen zwei Arten von Ablagerungen, und beide werden nicht auf die gleiche Weise beseitigt. Ruß wird durch einen Prozess namens Regeneration zu Kohlendioxid umgewandelt und so beseitigt. Asche stammt aus metallischen Rückständen im Kraftstoff und im Öl; sie lässt sich nicht durch Hitze umwandeln, sondern nur entfernt werden, indem der Filter ausgebaut und in einer professionellen Maschine mit Druckluft gereinigt wird. Deshalb wird der DPF alle paar hunderttausend Kilometer ausgebaut und gereinigt.

Die Hauptursachen, die die Rußansammlung beschleunigen, sind:

• Kurze Fahrten und niedrige Geschwindigkeiten - die häufigste Ursache, weiter unten ausführlich erklärt
• Verwendung des falschen Motoröltyps
• Schlechte Kraftstoffqualität und Dauerbetrieb mit niedrigem Kraftstoffstand
• Injektorendefekte und Einspritz-Timing-Probleme
• Übermäßiger Leerlauf und leistungsorientierte Hardware-Modifikationen

Was passiert, wenn der DPF-Filter verstopft? Die Symptome zeigen sich der Reihe nach

Die Verstopfung entsteht nicht über Nacht; das Fahrzeug warnt Sie zuerst behutsam. Das erste Signal ist meist eine orangefarbene DPF-Warnleuchte oder eine Meldung im Instrumentencluster. Danach folgen Leistungs- und Zugkraftverlust - der Motor lässt spüren, dass er hinter dem verstopften Filter nicht atmen kann. Das dritte Symptom ist der gestiegene Kraftstoffverbrauch: Ein verstopfter Filter lässt den Motor stärker arbeiten, die Effizienz sinkt deutlich. In fortgeschrittenen Fällen kann die Regeneration gar nicht mehr abgeschlossen werden, und am Auszug werden ungewöhnliches Verhalten beobachtet.

Das Ignorieren der Leuchte wird teuer bezahlt. Ein Fahrer, der die Warnung ignoriert und das Fahrzeug längere Zeit nicht mit hoher Geschwindigkeit bewegt, verhindert, dass der Filter ordnungsgemäß regenerieren kann; über diesen Punkt hinaus kann der Betrieb den Filter dauerhaft beschädigen, und ein Austausch wird zwingend erforderlich. Ein neuer DPF kann zwischen 3.000 und 10.000 US-Dollar kosten; bei einem alten Fahrzeug mit hoher Laufleistung kann dieser Betrag sogar den Wert des Fahrzeugs übersteigen. Eine Reinigung ist dagegen um ein Vielfaches billiger als der Austausch. Deshalb ist es die einfachste Form der Ersparnis, diese orange Leuchte ernst zu nehmen.

Passive und aktive Regeneration: Der selbstreinigende Filter

Die Regeneration ist der Vorgang, bei dem der Filter die angesammelte Russmenge verbrennt und in Kohlendioxid umwandelt; sie erfolgt in zwei Formen. Die passive Regeneration arbeitet bei normalen Abgastemperaturen und durch die katalytische Wirkung von Stickstoffdioxid dauerhaft und langsam, ohne zusätzliche Energie. Bei langen Fahrten unter Last bleibt der Auspuff heiß genug, sodass diese natürliche Reinigung problemlos stattfinden kann. Deshalb hatten ältere Dieselfahrzeuge dieses Problem nicht: Diese Autos lebten - anders als heute - auf langen Strecken und unter Last.

Wenn die passive Regeneration nicht ausreicht, kommt die aktive Regeneration zum Einsatz. Das Motorsteuergerät erhöht die Temperatur, indem es zusätzlichen Kraftstoff in den Abgasstrom einspritzt, sobald der Russstand einen bestimmten Schwellenwert erreicht; dabei kann die Abgastemperatur auf bis zu 800 °C steigen. Ein Zeichen, das der Fahrer wahrnehmen kann, ist die Kontrollleuchte für hohe Abgastemperatur im Instrumentencluster. Beide Prozesse laufen automatisch und erfordern kein Eingreifen des Fahrers - aber es gibt eine Voraussetzung: dass der Auspuff diese Temperatur überhaupt erreichen kann.

Warum beschädigt die Kurzstreckenfahrt im Stadtverkehr den DPF?

Hier liegt genau die Falle, in die Diesel-Fahrer am häufigsten tappen. Langsame und kurze Fahrten im Stadtverkehr verhindern, dass der Auspuff die für die Regeneration erforderliche Temperatur erreicht; der Prozess beginnt entweder gar nicht oder bricht unvollendet ab. Ein Diesel, der morgens in zehn Minuten von zu Hause zur Arbeit fährt und abends wieder in zehn Minuten zurückkehrt, kann seinen Filter den ganzen Winter über vier Monate lang möglicherweise nie reinigen. Die Hälfte des bei jeder Regeneration abgebauten Rußes kehrt beim nächsten Mal als noch widerstandsfähigere Schicht zurück.

Kurzfahrten schaden auch dem Motor insgesamt: Kraftstoffverdünnung im Öl, Rußablagerungen im Injektor und Turbolader-Verschleiß sind weitere Folgen, die zur DPF-Verstopfung hinzukommen können. Die praktische Gegenmaßnahme ist dagegen einfach. Wenn die Warnleuchte aufgeleuchtet ist, wird empfohlen, noch etwa 10 Minuten mit hoher Geschwindigkeit weiterzufahren, damit der Filter in einen regenerationsfähigen Zustand kommen kann. Diesel, die ständig innerstädtisch genutzt werden, müssen periodisch unter Last Langstrecke fahren; die Regeneration findet bei Fahrgeschwindigkeiten statt, die Stadts Straßen nicht ermöglichen können. Ein Diesel ist von seiner Natur her ein Autobahnauto - wurde er für kurze Strecken angeschafft, ist die Lebensdauer des Filters von vornherein verkürzt.

Optionen für einen verstopften Filter: Reinigung, erzwungene Regeneration oder Ausbau?

Die erste Möglichkeit, die man ergreift, wenn der Filter voll ist, richtig zu wählen, schützt Ihren Geldbeutel. Zunächst stellen wir die verfügbaren Optionen gegenüber:

Die erzwungene Regeneration ist kein Allheilmittel

Dieser manuelle Vorgang, der in der Werkstatt vom Techniker gestartet wird, wird angewendet, wenn das Fahrzeug steht und passive sowie aktive Regeneration nicht ausreichen, und kann von einer halben Stunde bis zu einer Stunde dauern. Die Auslassöffnung des Abgases muss unbedingt von brennbaren Materialien entfernt sein; manche neue Motoren können diesen Vorgang auch selbstständig durchführen, indem sie im Stand die Drehzahl auf etwa 1400 U/min anheben. Aber hier muss man ehrlich sein: eine einzige Regeneration entfernt nicht den gesamten Rückstand, ein Teil bleibt im Filter zurück. Außerdem ist die im Fahrzeug durchgeführte heiße Regeneration etwas völlig anderes als der Ausbau des Filters und dessen Rückführung auf den werkseitigen Durchflusswert; bei fortgeschrittener Verstopfung ist Letzteres erforderlich.

Warum das Ausbauverbot ernst genommen werden sollte

In Forenen wird erzählt, dass der Ausbau des DPF und die Löschung der Software den Kraftstoffverbrauch verbessern; die technische Seite dieser Behauptung ist zwar diskutabel, aber die rechtliche Seite lässt keine Diskussion zu. In den USA verbietet der Clean Air Act jede Manipulation an einer Emissionskontrollvorrichtung eines Fahrzeugs und sieht hohe Geldstrafen vor. Im Vereinigten Königreich suchen die 2018 verschärften TÜV-Bestimmungen nach einem ordnungsgemäß installierten und funktionierenden Filter; der Betrieb ohne Filter kann zu einer Strafe von bis zu 1.000 Pfund führen. In vielen Ländern ist die Lage ähnlich. Selbst wenn man die ökologischen Kosten außer Acht lässt, kommt ein Diesel ohne Emissionskontrolle weder durch den TÜV noch durch rechtliche Verfahren nach einem Unfall.

Praktische Wartungstipps: Wie man verhindert, dass der Filter verstopft

Ich sage es mit der Erfahrung vieler Jahre: Bei den meisten Fahrzeugen mit DPF-Problemen ist nicht der Filter das eigentliche Problem, sondern die Art der Nutzung. Die folgenden Gewohnheiten verlängern die Lebensdauer des Filters deutlich:

• Wenn die Warnleuchte angeht, fahren Sie so schnell wie möglich etwa 10 Minuten unter Last mit hoher Geschwindigkeit; brechen Sie die Regeneration nicht ab
• Verwenden Sie das richtige freigegebene Motoröl; die Ölformel beeinflusst die Rußbildung direkt
• Kaufen Sie hochwertigen Kraftstoff und lassen Sie den Tank nicht über längere Zeit auf Reserve laufen
• Vermeiden Sie langes Leerlaufen im Stand
• Zögern Sie die Instandsetzung defekter Injektoren nicht hinaus; fehledes Einspritzverhalten füllt den Filter schnell
• Wenn Ihr Diesel überwiegend im Stadtverkehr genutzt wird, planen Sie in regelmäßigen Abständen bewusste Langstreckenfahrten

Dann gibt es noch die Frage der Erwartungen. Zwischen Ruß und der Stickoxidproduktion besteht ein umgekehrter Zusammenhang; sinkt der Ruß, steigen die Stickoxide. Die Hersteller haben sich zum Prinzip gemacht, die Emissionen zunächst im Motorinneren zu verbessern und erst bei strengen Grenzwerten auf den Filter zurückzugreifen. Der DPF ist also kein Komfortbauteil, sondern die unvermeidliche Folge dieser Gleichung. So muss man ihn auch behandeln.

Fazit: Bei Blinkender Lampe Klug Handeln

Fassen wir zusammen. Wenn der DPF verstopft, warnt das Fahrzeug mit einer orangen Leuchte, gefolgt von Leistungsverlust und steigendem Kraftstoffverbrauch. Das Günstigste, was man bei leuchtender Lampe tun kann, ist, das Fahrzeug etwa 10 Minuten unter Last mit hoher Geschwindigkeit zu fahren; die Regeneration wird sich dann selbst reinigen. Dieselfahrzeuge, die ständig im Stadtverkehr genutzt werden, benötigen regelmäßige Langstreckenfahrten - das ist keine Wahl, sondern eine Notwendigkeit. Der Ruß verschwindet durch die Regeneration, die Asche jedoch nicht; deshalb ist die fachgerechte Ausbaureinigung des Filters nach bestimmten Kilometerständen eine deutlich klügere Ausgabe als der Austausch. Ihn auszubauen und zu deaktivieren ist weder legal noch klug. Der Kern der Sache ist Folgender: Ein DPF, der richtig genutzt wird, ist ein Bauteil mit problemlosem langen Leben; das Problem entsteht in der Regel nicht durch das Bauteil, sondern durch den Nutzer, der seinen Diesel auf kurze Strecken verdammt.

Quellen

• Dieselpartikelfilter: Ein Einsteigerleitfaden
• Wie funktioniert ein Dieselpartikelfilter?
• Verstehen, wie ein DPF-System funktioniert
• Dieselpartikelfilter
• Dieselpartikelfilter: Leitfaden zu DPFs
• Was ist ein Dieselpartikelfilter-System (DPF)?
• DPF-Regeneration: Ein umfassender Leitfaden
• Ein Techniker-Leitfaden zu DPF-Regenerationen
• Wie funktioniert die DPF-Regeneration bei Dieselfahrzeugen?