Funktion erhalten, vor Schadstoffen schützen

Rund um das Fahrzeug sind verschiedene Filterarten im Einsatz, die im Betrieb produzierte oder von außen in das System gelangende Partikel abgreifen und so den Betrieb der Maschinen erhalten oder Insassen und Umwelt vor Schadstoffen bewahren sollen: Zum Beispiel für das Getriebe der Ölfilter, für den Dieselmotor der Kraftstofffilter, in der Fahrzeugkabine der Innenraumfilter, im Auspuff der Ruß- oder Partikelfilter. Zu den vorrangigen Zielen gehört es, die Motorleistung zu erhalten und den Kraftstoffverbrauch sowie die Schadstoffemissionen zu mindern indem die Partikel abgefangen werden, die sich in den Komponenten ansammeln und die Funktion einschränken können. Daneben wirken andere Filter förderlich auf die Gesundheit mancher Passagiere dadurch, dass sie die Atemluft von Pollen oder Mikroorganismen weitgehend freihalten.

Angetrieben von den neuen Technologien, so Fachleute, steigen jedoch die Anforderungen. Weiterentwicklungen konzentrieren sich vor allem auf zwei Punkte: Die Abscheidung immer kleinerer Partikel sowie die Steigerung der Wechselintervalle. Die Komponenten sollen also bei höherer Filterleistung noch langlebiger sein. An der Notwendigkeit von Filtern ändert auch die Elektromobilität wenig. Es entfällt, da ohne Auspuff, bei diesen Fahrzeugen zwar der Partikelfilter. Gleichermaßen wichtig aber bleibt beispielsweise der Ölfilter für die gewöhnlich unter der E-Achse sitzenden Getriebe von E-Trucks oder der Innenraumfilter für die Fahrzeugkabine.

Öl- und Kraftstofffilter für Nfz

Aber das Hauptbetätigungsfeld bei Filtrations-Neuentwicklungen zur Leistungssteigerung von Nfz bilden immer noch verbrennerbetriebene Modelle. Seit einiger Zeit hat zum Beispiel die Hengst-Gruppe für die Heavy-Duty-Motorgeneration DD15 Den5 von Daimler ein in seinen Filtereigenschaften optimiertes, besonders robust gebautes Öl-Kühlmittel-Modul mit StackFilter im Programm, das vor allem in US-amerikanischen Trucks zum Einsatz kommt. Das Bauteil filtert das Öl, sorgt für das Öl-Wasser-Wärmemanagement, enthält eine Wasserpumpe und neu auch ein Öldruckregelventil, verfügt aber insgesamt über weniger Bauteile und ist leichter im Vergleich zum Vorgängermodell. Da das Motoröl in den nordamerikanischen Wintermonaten aufgrund extrem niedriger Temperaturen zähflüssig wird und beim Auftreffen auf den Filter große Kraft entwickelt, hat das Unternehmen mit seinem Stackfilter ein Produkt mit deutlich höherem Differenzdruck entwickelt, so dass sich das Filterumgehungsventil für eine höhere Filtrationsleistung verzögert öffnen kann.

Das Ölfilter-Modul, das laut Angaben „einem Druck von 17 bar standhalten und dabei den Inhalt von vier Badewannen innerhalb einer Minute filtern“ muss, besteht aus einem teilsynthetischen Medium und wird einerseits durch Zwischenscheiben im Filtereinsatz stabilisiert, die die Länge der Falten verkürzen; die geöffneten Falten andererseits können den Druckunterschied besonders gut ausgleichen und dadurch eine recht hohe Filtrationsleistung aufrechterhalten.

Der Münsteraner Filtrationsspezialist, als Entwicklungspartner für die internationale Fahrzeug- und Motorenindustrie mit weltweit über 21 Standorten in 12 Ländern aktiv, hat zudem für MAN-Trucks eine spezielle Nfz-Dieselfiltration herausgebracht, um angesichts der vielen unterschiedlichen Dieselqualitäten eine wirksame Reinigung für moderne Dieselmotoren sicherzustellen. Dazu wurde der „individualisierte Blue-maxx-Baukasten“ entwickelt, der ein fünfstufiges Filtrationssystem mit Wasserabscheidung über das gesamte Serviceintervall enthält. Die einzelnen Stufen, die in einem Vor- und einem Hauptfilter liegen, bilden dabei ein aufeinander abgestimmtes Gesamtsystem. Die Besonderheit liegt laut Hengst in dem darin verbauten Mischventil, das bei niedrigen Temperaturen den erwärmten Dieselrücklauf mit dem kalten Diesel aus dem Kraftstofftank vermischt und dadurch verhindert, dass der Filtereinsatz durch Paraffinkristalle verblockt. Damit sichere das System die kritische Übergangszeit von Sommer- auf Winterdiesel. Die Baukastenlösung benötigt zudem insgesamt nicht nur weniger Bauraum, sondern soll deutliche Leistungssteigerungen „in Bezug auf Partikelfiltration, Wasserabscheidung und Differenzdruck bei optimaler Filter-Lebensdauer“ erzielen.

E-Fuels

Auch Mann-Filter hat für neueste Entwicklungen am Nfz-Markt Produkte auf den Markt gebracht, beispielsweise für die Nutzung synthetischer Kraftstoffe (E-Fuels), die aus Biomasse oder organischen Abfällen unter Verwendung von „erneuerbarem“ Strom aus Wasser und beispielsweise Kohlendioxid hergestellt werden; denn diese Art Sprit kann unter Umständen Dichtungen angreifen und in ihrer Funktion schädigen. Das Ludwigsburger Unternehmen verwendet derzeit bereits geprüfte, OE-freigegebene Dichtungswerkstoffe in seinen E-Fuel-Filtern für Volvo und Renault Trucks und will das diesbezügliche Programm weiter ausbauen. Und ein neuer Ölfilter für Volvo-Trucks bringt es laut eigenen Angaben auf extra große Wartungsintervalle von bis zu 150.000 Kilometern.

Elektroantrieb

Für die E-Achse, die als kompakte, platzsparende Einheit von Elektromotor, Leistungselektronik und Getriebe die Fahrzeugachse direkt antreibt, hat Mann-Filter den Nfz-Getriebeölfilter „W 7071“ entwickelt.

Da in die E-Achsen alle Antriebskomponenten integriert sind genügt zwar, so beschreibt es das Unternehmen, ein einziger Ölkreislauf für Kühlung und Schmierung; allerdings besteht so die Gefahr, dass das Öl mit Mechanik- und Elektronikkomponenten in Berührung kommt, Metallpartikel aus dem Getriebe in die Leistungselektronik und den E-Motor gelangen und die Teile beschädigen. Um diese Partikel zuverlässig aus dem System zu entfernen, hat das baden-württembergische Filtrationsunternehmen das speziell auf die Anforderungen von E-Achsen zugeschnittene, vollsynthetische Filtermedium mit hohem Abscheidegrad auf den Markt gebracht. Die Komponente soll die elektrifizierte Achse neben der Filterleistung zugleich optimal kühlen und schmieren und ist derzeit für den Mercedes-Benz eActros 300 sowie den eActros 400 erhältlich.

Als ratsam zur Erhaltung der Filterleistung empfiehlt Mann-Filter das Einhalten der Wechselintervalle nach Herstellervorgaben, da die Partikelbeladung letztendlich unvermeidlich sei. Insgesamt solle man besonders bei mo-dernen Fahrzeugen mit ihren geringeren Toleranzen auf eine zuverlässige Filtrationsleistung achten.

Luftreinigung für Busse

Auch das italienische Unternehmen für Filtrationstechnik und Thermal Management UFI Filters deckt eine ganze Bandbreite an für Fahrzeuge erhältlichen Filterlösungen ab. Zu den meistverkauften Produkten, so der Konzern, zählen Luftfilter, die den Motor durch Schutz vor Staub und Sand aus der Außenluft „atmen“ lassen, sowie Kraftstoff- und Ölfilter.

Aber nicht nur die Fahrzeugkomponenten, sondern auch die Passagiere sollen vor schädlichen Stoffen geschützt werden. Diese Funktion übernehmen Innenraumfilter, zum Beispiel aus dem Argentium-Sortiment von UFI Filters mit hoher Schutzwirkung für Busse. Wegen der starken Nachfrage für den Überland- wie den Stadtverkehr hat sich der Hersteller auf diesen Einsatzbereich spezialisiert und listet gegenwärtig insgesamt sieben Filter, passend für etwa 500 Anwendungen in Europa.

Der Argentium-Filter enthält synthetische Polymerfasern und soll stark antimikrobiell und antibakteriell wirken. „Es handelt sich um eine Innovation“, heißt es, „die den Fasern die Fähigkeit verleiht, Bakterien, Sporen und Schimmelpilze zu neutralisieren“. Die bakterielle Belastung lasse sich um mehr als 99 Prozent verringern.

Ein weiteres Beispiel für eine Filtrationslösung, die neben der Minimierung von Verschmutzung allerdings in erster Linie Korrosion verhindern soll, ist der Lufttrocknerfilter, der die Feuchtigkeit aus dem kondensierten Wasserdampf in Druckluftbremsanlagen mindert. Und zum Schutz des Hydraulikkreislaufs von Nutzfahrzeugen, Baumaschinen und industriellen Anlagen vor Verunreinigungen hat das Unternehmen mit seinem Geschäftsbereich UFI Filters Hydraulics erst im Mai dieses Jahres eine Reihe von Hydraulikfiltern in den Katalog aufgenommen, die bis Ende des Jahres noch deutlich erweitert werden soll.

Brennstoffzellen- und E-Trucks

Bei den alternativen Antrieben erwartet der norditalienische Filterspezialist eine Beschleunigung der Elektrifizierung im Bereich Nfz in Richtung Wasserstoff-Technologie und somit Brennstoffzellenantrieb. Derzeit im Test und den Angaben zufolge kurz vor der Fertigstellung sind Kathodenluftfilter zum Schutz von Brennstoffzellen vor Gasen und Partikeln. Der Serienstart wird für 2025 erwartet. Für den ersten vollelektrischen Serien-Lkw der Daimler Truck AG hat UFI als Einstieg in das Segment E-Nfz außerdem ein Kühlmodul für das Getriebeöl entwickelt. Zwei Wärmetauscher-Paare sind hierbei auf einem einzigen Aluminiumgehäuse montiert und regeln die Öltemperatur des Getriebekreislaufs. „Sie sind hocheffizient, sorgen für eine längere Lebensdauer des Getriebesystems und tragen zur Reduzierung des Gesamtenergieverbrauchs des Fahrzeugs bei“, heißt es. In Zukunft, so UFI Filters, werden noch strengere Emissionsvorschriften die Anzahl und Komplexität von Filtersystemen noch steigern und entsprechende Kenntnisse in der Anwendung erfordern.

Da auf den Straßen immer noch und wohl auf längere Zeit die weitaus meisten Nutzfahrzeuge mit traditionellen Motoren unterwegs sind, wird zudem weiterhin an einer Optimierung der entsprechenden Komponenten gearbeitet. Für Schwerlastfahrzeuge entwickelt UFI spezielle Filtrations- und Thermomanagementlösungen und arbeitet seit einigen Jahren an einem starken Ausbau des Aftermarket-Angebots für Lkw und Busse. Zum Portfolio zählt beispielsweise unter anderem auch eine zweistufige Filtrationslösung für den in Lkw immer häufiger verwendeten Biodiesel, die strengsten Anforderungen genügen soll: Hier entfernt die Primärfiltration mit einem Vorfilter Wasser und gröbere Schmutzpartikel aus dem Sprit, während die Sekundärfiltration für die Aussortierung feinster Verunreinigungen sorgt.

Flotten- oder Fahrzeugbetreibern empfiehlt Cofano, vor allem die Ölfilter häufiger zu wechseln. Denn der anspruchsvolle städtische Lieferverkehr begünstige die Zersetzung des Öls in Lkw besonders, erkennbar am Zustand des abgelassenen Mittels. Als Wartungsfehler beobachtet er häufig unter anderem eine mangelnde Reinigung der Dichtungsanlageflächen oder Ölung der Dichtungen, auch werde nicht immer das für den Filtertyp passende Werkzeug verwendet und als besonders wichtig hebt er noch die Einhaltung der jeweiligen Anzugsdrehmomente hervor. Claudia Leistritz