Modernste Dieselmotoren der EURO6d Norm haben die Stickstoffoxidemissionen (NOx)als auch die Partikelemissionen fast vollumfänglich eliminiert. Auf dem Weg zu dieserneuesten Abgasnachbehandlungstechnologie der zweiten Generation wurden ersteVersuche Ende der 2000er Jahre in den Forschungsabteilungen durchgeführt und derlangjährige Weg bis zur Serieneinführung 2016 beschritten. Bei denVorgängeremissionsnormen EURO5 und EURO6, die Fahrzeuge der Jahre 2009 bis 2017betreffen, war der Stand des Wissens weniger umfangreich. So musste die Entwicklungentlang am Stand des Wissens die physikalischen, chemischen Grenzen insbesondere derAbgasrückführsysteme, die bei EURO5 die Haupttechnologie zur NOx-Emissionsreduzierungdarstellten, ausgelotet werden. Dieses Buch soll dem Studierenden, dem fachkundigenExperten oder dem fachfremden Interessierten die Entwicklung insbesondere vonAbgasrückführsystemen, gespiegelt am weltweit vorliegenden Stand des Wissens, erklärenund den Spagat zwischen gesetzlichen Anforderungen und den naturwissenschaftlichenHerausforderungen erläutern.
Aktualisiert: 2023-05-11
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In dieser Arbeit werden hochlastige Betriebsbereiche bis zur Volllast eines Hochleistungs-Pkw-Dieselmotors betrachtet, um die Auswirkungen der Abgasrückführung auf Stickoxidemissionen, Kraftstoffverbrauch und Leistung sowie auf das Aufladesystem zu bewerten. Die Untersuchungen wurden mittels Motorprüfstand mit variabler Ansaug- und Abgasstrecke, einem frei programmierbares Steuergerät sowie einem Rapid-Prototyping-System zur Abbildung echtzeitfähiger Modelle durchgeführt.
Die Anhebung der AGR-Rate im Hochlastbereich bewirkt in erster Linie in allen Kennfeldbereichen des Verbrennungsmotors eine Absenkung der Stickoxidemissionen im Brennraum. Eine negative Auswirkung hoher AGR-Raten in niedrigen Drehzahlbereichen bzw. an der Volllast des Motors ist, dass die Leistung aufgrund einer definierten Rauchbegrenzung und dem maximalen Ladedruck durch das Aufladesystem begrenzt ist. Um dem entgegenzuwirken, wird zunächst unabhängig eines Aufladekonzeptes der Ladedruck mittels der Variabilität des Motorprüfstands erhöht, sodass eine AGR-Raten-Erhöhung bei einem konstanten Luftverhältnis realisiert werden kann. Die Vorteile dieser Ladedruckanhebung in Kombination mit der AGR sind niedrige Stickoxidemissionen und eine konstante Leistung im stationären Betriebspunkt. Die Versuche zeigen Potenziale zur Betriebsoptimierung bis hin zur Motorvolllast auf.
Abschließend wurden die Anforderungen der Ladedruckanhebung auf verschiede Aufladesysteme übertragen. Gegenstand der Untersuchungen war eine zweistufige Aufladung und eine Registeraufladung mit einem zusätzlich elektrisch angetriebenen Verdichter.
Aktualisiert: 2022-05-24
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Im Rahmen dieser Arbeit wurden sowohl (regenerative) Kraftstoffe unterschiedlicher Zusammensetzung als auch die regenerativ herstellbaren Kraftstoffkomponenten Ethanol, Isopropanol, Isobutanol und MTBE in einem direkteinspritzenden Ottomotor untersucht. Dabei wurde der Schwerpunkt auf die Emissionen von Kohlenwasserstoffen, Stickoxiden, Kohlenstoffmonoxid sowie die Partikelanzahl gelegt. Die Versuche wurden unter folgenden Betriebsbedingungen durchgeführt: eine Variation des Einspritzbeginns, eine Lambdavariation bei kaltem Motor im Katalysator-Heiz-Betrieb sowie eine AGR-Raten-Variation einer extern zugeführten und gekühlten AGR. Die Ergebnisse konnten mit der Zusammensetzung und den Eigenschaften der Kraftstoffe und Kraftstoffkomponenten in Verbindung gebracht werden. Unterstützend wurde ein 0D/1D-Simulationsmodell erstellt, in dem die Kraftstoffe mit ihren entsprechenden Eigenschaften definiert wurden. Dadurch konnten Rückschlüsse auf die Unterschiede in der Verbrennung, auf den Wirkungsgrad sowie auf die Stickoxidbildung gezogen werden.
Aktualisiert: 2023-01-01
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Modernste Dieselmotoren der EURO6d Norm haben die Stickstoffoxidemissionen (NOx)als auch die Partikelemissionen fast vollumfänglich eliminiert. Auf dem Weg zu dieserneuesten Abgasnachbehandlungstechnologie der zweiten Generation wurden ersteVersuche Ende der 2000er Jahre in den Forschungsabteilungen durchgeführt und derlangjährige Weg bis zur Serieneinführung 2016 beschritten. Bei denVorgängeremissionsnormen EURO5 und EURO6, die Fahrzeuge der Jahre 2009 bis 2017betreffen, war der Stand des Wissens weniger umfangreich. So musste die Entwicklungentlang am Stand des Wissens die physikalischen, chemischen Grenzen insbesondere derAbgasrückführsysteme, die bei EURO5 die Haupttechnologie zur NOx-Emissionsreduzierungdarstellten, ausgelotet werden. Dieses Buch soll dem Studierenden, dem fachkundigenExperten oder dem fachfremden Interessierten die Entwicklung insbesondere vonAbgasrückführsystemen, gespiegelt am weltweit vorliegenden Stand des Wissens, erklärenund den Spagat zwischen gesetzlichen Anforderungen und den naturwissenschaftlichenHerausforderungen erläutern.
Aktualisiert: 2023-04-01
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Modernste Dieselmotoren der EURO6d Norm haben die Stickstoffoxidemissionen (NOx)als auch die Partikelemissionen fast vollumfänglich eliminiert. Auf dem Weg zu dieserneuesten Abgasnachbehandlungstechnologie der zweiten Generation wurden ersteVersuche Ende der 2000er Jahre in den Forschungsabteilungen durchgeführt und derlangjährige Weg bis zur Serieneinführung 2016 beschritten. Bei denVorgängeremissionsnormen EURO5 und EURO6, die Fahrzeuge der Jahre 2009 bis 2017betreffen, war der Stand des Wissens weniger umfangreich. So musste die Entwicklungentlang am Stand des Wissens die physikalischen, chemischen Grenzen insbesondere derAbgasrückführsysteme, die bei EURO5 die Haupttechnologie zur NOx-Emissionsreduzierungdarstellten, ausgelotet werden. Dieses Buch soll dem Studierenden, dem fachkundigenExperten oder dem fachfremden Interessierten die Entwicklung insbesondere vonAbgasrückführsystemen, gespiegelt am weltweit vorliegenden Stand des Wissens, erklärenund den Spagat zwischen gesetzlichen Anforderungen und den naturwissenschaftlichenHerausforderungen erläutern.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Aktualisiert: 2023-03-27
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Dieselmotoren weisen im realen Fahrbetrieb eine deutlich höhere Stickoxidemission auf, als im Labortest für die Zertifizierung. Dies ist einer der Gründe für erhöhte Stickstoffdioxidkonzentrationen an vielen europäischen Messstationen, vor allem in Städten. Daher wird in Zukunft die Einhaltung der Emissionsgrenzwerte im normalen Straßenverkehr mit mobiler Messtechnik überprüft. Diese Testprozedur stellt eine große Herausforderung für die Fahrzeugentwicklung dar, weil die Einhaltung der Emissionen unter allen Fahrbedingungen garantiert werden muss. Sowohl Verbrennung als auch Abgasnachbehandlung müssen mit hoher Genauigkeit während des dynamischen Motorbetriebs geregelt und überwacht werden.
In vorliegender Arbeit wird eine Methodik vorgestellt, mit der sowohl die Stickoxidemission als auch die Abgasrückführrate im dynamischen Motorbetrieb modelliert wird. Die erstellten Modelle können in der Motor-ECU als echtzeitfähige, virtuelle Sensoren für die Regelung von Verbrennung und Abgasnachbehandlung verwendet werden. Weiterhin wird die Methodik durch statistische Verfahren erweitert, um das Abgasrückführsystem kontinuierlich im Rahmen der Onboard-Diagnose zu überwachen.
Aktualisiert: 2019-12-12
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Im Rahmen dieser Arbeit wurden Langzeitversuche über den Aufbau von Ablagerungsschichten in Doppelrohrwärmeübertragern infolge der Beaufschlagung mit Dieselrohemissionen durchgeführt. Es wurde festgestellt, dass die Ablagerungen insbesondere durch Partikel und auskondensierende Komponenten wie Kohlenwasserstoffe entstehen, wodurch an der Innenseite der Kühlerrohre eine stark isolierende Schicht erzeugt wird. Die Mechanismen des Schichtaufbaus wurden in Abhängigkeit von der Abgaszusammensetzung sowie von allgemeinen Prozessgrößen modelliert und anhand der Messergebnisse validiert.
Aktualisiert: 2022-12-03
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Um die zukünftig geltenden Emissionsgrenzwerte weltweit einhalten zu können, müssen die Ruß- und Stickoxidemissionen des Dieselmotors durch inner- und außermotorische Maßnahmen nachhaltig reduziert werden. Eine Möglichkeit dieses Ziel zu erreichen, bietet ein Dieselmotor, der mit einer Hoch- und Niederdruck-Abgasrückführung sowie mit modernen Systemen zur Abgasnachbehandlung ausgestattet ist.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird auf der Basis von Modellstrukturen ein modulares Luftsystem-Management für einen Pkw-Dieselmotor entwickelt und erprobt, welches die vielfältigen Anforderungen dieses Motorkonzepts bei nur geringem Parametrierungs- und Ressourcenbedarf erfüllt. Es ist in der Lage die Sollwerte unterschiedlicher Führungsgrößen bei hoher Güte einzeln oder parallel einzuregeln und dynamisch zwischen diesen zu wechseln. Für einen hohen motorischen Wirkungsgrad werden weiterhin die zukünftigen Verläufe wichtiger Einflussgrößen in jedem Regeltakt prädiziert und gezeigt, dass auf diese Weise nur minimale Drosselverluste im Luftsystem entstehen. Wichtige Voraussetzungen für innovative Verbrennungsverfahren und für die zunehmende Anzahl an speziellen Regenerationsstrategien für Dieselpartikelfilter und NOx-Speicherkatalysatoren werden somit erfüllt.
Aktualisiert: 2018-10-22
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