FVV-Berichte

Auszug

Mit dem wirtschaftlichen und technologischen Aufschwung in Brasilien, Russland, Indien, China und Südafrika, den sogenannten BRICS-Staaten, steigt die Anzahl der Dieselanwendungen im Onroad- und Nonroad-Bereich rapide an. Durch die vermehrte Mobilität und wachsende Industrie vervielfachen sich die Partikel- und Stickoxidemissionen. Die Einhaltung der aktuellen Emissionsgrenzwerte mittels Dieseloxidationskatalysator (DOC), Dieselrußpartikelfilter (DPF) und Selektiver Katalytischer Reduktion (SCR) ist in den BRICS-Staaten aus Kostengründen undenkbar, sodass auf kostengünstigere SCR-only-Systeme zurückgegriffen werden muss. Aufgrund mangelnder Kraftstoffqualität werden hierbei vorwiegend robuste SCR-Katalysatoren auf Vanadium-Basis (V-SCR) eingesetzt, die bei einer Schwefelbeladung kaum eine Verschlechterung der Konvertierung zeigen. Der Partikeloxidationseffekt wurde zwar bereits in wissenschaftlichen Arbeiten untersucht, der Wirkmechanismus im Zusammenspiel mit der motorischen Verbrennung jedoch nicht gezielt auf alle EinflussgrÖßen hin erforscht. Dieser Fragestellung hat man sich nun in einem FVV-Eigenmittelprojekt angenommen. Mit der Variation des Einspritzzeitpunkts, des Ladedrucks, der Abgasrückführrate und des Raildrucks kann sowohl die Verbrennung im Motor als auch das resultierende Abgas beeinflusst werden. Diese Parametervariationen wirken sich direkt auf die Emissionen Engine-Out als auch auf das Oxidationsverhalten der Partikel im Katalysator aus. Zudem wurde die Wechselwirkung zwischen der Partikeloxidation und der SCR-Reaktion untersucht. Um den Einfluss eines geschädigten Motors mit erhÖhtem Öleintrag in den Abgasstrang aufzuzeigen, wurde eine Dosiervorrichtung für Öl in das Abgassystem implementiert und die sich daraus ergebenden Effekte detektiert. Am Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Fahrzeugantriebe der Technischen Universität Darmstadt wurde der motorische Einfluss untersucht. Das Institut für Technische Chemie und Polymerchemie des Karlsruher Instituts für Technologie untersuchte den Oxidationseffekt von der katalytischen Seite am Synthesegasprüfstand. Aus den Untersuchungsergebnissen wurde ein globalkinetisches Modell erstellt, das am Motorenprüfstand der TU Darmstadt validiert wurde. Mit dem neu gewonnenen Systemverständnis ist es nun mÖglich, den Partikeloxidationseffekt sowohl bei der Applikation des Verbrennungsmotors als auch bei der Entwicklung des SCR-Katalysators nutzbar zu machen.

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