Mit der Entwicklung der Hochdruckeinspritztechnik und aufgrund der höheren Freiheitsgrade moderner Systeme kann der NO(x)-Partikel-Trade-off gegenüber herkömmlichen Einspritzsystemen zu niedrigeren Emissionen hin verschoben werden. Einhergehend damit ist jedoch ein starker Anstieg der Kohlenmonoxid-Emission. Deshalb sollten im vorgestellten Forschungsvorhaben die Ruß- und CO-Bildung sowie deren Oxidation unter Berücksichtigung der örtlichen O2-Konzentration und Temperatur im Zylinder untersucht werden. Experimentell gewonnene Ergebnisse sollten dazu dienen, direkt Lösungsmöglichkeiten zur Verbesserung der motorischen Rohemission aufzuzeigen sowie Eingabegrößen für die Entwicklung eines 3-Schritt-CO-Modells zur Verfügung zu stellen. Als Versuchsträger stand ein moderner Dieselmotor mit optischer Ausstattung und der Möglichkeit zur Applikation eines schnellen Gasentnahmeventils zur Verfügung. Im Beitrag werden die konstruktive Ausführung des Versuchsträgers, die untersuchten Betriebspunkte, die Gasentnahmetechnik sowie die verschiedenen optischen Messverfahren erläutert. Zur Modellierung der CO-Emission werden zunächst die Grundlagenuntersuchungen kurz dargestellt, dabei wird auf CO-Bildung, CO-Oxidation und Gleichgewicht vs. Kinetik eingegangen. Anschließend wird das CO-Modell anhand folgender Punkte erläutert: Kinetik Lll und Eigenleuchten, Gasentnahme, Raman-Messung. Die Analyse CO-Bildung und Oxidation wird beschrieben anhand: Abgas der Voreinspritzung, Kernbereich des Strahls der Haupteinspritzung, Randbereich des Strahls der Haupteinspritzung. Die detaillierte Analyse der CFD-Ergebnisse liefert eine Erklärung für den Ruß-CO-Konflikt: Es gibt große Bereiche im Brennraum, in denen Ruß und CO parallel gebildet und oxidiert werden. Während der Verbrennung treten hier die höchsten CO-Konzentrationen auf. Diese werden aber bedingt durch die hohen Temperaturen in diesen Zonen während der Expansionsphase nahezu vollständig oxidiert. In anderen Bereichen findet eine magere, rußfreie Verbrennung mit niedrigen Temperaturen statt. Hier friert die CO-Oxidation schon in sehr frühen Phasen der Verbrennung ein. Aus diesen Bereichen stammen die CO-Abgasemissionen.
Reduktionspotenzial für Ruß und Kohlenmonoxid bei modernen Pkw-DI-Dieselmotoren
The potential for soot and CO reduction in modern direct injection diesel engines for cars
Motortechnische Zeitschrift ; 65 , 11 ; 916-923
2004
8 Seiten, 10 Bilder, 2 Tabellen, 6 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
Reduktionspotential fuer Russ und Kohlenmonoxid bei modernen Pkw DI Dieselmotoren
Kraftfahrwesen | 2004
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