Der Partikelfilter ist aus modernen Dieselfahrzeugen für die Erfüllung geltender und zukünftiger Emissions- wie Kundenanforderungen nicht mehr wegzudenken. Trotz der langjährigen Erfahrungen aus Entwicklung und Serie fließen neben der produktspezifischen Weiterentwicklung noch immer neue, funktionale Verbesserungen in die jüngsten Produktgenerationen ein. Der im DPF gesammelte Ruß wird aber nicht nur durch überschüssigen Sauerstoff oxidiert. Unter Einwirkung von Stickstoffdioxid findet eine kontinuierliche, passive Regeneration bereits bei niedrigen Temperaturen statt. Dies wird als Continuous Regenerating Trap (CRT)-Effekt bezeichnet und wurde von der Firma Johnson Matthey in den Neunzigerjahren erstmals beschrieben. Das Ziel der dargestellten Untersuchungen ist es, diesen Effekt mit geeigneten Versuchen in seiner Parametersensitivität zu analysieren. Auf Basis der Messungen wird ein reaktionskinetisches Simulationsmodell erstellt und bedatet, um die passive Regeneration des DPF im Motorkennfeld abzubilden. Mit den reaktionskinetischen Modellen können schließlich die im Steuergerät abgelegten Funktionen zur Beladungserfassung verfeinert werden. Weitere Effizienzpotenziale ergeben sich durch das gezielte Herbeiführen der passiven Regeneration, um somit die Häufigkeit der aktiven thermischen Regeneration und damit die CO2-Emissionen zu verringern. Die passive Regeneration konnte für den untersuchten DPF nachgewiesen und quantifiziert werden. Als maßgebliche Parameter haben sich die Gastemperatur und das NO2-Angebot herausgestellt. Der Differenzdruck über DPF und die Massenbilanz stellen die aussagekräftigsten Indikatoren im Versuchsumfeld der Entwicklung dar. Mit dem parametrierten Simulationsmodell lässt sich die Rußmassenreduktion durch die passive Regeneration in der Beladungserfassung motorbetriebspunktabhängig besser abbilden und somit die Regenerationshäufigkeit des DPF verringern. Auch eine Weiterentwicklung einer bestehenden Beladungserfassung um die passive Regeneration basierend auf chemisch/physikalischen Modellen ist mit Hilfe der Simulation effizient möglich. Positiv hervorzuheben sind neben der Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs auch die geringere thermische Belastung des DPF sowie die Verringerung von Kraftstoffeintrag in das Motoröl durch Kraftstoffwandbenetzung.
CO2-neutrale Partikelreduzierung im Diesel-Partikelfilter
Motortechnische Zeitschrift ; 71 , 5 ; 354-359
2010
6 Seiten, 5 Bilder, 4 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
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