Die Einführung der Emissionsgrenzwerte IMO Tier III bedeutet eine drastische Absenkung der Stickoxidemissionen bei Schiffsmotoren. Eine sehr wirkungsvolle Maßnahme zur Reduzierung von Stickoxiden ist die von PKW und Nutzfahrzeugen bekannte AGR (Abgasrückführung). In einem kooperativen Forschungsvorhaben der TU Braunschweig, der FVTR GmbH, der Universität Rostock und der Caterpillar Motoren GmbH wird der Einsatz der AGR am mittelschnelilaufenden Großdieselmotor im Hochlastbereich untersucht. In diesem Beitrag wird über die zur Einhaltung der IMO (International Maritime Organisation) Tier III mittels AGR erforderlichen Maßnahmen berichtet. Es wird die erforderliche AGR-Rate ermittelt und die rechnerische Motorauslegung vorgestellt. Im Weiteren werden der Prüfstandsaufbau und erste Versuchsergebnisse gezeigt. Dass die Abgasrückführung ein probates Mittel zur Reduzierung der Stickoxidemission darstellt, ist im PKW- und Nutzfahrzeugbereich hinreichend bekannt. Die vorliegenden Simulationen und experimentellen Versuche zeigen dieses Potenzial auch für den Großmotorenbereich. Es zeigt sich, dass sich der Einsatz der AGR im Großdieselbereich nahezu verbrauchsneutral abbilden lässt. Der Ruß-NO(x)-Trade-Off bei Einsatz von AGR lässt sich ebenfalls für den Großmotorenbereich bestätigen. Die Beeinflussung dieses Trade-Offs ist gleichfalls möglich, um eine gute Reduktion der NO(x)-Emission bei gleichzeitig geringem Anstieg der FSN (Filter Smoke Number) zu erreichen. Als beste Methode zur Beeinflussung hat sich bis jetzt die Raildruckerhöhung herausgestellt. Die weiteren theoretischen Untersuchungen werden sich mit der Auswertung der Motorversuche im Hinblick auf die thermodynamischen Auswirkungen der AGR und der Verfahren zur Verbesserung des Ruß-NO(x)-Trade-Offs befassen. Auf Basis der in den Motorversuchen erhaltenen Ergebnisse werden vorhandene Berechnungsmodelle validiert und erweitert. Anhand dieser Modelle wird die Serientauglichkeit eines Systems mit AGR für IMO Tier III erforscht. Die nächsten Schritte der praktischen Untersuchungen werden den Einfluss der Nacheinspritzung beleuchten. Die weiteren Versuche sollen zeigen, ob der Einsatz der Nacheinspritzung auch in Kombination mit der Verschiebung des SOI (Start of Injection) nach früh und/oder einer Raildruckanhebung Verfahren sind, die es ermöglichen, möglichst verbrauchsneutral in den IMO-Tier-Ill-Zielbereich zu gelangen.
Potenziale und Herausforderungen bei der Anwendung der Abgasrückführung am mittelschnelllaufenden Schiffsdieselmotor vor dem Hintergrund der IMO Tier III
Potentials and challenges at the application of the exhaust gas recirculation at the medium-speed ship diesel engine against the background of the IMO Tier III
2010
17 Seiten, 17 Bilder, 2 Tabellen, 3 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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