Für die Motoren- und Abgasnachbehandlungsentwicklung bei Nutzfahrzeugen muss der Kundennutzen im Vordergrund stehen. Die Erarbeitung einer globalen Strategie muss dabei auch marktspezifische Besonderheiten berücksichtigen. In Europa wird sich beispielsweise das harnstoffbasierende SCR-Verfahren (Selective Catalytic Reduction) für EURO4 im Fernverkehr weitestgehend durchsetzen. In den USA ist es dagegen bisher nicht gelungen, den Markt von den Vorteilen dieses Verfahren zu überzeugen. Der Vergleich der verschiedenen Abgastestverfahren in den emissionskritischen Märkten Japan, USA und Europa zeigt deutlich, dass unterschiedliche Kennfeldbereiche zu optimieren sind. Die vereinfachte Analyse der instationären Betriebszustände lässt den europäischen Transientzyklus ETC diesbezüglich als besonders anspruchsvoll erkennen. Im Vergleich ausgewählter NOx- und PM-Minderungstechnologien sind harnstoffbasierende SCR-Verfahren bezüglich Life-Cycle-Costs die kostengünstigsten Verfahren. Dies wird am Beispiel EURO5, US'07 und US' 10 dargelegt. Üblicherweise erlaubt eine Optimierung des Brennverfahrens, den NOx-PM-Trade-off günstig zu gestalten. In diesem Zusammenhang werden Verfahren der Abgasrückführung, Einsatz von Partikelfiltern, Verwendung von harnstoffbasierenden SCR-Verfahren sowie der Adsorber-Katalysator näher betrachtet. Neben der NOx-PM-Kompromissdarstellung gibt es auch einen NOx-Verbrauch-Trade-off. Langjährige Erfahrungen mit verschiedensten Brennverfahren gestatten die grobe Vorhersage von Streckenverbräuchen abhängig von der NOx-Motorenemission. Die Charakterisierung der Abgasrückführungssysteme bei DaimlerChrysler erlaubt die Zuordnung einer NOx-Emissionsreduktion im ESC-Zyklus. Ebenso kann eine entsprechende Verschlechterung im Kraftstoffverbrauch gefunden werden. Durch Überlagerung der durch Brennverfahren und durch gewählte Abgasrückführung bedingten NOx-Verbrauchs-Kurven kann eine Abhängigkeit des Kraftstoffverbrauchs von der NOx-Emission gefunden werden. Mit Hilfe der gefundenen Kurvenscharen kann theoretisch für jede Emissionsstufe das beste Brennverfahren in Kombination mit AGR-Anforderungen abgelesen werden.
Technologiebewertung für zukünftige globale Abgasemissionsstandards bei Nutzfahrzeugmotoren
Emission Control, 2 ; 305-329
2004
25 Seiten, 22 Bilder, 5 Quellen
Conference paper
German
Abgasturboladerkonzepte fur heutige und zukunftige Nutzfahrzeugmotoren
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