In diesem Beitrag wird der Partikelfilter als Teil im Gesamtsystem betrachtet und durch Simulation werden einzelne Auslegungs-Parameter gegeneinander bewertet. Kriterium hierfür ist insbesondere der Einfluss auf den mittleren Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs. Es ergeben sich bei der Auslegung des Systems Zielkonflikte, die mit Hilfe des Rechenmodells dargestellt und untersucht werden können. Es wird gezeigt, wie wichtig die genaue Kenntnis der Gegendruck-Charakteristik des mit Russ und Asche beladenen Filters ist, um den Regenerationsprozess so zu steuern, dass der Kraftstoffverbrauch über die Fahrzeuglebensdauer minimiert wird und Schäden an Motor oder Filter vermieden werden. Die thermische Auslegung des Abgassystems und die Materialauswahl spielen dabei eine entscheidende Rolle. Alternativen zum Silizium-Carbid sind durchaus möglich, sofern das Gesamtsystem auf die entsprechenden Materialgrenzen abgestimmt ist. Insbesondere offenbart sich aber, dass sich die motornahe Lage des Partikelfilters durch den hohen Einfluss des Gegendrucks bei Turboanwendungen vor allem bei hohen Lastpunkten nachteilig auswirkt. Auch werden die Vor- und Nachteile des katalytisch beschichteten Filters im Vergleich zum Additiv-unterstützten System diskutiert, wobei die beschichtete Lösung neben der Wartungsfreiheit vor allem Emissionsvorteile aufweist. Da für jede Anwendung spezielle Randbedingungen berücksichtigt werden müssen, kann man keine goldene Regel für die Auslegung eines Partikelfilters aufstellen. Dennoch scheinen die dargestellten Beziehungen allgemein gültig und sollten es erlauben, zukünftige Partikelfilter-Systeme im Hinblick auf Kosten und Kraftstoffverbrauch weiter zu optimieren.
Diesel particulate filters will become a leading exhaust emissions aftertreatment device in passenger vehicle applications in the near future. Despite the fast progress in technology, there are still challenges to overcome with respect to cost, performance and fuel economy with Diesel filter systems. This paper intends to demonstrate which conflicts are encountered when designing a filter application and to propose an approach to explore further development potential. To do this, a simulation program is developed and used to do parametric studies around filter design options, supported by real world data. The target development criteria is the optimization of total fuel economy through component selection, exhaust system layout and engine controls, without affecting system durability. In addition the catalyzed soot filter is compared to the additive system.
Katalytisch beschichtete Diesel Partikelfilter - Optimierung durch Integration von Komponenten und Motormanagement
Catalyzed diesel particulate trap - components and engine controls integration for an optimum performance
2005
26 Seiten, 21 Bilder, 8 Quellen
Conference paper
German
Automotive engineering | 2005
|Automotive engineering | 2003
|Modernes Motormanagement zur Optimierung des Betriebes
Automotive engineering | 1998
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