Die Anforderungen an den Dieselmotor hinsichtlich Emissionen, Verbrauch, Leistung und Komfort steigen kontinuierlich. Ein wesentlicher Bestandteil zur Erreichung dieser Ziele ist das Luftsystem bestehend aus Abgasturbolader (ATL), Abgasrückführung (AGR) und Drossel- bzw. Regelklappe (RKL). Die Abgasrückführung ist ein zentraler Bestandteil zur Verringerung der NO(x)-Roh-Emissionen. Eine präzise Regelung ist erforderlich, um den optimalen Kompromiss zwischen den beiden wesentlichen Emissionen NO(x) und Ruß zu garantieren. Um die Toleranzen des Gesamtsystems zu beherrschen, sind geschlossene Regelkreise heute Stand der Technik. Das Aufladesystem wird mit Hilfe eines Ladedrucksensors geregelt, und die Einstellung der AGR erfolgt indirekt durch die Messung des Frischluftmassenstroms über einen Heißfilmluftmassenmesser (HFM). Da jedoch die verwendeten Sensoren toleranzbehaftet sind, werden im Steuergerät Software-Abgleichfunktionen implementiert, die es erlauben, die Systemtoleranzen weiter zu reduzieren. Im Rahmen der hier vorgestellten Untersuchung werden unterschiedliche Kombinationen dieser Abgleichfunktionen betrachtet. Diese Abgleichfunktionen sind untereinander verknüpft und ihre Wirkungen überlagern sich betriebspunktabhängig zu einer Gesamt-Emissionstoleranz. Daher kann eine Bewertung nicht durch isolierte Betrachtung jeder Einzelfunktion sondern nur im Gesamtsystemverbund erfolgen. Zur Bestimmung der Emissionsstreuungen des Gesamtsystems wird eine Monte-Carlo-Simulation mit 1000 Einzelfahrzeugen basierend auf Komponenten mit typischen Fertigungstoleranzen durchgeführt. Dabei werden die Fahrzeuge mit einer bestimmten Kombination von Abgleichfunktionen ausgerüstet und die Emissionen jedes Einzelfahrzeugs im neuen europäischen Fahrzyklus (NEDC) mit einem stationären Simulationsmodell bestimmt. Der Vergleich der Emissionsverteilungen für unterschiedliche Systemkonzepte zeigt deutlich, wie die einzelnen Abgleichfunktionen und deren Kombination die Drift und die Streuung der Emissionen beeinflussen und ggf. deutlich reduzieren können.
Toleranzuntersuchung verschiedener AGR-Regelkonzepte am Dieselmotor
Analysis of tolerance influences on NEDC emissions for EU5 vehicles
2007
17 Seiten, 4 Bilder, 1 Tabelle, 2 Quellen
Folienbeitrag in engl.
Conference paper
German
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